使用 qemu 来理解 boot 机器

可以很容易配置多个 iso ，然后就看那个启动了

root@localhost:~# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sda               8:0    0    10G  0 disk
sr0              11:0    1   3.2G  0 rom
sr1              11:1    1 698.4M  0 rom
zram0           251:0    0   7.7G  0 disk [SWAP]
vda             253:0    0   350G  0 disk
├─vda1          253:1    0     1M  0 part
├─vda2          253:2    0     2G  0 part /boot
└─vda3          253:3    0   348G  0 part
  └─fedora-root 252:0    0    15G  0 lvm  /

如果不去配置 bootindex

UEFI Interactive Shell v2.2
EDK II
UEFI v2.70 (EDK II, 0x00010000)
Mapping table
      FS0: Alias(s):CD0c1:;BLK2:
          PciRoot(0x0)/Pci(0x1,0x1)/Ata(0x0)/CDROM(0x1)
     BLK3: Alias(s):
          PciRoot(0x0)/Pci(0x2,0x0)/Scsi(0x1,0x0)
     BLK0: Alias(s):
          PciRoot(0x0)/Pci(0x1,0x1)/Ata(0x0)
     BLK1: Alias(s):
          PciRoot(0x0)/Pci(0x1,0x1)/Ata(0x0)/CDROM(0x0)
     BLK4: Alias(s):
          PciRoot(0x0)/Pci(0x3,0x0)/NVMe(0x1,00-00-00-00-00-00-00-00)
Press ESC in 1 seconds to skip startup.nsh or any other key to continue.
Shell>

一些已知问题

nvme 作为启动盘，无法识别问题

https://gitlab.com/qemu-project/qemu/-/issues/665 似乎 seabios 原来是 virtio-scsi 启动，换成 nvme 启动之后，连 grub 都进不去了，真的服了 哦，原来是 nvme 不能作为启动盘，否则无法找到启动的

需要使用 ovmf 启动，然后进入 fs0: ，手动启动 nvme 盘才可以 但是之后就可以自动进入了，不需要使用在 uefi 中操作

arg_boot_img+=" -device nvme,drive=$id,serial=$(uuidgen)"

• 我还有点好奇，操作系统是如何修改 pflash 的

windows 启动，默认进入到这个界面，而不是直接启动

UEFI Interactive Shell v2.2
EDK II
UEFI v2.70 (EDK II, 0x00010000)
Mapping table
      FS0: Alias(s):CD0a65535a1:;BLK2:
          PciRoot(0x0)/Pci(0x1F,0x2)/Sata(0x0,0xFFFF,0x0)/CDROM(0x1)
      FS1: Alias(s):F0a65535a:;BLK3:
          PciRoot(0x0)/Pci(0x1F,0x2)/Sata(0x0,0xFFFF,0x0)/VenMedia(C5BD4D42-1A76-4996-8956-73CDA326CD0A)
     BLK4: Alias(s):
          PciRoot(0x0)/Pci(0x2,0x0)/Scsi(0x1,0x0)
     BLK5: Alias(s):
          PciRoot(0x0)/Pci(0x3,0x0)
     BLK0: Alias(s):
          PciRoot(0x0)/Pci(0x1F,0x2)/Sata(0x0,0xFFFF,0x0)
     BLK1: Alias(s):
          PciRoot(0x0)/Pci(0x1F,0x2)/Sata(0x0,0xFFFF,0x0)/CDROM(0x0)

Press ESC in 4 seconds to skip startup.nsh or any other key to continue.

即便当时的配置是

	-device virtio-blk-pci,drive=boot1,bootindex=1 \
		-device virtio-blk-pci,drive=boot1,bootindex=1 \

这个容易 workaround ，就是手动启动一下就可以了

uefi 的 bug ?

