【UEFI基础】UEFI网络框架之概述

逃离我推掉我的手 2023-10-17 08:42 192阅读 0赞

概述

UEFI中的网络框架大致如下:

20160905185056035

其中最底下部分并不在UEFI代码中,它实际上代表的是网卡的驱动。它提供的接口可以与SNP对接。

而SNP是UEFI下操作网络的基本接口。

另外关于安全启动部分,在上图中也没有体现,它实际上讲也不属于网络栈的部分。

在edk2代码中,以下部分是属于网络的:

  1. #
  2. # Network Support
  3. #
  4. MdeModulePkg/Universal/Network/SnpDxe/SnpDxe.inf
  5. MdeModulePkg/Universal/Network/DpcDxe/DpcDxe.inf
  6. MdeModulePkg/Universal/Network/MnpDxe/MnpDxe.inf
  7. MdeModulePkg/Universal/Network/VlanConfigDxe/VlanConfigDxe.inf
  8. MdeModulePkg/Universal/Network/ArpDxe/ArpDxe.inf
  9. MdeModulePkg/Universal/Network/Dhcp4Dxe/Dhcp4Dxe.inf
  10. MdeModulePkg/Universal/Network/Ip4Dxe/Ip4Dxe.inf
  11. MdeModulePkg/Universal/Network/Mtftp4Dxe/Mtftp4Dxe.inf
  12. MdeModulePkg/Universal/Network/Udp4Dxe/Udp4Dxe.inf
  13. !if $(NETWORK_IP6_ENABLE) == TRUE
  14. NetworkPkg/Ip6Dxe/Ip6Dxe.inf
  15. NetworkPkg/TcpDxe/TcpDxe.inf
  16. NetworkPkg/Udp6Dxe/Udp6Dxe.inf
  17. NetworkPkg/Dhcp6Dxe/Dhcp6Dxe.inf
  18. NetworkPkg/Mtftp6Dxe/Mtftp6Dxe.inf
  19. NetworkPkg/UefiPxeBcDxe/UefiPxeBcDxe.inf
  20. !if $(SECURE_BOOT_ENABLE) == TRUE
  21. NetworkPkg/IScsiDxe/IScsiDxe.inf
  22. !else
  23. MdeModulePkg/Universal/Network/IScsiDxe/IScsiDxe.inf
  24. !endif
  25. !else
  26. MdeModulePkg/Universal/Network/Tcp4Dxe/Tcp4Dxe.inf
  27. MdeModulePkg/Universal/Network/UefiPxeBcDxe/UefiPxeBcDxe.inf
  28. MdeModulePkg/Universal/Network/IScsiDxe/IScsiDxe.inf
  29. !endif
  30. !if $(HTTP_BOOT_ENABLE) == TRUE
  31. NetworkPkg/DnsDxe/DnsDxe.inf
  32. NetworkPkg/HttpUtilitiesDxe/HttpUtilitiesDxe.inf
  33. NetworkPkg/HttpDxe/HttpDxe.inf
  34. NetworkPkg/HttpBootDxe/HttpBootDxe.inf
  35. !endif

其中分为IPv4和IPv6两个部分。

以上的协议,按照UEFI的说明来分,属于UEFI Driver Model。它们都是通过在DXE阶段安装类似如下的结构:

  1. //
  2. // Simple Network Protocol Driver Global Variables
  3. //
  4. EFI_DRIVER_BINDING_PROTOCOL gSimpleNetworkDriverBinding = {
  5. SimpleNetworkDriverSupported,
  6. SimpleNetworkDriverStart,
  7. SimpleNetworkDriverStop,
  8. 0xa,
  9. NULL,
  10. NULL
  11. };

并在BDS阶段执行判断(xxxSupported)和执行具体实现(xxxStart)。

这种结构称为Driver Binding Protocol。

UEFI下的网络框架测试

后续的文章中会陆续介绍各个模块,如UNDI、SNP、MNP等等。

并且会使用OVMF来测试和验证各个UEFI网络模块。

关于OVMF的使用请参考OVMF基础

下面是在UEFI shell下查看到的网路模块:

20161112001857108

上面的打印是通过UEFI shell下的drivers命令打出来的。

可以看到安装了关于网络的驱动。

另外通过ifconfig命令还可以看到:

20161112003159974

QEMU已经为我们模拟出一张网卡了,这也可以通过pci命令看到:

20161112163233049

BDF为00/03/00的就是一个网卡,进一步可以看到它是一个Intel的网卡(VendorId是8086h):

20161112163403472

这个网卡是QEMU默认使用的网卡。

UEFI shell下可以对它进行配置,具体命令如下:

  1. ifconfig -s eth0 static 192.168.1.200 255.255.255.0 192.168.1.1

-s用来指定端口,这里只有一个eth0,static表示静态IP配置,后面跟的就是IP、MASK和Gateway。

配置完成后如图所示:

20161112003655258

之后就可以通过ping来进行网路测试,不过目前是ping不通主机的。

还需要在主机上配置QEMU,具体可以参考qemu虚拟机与外部网络的通信

这边直接写了如下的脚本(也是来自上面的文章):

  1. #!/bin/bash
  2. sudo ifconfig eth0 down # 先关闭eth0接口
  3. sudo brctl addbr br0 # 增加一个虚拟网桥br0
  4. sudo brctl addif br0 eth0 # 在br0中添加一个接口eth0
  5. sudo brctl stp br0 off # 只有一个网桥,所以关闭生成树协议
  6. sudo brctl setfd br0 1 # 设置br0的转发延迟
  7. sudo brctl sethello br0 1 # 设置br0的hello时间
  8. sudo ifconfig br0 0.0.0.0 promisc up # 打开br0接口
  9. sudo ifconfig eth0 0.0.0.0 promisc up # 打开eth0接口
  10. sudo dhclient br0 # 从dhcp服务器获得br0的IP地址
  11. sudo brctl show br0 # 查看虚拟网桥列表
  12. sudo brctl showstp br0 # 查看br0的各接口信息
  13. sudo tunctl -t tap0 -u root # 创建一个tap0接口,只允许root用户访问
  14. sudo brctl addif br0 tap0 # 在虚拟网桥中增加一个tap0接口
  15. sudo ifconfig tap0 0.0.0.0 promisc up # 打开tap0接口
  16. sudo brctl showstp br0 # 显示br0的各个接口

执行完这个脚本之后,再执行下面的命令:

  1. qemu-system-x86_64 -serial stdio -bios OVMF.fd -net nic -net tap,ifname=tap0

等到QEMU启动之后,最后会进入到UEFI shell,配置好网卡之后,就可以使用ping命令了,如下图所示:

20161112231239380

顺便附上主机端的网络配置:

20161112231414678

UEFI shell下使用的ping的IP就是这里br0的IP。

br0是一个桥,它连同了eth0和tap0,eth0实际上就是主机的网口,而tap0可以看成是UEFI端的网口。

通过br0连接后两者就可以ping通了。

后续可以使用它来测试UEFI的网络。

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