linux UML

make clean;make all;make modules;make modules_install;make install

将其编译成名为getpid的执行文件”gcc –o getpid <路径>/getpid.c”, 我们使用KDB来产看它进入内核后的执行路径。

l 激活KDB (按下pause键，当然你必须已经给内核打了KDB补丁);设置内核断点 “bp sys_getpid” ;退出kdb “go”;然后执行./getpid 。瞬间，进入内核调试状态,执行路径停止在断点sys_getpid处。

l 在KDB>提示符下，执行bt命令观察堆栈，发现调用的嵌套路径，可以看到在sys_getpid是在内核函数system_call中被嵌套调用的。

l 在KDB>提示符下，执行rd命令查看寄存器中的数值，可以看到eax中存放的getpid调用号——0x00000014(=20).

l 在KDB>提示符下，执行ssb（或ss）命令跟踪内核代码执行路径,可以发现sys_getpid执行后，会返回system_call函数，然后接者转入ret_from_sys_call例程。（再往后还有些和调度有关其他例程，我们这里不说了它们了。）

1 UML调试（2.6.18）

II）到上述目录
      make clean
      make mrproper （这两个操作对于以前编译过其他arch的情况比较重要）
      make xconfig ARCH=um
      make all ARCH=um

      现在目录下有个linux的可执行文件。

III）不幸，运行uml还需要一个rootfs，就是uml的‘硬盘’啦。当然下载一个
比较快，http://user-mode-linux.sourceforge.net/dl-sf.html
选择了Debian-3.0r0.ext2.bz2，解压缩后改名为root_fs

IV)./linux ubd0=root_fs 这样就搞定了。

怎么运行UML？
一个命令就好了
./linux ubd0=Debian-3.0r0.ext2
如果不想敲这么长，那就把Debian-3.0r0.ext2重命名为'root_fs'，UML启动会自动挂载这个文件
如果是SMP内核需要传个参数给内核，不然它还是一个CPU
./linux ncpus=2 ubd0=Debian-3.0r0.ext2

怎么调试UML？
用gdb调试就行了，没什么特别的，但是要屏蔽两个信号
linux #gdb ./linux
(gdb) handle SIGSEGV pass nostop noprint
(gdb) handle SIGUSR1 pass nostop noprint
(gdb) b main
(gdb) run ubd0=Debian-3.0r0.ext2

编译UML调试环境

在linux源代码目录下make menuconfig ARCH＝um 生成可执行文件linux和vmlinux
下载根文件系统rootfs
复制linux和rootfs在一个目录中
./linux rw init=/bin/bash

真是没有用过 linux，很多事情搞不清楚呢还。读mm/shmem.c 的时候看到mmap 的私有共享影射使用了tmpfs的文件，但是
ls /dev/shm并没有看到那个dev/zero名字的文件。于是想搞清楚。(mm/shmem.c shmem_zero_setup)

先是考虑ls使用什么系统调用读取文件夹内的文件名列表,开始没有经验,就是搜索到了sysv_readdir这个系统调用.顺着看下去,觉得
vfs_readdir是个关键的函数。并通过查看tmpfs的相关代码确认了这一点。sys_open->dentry_open->fops_get(inode->i_fop)然后看tmpfs
的inode，shmem_get_inode 使用的是simple_dir_operations。

然后看dcache_readdir，开始没有仔细看，只是注意到有如下的一句：
(本文实际上都是采用 kernel2.6.14)
if (d_unhashed(next) || !next->d_inode)
                   continue;
   直接注释掉，编译内核，测试。不幸，什么都没有。

   如此反复了好几次，后来又改shemem_setup_zero,初看觉得inode->i_link被置位0了，去掉（注意，这里已经走入歧途了），还是
没有结果。这样改来改去没有任何结果编译了多次内核。倒是体会到，这样的小改动只需要
make
即可，无须make clean等操作。

