🥇Hvordan begynne å bruke User Mode i Linux

Introduksjon fra oversetteren: Med den masseinnføringen av forskjellige typer containere i livet vårt, kan det være både interessant og nyttig å lære om hvilke teknologier dette startet med en gang. Noen av dem kan fortsatt brukes, men ikke alle husker (eller vet om) slike metoder, hvis de ikke opplevde den hektiske utviklingen. En av disse teknologiene er User Mode Linux. Forfatteren av originalen har gravd en del, sett på hva av gamle løsninger som fortsatt fungerer, og hva som ikke gjør det, og samlet noe som ligner på en trinnvis instruksjon om hvordan man selv setter opp en hjemmeprodusert UML i 2k19. Og ja, vi har invitert forfatteren av det originale innlegget til Habr. Cadey, så hvis du har spørsmål — still dem på engelsk i kommentarene.

User Mode i Linux er faktisk en port av Linux-kjernen til seg selv. Denne modusen lar deg kjøre en fullverdig Linux-kjerne som en brukers prosess, og brukes vanligvis av utviklere for å teste drivere. Men denne modusen er også nyttig som et verktøy for generell isolasjon, prinsippet er likt som i virtuelle maskiner. Denne modusen gir større isolasjon enn Docker, men mindre enn en fullverdig virtuell maskin som KVM eller Virtual Box.

Generelt kan User Mode virke som et merkelig og komplisert verktøy å bruke, men det har likevel sine bruksområder. Det er en fullverdig Linux-kjerne som kjører fra en ikke-privilegert bruker. Dette gjør det mulig å kjøre potensielt usikker kode uten trusler mot vertsmaskinen. Og siden det er en fullverdig kjerne, er prosessene isolert fra vertsmaskinen, det vil si prosesser som kjører inne i User Mode, vil ikke være synlige for verten. Dette er ikke likt et vanlig Docker-container, der vertsmaskinen alltid ser prosessene inne i lageret. Se på dette utsnittet av pstree fra én av serverne mine:

containerd─┬─containerd-shim─┬─tini─┬─dnsd───19*[{dnsd}]
           │                 │      └─s6-svscan───s6-supervise
           │                 └─10*[{containerd-shim}]
           ├─containerd-shim─┬─tini─┬─aerial───21*[{aerial}]
           │                 │      └─s6-svscan───s6-supervise
           │                 └─10*[{containerd-shim}]
           ├─containerd-shim─┬─tini─┬─s6-svscan───s6-supervise
           │                 │      └─surl
           │                 └─9*[{containerd-shim}]
           ├─containerd-shim─┬─tini─┬─h───13*[{h}]
           │                 │      └─s6-svscan───s6-supervise
           │                 └─10*[{containerd-shim}]
           ├─containerd-shim─┬─goproxy───14*[{goproxy}]
           │                 └─9*[{containerd-shim}]
           └─32*[{containerd}]

Og sammenligne dette med pstree fra Linux-kjernen i brukermodus:

linux─┬─5*[linux]
      └─slirp

Når jeg jobber med Docker-containere, kan jeg se prosessnavn fra vertssystemet som kjører i gjestemiljøet. Dette er ikke mulig med Linux brukermodus. Hva betyr dette? Det betyr at overvåkningsverktøy som jobber gjennom Linuxs revisjonssubsystem ikke ser prosessene som kjører i gjestemiljøet. Men i enkelte situasjoner kan denne funksjonen bli en tveegget sverd.

Generelt sett er hele innlegget nedenfor en samling av undersøkelser og harde forsøk på å oppnå ønsket resultat. For dette har jeg måttet bruke forskjellige gamle verktøy, lese kildekoden til kjernen, engasjere meg i intensiv kodingdebugging av kode skrevet på en tid da jeg fortsatt gikk på barneskolen, samt grave i Heroku-bygninger med hjelp av et spesialbygd binærverktøy på jakt etter verktøyene jeg trengte. Alt dette arbeidet førte til at gutta i IRCen min begynte å kalle meg en magiker (magic). Jeg håper at dette innlegget vil være en pålitelig dokumentasjon for noen, slik at de kan gjøre det samme, men med nyere kjerner og versjoner av OS.

