如何构建用户态 Linux | Linux 中国

导读：“用户态 Linux” 是什么？它是一种可以在用户态运行的 Linux 内核。

本文字数：3032，阅读时长大约： 3分钟

https://github.com/LCTT/Articles/pull/8
作者：Calvinlin

“用户态 Linux” 是什么？它是一种可以在用户态运行的 Linux 内核。（用户态是什么，这里就不解释了）

它有什么用？它用于内核隔离、替代 QEMU/Bochs 来调试 Linux 内核，也可以在低性能设备上代替 KVM 进行虚拟化。

但它也存在一些缺陷，比如不支持 ARM 架构以及多核系统。

编译 Linux 内核

首先通过 下载 Linux 内核源代码：

1. git clone --depth 1 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/linux.git

（这里使用了清华大学的镜像站， kernel.org 也是可以的。）

然后采用如下步骤编译它：

1. $ cd linux

2. $ export ARCH=um # 非常重要 设置架构为用户态

3. $ make defcongig

4. $ make -j8

6. LD .tmp_vmlinux.kallsyms1

7. KSYMS .tmp_vmlinux.kallsyms1.S

8. AS .tmp_vmlinux.kallsyms1.S

9. LD .tmp_vmlinux.kallsyms2

10. KSYMS .tmp_vmlinux.kallsyms2.S

11. AS .tmp_vmlinux.kallsyms2.S

12. LD vmlinux

13. SYSMAP System.map

14. LINK linux

15. MODPOST modules-only.symvers

16. GEN Module.symvers

经过漫长的编译之后，你获得了一个vmlinux文件。它和正常的 Linux 内核的区别是，这个vmlinux可以在用户态运行。

准备根文件系统

先别着急启动，先来准备内核所使用的根文件系统。

以下内容以 Debian Linux 为例。

首先安装 软件包：

1. sudo apt install debootstrap

以下命令皆需要 root 权限，先切换到 root 用户：

1. $ sudo su

然后构建根文件系统，存放在rootfs文件中：

1. # dd if=/dev/zero of=rootfs seek=2G # 创建一个 2GB 大小的空 rootfs 文件

2. 2000000000字节（2 GB，2 GB）已复制，0.137825 s，570 MB/s`

4. # mkfs.ext4 rootfs # 将其格式化为 ext4 格式

5. mke2fs 1.46.5 (30-Dec-2021)

6. Discarding device blocks: done

7. Creating filesystem with 76748 1k blocks and 19200 inodes

8. Filesystem UUID: 9dc7f1f6-8b16-4c64-9e22-94ede327c532

9. Superblock backups stored on blocks:

10. 8193, 24577, 40961, 57345, 73729

12. Allocating group tables: done

13. Writing inode tables: done

14. Creating journal (4096 blocks): done

15. Writing superblocks and filesystem accounting information: done

然后挂载rootfs到/mnt下：

1. # mount rootfs /mnt

在其中创建 Debian Linux 的根文件系统（/）：

1. # cd /mnt

2. # debootstrap sid ./ https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian

3. I: Configuring python-central...

4. I: Configuring ubuntu-minimal...

5. I: Configuring libc-bin...

6. I: Configuring initramfs-tools...

7. I: Base system installed successfully.

通过 将其改变为根目录：

1. # chroot ./

设置 root 密码：

1. # passwd

2. New password:

3. Retype new password:

然后退出 chroot 环境，并卸载：

1. # exit # 退出 chroot 环境

2. # cd ..

3. # umount /mnt

4. # exit # 退出 sudo 环境

设置 rootfs 的所有权为普通用户：

1. $ sudo chown `whoami` rootfs

这样，这个用户态 Linux 的根文件系统就准备好了。

测试用户态 Linux

然后就可以用这个内核启动了，只需要一行命令：

1. $ screen ./vmlinux mem=1G root=/dev/root rootfstype=hostfs hostfs=./rootfs con=null con0=null,fd:2 con1=fd:0,fd:1

启动后，使用你前面设置的 root 用户/密码登录，便可以进入到用户态 Linux 容器中了。

有别于 Docker，这个容器的内核和宿主的内核是隔离的，可以使用这个容器作为一个调试内核的工具，如：

1. echo 1 > /proc/sys/kernel/sysrq

2. echo c > /proc/sysrq-trigger

即可手动触发一个“内核恐慌(Kernel Panic)”错误。

作者简介：

calvinlin：一个普通的深圳初中生。

via:

作者： 编辑：

本文由贡献者投稿至 ，采用 发布， 荣誉推出

欢迎遵照 CC-BY-SA 协议规定转载，

如需转载，请在文章下留言 “ 转载：公众号名称”，

我们将为您添加白名单，授权“ 转载文章时可以修改”。