]> git.proxmox.com Git - mirror_edk2.git/blobdiff - OvmfPkg/README
OvmfPkg/README: add HTTPS Boot
[mirror_edk2.git] / OvmfPkg / README
index 3e761444a8dc13b97f5f87a82c8d7c866627d500..7415419d2dd7befae31da17082a68312d82c0afd 100644 (file)
@@ -5,21 +5,429 @@ The Open Virtual Machine Firmware (OVMF) project aims
 to support firmware for Virtual Machines using the edk2\r
 code base.  More information can be found at:\r
 \r
-  https://edk2.tianocore.org/OVMF.html\r
+http://www.tianocore.org/ovmf/\r
 \r
 === STATUS ===\r
 \r
-Current status: Alpha\r
-\r
 Current capabilities:\r
 * IA32 and X64 architectures\r
-* QEMU (0.9.1 or later)\r
+* QEMU (0.10.0 or later)\r
   - Video, keyboard, IDE, CD-ROM, serial\r
   - Runs UEFI shell\r
-* UEFI Linux has booted (but is not stable)\r
+  - Optional NIC support.  Requires QEMU (0.12.2 or later)\r
+* UEFI Linux boots\r
+* UEFI Windows 8 boots\r
+* UEFI Windows 7 & Windows 2008 Server boot (see important notes below!)\r
 \r
 === FUTURE PLANS ===\r
 \r
-* Stabilize UEFI Linux boot\r
 * Test/Stabilize UEFI Self-Certification Tests (SCT) results\r
 \r
+=== BUILDING OVMF ===\r
+\r
+Pre-requisites:\r
+* Build environment capable of build the edk2 MdeModulePkg.\r
+* A properly configured ASL compiler:\r
+  - Intel ASL compiler: Available from http://www.acpica.org\r
+  - Microsoft ASL compiler: Available from http://www.acpi.info\r
+* NASM: http://www.nasm.us/\r
+\r
+Update Conf/target.txt ACTIVE_PLATFORM for OVMF:\r
+                             PEI arch   DXE arch   UEFI interfaces\r
+* OvmfPkg/OvmfPkgIa32.dsc      IA32       IA32           IA32\r
+* OvmfPkg/OvmfPkgIa32X64.dsc   IA32       X64            X64\r
+* OvmfPkg/OvmfPkgX64.dsc       X64        X64            X64\r
+\r
+Update Conf/target.txt TARGET_ARCH based on the .dsc file:\r
+                             TARGET_ARCH\r
+* OvmfPkg/OvmfPkgIa32.dsc     IA32\r
+* OvmfPkg/OvmfPkgIa32X64.dsc  IA32 X64\r
+* OvmfPkg/OvmfPkgX64.dsc      X64\r
+\r
+Following the edk2 build process, you will find the OVMF binaries\r
+under the $WORKSPACE/Build/*/*/FV directory.  The actual path will\r
+depend on how your build is configured.  You can expect to find\r
+these binary outputs:\r
+* OVMF.FD\r
+  - Please note!  This filename has changed.  Older releases used OVMF.Fv.\r
+* OvmfVideo.rom\r
+  - This file is not built separately any longer, starting with svn r13520.\r
+\r
+More information on building OVMF can be found at:\r
+\r
+https://github.com/tianocore/tianocore.github.io/wiki/How%20to%20build%20OVMF\r
+\r
+=== RUNNING OVMF on QEMU ===\r
+\r
+* QEMU 0.12.2 or later is required.\r
+* Be sure to use qemu-system-x86_64, if you are using and X64 firmware.\r
+  (qemu-system-x86_64 works for the IA32 firmware as well, of course.)\r
+* Use OVMF for QEMU firmware (3 options available)\r
+  - Option 1: QEMU 1.6 or newer; Use QEMU -pflash parameter\r
+    * QEMU/OVMF will use emulated flash, and fully support UEFI variables\r
+    * Run qemu with: -pflash path/to/OVMF.fd\r
+    * Note that this option is required for running SecureBoot-enabled builds\r
+      (-D SECURE_BOOT_ENABLE).\r
+  - Option 2: Use QEMU -bios parameter\r
+    * Note that UEFI variables will be partially emulated, and non-volatile\r
+      variables may lose their contents after a reboot\r
+    * Run qemu with: -bios path/to/OVMF.fd\r