不然 遇到这个问题: https://www.reddit.com/r/openstack/comments/1g0ilp5/cant_boot_instance_uefi_pf_pagefault/

BdsDxe: loading Boot0001 "UEFI QEMU NVMe Ctrl 95aa0623-d0a4-438e-b 1" from PciRoot(0x0)/Pci(0x2,0x0)/NVMe(0x1,00-00-00-00-00-00-00-00)
BdsDxe: starting Boot0001 "UEFI QEMU NVMe Ctrl 95aa0623-d0a4-438e-b 1" from PciRoot(0x0)/Pci(0x2,0x0)/NVMe(0x1,00-00-00-00-00-00-00-00)
!!!! X64 Exception Type - 0E(#PF - Page-Fault)  CPU Apic ID - 00000000 !!!!
ExceptionData - 0000000000000009  I:0 R:1 U:0 W:0 P:1 PK:0 SS:0 SGX:0
RIP  - 00000000BEC447B0, CS  - 0000000000000038, RFLAGS - 0000000000010246
RAX  - 00000000BF8E2040, RCX - 0000000000000001, RDX - 0000000001040001
RBX  - 00000000001A6B28, RSP - 00000000001A6AF0, RBP - 00000000001A6D70
RSI  - 00000000BEC49AB0, RDI - 0000000000000000
R8   - 0000000000000000, R9  - 00000000BEC49AA0, R10 - 0000FFFFFFFFF000
R11  - 00000000001A6E90, R12 - 0000000000000001, R13 - 0000000000000001
R14  - 00000000BEA48898, R15 - 0000000001040001
DS   - 0000000000000030, ES  - 0000000000000030, FS  - 0000000000000030
GS   - 0000000000000030, SS  - 0000000000000030
CR0  - 0000000080010033, CR2 - 00000000BF8E2040, CR3 - 00000000BFA01000
CR4  - 0000000000040668, CR8 - 0000000000000000
DR0  - 0000000000000000, DR1 - 0000000000000000, DR2 - 0000000000000000
DR3  - 0000000000000000, DR6 - 00000000FFFF0FF0, DR7 - 0000000000000400
GDTR - 00000000BF7DC000 0000000000000047, LDTR - 0000000000000000
IDTR - 00000000BF1D2018 0000000000000FFF,   TR - 0000000000000000
FXSAVE_STATE - 00000000001A6750
!!!! Find image based on IP(0xBEC447B0) /builddir/build/BUILD/edk2-3e722403cd/Build/OvmfX64/DEBUG_GCC5/X64/MdeModulePkg/Universal/Console/TerminalDxe/TerminalDxe/DEBUG/TerminalDxe.dll (ImageBase=00000000BEC42000, EntryPoint=00000000BEC47BFB) !!!!
QEMU: Terminated

才发现，之前安装的时候，一直用的都是 -machine q35,accel=kvm,smm=on 之后，只要调换过 -machine 的参数之后，就无法启动了，调换回来也没用。

有趣，如果是非 secure 的 ovmf 启动嗯，然后使用 secure ovmf 启动，会有这个问题

!!!! X64 Exception Type - 0E(#PF - Page-Fault)  CPU Apic ID - 00000000 !!!!
ExceptionData - 0000000000000009  I:0 R:1 U:0 W:0 P:1 PK:0 SS:0 SGX:0
RIP  - 000000007ECFF586, CS  - 0000000000000038, RFLAGS - 0000000000010006
RAX  - 000000007DF84AA0, RCX - 000000007E7E00E0, RDX - 00000000001A68EF
RBX  - 0000000000000010, RSP - 00000000001A68C0, RBP - 00000000001A68F0
RSI  - 000000000038A000, RDI - 0000000000000001
R8   - ABD7F02E4201DB9E, R9  - 000000000038EFFF, R10 - 0000000000000000
R11  - 0000000000000005, R12 - 000000007ED17B74, R13 - 0000000000000001
R14  - 000000000002600F, R15 - 000000007CDCACC0
DS   - 0000000000000030, ES  - 0000000000000030, FS  - 0000000000000030
GS   - 0000000000000030, SS  - 0000000000000030
CR0  - 0000000080010033, CR2 - 000000007E7E00E0, CR3 - 000000007EA01000
CR4  - 0000000000040668, CR8 - 0000000000000000
DR0  - 0000000000000000, DR1 - 0000000000000000, DR2 - 0000000000000000
DR3  - 0000000000000000, DR6 - 00000000FFFF0FF0, DR7 - 0000000000000400
GDTR - 000000007E6F6000 0000000000000047, LDTR - 0000000000000000
IDTR - 000000007DFB4018 0000000000000FFF,   TR - 0000000000000000
FXSAVE_STATE - 00000000001A6520
!!!! Find image based on IP(0x7ECFF586) /builddir/build/BUILD/edk2-3e722403cd/Build/OvmfX64/DEBUG_GCC5/X64/MdeModulePkg/Core/Dxe/DxeMain/DEBUG/DxeCore.dll (ImageBase=000000007ECF7000, EntryPoint=000000007ED0C894) !!!!