Konfigurasjon

Konfigurering av Linux brukermodus skjer i flere trinn:

installasjon av avhengigheter på verten;
nedlasting av Linux-kjernen;
konfigurering av kjernens bygning;
bygging av kjernen;
installering av binæret;
konfigurering av gjestefilssystemet;
feste oppstartparametere for kjernen;
konfigurering av gjestenettverket;
oppstart av gjestekjernen.

Jeg antar at hvis du velger å håndtere alt dette selv, vil du mest sannsynlig gjøre alt beskrevet i et Ubuntu- eller Debian-lignende system. Jeg har prøvd å implementere alt ovenfor i min favorittdistribusjon – Alpine, men det fungerte ikke, tilsynelatende fordi Linux-kjernen har stramme bindinger til glibc-isms for drivere i brukermodus. Jeg planlegger å rapportere dette upstream etter at jeg har fått full forståelse av problemet.

Installerer avhengigheter på verten

Ubuntu krever minst følgende pakker for å bygge Linux-kjernen (forutsatt en ren installasjon):

- 'byggje-nødvendig' - 'fleks' - 'bison' - 'xz-nyttige' - 'wget' - 'ca-sertifikat' - 'bc' - 'linux-hovudar'

Du kan installere dem med følgende kommando (med root-rettigheter eller ved hjelp av sudo):

apt-get -y install build-essential flex bison xz-utils wget ca-certificates bc 
                   linux-headers-$(uname -r)

Vennligst merk at kjøringen av konfigurasjonsprogrammet for meny for Linux-kjernen vil kreve installasjon av libncurses-dev. Vennligst sørg for at det er installert med følgende kommando (med root-rettigheter eller ved hjelp av sudo):

apt-get -y install libncurses-dev

Nedlasting av kjernen

Bestem stedet for nedlasting og påfølgende bygging av kjernen. For denne operasjonen trenger du omtrent 1,3 GB plass på harddisken, så vær sikker på at du har det.

Deretter går du til kernel.org og får URL-en for å laste ned den nyeste stabile versjonen av kjernen. På tidspunktet for skrivingen er dette: https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.1.16.tar.xz

Last ned denne filen med 'wget':

wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.1.16.tar.xz

Og pakk den ut med 'tar':

tar xJf linux-5.1.16.tar.xz

Nå går vi inn i katalogen som ble opprettet ved pakkingen av tarballen:

cd linux-5.1.16

Konfigurering av byggingen av kjernen

Kjernekonstruksjonssystemet er et sett med Make-filer med med mange brukerverktøy og skript for å automatisere prosessen. For å starte, åpne det interaktive konfigurasjonsprogrammet:

make ARCH=um menuconfig

Det vil delvis gjennomføre bygget og vise deg et dialogvindu. Når '[Select]' vises nederst i vinduet, kan du begynne konfigurasjonen ved hjelp av mellomromstasten eller Enter. Navigering i vinduet er som vanlig med piltastene «opp» og «ned», og markering av elementer er «venstre» eller «høyre».

En pekersymbol som —> indikerer at du er i en undermeny, tilgang til den gjøres med Enter. Utgangen er åpenbart gjennom'[Exit]‘.

Aktiver følgende alternativer i '[Select]' og sørg for at det er et symbol '[*]' ved siden av dem:

UML-spesifikke alternativer:
  - Vert filsystem
Nettverksstøtte (aktiver dette for å få frem undermenyen):
  - Nettverksalternativer:
    - TCP/IP-nettverk
UML-nettverksenheter:
  - Virtuell nettverksenhet
  - SLiRP-transport

Alt dette vinduet kan du avslutte ved gradvis å velge ‘[Exit]‘. Bare vær sikker på at du blir bedt om å lagre konfigurasjonen til slutt og velger ‘[Ja]‘.

Jeg anbefaler at du leker med kjernens byggeparametere etter å ha lest dette innlegget. Gjennom disse eksperimentene vil du kunne lære mye om hvordan lavnivåkjernemekanismer fungerer og hvordan ulike flagg påvirker byggingen.