过了几天，感觉需要先找个什么方法看看是不是这样行的通。于是直接将shmem_zero_setup的shmem_file_setup换成相应的filp_open
(注意需要创建，并且名字不能相同）。居然可以了。（后来意识到这样不过是饮鸩止渴）于是认定只要走一个完整的filp_open就可以将问
题找出来（没想到这样是在错误的方向上越走越远）。于是将filp_open拆分，改动到shmem.c.经历了‘成功’后，这次痛苦的时间更长了。
下面是相关的改动（注意这不能工作，老是死机）：
int shmem_do_open_namei(const char * pathname, int flag, int mode, struct nameidata *nd)
{

   struct dentry *dentry;
   struct dentry *dir;
   struct qstr *this;

/*prepare ND */
   /* Fill in the open() intent data */
   nd->intent.open.flags = flag;
   nd->intent.open.create_mode = mode;

   /*
   * Create - we need to know the parent.
   */
   /*Get parent nd*/
#if 0
   error = path_lookup(pathname, LOOKUP_PARENT|LOOKUP_OPEN|LOOKUP_CREATE, nd);
   if (error)
       return error;
#endif
        nd->dentry = shm_mnt->mnt_root;
   nd->mnt   = mntget(shm_mnt);
   nd->last_type= LAST_NORM;
{ /*prepare last compnet hash*/
         this= &nd->last;
         unsigned long hash;
      unsigned char c;

   this->name = pathname;
   c = *(const unsigned char *)pathname;

   hash = init_name_hash();
   do {
           pathname++;
           hash = partial_name_hash(c, hash);
           c = *(const unsigned char *)pathname;
   } while (c && (c != '/'));
   this->len = pathname - (const char *) this->name;
   this->hash = end_name_hash(hash);
}

   dir = shm_mnt->mnt_root;
   nd->flags &= ~LOOKUP_PARENT;

{
   /*dentry = shmem__lookup_hash(&nd->last, nd->dentry, nd);*/
   dentry = d_alloc(dir, &nd->last);

   if (!dentry)
       return 0;
}
   /* dentry = inode->i_op->lookup(inode, new, nd); */
   d_add(dentry, NULL);


   /* Negative dentry, just create the file */
   /*error = shmem_create(dir->d_inode, dentry, mode, nd);*/
   struct inode *inode = shmem_get_inode(dir->d_sb, S_IFREG | S_IRWXUGO, 0);;

        if (inode) {
           dir->d_inode->i_size += BOGO_DIRENT_SIZE;
           dir->d_inode->i_ctime = dir->d_inode->i_mtime = CURRENT_TIME;
           d_instantiate(dentry, inode);


         }else
            return -ENOSPC;

   nd->dentry = dentry;


   return 0;
}

struct file *shmem_filp_open(const char * filename, int flags, int mode)
{
   int error;
   struct nameidata nd;

   error = shmem_do_open_namei(filename, flags, mode, &nd);

       {
       /*
          if (!error)
              return dentry_open(nd.dentry, nd.mnt, flags);*/
          struct file * f;
          struct inode *inode;
          int error;

          error = -ENFILE;
          f = get_empty_filp();
          if (!f)
              goto cleanup_dentry;
          f->f_flags = flags;
          f->f_mode = FMODE_WRITE | FMODE_READ;;
          inode = nd.dentry->d_inode;


          file_ra_state_init(&f->f_ra, inode->i_mapping);
          f->f_dentry = nd.dentry;
          f->f_vfsmnt =nd.mnt;
          f->f_pos = 0;
          f->f_op = &shmem_file_operations;
          file_move(f, &inode->i_sb->s_files);


          return f;

       cleanup_dentry:
          dput(nd.dentry);
          mntput(nd.mnt);
          return ERR_PTR(error);
       }
}
/*
* shmem_zero_setup - setup a shared anonymous mapping
*
* @vma: the vma to be mmapped is prepared by do_mmap_pgoff
*/
void itoax(char *str, int num)
{
int i=32;
while(i)
{
    if(num&0x1) *str++ = '1';
    else *str++='0';
    num>>=1;
    i--;
    if(num==0) break;
}

*str=0;
}
int shmem_zero_setup(struct vm_area_struct *vma)
{
   struct file *file;
   loff_t size = vma->vm_end - vma->vm_start;

