6085d2c0f8a82e171ce3495f54bd2d61826b4af3
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / virt / uml / user_mode_linux.rst
1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 =====================
4 User Mode Linux HOWTO
5 =====================
6
7 :Author:  User Mode Linux Core Team
8 :Last-updated: Mon Nov 18 14:16:16 EST 2002
9
10 This document describes the use and abuse of Jeff Dike's User Mode
11 Linux: a port of the Linux kernel as a normal Intel Linux process.
12
13
14 .. Table of Contents
15
16   1. Introduction
17
18      1.1 How is User Mode Linux Different?
19      1.2 Why Would I Want User Mode Linux?
20
21   2. Compiling the kernel and modules
22
23      2.1 Compiling the kernel
24      2.2 Compiling and installing kernel modules
25      2.3 Compiling and installing uml_utilities
26
27   3. Running UML and logging in
28
29      3.1 Running UML
30      3.2 Logging in
31      3.3 Examples
32
33   4. UML on 2G/2G hosts
34
35      4.1 Introduction
36      4.2 The problem
37      4.3 The solution
38
39   5. Setting up serial lines and consoles
40
41      5.1 Specifying the device
42      5.2 Specifying the channel
43      5.3 Examples
44
45   6. Setting up the network
46
47      6.1 General setup
48      6.2 Userspace daemons
49      6.3 Specifying ethernet addresses
50      6.4 UML interface setup
51      6.5 Multicast
52      6.6 TUN/TAP with the uml_net helper
53      6.7 TUN/TAP with a preconfigured tap device
54      6.8 Ethertap
55      6.9 The switch daemon
56      6.10 Slip
57      6.11 Slirp
58      6.12 pcap
59      6.13 Setting up the host yourself
60
61   7. Sharing Filesystems between Virtual Machines
62
63      7.1 A warning
64      7.2 Using layered block devices
65      7.3 Note!
66      7.4 Another warning
67      7.5 uml_moo : Merging a COW file with its backing file
68
69   8. Creating filesystems
70
71      8.1 Create the filesystem file
72      8.2 Assign the file to a UML device
73      8.3 Creating and mounting the filesystem
74
75   9. Host file access
76
77      9.1 Using hostfs
78      9.2 hostfs as the root filesystem
79      9.3 Building hostfs
80
81   10. The Management Console
82      10.1 version
83      10.2 halt and reboot
84      10.3 config
85      10.4 remove
86      10.5 sysrq
87      10.6 help
88      10.7 cad
89      10.8 stop
90      10.9 go
91
92   11. Kernel debugging
93
94      11.1 Starting the kernel under gdb
95      11.2 Examining sleeping processes
96      11.3 Running ddd on UML
97      11.4 Debugging modules
98      11.5 Attaching gdb to the kernel
99      11.6 Using alternate debuggers
100
101   12. Kernel debugging examples
102
103      12.1 The case of the hung fsck
104      12.2 Episode 2: The case of the hung fsck
105
106   13. What to do when UML doesn't work
107
108      13.1 Strange compilation errors when you build from source
109      13.2 (obsolete)
110      13.3 A variety of panics and hangs with /tmp on a reiserfs  filesystem
111      13.4 The compile fails with errors about conflicting types for 'open', 'dup', and 'waitpid'
112      13.5 UML doesn't work when /tmp is an NFS filesystem
113      13.6 UML hangs on boot when compiled with gprof support
114      13.7 syslogd dies with a SIGTERM on startup
115      13.8 TUN/TAP networking doesn't work on a 2.4 host
116      13.9 You can network to the host but not to other machines on the net
117      13.10 I have no root and I want to scream
118      13.11 UML build conflict between ptrace.h and ucontext.h
119      13.12 The UML BogoMips is exactly half the host's BogoMips
120      13.13 When you run UML, it immediately segfaults
121      13.14 xterms appear, then immediately disappear
122      13.15 Any other panic, hang, or strange behavior
123
124   14. Diagnosing Problems
125
126      14.1 Case 1 : Normal kernel panics
127      14.2 Case 2 : Tracing thread panics
128      14.3 Case 3 : Tracing thread panics caused by other threads
129      14.4 Case 4 : Hangs
130
131   15. Thanks
132
133      15.1 Code and Documentation
134      15.2 Flushing out bugs
135      15.3 Buglets and clean-ups
136      15.4 Case Studies
137      15.5 Other contributions
138
139
140 1.  Introduction
141 ================
142
143   Welcome to User Mode Linux.  It's going to be fun.
144
145
146
147 1.1.  How is User Mode Linux Different?
148 ---------------------------------------
149
150   Normally, the Linux Kernel talks straight to your hardware (video
151   card, keyboard, hard drives, etc), and any programs which run ask the
152   kernel to operate the hardware, like so::
153
154
155
156          +-----------+-----------+----+
157          | Process 1 | Process 2 | ...|
158          +-----------+-----------+----+
159          |       Linux Kernel         |
160          +----------------------------+
161          |         Hardware           |
162          +----------------------------+
163
164
165
166
167   The User Mode Linux Kernel is different; instead of talking to the
168   hardware, it talks to a `real` Linux kernel (called the `host kernel`
169   from now on), like any other program.  Programs can then run inside
170   User-Mode Linux as if they were running under a normal kernel, like
171   so::
172
173
174
175                      +----------------+
176                      | Process 2 | ...|
177          +-----------+----------------+
178          | Process 1 | User-Mode Linux|
179          +----------------------------+
180          |       Linux Kernel         |
181          +----------------------------+
182          |         Hardware           |
183          +----------------------------+
184
185
186
187
188
189 1.2.  Why Would I Want User Mode Linux?