+  - Option 3: Use QEMU -L parameter\r
+    * Note that UEFI variables will be partially emulated, and non-volatile\r
+      variables may lose their contents after a reboot\r
+    * Either copy, rename or symlink OVMF.fd => bios.bin\r
+    * Use the QEMU -L parameter to specify the directory where the bios.bin\r
+      file is located.\r
+* The EFI shell is built into OVMF builds at this time, so it should\r
+  run automatically if a UEFI boot application is not found on the\r
+  removable media.\r
+* On Linux, newer version of QEMU may enable KVM feature, and this might\r
+  cause OVMF to fail to boot.  The QEMU '-no-kvm' may allow OVMF to boot.\r
+* Capturing OVMF debug messages on qemu:\r
+  - The default OVMF build writes debug messages to IO port 0x402.  The\r
+    following qemu command line options save them in the file called\r
+    debug.log: '-debugcon file:debug.log -global isa-debugcon.iobase=0x402'.\r
+  - It is possible to revert to the original behavior, when debug messages were\r
+    written to the emulated serial port (potentially intermixing OVMF debug\r
+    output with UEFI serial console output).  For this the\r
+    '-D DEBUG_ON_SERIAL_PORT' option has to be passed to the build command (see\r
+    the next section), and in order to capture the serial output qemu needs to\r
+    be started with eg. '-serial file:serial.log'.\r
+  - Debug messages fall into several categories.  Logged vs. suppressed\r
+    categories are controlled at OVMF build time by the\r
+    'gEfiMdePkgTokenSpaceGuid.PcdDebugPrintErrorLevel' bitmask (an UINT32\r
+    value) in the selected .dsc file.  Individual bits of this bitmask are\r
+    defined in <MdePkg/Include/Library/DebugLib.h>.  One non-default bit (with\r
+    some performance impact) that is frequently set for debugging is 0x00400000\r
+    (DEBUG_VERBOSE).\r
+  - The RELEASE build target ('-b RELEASE' build option, see below) disables\r
+    all debug messages.  The default build target is DEBUG.\r
+\r
+=== Build Scripts ===\r
+\r
+On systems with the bash shell you can use OvmfPkg/build.sh to simplify\r
+building and running OVMF.\r
+\r
+So, for example, to build + run OVMF X64:\r
+$ OvmfPkg/build.sh -a X64\r
+$ OvmfPkg/build.sh -a X64 qemu\r
+\r
+And to run a 64-bit UEFI bootable ISO image:\r
+$ OvmfPkg/build.sh -a X64 qemu -cdrom /path/to/disk-image.iso\r
+\r
+To build a 32-bit OVMF without debug messages using GCC 4.5:\r
+$ OvmfPkg/build.sh -a IA32 -b RELEASE -t GCC45\r
+\r
+=== SMM support ===\r
+\r
+Requirements:\r
+* SMM support requires QEMU 2.5.\r
+* The minimum required QEMU machine type is "pc-q35-2.5".\r
+* SMM with KVM requires Linux 4.4 (host).\r
+\r
+OVMF is capable of utilizing SMM if the underlying QEMU or KVM hypervisor\r
+emulates SMM. SMM is put to use in the S3 suspend and resume infrastructure,\r
+and in the UEFI variable driver stack. The purpose is (virtual) hardware\r
+separation between the runtime guest OS and the firmware (OVMF), with the\r
+intent to make Secure Boot actually secure, by preventing the runtime guest OS\r
+from tampering with the variable store and S3 areas.\r
+\r
+For SMM support, OVMF must be built with the "-D SMM_REQUIRE" option. The\r
+resultant firmware binary will check if QEMU actually provides SMM emulation;\r
+if it doesn't, then OVMF will log an error and trigger an assertion failure\r