启动的时候，出现 cdrom 加载 timeout ，无论是否配置 secure boot

BdsDxe: loading Boot0001 "UEFI QEMU QEMU CD-ROM " from PciRoot(0x0)/Pci(0x7,0x0)/Scsi(0x14,0x1)
BdsDxe: failed to start Boot0001 "UEFI QEMU QEMU CD-ROM " from PciRoot(0x0)/Pci(0x7,0x0)/Scsi(0x14,0x1): Time out

应该不是 secure boot 的问题，而是使用

如果用 seabios 安装的，就不能用 uefi 启动了

用 seabios 安装的环境，没有 efi 分区:

这是典型的 uefi 的启动盘:

nvme0n1     259:0    0   1.5T  0 disk
├─nvme0n1p1 259:1    0   512M  0 part /boot/efi
├─nvme0n1p2 259:2    0     5G  0 part /boot
├─nvme0n1p3 259:3    0   185G  0 part /

root@localhost:~# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sda               8:0    0    10G  0 disk
sdb               8:16   0    10G  0 disk
zram0           251:0    0   7.7G  0 disk [SWAP]
vda             253:0    0   350G  0 disk
├─vda1          253:1    0   600M  0 part /boot/efi
├─vda2          253:2    0     2G  0 part /boot
└─vda3          253:3    0 347.4G  0 part
  └─fedora-root 252:0    0    15G  0 lvm  /

这是 bios 的启动的环境

vda    253:0    0  350G  0 disk
├─vda1 253:1    0    5G  0 part /boot
└─vda2 253:2    0  185G  0 part /

所以，总体来说，这是预期的，为什么会存在一个印象可以 实现一个虚拟机两种状态都可以切换的了，那是用的 -kernel 吧， 其实那个时候，根本就没有 bios 什么事情了。

使用 fdisk -l /dev/nvme0n1 来检查

🧀  sudo fdisk -l /dev/nvme0n1
[sudo] password for martins3:
Disk /dev/nvme0n1: 3.64 TiB, 4000787030016 bytes, 7814037168 sectors
Disk model: Fanxiang S790 4TB
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 06C70350-563A-4C0D-B496-7E7AF2BB248C

Device           Start        End    Sectors  Size Type
/dev/nvme0n1p1    2048    1230847    1228800  600M EFI System
/dev/nvme0n1p2 1230848    3327999    2097152    1G Linux extended boot
/dev/nvme0n1p3 3328000 7814035455 7810707456  3.6T Linux LVM

🤒  sudo fdisk -l /dev/vda
[sudo] password for martins3:
Disk /dev/vda: 350 GiB, 375809638400 bytes, 734003200 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 94765132-A540-452B-9A1C-0903B1A786F3

Device       Start       End   Sectors  Size Type
/dev/vda1     2048      4095      2048    1M BIOS boot
/dev/vda2     4096   2101247   2097152    1G Linux extended boot
/dev/vda3  2101248 734001151 731899904  349G Linux LVM