Bygge kjerne

Linux-kjernen er et stort program som tar seg av mange oppgaver. Selv med en så minimal konfigurasjon på gammelt utstyr kan byggingen ta en stund. Så kjør følgende kommando for å bygge kjernen:

make ARCH=um -j$(nproc)

Hvorfor? Denne kommandoen ber byggeren vår om å bruke alle tilgjengelige kjerner og prosessortråder under byggeprosessen. Kommandoen $(nproc) for enden av Build setter inn output av kommandoen nproc, som er en del av coreutils i standardbyggingen av Ubuntu.

Etter en viss tid vil kjernen vår bli bygget i en kjørbar fil ./linux.

Installasjon av binærfil

Siden User Mode i Linux lager en vanlig binærfil, kan du installere den som enhver annen verktøy. Slik har jeg gjort det:

mkdir -p ~/bin
cp linux ~/bin/linux

Det er også viktig at ~/bin finnes i din $PATH:

export PATH=$PATH:$HOME/bin

Konfigurering av gjeste-filsystemet

Lag en mappe for gjeste-filsystemet:

mkdir -p $HOME/prefix/uml-demo
cd $HOME/prefix

Åpne alpinelinux.org og i nedlastingsseksjonen finn den aktuelle lenken for nedlasting MINI ROOT FILESYSTEM. På tidspunktet for skriving av publikasjonen var dette:

http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.10/releases/x86_64/alpine-minirootfs-3.10.0-x86_64.tar.gz

Last ned denne tarballen ved hjelp av wget:

wget -O alpine-rootfs.tgz http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.10/releases/x86_64/alpine-minirootfs-3.10.0-x86_64.tar.gz

Gå nå inn i mappen for gjeste-filsystemet og pakk ut arkivet:

cd uml-demo
tar xf ../alpine-rootfs.tgz

De beskrevne handlingene vil lage en liten mal for filsystemet. På grunn av systemets natur vil det være svært vanskelig å installere pakker via Alpine-pakkebehandleren apk. Men dette filsystemet vil være tilstrekkelig for å vurdere den generelle ideen.

Vi vil også trenge et verktøy tini for å hindre minneforbruk av zombie-prosesser i vår gjestekjerne.

wget -O tini https://github.com/krallin/tini/releases/download/v0.18.0/tini-static
chmod +x tini

Opprettelse av kommandolinje for kjernen

I kjernen av Linux, som i de fleste andre programmer, finnes det kommandolinjeargumenter som du kan enkelt se ved å bruke nøkkelen --help.

Selv —help

linux --help
User Mode Linux v5.1.16
        tilgjengelig på http://user-mode-linux.sourceforge.net/

--showconfig
    Skriver ut konfigurasjonsfilen som denne UML-binaryen ble generert fra.

iomem=,
    Konfigurer  som et IO-minneområde med navnet .

mem=
    Dette kontrollerer hvor mye "fysisk" minne kjernen tildeler
    for systemet. Størrelsen spesifiseres som et tall etterfulgt av
    en av 'k', 'K', 'm', 'M', som har åpenbare betydninger.
    Dette er ikke relatert til mengden minne i vertsmaskinen. Den kan
    være større, og overskuddet, hvis det noen gang brukes, vil bare bli byttet ut.
        Eksempel: mem=64M

--help
    Skriver ut denne meldingen.

debug
    dette flagget er ikke nødvendig for å kjøre gdb på UML i skas-modus

root=
    Dette brukes faktisk av den generiske kjernen på nøyaktig samme
    måte som i enhver annen kjerne. Hvis du konfigurerer et antall blokk
    enheter og ønsker å starte fra noe annet enn ubd0, må du bruke noe som:
        root=/dev/ubd5

--version
    Skriver ut versjonsnummeret til kjernen.

umid=
    Dette brukes til å tilordne en unik identitet til denne UML-maskinen og
    brukes til å navngi pid-filen og administrasjonskonsoll-socket.

con[0-9]*=
    Koble en konsoll eller seriell linje til en vertskanal. Se
    http://user-mode-linux.sourceforge.net/old/input.html for en komplett
    beskrivelse av denne bryteren.

eth[0-9]+=,
    Konfigurer et nettverksenhet.
    