   /*file = shmem_file_setup("zero", size, vma->vm_flags);*/
{ static int i=0;
        char name[128], num[33];
        strcpy(name,"zerov");
        itoax(num,i);
        strcat(name,num);
        /*file = shmem_filp_open(name,FMODE_READ|FMODE_WRITE,0700);*/
      filp_open(name,O_WRONLY|O_CREAT,0700);
      file = shmem_file_setup(name, size, vma->vm_flags);
        file->f_dentry->d_inode->i_size=size;
        i++;

}
   if (IS_ERR(file))
       return PTR_ERR(file);

   if (vma->vm_file)
       fput(vma->vm_file);

   vma->vm_file = file;
   vma->vm_ops = &shmem_vm_ops;
   return 0;
}

   痛苦的久了就想到了‘万能’的调试，实在是增很printk（何况还不知道如何查看输出信息，ft）。只是知道printk，kgdb，qmenu
(?)可以工作，但是我感觉User mode linux对付这个问题才是王道。于是查找uml的使用指南，并逐步实施。

I）首先是找一个合适的内核版本来编译ARCH=um的内核。我选择了2.6.14，后
来证明这个内核比较稳定，编译没有问题。
      解压缩到/usr/src/linux2.6.14-uml。

II）到上述目录
      make clean
      make mrproper （这两个操作对于以前编译过其他arch的情况比较重要）
      make xconfig ARCH=um
      make all ARCH=um

      现在目录下有个linux的可执行文件。

III）不幸，运行uml还需要一个rootfs，就是uml的‘硬盘’啦。当然下载一个
比较快，http://user-mode-linux.sourceforge.net/dl-sf.html
选择了Debian-3.0r0.ext2.bz2，解压缩后改名为root_fs

IV)./linux ubd0=root_fs 这样就搞定了。

V）其实还有要注意的事情：make xconfig ARCH=um的时候注意

    1.如果有如下提示：
     VFS: Cannot open root device "ubd0" or unknown-block(0,0)
     则大概问题如下
     1）需要支持rootfs的文件类型，选上ext2，ext3支持
     2）选上Block devices/Virtual block device[*]（ubd支持）

    2.如果提示： Cannot open init console
      则你的rootfs 的/dev/console文件不存在，需要
      mount -o loop root_fs /mnt
      #cp -dpR /dev/tty[0-9] /mnt/dev
      #cp -dpR /dev/ram* /mnt/dev
      #cp -dpR /dev/console /mnt/dev
    3.如果提示：cannot setup thead-local storage: cannot setup LDT for
      thread-local storage，那么证明你的rootfs使用了NPTL，不幸现在uml
      还不能很好支持这个特性。换个简单点的rootfs吧。

VI）具体到我推荐的这个rootfs，还是有些问题的：
     1。竟然没有启动bash，在相应的runlevel中加上启动bash的命令即可
     2。没有安装shm，编辑fstab加上相应条目即可
     3。fstab文件中 / 安装在 /dev/ubd/0，改为/dev/ubd0
     4。编译uml的时候当然要选上proc支持

VII）我使用的host linux也是linux2.6.14，挺好用，如果你么有发现更好的
     用这个就可以了。并且我使用的是FC4，不推荐FC5。

    这样，搞定了uml，可以测试了。我写了一个小程序，只有一行：
#include
#include
#include
#include
main(int argc, char** argv)
{
   int i;
   char *p_map;
   char temp;
   p_map=(char*)mmap(NULL,10*10,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS,-1,0);
       if(p_map==NULL)
          printf("mmap error!\n");
}
    在host linux下编译，拷贝到uml rootfs即可。测试的时候执行 shm&,让他后
台运行。


    至于调试，就是：(直接在/usr/src/linux2.6.14-uml下执行)

    #gdb
    # (gdb) set args ubd0=root_fs
    # (gdb) file linux
    # (gdb) run
    # (gdb) c (不断回车直到uml启动完成)
    # (gdb) break dcache_readdir
    # (gdb) c
    进入到uml
    #(none):shm&
    #(none):ls /dev/shm

   好,会在一个奇怪的地方断住, c,然后就到了dcache_readdir.不断的用n,s,finish等命令调试你的uml内核即可. 可以用p命令打印相应变量.
info break 可以看断点,clear 可以清楚断点.好像我就用了这几个命令.bt都没有用过.