+during boot (even in RELEASE builds). Both the naming of the flag (SMM_REQUIRE,\r
+instead of SMM_ENABLE), and this behavior are consistent with the goal\r
+described above: this is supposed to be a security feature, and fallbacks are\r
+not allowed. Similarly, a pflash-backed variable store is a requirement.\r
+\r
+QEMU should be started with the options listed below (in addition to any other\r
+guest-specific flags). The command line should be gradually composed from the\r
+hints below. '\' is used to extend the command line to multiple lines, and '^'\r
+can be used on Windows.\r
+\r
+* QEMU binary and options specific to 32-bit guests:\r
+\r
+  $ qemu-system-i386 -cpu coreduo,-nx \\r
+\r
+  or\r
+\r
+  $ qemu-system-x86_64 -cpu <MODEL>,-lm,-nx \\r
+\r
+* QEMU binary for running 64-bit guests (no particular options):\r
+\r
+  $ qemu-system-x86_64 \\r
+\r
+* Flags common to all SMM scenarios (only the Q35 machine type is supported):\r
+\r
+  -machine q35,smm=on,accel=(tcg|kvm) \\r
+  -m ... \\r
+  -smp ... \\r
+  -global driver=cfi.pflash01,property=secure,value=on \\r
+  -drive if=pflash,format=raw,unit=0,file=OVMF_CODE.fd,readonly=on \\r
+  -drive if=pflash,format=raw,unit=1,file=copy_of_OVMF_VARS.fd \\r
+\r
+* In order to disable S3, add:\r
+\r
+  -global ICH9-LPC.disable_s3=1 \\r
+\r
+=== Network Support ===\r
+\r
+OVMF provides a UEFI network stack by default. Its lowest level driver is the\r
+NIC driver, higher levels are generic. In order to make DHCP, PXE Boot, and eg.\r
+socket test utilities from the StdLib edk2 package work, (1) qemu has to be\r
+configured to emulate a NIC, (2) a matching UEFI NIC driver must be available\r
+when OVMF boots.\r
+\r
+(If a NIC is configured for the virtual machine, and -- dependent on boot order\r
+-- PXE booting is attempted, but no DHCP server responds to OVMF's DHCP\r
+DISCOVER message at startup, the boot process may take approx. 3 seconds\r
+longer.)\r
+\r
+* For each NIC emulated by qemu, a GPLv2 licensed UEFI driver is available from\r
+  the iPXE project. The qemu source distribution, starting with version 1.5,\r
+  contains prebuilt binaries of these drivers (and of course allows one to\r
+  rebuild them from source as well). This is the recommended set of drivers.\r
+\r
+* Use the qemu -netdev and -device options, or the legacy -net option, to\r
+  enable NIC support: <http://wiki.qemu.org/Documentation/Networking>.\r
+\r
+* For a qemu >= 1.5 binary running *without* any "-M machine" option where\r
+  "machine" would identify a < qemu-1.5 configuration (for example: "-M\r
+  pc-i440fx-1.4" or "-M pc-0.13"), the iPXE drivers are automatically available\r
+  to and configured for OVMF in the default qemu installation.\r
+\r
+* For a qemu binary in [0.13, 1.5), or a qemu >= 1.5 binary with an "-M\r
+  machine" option where "machine" selects a < qemu-1.5 configuration:\r
+\r
+  - download a >= 1.5.0-rc1 source tarball from <http://wiki.qemu.org/Download>,\r
+\r
+  - extract the following iPXE driver files from the tarball and install them\r
+    in a location that is accessible to qemu processes (this may depend on your\r
+    SELinux configuration, for example):\r
+\r
+    qemu-VERSION/pc-bios/efi-e1000.rom\r
+    qemu-VERSION/pc-bios/efi-ne2k_pci.rom\r
+    qemu-VERSION/pc-bios/efi-pcnet.rom\r
+    qemu-VERSION/pc-bios/efi-rtl8139.rom\r
