Aktivieren Sie UEFI-Unterstützung in KVM-Virtualisierung

Es gibt zwei Arten von Firmware auf Computer-Motherboards:

1. BIOS oder Basic Input Output System
2. UEFI oder Unified Extensible Firmware Interface

Was ist BIOS?

BIOS wird geladen, wenn der Computer startet, um die Hardwarefunktion zu initialisieren und zu testen. Es verwendet POST oder Power On Self Test, um sicherzustellen, dass die Hardwarekonfiguration gültig und ordnungsgemäß funktioniert, sucht dann nach dem MBR (Master Boot Records), der das Bootgerät speichert, und verwendet es, um den Bootloader zu starten, dann den Kernel und dann das Betriebssystem.

All diese Bootprozesse im BIOS werden als ‘Legacy Boot’ bezeichnet, unten ist eine einfache Erklärung des Bootprozesses im BIOS.

BIOS > MBR > Bootloader > Kernel > Betriebssystem

BIOS gilt als alte und veraltete Firmware, obwohl es immer noch Menschen gibt, die es verwenden. BIOS hat eine begrenzte Funktionalität für moderne Computer und PCs, es muss auf einem 16-Bit-Prozessor mit nur 1 MB Speicherplatz ausgeführt werden. Außerdem initialisiert es mehrere Hardware gleichzeitig, was den Bootprozess verlangsamt.

Die Firmware-Ersatz für BIOS ist UEFI, die auf modernen Motherboards verfügbar ist.

Was ist UEFI?

UEFI oder Unified Extensible Firmware Interface wird als Firmware-Ersatz für BIOS betrachtet. Es bietet mehr Funktionen und Funktionalitäten, die im BIOS eingeschränkt sind, und ist auf modernen Motherboards und PCs verfügbar.

Obwohl es als Ersatz für BIOS angesehen wird, funktioniert UEFI anders und hat ein Konzept, das dem BIOS entgegengesetzt ist. UEFI speichert alle Informationen über die Initialisierung und den Start in der .efi-Datei, die auf der ESP (EFI System Partition) Partition gespeichert ist. Die ESP speichert auch die Bootloader-Programme für das auf dem Computer installierte Betriebssystem.

Das UEFI verwendet GPT zur Speicherung aller Informationen über Partitionen, anstelle von MBR. Und unten ist eine einfache Erklärung, wie das Betriebssystem auf UEFI bootet.

UEFI > GPT/ESP > Kernel > Betriebssystem

Unten sind einige bemerkenswerte UEFI-Funktionen aufgeführt, die im traditionellen BIOS nicht verfügbar sind:

• Schneller booten
• Mehr als 2 TB oder Laufwerk verwalten (was in der heutigen Umgebung wichtig ist)
• Unterstützt mehr als 4 Partitionen mit GUID-Partitionstabelle
• Unterstützt sicheren Boot
• Unterstützt 64-Bit moderne Firmware-Geräte
• Hat eine einfache grafische Benutzeroberfläche
• usw.

Firmware in KVM-Virtualisierung

Standardmäßig verwendet die KVM-Virtualisierung BIOS als Standardfirmware für Gastvirtualmaschinen. Um UEFI-Unterstützung in KVM zu aktivieren, müssen Sie das OVMF (Open Virtual Machine Firmware) Paket auf Ihrem Host-System installieren.

Das OVMF-Projekt ist Teil von Intels Tianocore-Firmware für die QEMU-virtuelle Maschine.

Voraussetzungen

In diesem Leitfaden lernen Sie, wie Sie die UEFI-Unterstützung auf der KVM-virtuellen Maschine aktivieren. Sie werden das OVMF-Paket auf der Host-Maschine installieren und die virtuelle Maschine mit UEFI-Firmware einrichten.

Bevor Sie beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie eine Maschine mit KVM-Virtualisierung installiert haben.

Unten finden Sie eine Anleitung zur Installation der KVM-Virtualisierung auf Arch Linux.

Installation des OVMF-Pakets

Zuerst müssen Sie sich beim KVM-Host-Server anmelden und die Pakete installieren. Standardmäßig sind die ovmf-Pakete in den meisten Linux-Distributions-Repositories wie Debian, Ubuntu, CentOS usw. verfügbar.

