概述

UML這裡不是統一建模語言，而是UserMode Linux的縮寫，從字面上看，是在使用者態執行

linux核心，即將核心當作一個應用程式在跑，這樣我們就可以用除錯應用層程式的方法除錯內

核了，應用層的強大除錯工具gdb就派上用場了。很多時候我們寫核心程式碼，當遇到演算法比較

複雜但又不涉及底層結構的時候總是喜歡現在應用層實現並除錯，然後在寫到核心層。為什

麼，就是因為使用者層除錯比核心除錯方便。但是UML的最大侷限性就是不能除錯硬體關聯性強

的程式碼，但是還是有很多方面可以應用的，比如排程演算法、VFS等。用gdb像跟蹤使用者程式一

樣跟蹤這樣的程式碼，相信你一定非常感興趣，那麼讓我們馬上開始第一步：搭建一個UML測試

環境。

安裝

下載編譯核心程式碼

1. 首先從網上下載你感興趣的核心程式碼版本，比如我下載的版本是2.6.36.4。

2. 編譯核心

在真正進入編譯之前（make linux ARCH=um之前），需要先進行核心配置，具體配置可參考下圖：

注意ARCH＝um是必不可少的，否則就不是編譯UML平臺的核心了。如果編譯過正常平臺下

(如amd64, i386,ppc等)的核心的人會發現，這個配置列表和以往的有一些不同，這就是

ARCH=um的作用，我們現在要配置的是一個要跑在應用層的核心。除了選上你需要的功能對

應選項以外，還有一些選項是必要為UML選的：

* 在UML-specific options--->Host Processor typefeatures--->Processor family裡選擇你的處理器平臺，如果你發現有Generic x86 support配置（不一定會出現），請保證它不生效。

* Character devices中的stderr console, Virtual serial line, nullchannel support, port channel support, pty channel support, tty channelsupport, xterm channel support等是需要選中的。

* Enable loadable module support 在UML中一般是不需要的，可以取消它，當然你不取消也沒關係。

* Networking support 裡的Amateur Radio support, IrDA (infrared)subsystem support, Bluetooth subsystem support等的也是可以去掉的。而UML Network Devices裡的東西是需要依據具體情況而定的，我這裡就使用了預設的配置，如果你有特殊需求還請根據自己的需求選。NetLabel subsystem support我選了，因為我需要除錯網路標籤。

* Block Devices---> Virtual block devices需要選中。

* File systems嘛……這個就比較複雜了，你需要什麼就自己選吧。

* SCSI device support中可以不需要。

* Multiple devices driver support也可以不需要。

* Kernel Hacking是一個比較重要的，需要選中Kernel debugging, Compile the kernel with debuginfo這兩個需要選上，Show timing information on printks可以選上，其它的選項根據你要除錯需求自己選擇。

好了，配置好後你就可以儲存退出了。

構建執行環境

讓uml的核心跑在一個獨立出來的執行環境中，我們需要一塊磁碟，並在這塊磁碟上作一個文

件系統，即根檔案系統，再在上面作一個可執行的最小系統（因為要讓系統可執行，需要的不

僅僅是一個核心，還有一些相關的執行環境的支援）。這裡可以自己製作帶最小系統的根檔案

系統，也可以從網上直接下載一個現成的，剛開始的時候我採用了自己製作的方法，但是系統

執行沒有成功，我便從網上下載了一個現成的，最終算是大功告成。我在這裡分別給出兩種辦

法，任各位自己挑選。

手動製作方法：

1. 首先建立一個裝置用來作為檔案系統的載體並格式化成想要的檔案系統：

 mkdir disk
 dd if=/dev/zero of=disk/um-rootbs=1024K count=1000
 mkfs.ext3 disk/um-root
 

2. 掛載裝置：建立目錄掛載點目錄並將上面已格式化的裝置掛載

mkdir -p mnt/
mount -o loop disk/um-rootmnt/

3. 構建最小化系統

debootstrap squeeze mnt/  http://ftp.debian.org/debian(ubuntu上)

4. 等到一切就緒以後，系統執行所需的一切條件就已經具備了。

網上下載辦法：(推薦)

上面我們介紹了自己手動製作根檔案系統的辦法，這種辦法可能會讓你對系統有更深入的理

解，但是出錯的可能性也更大，我在第一次嘗試的時候就出錯了，而且手機號碼出售平臺地圖找不到出錯的原因，讓

我很是鬱悶，於是選擇了這種方法。這種辦法非常簡單，只需要從網上下載適合你的root_fs即

可。下載地址為：

Distribution Disk Images​fs.devloop.org.uk

比如，我下載的就是DebianSqueeze。

執行UML

準備工作就緒以後，就可以讓UML跑起來了。再次申明，讓UML跑起來需要的兩個條件：1.編

譯好的核心；2. 製作好的根檔案系統，在我自己的系統中，我將他們儲存在不同的目錄下，編

譯好的核心位於目錄kernel/linux-2.6.36.4下，而製作好的根檔案系統位於disk下，名為

root_fs。

執行UML很簡單，直接輸入下面的命令即可：

./kernel/linux-2.6.36.4/linux ubda=disk/root_fs mem=256m

UML執行的結果是會彈出一個登陸對話方塊，提示你輸入使用者名稱和密碼，

網上下載的根檔案系統，預設使用者名稱是root，密碼為空，如下圖所示：

等你正確輸入使用者名稱和密碼以後，展現在你面前的就是一個使用者態的linux系統了，你可以完成

和普通作業系統的所有功能。

使用UML除錯核心

搞清楚瞭如何使用UML以後，利用UML除錯核心也就變得易如反掌了，我們使用的工具還是

強大的GDB 。

使用GDB載入編譯好的核心，然後設定斷點，用法與gdb除錯普通應用程式無異。這裡不妨給

出我的gdb除錯截圖：

Q&A

在編譯使用和除錯UML的過程中，可能會遇到很多意想不到的麻煩，這部分我將自己遇到過的

意外貼在這裡，希望對初學者有所幫助，如果你有任何的補充，希望你能給出問題以及行得通

的解決方案並留言，我會不斷補充。

1. 在debug UML的時候，會遇到如下問題：

解決辦法：tell gdb to ignore SIGSEGV: 告訴gdb忽略SIGSEGV。

在gdb命令框中輸入：handle SIGSEGV noprint nostop pass

2. Debug UML的時候遇到一個問題：

Program received signal SIGTRAP, Trace/breakpoint trap.

0x08066a4c in get_signals () atarch/um/os-Linux/signal.c:284

解決辦法:

在gdb命令框中輸入：handle SIGTRAP nostop noprint