什么是 user-mode-linux

User-mode-linux (UML) 是让一个linux作为一个独立进程运行在另一个linux上。甚至可以在非root用户下启动。

为什么使用 UML

UML 是一种在同一时间运行多 (arch-)linux 的安全方式。 每个进程都是独立去其它的， 这非常安全，例如在同一机器上进行多种测试和开发而不互相干扰。如果一些测试进程损坏并不会影响宿主系统或者开发用进程。

如何使用 UML

准备 rootfs 镜像

我们找一台 Ubuntu Server 来准备 rootfs。这个时候需要有 root 权限，因为你需要 mount 一个 loop 文件系统，chroot 改点东西之类的。

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# 下载镜像
wget http://uk.images.linuxcontainers.org/images/alpine/3.1/amd64/default/20170305_17:50/rootfs.tar.xz
# 安装解压软件
apt install xz-utils
# 创建镜像，32 M 对于 alpine 是够用的
dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1M count=32
mkfs.ext4 rootfs.img
# 把镜像挂到 loop 上
mkdir rootfs
sudo mount -o loop rootfs.img rootfs
sudo tar xvf rootfs.tar.xz -C rootfs
# 给 root 设个密码
sudo chroot rootfs /bin/sh
  passwd
  exit
# 清理
sudo umount rootfs
rmdir rootfs

此时 rootfs.img 已经做好了。

编译内核

我们继续用 ubuntu server 来编译 UML 内核。

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sudo apt install build-essential kernel-package fakeroot libncurses5-dev libssl-dev ccache
# 抓内核源码
wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.10.1.tar.xz
tar xvf linux-4.10.1.tar.xz
cd linux-4.10.1
make defconfig ARCH=um
make menuconfig ARCH=um
# 这里会出来一个界面让你配置内核，有茫茫多的参数可以选
# 大概找一些 linux 内核编译的文章可以参考吧
# 主要是 User Mode Linux 有一些特殊选项可以注意下，比如强制静态编译什么的
# 然后就开始正式编译啦
make ARCH=um
strip linux # 移除调试符号

编译过程可能比较慢。有时候会有一些库找不到啥的，apt 装一下就好。

获取 slirp

slirp 是用来在没有 root 的情况下联网的。

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apt source slirp

这里获取到的 slirp 放到目标机器上编译，不需要在 ubuntu server 上搞了。

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cd slirp-1.0.17/src
./configure
make CFLAGS="-I. -DUSE_PPP -DUSE_MS_DNS -DFULL_BOLT -fno-strict-aliasing -Wno-unused -std=gnu89" clean all

启动 UML

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# 在 UML Host 上
# 把一些二进制文件放好
slirp=/home/oott123/uml/slirp/slirp-1.0.17/bin/slirp
uml=/home/oott123/uml/kernel/linux-4.10.1/linux
rootfs=/home/oott123/uml/alpine/rootfs.img
cow=/home/oott123/uml/machine/demo/data.cow # 放 copy-on-write 数据的地方
export TMPDIR=/tmp
$uml rw ubda=$cow,$rootfs mem=128M eth0=slirp,,$slirp

配置网络

启动之后你可能会发现没有网络。不用担心，改改网络配置：

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# 在 UML 里
vi /etc/network/interfaces
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auto eth0
iface eth0 inet static
address 10.0.2.15
gateway 10.0.2.2
netmask 255.255.255.0
dns-nameservers 10.0.2.3
hostname $(hostname)
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/etc/init.d/networking restart
echo 'nameserver 114.114.114.114' > /etc/resolv.conf
# 测试网络
wget -O- myip.ipip.net
# 安装软件
apk update
apk add curl
curl myip.ipip.net
# 关闭 UML
halt

与主机交互

或许你需要将 UML 内的端口转发到主机上。

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# 在主机上
vi ~/.slirprc
redir 2222 22

或许你需要访问主机的文件系统。

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# 在 UML 上，把 UML 内的 /mnt/home 映射到 /home
# 注意权限问题、注意两边不要同时读写
mkdir /mnt/home
mount none /mnt/home -t hostfs -o /home

本文转自User Mode Linux – 一个用户态的 Linux 内核