1. Installieren Sie ovmf auf den Debian-basierten Systemen mit dem apt-Befehl wie unten.

sudo apt install ovmf

2. Und für RHEL-basierte Systeme wie CentOS/Fedora müssen Sie das Paket ‘edk2-ovmf’ mit dem DNF/Yum-Befehl wie unten installieren.

sudo dnf install edk2-ovmf  

oder  

sudo yum install edk2-ovmf

3. Für Arch Linux-basierte Systeme wie Manjaro können Sie den pacman-Befehl unten verwenden.

sudo pacman -S edk2-ovmf

Und die UEFI-Unterstützung in der KVM-Virtualisierung ist aktiviert. Jetzt lassen Sie uns neue virtuelle Maschinen erstellen.

UEFI in der virtuellen Maschine aktivieren

Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine virtuelle Maschine in der KVM-Virtualisierung zu erstellen. Sie können den Befehlszeilenmodus (unter Verwendung des virt-install-Befehls) oder die grafische Anwendung wie ‘Virtual Machine Manager‘ verwenden.

Erstellen Sie eine virtuelle Maschine mit virt-install

1. Um eine virtuelle Maschine mit UEFI-Firmware über die Befehlszeile ‘virt-install‘ zu erstellen, fügen Sie die Option ‘–boot uefi‘ zu den Befehlsoptionen hinzu.

Unten ist ein Beispiel für die Verwendung des virt-install-Befehls zur Erstellung einer neuen virtuellen Maschine ‘Artix‘ mit UEFI-Firmware.

sudo virt-install --name=Artix \  
--os-type=Linux \  
--os-variant=archlinux \  
--vcpu=2 \  
--ram=1024 \  
--disk path=/var/lib/libvirt/images/Artix.img,size=15 \  
--graphics spice \  
--cdrom=/home/user/Desktop/artix-base-openrc-20210726-x86_64.iso \  
--network network=default \  
--boot uefi

Jetzt booten Sie in Ihre virtuelle Maschine.

Und wenn Sie in die UEFI-Einstellungen eingeben, erhalten Sie unten einige Screenshots.

Unten ist der Screenshot der UEFI-Interaktiven Shell auf der KVM-virtuellen Maschine.

Und unten ist der Screenshot der OVMF-Einstellungen auf der UEFI-KVM-virtuellen Maschine.

Erstellen Sie eine virtuelle Maschine mit Virtual Machine Manager

Die Anwendung Virtual Machine Manager bietet eine grafische Benutzeroberfläche zur Verwaltung der KVM-Virtualisierung.

Wenn Sie neu in der KVM-Virtualisierung sind, wird empfohlen, den virt-manager (Virtual Machine Manager) zu verwenden, um Ihre Virtualisierungsumgebung einzurichten.

Um eine virtuelle Maschine mit UEFI-Firmware-Unterstützung über die virt-manager-Anwendung zu erstellen, müssen Sie dies während der Erstellung der virtuellen Maschine selbst konfigurieren.

1. Im letzten Fenster beim Erstellen einer virtuellen Maschine mit virt-manager sehen Sie das Bestätigungsfenster wie unten.

Sie müssen die Option ‘Konfiguration vor der Installation anpassen‘ aktivieren, und dann auf die Schaltfläche ‘Fertigstellen‘ klicken.

2. Im neuen Fenster klicken Sie auf das Menü ‘Übersicht‘ und wechseln Sie zum Abschnitt ‘Hypervisor-Details‘.

Wählen Sie in der Firmware-Option ‘UEFI x86_64: …‘ aus und klicken Sie dann auf die Schaltfläche ‘Übernehmen‘.

Jetzt klicken Sie auf die Schaltfläche ‘Installation beginnen‘, um die Installation der virtuellen Maschine zu starten.

3. Während des Bootprozesses der virtuellen Maschine sehen Sie den TianoCore-Boot-Splash wie unten.

4. Danach sehen Sie Ihr Betriebssystem wie unten.

Jetzt haben Sie erfolgreich die virtuelle Maschine in der KVM-Virtualisierung erstellt, und die virtuelle Maschine verwendet jetzt die UEFI-Firmware anstelle des Standard-BIOS.

Fazit

Herzlichen Glückwunsch! Sie haben gelernt, wie Sie die UEFI-Unterstützung in der KVM-Virtualisierung aktivieren. Außerdem haben Sie gelernt, wie Sie eine virtuelle Maschine sowohl mit dem virt-install-Befehlszeilenbefehl als auch mit der grafischen Anwendung virt-manager einrichten und die UEFI-Firmware in der virtuellen Maschine aktivieren.