+    qemu-VERSION/pc-bios/efi-virtio.rom\r
+\r
+  - extend the NIC's -device option on the qemu command line with a matching\r
+    "romfile=" optarg:\r
+\r
+    -device e1000,...,romfile=/full/path/to/efi-e1000.rom\r
+    -device ne2k_pci,...,romfile=/full/path/to/efi-ne2k_pci.rom\r
+    -device pcnet,...,romfile=/full/path/to/efi-pcnet.rom\r
+    -device rtl8139,...,romfile=/full/path/to/efi-rtl8139.rom\r
+    -device virtio-net-pci,...,romfile=/full/path/to/efi-virtio.rom\r
+\r
+* Independently of the iPXE NIC drivers, the default OVMF build provides a\r
+  basic virtio-net driver, located in OvmfPkg/VirtioNetDxe.\r
+\r
+* Also independently of the iPXE NIC drivers, Intel's proprietary E1000 NIC\r
+  driver (from the BootUtil distribution) can be embedded in the OVMF image at\r
+  build time:\r
+\r
+  - Download BootUtil:\r
+    - Navigate to\r
+      https://downloadcenter.intel.com/download/19186/Ethernet-Intel-Ethernet-Connections-Boot-Utility-Preboot-Images-and-EFI-Drivers\r
+    - Click the download link for "PREBOOT.EXE".\r
+    - Accept the Intel Software License Agreement that appears.\r
+    - Unzip "PREBOOT.EXE" into a separate directory (this works with the\r
+      "unzip" utility on platforms different from Windows as well).\r
+    - Copy the "APPS/EFI/EFIx64/E3522X2.EFI" driver binary to\r
+      "Intel3.5/EFIX64/E3522X2.EFI" in your WORKSPACE.\r
+    - Intel have stopped distributing an IA32 driver binary (which used to\r
+      match the filename pattern "E35??E2.EFI"), thus this method will only\r
+      work for the IA32X64 and X64 builds of OVMF.\r
+\r
+  - Include the driver in OVMF during the build:\r
+    - Add "-D E1000_ENABLE" to your build command (only when building\r
+      "OvmfPkg/OvmfPkgIa32X64.dsc" or "OvmfPkg/OvmfPkgX64.dsc").\r
+    - For example: "build -D E1000_ENABLE".\r
+\r
+* When a matching iPXE driver is configured for a NIC as described above, it\r
+  takes priority over other drivers that could possibly drive the card too:\r
+\r
+                         | e1000  ne2k_pci  pcnet  rtl8139  virtio-net-pci\r
+    ---------------------+------------------------------------------------\r
+    iPXE                 |   x       x        x       x           x\r
+    VirtioNetDxe         |                                        x\r
+    Intel BootUtil (X64) |   x\r
+\r
+=== HTTPS Boot ===\r
+\r
+HTTPS Boot is an alternative solution to PXE. It replaces the tftp server\r
+with a HTTPS server so the firmware can download the images through a trusted\r
+and encrypted connection.\r
+\r
+* To enable HTTPS Boot, you have to build OVMF with -D HTTP_BOOT_ENABLE and\r
+  -D TLS_ENABLE. The former brings in the HTTP stack from NetworkPkg while\r
+  the latter enables TLS support in both NetworkPkg and CryptoPkg.\r
+\r
+* By default, there is no trusted certificate. The user has to import the\r
+  certificates either manually with "Tls Auth Configuration" utility in the\r
+  firmware UI or through the fw_cfg entry, etc/edk2/https/cacerts.\r
+\r
+  -fw_cfg name=etc/edk2/https/cacerts,file=<certdb>\r
+\r
+  The blob for etc/edk2/https/cacerts has to be in the format of Signature\r
+  Database(*1). You can use p11-kit(*2) or efisiglit(*3) to create the\r
+  certificate list.\r
+\r
+  If you want to create the certificate list based on the CA certificates\r