aio=2.4
    Dette brukes for å tvinge UML til å bruke 2.4-stil AIO selv når 2.6 AIO er
    tilgjengelig. 2.4 AIO er en enkelt tråd som håndterer én forespørsel om gangen,
    synkront. 2.6 AIO er en tråd som bruker 2.6 AIO
    grensesnittet for å håndtere et vilkårlig antall ventende forespørsel. 2.6 AIO
    er ikke tilgjengelig i tt-modus, på 2.4 verter, eller når UML er bygget med
    /usr/include/linux/aio_abi.h ikke tilgjengelig. Mange distribusjoner inkluderer ikke
    aio_abi.h, så du må kopiere den fra et kjernetre til
    ditt /usr/include/linux for å bygge en AIO-kapabel UML

nosysemu
    Slår av syskall-emuleringspatch for ptrace (SYSEMU).
    SYSEMU er en ytelsespakt introdusert av Laurent Vivier. Den endrer
    atferden til ptrace() og hjelper med å redusere vertens kontektsbytte.
    For å få det til å fungere, trenger du også en kjernemodifikasjon for verten din.
    Se http://perso.wanadoo.fr/laurent.vivier/UML/ for mer
    informasjon.

uml_dir=
    Plasseringen for å plassere pid- og umid-filer.

quiet
    Slår av informasjonsmeldinger under oppstart.

hostfs=,,...
    Dette brukes til å sette hostfs-parametere. Rotkatalogargumentet
    brukes til å begrense alle hostfs-mounts innenfor det spesifiserte katalogtreet
    på verten. Hvis dette ikke spesifiseres, kan en bruker inne i UML
    montere hva som helst på verten som er tilgjengelig for brukeren som kjører
    det.
    Det eneste flagget som for øyeblikket støttes er 'append', som angir at alle
    filer åpnet av hostfs vil bli åpnet i append-modus.

Dette banneret belyser de viktigste oppstartparametrene. La oss starte kjernen med det minimum nødvendige settet av alternativer:

linux 
  root=/dev/root 
  rootfstype=hostfs 
  rootflags=$HOME/prefix/uml-demo 
  rw 
  mem=64M 
  init=/bin/sh

Linjene ovenfor sier til kjernen vår følgende:

La oss anta at rotfilen er en pseudo-enhet /dev/root.
Velg hostfs som som driver for rotfilssystemet.
Monter gjestefilssystemet vi opprettet i rot-enheten.
Og ja, i lese-skrive-modus.
Bruk kun 64 megabyte med RAM (du kan bruke mye mindre, avhengig av hva du planlegger å gjøre, men 64 MB virker å være et optimalt beløp).
Kjernen starter automatisk /bin/sh som init-prosessen.

Kjør denne kommandoen, og du bør få noe som ligner på det følgende:

En annen ark

Kjernesvaktgrensene :
        myk - 0
        hard - INGEN
Sjekker at ptrace kan endre systemkallnumre...OK
Sjekker syscall-emulasjonspatch for ptrace...OK
Sjekker avansert syscall-emulasjonspatch for ptrace...OK
Sjekker miljøvariabler for en midlertidig mappe...ingen funnet
Sjekker om /dev/shm er på tmpfs...OK
Sjekker PROT_EXEC mmap i /dev/shm...OK
Legger til 32137216 byte til fysisk minne for å ta hensyn til exec-shield-gap
Linux-versjon 5.1.16 (cadey@kahless) (gcc versjon 7.4.0 (Ubuntu 7.4.0-1ubuntu1~18.04.1)) #30 Søndag 7. juli 2019 kl. 18:57:19 UTC
Bygget 1 zonelister, mobilitetsgruppering på.  Totalt sider: 23898
Kjernens kommandolinje: rot=/dev/root rotflag=/home/cadey/dl/uml/alpine rotfstyper=hostfs rw mem=64M init=/bin/sh
Dentry cache hash-tabelloppføringer: 16384 (rekkefølge: 5, 131072 byte)
Inode-cache hash-tabelloppføringer: 8192 (rekkefølge: 4, 65536 byte)
Minne: 59584K/96920K tilgjengelig (2692K kjernkode, 708K rwdata, 588K rodata, 104K init, 244K bss, 37336K reservert, 0K cma-reservert)
SLUB: HWalign=64, Rekkefølge=0-3, MinObjects=0, CPUer=1, Noder=1
NR_IRQS: 15
klokke kilde: timer: maske: 0xffffffffffffffff maks_sykluser: 0x1cd42e205, maks_inaktiv_ns: 881590404426 ns
Kalibrerer forsinkelsessløyfe... 7479.29 BogoMIPS (lpj=37396480)
pid_max: standard: 32768 minimum: 301
Monter-cache hash-tabelloppføringer: 512 (rekkefølge: 0, 4096 byte)
Monteringspunkt-cache hash-tabelloppføringer: 512 (rekkefølge: 0, 4096 byte)
Sjekker at vertens ptys støtter utdata SIGIO...Ja
Sjekker at vertens ptys støtter SIGIO ved lukking...Nei, aktiverer workaround
devtmpfs: initialisert
random: get_random_bytes kalt fra setup_net+0x48/0x1e0 med crng_init=0
Bruker 2.6 vert AIO
klokke kilde: jiffies: maske: 0xffffffff maks_sykluser: 0xffffffff, maks_inaktiv_ns: 19112604462750000 ns
futex hash-tabelloppføringer: 256 (rekkefølge: 0, 6144 byte)
NET: Registrert protokollfamilie 16
klokke kilde: Byttet til klokke kilde timer
NET: Registrert protokollfamilie 2
tcp_listen_portaddr_hash hash-tabelloppføringer: 256 (rekkefølge: 0, 4096 byte)
TCP etablerte hash-tabelloppføringer: 1024 (rekkefølge: 1, 8192 byte)
TCP binde hash-tabelloppføringer: 1024 (rekkefølge: 1, 8192 byte)
TCP: Hash-tabeller konfigurert (etablert 1024 bind 1024)
UDP hash-tabelloppføringer: 256 (rekkefølge: 1, 8192 byte)
UDP-Lite hash-tabelloppføringer: 256 (rekkefølge: 1, 8192 byte)
NET: Registrert protokollfamilie 1
konsoll [stderr0] deaktivert
mconsole (versjon 2) initialisert på /home/cadey/.uml/tEwIjm/mconsole
Sjekker vert MADV_REMOVE støtte...OK
arbeidssett: timestamp_bits=62 max_order=14 bucket_order=0
Blokklags SCSI generisk (bsg) driver versjon 0.4 lastet (størrelse 254)
io-scheduler noop registrert (standard)
io-scheduler bfq registrert
loop: modul lastet
NET: Registrert protokollfamilie 17
Initialisert stdio konsoldriver
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 1 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 2 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 3 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 4 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 5 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 6 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 7 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 8 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 9 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 10 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 11 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 12 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 13 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 14 : Konfigurasjon feilet
Bruker en kanals type som er konfigurert utenfor UML
setup_one_line feilet for enhet 15 : Konfigurasjon feilet
Konsoll initialisert på /dev/tty0
konsoll [tty0] aktivert
konsoll [mc-1] aktivert
Mislyktes å initialisere ubd-enhet 0 : Kunne ikke bestemme størrelsen på enhetens fil
VFS: Montert rot (hostfs filsystem) på enhet 0:11.
devtmpfs: montert
Denne arkitekturen har ikke kjerneminnesikring.
Kjør /bin/sh som init-prosess
/bin/sh: klarer ikke få tilgang til tty; jobkontroll slått av
random: rask init fullført
/ #

Manipulasjonene over vil gi oss et minimum av gjestesystemet, uten slike ting som /proc eller tildelt vertsnavn. For eksempel, prøv å kjøre følgende kommandoer:

- uname -av - cat /proc/self/pid - hostname

For å forlate gjestesystemet, skriv inn exit eller trykk control-d. Dette vil avslutte skallet med påfølgende kernel panic:

/ # exit
Kernel panic - not syncing: Attempted to kill init! exitcode=0x00000000
fish: “./linux root=/dev/root rootflag…” terminated by signal SIGABRT (Abort)

Vi fikk denne kernel panikken fordi Linux-kjernen mener at initialiseringsprosessen alltid kjører. Uten dette kan ikke systemet fungere og avslutter. Men siden dette er et brukermodusprosjekt, sender det resulterende resultatet seg selv til SIGABRT, noe som fører til utgangen.