    调试的结果很令人不快.问题依然.要注意的是内核编译有-O2优化,代码执行起来怪怪的,如果你想加一段程序,gcc看起来没有用就会不
执行到(甚至都没有,优化掉了),解决的方法是:

      var=....;
      pirntk("",var);

      这样可以骗过gcc,保留你的代码.
      如果你改动了几个文件,只需要

      make ARCH=um即可,编译很快的.


     不再详述调试过程了,最后的转机是在2006.8.1号,昨天,突然注意到,dcache_read
dir中filp->f_dentry(/dev/shm->root of tmpfs)的地址并不是shm_mnt->root的地址,
终于明白了,原来不是一棵树,赫赫.剩下的就简单了,只要修改dcache_readdir将
   struct dentry *dentry = filp->f_dentry;
   换成
   struct dentry *dentry = shm_mnt->root;/*注意,需要将shm_mnt声明为非static*/
   然后删除:
   if (d_unhashed(next) || !next->d_inode)
                   continue;
   就可以在ls /dev/shm的时候看到一堆 dev/zero文件了.
int dcache_readdir(struct file * filp, void * dirent, filldir_t filldir)
{
   struct dentry *dentry = filp->f_dentry;
   struct dentry *cursor = filp->private_data; /*dcache_dir_open 将cursor 设置为dentry ''.''*/
                                         /* cursor d_child 挂入了filp->f_dentry->d_subdirs */
   struct list_head *p, *q = &cursor->d_child;
   ino_t ino;
   int i = filp->f_pos;

   switch (i) {
       case 0:
           ino = dentry->d_inode->i_ino;
           if (filldir(dirent, ".", 1, i, ino, DT_DIR) < 0)
               break;
           filp->f_pos++;
           i++;
           /* fallthrough */
       case 1:
           ino = parent_ino(dentry);
           if (filldir(dirent, "..", 2, i, ino, DT_DIR) < 0)
               break;
           filp->f_pos++;
           i++;
           /* fallthrough */
       default:
           spin_lock(&dcache_lock);
           if (filp->f_pos == 2) { /* pos=2 意味从头开始 */
               list_del(q);/*将cursor从f_dentry->d_subdirs 删除*/
               list_add(q, &dentry->d_subdirs);/*又加回来,从而位于subdir之首*/
           }

           /*从cursor 的下一个subdir 开始*/
           for (p=q->next; p != &dentry->d_subdirs; p=p->next) {
               struct dentry *next;
               next = list_entry(p, struct dentry, d_child);
               if (d_unhashed(next) || !next->d_inode)
                   continue;

               spin_unlock(&dcache_lock);
               if (filldir(dirent, next->d_name.name, next->d_name.len, filp->f_pos,
               next->d_inode->i_ino, dt_type(next->d_inode)) < 0)
                   return 0;
               spin_lock(&dcache_lock);
               /* next is still alive */
               list_del(q); /*q 是cursor, 后移一个位置 */
               list_add(q, p);
               p = q; /*从cursor 取下一个subdir*/
               filp->f_pos++;
           }
           spin_unlock(&dcache_lock);
   }
   return 0;
}


    最后, ls 使用的函数是:sys_getdents64.