+  in your local host, p11-kit will be a good choice. Here is the command to\r
+  create the list:\r
+\r
+  p11-kit extract --format=edk2-cacerts --filter=ca-anchors \\r
+    --overwrite --purpose=server-auth <certdb>\r
+\r
+  If you only want to import one certificate, efisiglist is the tool for you:\r
+\r
+  efisiglist -a <cert file> -o <certdb>\r
+\r
+  Please note that the certificate has to be in the DER format.\r
+\r
+  You can also append a certificate to the existing list with the following\r
+  command:\r
+\r
+  efisiglist -i <old certdb> -a <cert file> -o <new certdb>\r
+\r
+  NOTE: You may need the patch to make efisiglist generate the correct header.\r
+  (https://github.com/rhboot/pesign/pull/40)\r
+\r
+* Besides the trusted certificates, it's also possible to configure the trusted\r
+  cipher suites for HTTPS through another fw_cfg entry: etc/edk2/https/ciphers.\r
+\r
+  -fw_cfg name=etc/edk2/https/ciphers,file=<cipher suites>\r
+\r
+  OVMF expects a binary UINT16 array which comprises the cipher suites HEX\r
+  IDs(*4). If the cipher suite list is given, OVMF will choose the cipher\r
+  suite from the intersection of the given list and the built-in cipher\r
+  suites. Otherwise, OVMF just chooses whatever proper cipher suites from the\r
+  built-in ones.\r
+\r
+  While the tool(*5) to create the cipher suite array is still under\r
+  development, the array can be generated with the following script:\r
+\r
+  export LC_ALL=C\r
+  openssl ciphers -V \\r
+  | sed -r -n \\r
+     -e 's/^ *0x([0-9A-F]{2}),0x([0-9A-F]{2}) - .*$/\\\\x\1 \\\\x\2/p' \\r
+  | xargs -r -- printf -- '%b' > ciphers.bin\r
+\r
+  This script creates ciphers.bin that contains all the cipher suite IDs\r
+  supported by openssl according to the local host configuration.\r
+\r
+  You may want to enable only a limited set of cipher suites. Then, you\r
+  should check the validity of your list first:\r
+\r
+  openssl ciphers -V <cipher list>\r
+\r
+  If all the cipher suites in your list map to the proper HEX IDs, go ahead\r
+  to modify the script and execute it:\r
+\r
+  export LC_ALL=C\r
+  openssl ciphers -V <cipher list> \\r
+  | sed -r -n \\r
+     -e 's/^ *0x([0-9A-F]{2}),0x([0-9A-F]{2}) - .*$/\\\\x\1 \\\\x\2/p' \\r
+  | xargs -r -- printf -- '%b' > ciphers.bin\r
+\r
+* In the future (after release 2.12), QEMU should populate both above fw_cfg\r
+  files automatically from the local host configuration, and enable the user\r
+  to override either with dedicated options or properties.\r
+\r
+(*1) See "31.4.1 Signature Database" in UEFI specification 2.7 errata A.\r
+(*2) p11-kit: https://github.com/p11-glue/p11-kit/\r
+(*3) efisiglist: https://github.com/rhboot/pesign/blob/master/src/efisiglist.c\r
+(*4) https://wiki.mozilla.org/Security/Server_Side_TLS#Cipher_names_correspondence_table\r
+(*5) update-crypto-policies: https://gitlab.com/redhat-crypto/fedora-crypto-policies\r
+\r
+=== OVMF Flash Layout ===\r
+\r
+Like all current IA32/X64 system designs, OVMF's firmware device (rom/flash)\r
+appears in QEMU's physical address space just below 4GB (0x100000000).\r
+\r
+OVMF supports building a 1MB, 2MB or 4MB flash image (see the DSC files for the\r
+FD_SIZE_1MB, FD_SIZE_2MB, FD_SIZE_4MB build defines). The base address for the\r
+1MB image in QEMU physical memory is 0xfff00000. The base address for the 2MB\r