Innstilling av gjestenettverk

Her begynner vi å avvike fra planen. Nettverket i User Mode Linux er stedet hvor hele konseptet med begrenset "bruksmodus" begynner å bryte sammen. Vanligvis er nettverket på systemnivå begrenset privilegerte kjøringsmoduser av alle kjente grunner.

Merk: mer om ulike metoder for nettverksarbeid i UML kan leses her.

Reisen til slirp

Imidlertid finnes det et gammelt og praktisk talt utdatert verktøy kalt Slirp, som lar User Mode Linux kommunisere med nettverket. Det fungerer omtrent som et TCP/IP-stakk på brukernivå og krever ingen systemtillatelser for å kjøre. Dette verktøyet ble utgitt i 1995, og den siste oppdateringen er datert 2006. Slirp er veldig gammelt. På grunn av lang tid uten støtte og oppdateringer har kompilatorene utviklet seg så mye at dette verktøyet nå kan beskrives som "code rot".

Så la oss installere Slirp fra Ubuntu-repositoriene og prøve å starte det:

sudo apt-get install slirp
/usr/bin/slirp
Slirp v1.0.17 (BETA)

Kopirett (c) 1995,1996 Danny Gasparovski og andre.
Alle rettigheter forbeholdt.
Dette programmet er opphavsrettsbeskyttet, gratis programvare.
Vennligst les filen COPYRIGHT som følger med Slirp
pakken for vilkårene og betingelsene for opphavsretten.

IP-adresse til Slirp-vert: 127.0.0.1
IP-adresse(r) til dine DNS: 1.1.1.1, 10.77.0.7
Din adresse er 10.0.2.15
(eller hva som helst annet du ønsker)

Skriv fem nuller (0) for å avslutte.

[autodetect SLIP/CSLIP, MTU 1500, MRU 1500, 115200 baud]

SLiRP Klar ...
fisk: "/usr/bin/slirp" avsluttet av signal SIGSEGV (Adressegrensefeil)

Åh, kjære. La oss installere en debugger for Slirp og se om vi kan finne ut hva som skjer:

sudo apt-get install gdb slirp-dbgsym
gdb /usr/bin/slirp
GNU gdb (Ubuntu 8.1-0ubuntu3) 8.1.0.20180409-git
Copyright (C) 2018 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later 
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law. Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-linux-gnu".
Type "show configuration" for configuration details.
For bug reporting instructions, please see:
.
Find the GDB manual and other documentation resources online at:
.
For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from /usr/bin/slirp...Reading symbols from /usr/lib/debug/.build-id/c6/2e75b69581a1ad85f72ac32c0d7af913d4861f.debug...done.
done.
(gdb) run
Starting program: /usr/bin/slirp
Slirp v1.0.17 (BETA)

Copyright (c) 1995,1996 Danny Gasparovski and others.
All rights reserved.
This program is copyrighted, free software.
Please read the file COPYRIGHT that came with the Slirp
package for the terms and conditions of the copyright.

IP address of Slirp host: 127.0.0.1
IP address of your DNS(s): 1.1.1.1, 10.77.0.7
Your address is 10.0.2.15
(or anything else you want)

Type five zeroes (0) to exit.

[autodetect SLIP/CSLIP, MTU 1500, MRU 1500, 115200 baud]

SLiRP Ready ...

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
                                                    ip_slowtimo () at ip_input.c:457
457     ip_input.c: No such file or directory.

Feil skjer i denne linjen. La oss se på stacktrace, kanskje det kan hjelpe oss:

(gdb) bt full
#0  ip_slowtimo () at ip_input.c:457
        fp = 0x55784a40
#1  0x000055555556a57c in main_loop () at ./main.c:980
        so = 
        so_next = 
        timeout = {tv_sec = 0, tv_usec = 0}
        ret = 0
        nfds = 0
        ttyp = 
        ttyp2 = 
        best_time = 
        tmp_time = 
#2  0x000055555555b116 in main (argc=1, argv=0x7fffffffdc58) at ./main.c:95
No locals.