                     2006.8.2 by hyl.

http://blog.chinaunix.net/u/17564/showart_199223.html 看看这个

Oops是内核编程中比较容易遇到的问题，为了跟多的了解Oops来便于调试，我对Oops提供的信息进行一个总结，以及如何调试Oops。

一个完整的Oops：

BUG: unable to handle kernel paging request at 00316b01

IP: [] netif_receive_skb+0x335/0x377

*pde = 00000000

Thread overran stack, or stack corrupted

Oops: 0000 [#1] SMP

last sysfs file: /sys/block/hda/size

Modules linked in: mymod ipv6 autofs4 nls_utf8 cifs lockd sunrpc dm_multipath

scsi_dh video output sbs sbshc battery lp sg snd_ens1371 gameport ide_cd_mod

snd_rawmidi cdrom snd_ac97_codec ac97_bus snd_seq_dummy snd_seq_oss

snd_seq_midi_event snd_seq snd_seq_device snd_pcm_oss snd_mixer_oss

parport_pc ac floppy serio_raw snd_pcm button parport rtc_cmos rtc_core

rtc_lib snd_timer snd pcnet32 mii soundcore snd_page_alloc i2c_piix4 i2c_core

pcspkr dm_snapshot dm_zero dm_mirror dm_region_hash dm_log dm_mod ata_piix

libata mptspi mptscsih mptbase scsi_transport_spi sd_mod scsi_mod ext3 jbd

uhci_hcd ohci_hcd ehci_hcd [last unloaded: mymod]

Pid: 0, comm: swapper Not tainted (2.6.30.9 #1) VMware Virtual Platform

EIP: 0060:[] EFLAGS: 00010206 CPU: 0

EIP is at netif_receive_skb+0x335/0x377

EAX: 00316ae1 EBX: deb7d600 ECX: 00316ae1 EDX: e2f357c0

ESI: 00000008 EDI: de9a4800 EBP: c9403f40 ESP: c9403f10

DS: 007b ES: 007b FS: 00d8 GS: 0000 SS: 0068

Process swapper (pid: 0, ti=c9403000 task=c0737320 task.ti=c0779000)

Stack:

00316ae1 c07777a0 e2f787c0 00000000 00000001 00000008 00000010 deb7d600

c9403f40 deb7d600 00000000 df5acc58 c9403fb0 e0e61db0 00000000 00000010

de9a4bb8 de9a4b40 de9a4800 00002000 00000001 00000000 1ea2c822 deb7d600

Call Trace:

[] ? pcnet32_poll+0x347/0x66a [pcnet32]

[] ? run_rebalance_domains+0x13d/0x3ed

[] ? net_rx_action+0x6a/0xf4

[] ? __do_softirq+0x94/0x138

[] ? __do_softirq+0x0/0x138

<0> [] ? irq_exit+0x29/0x2b

[] ? do_IRQ+0x6d/0x83

[] ? common_interrupt+0x29/0x30

[] ? default_idle+0x5b/0x92

[] ? cpu_idle+0x3a/0x4e

[] ? rest_init+0x53/0x55

[] ? start_kernel+0x293/0x298

[] ? i386_start_kernel+0x6a/0x6f

Code: 74 14 f0 ff 83 a8 00 00 00 8b 4d d8 89 d8 8b 53 14 57 ff 51 08 58 8b 45

d0 89 45 d8 8b 55 d0 8b 42 20 83 e8 20 89 45 d0 8b 4d d0 <8b> 41 20 0f 18 00

90 89 c8 83 c0 20 3b 45 d4 75 a4 83 7d d8 00

EIP: [] netif_receive_skb+0x335/0x377 SS:ESP 0068:c9403f10

CR2: 0000000000316b01

---[ end trace 0330855ac41edfb5 ]---

Kernel panic - not syncing: Fatal exception in interrupt

Pid: 0, comm: swapper Tainted: G D 2.6.30.9 #1

Call Trace:

[] panic+0x3f/0xdf

[] oops_end+0x8c/0x9b

[] no_context+0x10c/0x116

[] __bad_area_nosemaphore+0xe0/0xe8

[] bad_area_nosemaphore+0xd/0x10

[] do_page_fault+0xde/0x1e3

[] ? do_page_fault+0x0/0x1e3

[] error_code+0x6d/0x74

[] ? tcp_v4_rcv+0x55b/0x600

[] ? do_page_fault+0x0/0x1e3

[] ? netif_receive_skb+0x335/0x377

[] pcnet32_poll+0x347/0x66a [pcnet32]

[] ? run_rebalance_domains+0x13d/0x3ed

[] net_rx_action+0x6a/0xf4

[] __do_softirq+0x94/0x138