+image is 0xffe00000. The base address for the 4MB image is 0xffc00000.\r
+\r
+Using the 1MB or 2MB image, the layout of the firmware device in memory looks\r
+like:\r
+\r
++--------------------------------------- 4GB (0x100000000)\r
+| VTF0 (16-bit reset code) and OVMF SEC\r
+| (SECFV, 208KB/0x34000)\r
++--------------------------------------- varies based on flash size\r
+|\r
+| Compressed main firmware image\r
+| (FVMAIN_COMPACT)\r
+|\r
++--------------------------------------- base + 0x20000\r
+| Fault-tolerant write (FTW)\r
+| Spare blocks (64KB/0x10000)\r
++--------------------------------------- base + 0x10000\r
+| FTW Work block (4KB/0x1000)\r
++--------------------------------------- base + 0x0f000\r
+| Event log area (4KB/0x1000)\r
++--------------------------------------- base + 0x0e000\r
+| Non-volatile variable storage\r
+| area (56KB/0xe000)\r
++--------------------------------------- base address\r
+\r
+Using the 4MB image, the layout of the firmware device in memory looks like:\r
+\r
++--------------------------------------- base + 0x400000 (4GB/0x100000000)\r
+| VTF0 (16-bit reset code) and OVMF SEC\r
+| (SECFV, 208KB/0x34000)\r
++--------------------------------------- base + 0x3cc000\r
+|\r
+| Compressed main firmware image\r
+| (FVMAIN_COMPACT, 3360KB/0x348000)\r
+|\r
++--------------------------------------- base + 0x84000\r
+| Fault-tolerant write (FTW)\r
+| Spare blocks (264KB/0x42000)\r
++--------------------------------------- base + 0x42000\r
+| FTW Work block (4KB/0x1000)\r
++--------------------------------------- base + 0x41000\r
+| Event log area (4KB/0x1000)\r
++--------------------------------------- base + 0x40000\r
+| Non-volatile variable storage\r
+| area (256KB/0x40000)\r
++--------------------------------------- base address (0xffc00000)\r
+\r
+The code in SECFV locates FVMAIN_COMPACT, and decompresses the\r
+main firmware (MAINFV) into RAM memory at address 0x800000. The\r
+remaining OVMF firmware then uses this decompressed firmware\r
+volume image.\r
+\r
+=== UNIXGCC Debug ===\r
+\r
+If you build with the UNIXGCC toolchain, then debugging will be disabled\r
+due to larger image sizes being produced by the UNIXGCC toolchain. The\r
+first choice recommendation is to use GCC44 or newer instead.\r
+\r
+If you must use UNIXGCC, then you can override the build options for\r
+particular libraries and modules in the .dsc to re-enable debugging\r
+selectively. For example:\r
+  [Components]\r
+  OvmfPkg/Library/PlatformBootManagerLib/PlatformBootManagerLib.inf {\r
+    <BuildOptions>\r
+      GCC:*_*_*_CC_FLAGS             = -UMDEPKG_NDEBUG\r
+  }\r
+  MdeModulePkg/Universal/BdsDxe/BdsDxe.inf {\r
+    <BuildOptions>\r
+      GCC:*_*_*_CC_FLAGS             = -UMDEPKG_NDEBUG\r
+  }\r
+\r
+=== UEFI Windows 7 & Windows 2008 Server ===\r
+\r
+* One of the '-vga std' and '-vga qxl' QEMU options should be used.\r
+* Only one video mode, 1024x768x32, is supported at OS runtime.\r
+* The '-vga qxl' QEMU option is recommended. After booting the installed\r
+  guest OS, select the video card in Device Manager, and upgrade its driver\r
+  to the QXL XDDM one. Download location:\r
+  <http://www.spice-space.org/download.html>, Guest | Windows binaries.\r
+  This enables further resolutions at OS runtime, and provides S3\r
+  (suspend/resume) capability.\r