Her ser vi at feilen oppstår under oppstart av hovedløkken, når slirp forsøker å sjekke tidsavbrudd. På dette tidspunktet burde jeg ha gitt opp feilsøkingen. Men la oss se om Slirp fungerer, bygget fra kildefiler. Jeg lastet ned arkivet direkte fra nettstedet Sourceforge, fordi det er en smerte å dra noe derfra via kommandolinjen:

cd ~/dl
wget https://xena.greedo.xeserv.us/files/slirp-1.0.16.tar.gz
tar xf slirp-1.0.16.tar.gz
cd slirp-1.0.16/src
./configure --prefix=$HOME/prefix/slirp
make

Her ser vi varsler om udefinerte innebygde funksjoner, det vil si at det er umulig å linke den resulterende binærfilen. Det ser ut til at i perioden mellom 2006 og dette tidspunktet har gcc sluttet å generere symboler som brukes i innebygde funksjoner fra mellomliggende kompileringer. La oss prøve å erstatte nøkkelordet inline med en tom kommentar og se på resultatet:

vi slirp.h
:6
a

#define inline /**/

:wq
make

Nei. Dette fungerer heller ikke. Kan fortsatt ikke finne tegnene til disse funksjonene.

På dette stadiet ga jeg opp og begynte å søke på Github Heroku samlingspakker. Min teori var basert på at det i en eller annen samlingspakke fra Heroku ville være nødvendige binærfiler. Til slutt førte søket meg hit. Jeg lastet ned og pakket ut uml.tar.gz og fant følgende:

total 6136
-rwxr-xr-x 1 cadey cadey   79744 Dec 10  2017 ifconfig*
-rwxr-xr-x 1 cadey cadey     373 Dec 13  2017 init*
-rwxr-xr-x 1 cadey cadey  149688 Dec 10  2017 insmod*
-rwxr-xr-x 1 cadey cadey   66600 Dec 10  2017 route*
-rwxr-xr-x 1 cadey cadey  181056 Jun 26  2015 slirp*
-rwxr-xr-x 1 cadey cadey 5786592 Dec 15  2017 uml*
-rwxr-xr-x 1 cadey cadey     211 Dec 13  2017 uml_run*

Dette er binærfilen slirp! Fungerer den?

.\/slirp
Slirp v1.0.17 (BETA) FULL_BOLT

Copyright (c) 1995,1996 Danny Gasparovski og andre.
Alle rettigheter forbeholdt.
Dette programmet er opphavsrettsbeskyttet, gratis programvare.
Vennligst les filen COPYRIGHT som fulgte med Slirp
pakken for vilkår og betingelser for opphavsrett.

IP-adressen til Slirp-verten: 127.0.0.1
IP-adresser til dine DNS-er: 1.1.1.1, 10.77.0.7
Din adresse er 10.0.2.15
(eller hva annet du vil)

Skriv fem nuller (0) for å avslutte.

[autodetect SLIP\/CSLIP, MTU 1500, MRU 1500]

SLiRP Klar ...

Det krasjer ikke — så det burde fungere! La oss legge inn denne binærfilen i ~\/bin\/slirp:

cp slirp ~\/bin\/slirp

I tilfelle pakkeskaperen fjerner den, har jeg laget et speil.

Innstilling av nettverk

Nå la oss sette opp nettverket på vårt gjeste-kjerne. Oppdater oppstartsparameterne:

linux 
  root=\/dev\/root 
  rootfstype=hostfs 
  rootflags=$HOME\/prefix\/uml-demo 
  rw 
  mem=64M 
  eth0=slirp,,$HOME\/bin\/slirp 
  init=\/bin\/sh

Nå la oss aktivere nettverket:

mount -t proc proc proc\/\nmount -t sysfs sys sys\/\n
ifconfig eth0 10.0.2.14 netmask 255.255.255.240 broadcast 10.0.2.15
route add default gw 10.0.2.2

De første to konfigurasjonskommandoene /proc og /sys er nødvendige for å fungere ifconfig, som setter opp nettverksgrensesnittet for kommunikasjon med Slirp. Kommandoen rute setter opp kjernens rutetabell for å tvinge alt trafikk gjennom Slirp-tunnelen. La oss sjekke dette med et DNS-spørsmål:

nslookup google.com 8.8.8.8
Server:    8.8.8.8
Adresse 1: 8.8.8.8 dns.google

Navn:      google.com
Adresse 1: 172.217.12.206 lga25s63-in-f14.1e100.net
Adresse 2: 2607:f8b0:4006:81b::200e lga25s63-in-x0e.1e100.net

Det fungerer!