关于 qemu 的问题

这个目录 qemu roms/ 看看

似乎其中的内容都是 qemu 支持的 bios 的

 openbios
 opensbi
 qboot
 qemu-palcode
 QemuMacDrivers
 seabios
 seabios-hppa
 skiboot
 SLOF
 u-boot
 u-boot-sam460ex
 vbootrom

而且这里已经有 roms/edk2-build.config 的构建方法。

此外，在 pc-bios 有现成编译好的内容

-boot once=d 这个参数什么意思

arg_vfio+=”-device vfio-pci,host=$dx,bootindex=1” 看看是如何解析的，他都不知道这个 pci 是一个盘

🧀  qemu-system-x86_64 -device vfio-pci,help
vfio-pci options:
  acpi-index=<uint32>    -  (default: 0)
  addr=<int32>           - Slot and optional function number, example: 06.
0 or 06 (default: -1)
  bootindex=<int32>

看看 man qemu(1) -boot 参数在 bios 中是如何实现的

这里提示说，不可以让 bootindex 和 disk 的同时配置，如何理解?

Specify boot order drives as a string of drive letters. Valid drive letters depend on the target architecture. The x86 PC uses: a, b (floppy 1 and 2), c (first hard disk), d (first CD-ROM), n-p (Etherboot from network adapter 1-4), hard disk boot is the default. To apply a particular boot order only on the first startup, specify it via once. Note that the order or once parameter should not be used to‐ gether with the bootindex property of devices, since the firmware implementations normally do not support both at the same time.

Note: The legacy format ‘-boot drives’ is still supported but its use is discouraged as it may be removed from future versions.

所以 bootindex 其实按道理是记录到 rom 中的吧

这两个写法的展开都是什么意思:

arg_boot_img+="-cdrom $iso"
hda 到底是什么，现在一直有一个迷信，有些地方只能使用 -hda ，但是应该是 bootindex 导致的吧

-boot menu=on,strict=on 作用是什么

[!NOTE] 参考神奇海螺的意见，有待验证

(这么看，UEFI 原来是没用的)

以下参数属于 QEMU 的 -boot 子选项，用于控制 BIOS/固件启动流程的行为。具体含义如下：

1. -boot menu=on

启用 QEMU 的 BIOS 启动菜单（Boot Menu）。 不同固件的表现略有差异：

• SeaBIOS：在启动阶段显示一个 “Boot Menu” 界面（通常按 F12），列出可用的启动设备，允许手动选择。
• OVMF (UEFI)：该参数对 UEFI 并不影响启动菜单（UEFI 自带 Boot Manager），但仍被解析，不会报错。

作用： 在启动时让用户能够手动选择从哪个设备启动，便于调试或在多个镜像之间切换。

1. -boot strict=on

开启更严格的启动设备检查模式。

其功能是： 如果 QEMU 找不到你指定的启动设备（例如 bootorder=c），则直接报错退出，而不是尝试自动从其他设备启动。

举例说明：

-boot order=c,strict=on

如果没有任何可启动的 disk 被 QEMU 识别，那么它会立刻报错，而不是 fallback 到 PXE/其他设备。

作用是确保启动行为完全可控，在自动化环境（CI、测试框架、固定依赖链）很常见。

参数	作用
menu=on	显示 BIOS 启动菜单（主要对 SeaBIOS 有效）
strict=on	强制严格匹配启动设备；缺失即报错退出

if-none 是什么意思

arg_sata="-device virtio-scsi-pci,id=scsi -device scsi-hd,drive=jj,bootindex=10 -drive file=${workstation}/img4,format=raw,id=jj"

(qemu) qemu-system-x86_64: -device scsi-hd,drive=jj,bootindex=10: Drive 'jj' is already in use because it has been automatically connected to another
device (did you need 'if=none' in the drive options?)

这里的 if=none 是什么意思？

那么 drive 上的 index 和 device 上的 index 是什么关系?

arg_boot_img+=” -drive file=$disk_path,format=$format,id=$id,if=none$aio,media=disk,index=3”

最后这两个看看

• docs/qemu/cdrom.md
• https://en.wikipedia.org/wiki/Multiboot_specification

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