Seminar LinuxBootSMM PoC Hands-on (QEMU Q35): Build, Boot, Logs, Debug

Inhaltsverzeichnis

• Abstract
• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Lernziele
• Inhalte und Agenda
• Praxis-Workshops
• Ergebnisse und Transfer

Abstract

Dieses Praxisseminar baut eine vollständige LinuxBootSMM Proof-of-Concept Umgebung auf QEMU Q35 auf und führt durch Build, Start, Loganalyse und Debugging. Zentral sind die Bausteine des PoC: Builder-Workflow, notwendige coreboot-Optionen (MM-Interface, LinuxBoot, Kernel/Initramfs-Pfade, Debug-SMI) sowie Linux-Konfigurationsoptionen (coreboot table Zugriff, Memconsole, Payload-MM-Unterstützung). Zusätzlich wird der PoC-Mechanismus der Loader-Komponente diskutiert, die den Handler unterhalb 4 GB platziert, Relocations durchführt, Header/Offsets erzeugt und SMI auslöst.

Zielgruppe

• Firmware-Entwicklung mit Hands-on-Anteil
• Platform Enablement und Validation
• Security Engineering (PoC-Validierung)

Voraussetzungen

• coreboot + LinuxBoot Build-Workshop: Toolchain, Konfiguration, Debugging empfohlen (Build-Grundlagen)
• Linux-CLI, QEMU-Grundkenntnisse
• Grundverständnis SMM/coreboot + LinuxBoot Build-Workshop: Toolchain, Konfiguration, Debugging (SMM & SMRAM Security: Architektur, Angriffsflächen, Risiko-Reduktion/LinuxBootSMM Architektur: SMM Ownership Transition, SMM-Payload vs. MM-Payload) hilfreich

Lernziele

• PoC-Image reproduzierbar bauen und in QEMU starten
• Kernkonfigurationen in coreboot und Linux korrekt setzen (MM-Interface, Payload-MM, coreboot-table Treiber)
• Logs so interpretieren, dass Setup-Fehler von Design-/Bug-Themen getrennt werden
• Loader-Mechanik und MM-Interface-Kopplung nachvollziehen (unter 4 GB, Headerprüfung, Kopie nach SMRAM, Entrypoint-Berechnung)

Inhalte und Agenda

Tag 1

• PoC-Workflow: Demo-Image für QEMU Q35 bauen und starten
• Artefakte und Verzeichnisse: Wo liegen Kernel, initramfs, ROM
• Erste Logtriage: Boot hängt, falsche Pfade, fehlende Features

Tag 2

• coreboot Custom Config: MM Interface, LinuxBoot Kernel/Initramfs Pfade, Debug SMI
• Linux Custom Config: coreboot table Driver, memconsole, COREBOOT_PAYLOAD_MM
• SMP-Variante und Parallel-SMI Motivation (wenn relevant)

Tag 3

• Loader- und MM-Interface-Mechanik im PoC: Platzierung <4 GB, Relocations, Header, SMI-Trigger, Interface-Checks, Kopie nach SMRAM, Entrypoint-Berechnung
• Stabilisierung: Reproduzierbarer Durchlauf, Logging-Signale für CI-Gates

Praxis-Workshops

• QEMU-Q35 Build reproduzieren
  • Builder-Workflow ausführen (Fetch, Build, ROM erzeugen)
  • QEMU starten und serielle Logs mitschneiden
  • “Known-good” Logmarker definieren (Bootphasen, Payload-Start)
• Konfigurationsfehler gezielt erzeugen und diagnostizieren
  • Kernelpfad absichtlich inkonsistent setzen
  • Bootfehlermuster dokumentieren
  • Fix durchführen, Marker erneut prüfen
• PoC Loader/Interface Verifikation
  • Nachvollziehen, warum Platzierung unter 4 GB erforderlich ist
  • Header-/Size-Checks und deren Fehlermeldungen einordnen
  • Entrypoint-Auswahl (32/64 bit coreboot) als Debug-Hypothese nutzen

Ergebnisse und Transfer

• Funktionierender PoC-Demonstrator als Referenz
• Konfig- und Debug-Playbook für spätere Portierungen