Merk: Det ser ut som det opprinnelige innlegget ble skrevet på en stasjonær datamaskin med en kabelnettverkskort, eller en annen konfigurasjon som ikke krever ekstra drivere. På en bærbar PC med WiFi 8265 fra Intel oppstår det derimot en feil når nettverket aktiveres.

/ # ifconfig eth0 10.0.2.14 netmask 255.255.255.240 broadcast 10.0.2.15
slirp_tramp failed - errno = 2
ifconfig: ioctl 0x8914 failed: No such file or directory
/ #

Det ser ut til at kjernen ikke kan kommunisere med nettverksdriveren. Forsøk på å kompilere firmware inn i kjernen løste dessverre ikke problemet. På tidspunktet for publisering har vi ikke funnet en løsning for akkurat denne konfigurasjonen. På enklere konfigurasjoner (som for eksempel i Virtualbox) aktiveres grensesnittet riktig.

La oss automatisere omdirigeringen med følgende shell-script:

#!/bin/sh
# init.sh

mount -t proc proc proc/
mount -t sysfs sys sys/
ifconfig eth0 10.0.2.14 netmask 255.255.255.240 broadcast 10.0.2.15
route add default gw 10.0.2.2

echo "networking set up"

exec /tini /bin/sh

Og la oss gjøre det kjørbart:

chmod +x init.sh

Og så gjør vi endringer i kjernebootlinjen:

linux 
  root=\/dev\/root 
  rootfstype=hostfs 
  rootflags=$HOME\/prefix\/uml-demo 
  rw 
  mem=64M 
  eth0=slirp,,$HOME\/bin\/slirp 
  init=\/init.sh

Og gjentar:

SLiRP Klar ...
nettverket er satt opp
\/bin\/sh: kan ikke få tilgang til tty; jobbkontroll er slått av

nslookup google.com 8.8.8.8
Server:    8.8.8.8
Adresse 1: 8.8.8.8 dns.google

Navn:      google.com
Adresse 1: 172.217.12.206 lga25s63-in-f14.1e100.net
Adresse 2: 2607:f8b0:4004:800::200e iad30s09-in-x0e.1e100.net

Nettverket fungerer stabilt!

Docker-fil

For å gjøre det lettere for deg å sjekke alt dette, har jeg samlet Dockerfile, som automatiserer de fleste beskrivne trinnene og bør gi deg en fungerende konfigurasjon. Jeg har også en ferdig kjernekonfigurasjon, som har alt som er beskrevet i innlegget. Men det er viktig å forstå at jeg bare har laget den minimale konfigurasjonen.

Jeg håper dette innlegget har hjulpet deg å forstå hvordan du setter opp gjestekjernen. Det ble en slags monstert, men innlegget var ment som en omfattende guide til bygging, installasjon og konfigurasjon av User Mode i Linux for moderne versjoner av operativsystemene i denne familien. Videre trinn bør inkludere installasjon av tjenester og annen programvare inne i gjestesystemet. Siden Docker-bilder bare er lagrede tar-arkiver, bør du være i stand til å trekke bildet gjennom docker export, og deretter angi stien for installasjonen i rotmappen av gjestekjernen. Så kjør shell-scriptet.

En spesiell takk til Rkeene med #lobsters på Freenode. Uten hans hjelp med feilsøking av Slirp ville jeg ikke ha kommet så langt. Jeg har ingen anelse om hvordan systemet hans Slackware fungerer riktig med slirp, men mine Ubuntu- og Alpine-systemer aksepterte ikke slirp og den Rkeene-binaryen som ble foreslått til meg. Men jeg er glad for at jeg har fått noe til å fungere.

Kilde: habr.com