190 ---------------------------------------
191
192
193   1. If User Mode Linux crashes, your host kernel is still fine.
194
195   2. You can run a usermode kernel as a non-root user.
196
197   3. You can debug the User Mode Linux like any normal process.
198
199   4. You can run gprof (profiling) and gcov (coverage testing).
200
201   5. You can play with your kernel without breaking things.
202
203   6. You can use it as a sandbox for testing new apps.
204
205   7. You can try new development kernels safely.
206
207   8. You can run different distributions simultaneously.
208
209   9. It's extremely fun.
210
211
212
213 .. _Compiling_the_kernel_and_modules:
214
215 2.  Compiling the kernel and modules
216 ====================================
217
218
219
220
221 2.1.  Compiling the kernel
222 --------------------------
223
224
225   Compiling the user mode kernel is just like compiling any other
226   kernel.  Let's go through the steps, using 2.4.0-prerelease (current
227   as of this writing) as an example:
228
229
230   1. Download the latest UML patch from
231      the download page <http://user-mode-linux.sourceforge.net/
232
233      In this example, the file is uml-patch-2.4.0-prerelease.bz2.
234
235
236   2. Download the matching kernel from your favourite kernel mirror,
237      such as:
238
239      ftp://ftp.ca.kernel.org/pub/kernel/v2.4/linux-2.4.0-prerelease.tar.bz2
240
241
242   3. Make a directory and unpack the kernel into it::
243
244        host%
245        mkdir ~/uml
246
247        host%
248        cd ~/uml
249
250        host%
251        tar -xzvf linux-2.4.0-prerelease.tar.bz2
252
253
254
255   4. Apply the patch using::
256
257        host%
258        cd ~/uml/linux
259
260        host%
261        bzcat uml-patch-2.4.0-prerelease.bz2 | patch -p1
262
263
264
265   5. Run your favorite config; ``make xconfig ARCH=um`` is the most
266      convenient.  ``make config ARCH=um`` and ``make menuconfig ARCH=um``
267      will work as well.  The defaults will give you a useful kernel.  If
268      you want to change something, go ahead, it probably won't hurt
269      anything.
270
271
272      Note:  If the host is configured with a 2G/2G address space split
273      rather than the usual 3G/1G split, then the packaged UML binaries
274      will not run.  They will immediately segfault.  See
275      :ref:`UML_on_2G/2G_hosts`  for the scoop on running UML on your system.
276
277
278
279   6. Finish with ``make linux ARCH=um``: the result is a file called
280      ``linux`` in the top directory of your source tree.
281
282   Make sure that you don't build this kernel in /usr/src/linux.  On some
283   distributions, /usr/include/asm is a link into this pool.  The user-
284   mode build changes the other end of that link, and things that include
285   <asm/anything.h> stop compiling.
286
287   The sources are also available from cvs at the project's cvs page,
288   which has directions on getting the sources. You can also browse the
289   CVS pool from there.
290
291   If you get the CVS sources, you will have to check them out into an
292   empty directory. You will then have to copy each file into the
293   corresponding directory in the appropriate kernel pool.
294
295   If you don't have the latest kernel pool, you can get the
296   corresponding user-mode sources with::
297
298
299        host% cvs co -r v_2_3_x linux
300
301
302
303
304   where 'x' is the version in your pool. Note that you will not get the
305   bug fixes and enhancements that have gone into subsequent releases.
306
307
308 2.2.  Compiling and installing kernel modules
309 ---------------------------------------------
310
311   UML modules are built in the same way as the native kernel (with the
312   exception of the 'ARCH=um' that you always need for UML)::
313
314
315        host% make modules ARCH=um
316
317
318
319
320   Any modules that you want to load into this kernel need to be built in
321   the user-mode pool.  Modules from the native kernel won't work.
322
323   You can install them by using ftp or something to copy them into the
324   virtual machine and dropping them into ``/lib/modules/$(uname -r)``.
325
326   You can also get the kernel build process to install them as follows:
327
328   1. with the kernel not booted, mount the root filesystem in the top
329      level of the kernel pool::
330
331
332        host% mount root_fs mnt -o loop
333
334
335
336
337
338
339   2. run::
340
341
342        host%
343        make modules_install INSTALL_MOD_PATH=`pwd`/mnt ARCH=um
344
345
346
347
348
349
350   3. unmount the filesystem::
351
352
353        host% umount mnt
354
355
356
357
358
359
360   4. boot the kernel on it
361
362
363   When the system is booted, you can use insmod as usual to get the
364   modules into the kernel.  A number of things have been loaded into UML
365   as modules, especially filesystems and network protocols and filters,
366   so most symbols which need to be exported probably already are.
367   However, if you do find symbols that need exporting, let  us
368   <http://user-mode-linux.sourceforge.net/>  know, and
369   they'll be "taken care of".
370
371
372
373 2.3.  Compiling and installing uml_utilities
374 --------------------------------------------
375
376   Many features of the UML kernel require a user-space helper program,
377   so a uml_utilities package is distributed separately from the kernel
378   patch which provides these helpers. Included within this is:
379
380   -  port-helper - Used by consoles which connect to xterms or ports
381
382   -  tunctl - Configuration tool to create and delete tap devices
383
384   -  uml_net - Setuid binary for automatic tap device configuration
385
386   -  uml_switch - User-space virtual switch required for daemon
387      transport
388
389      The uml_utilities tree is compiled with::
390
391
392        host#
393        make && make install
394
395
396
397
398   Note that UML kernel patches may require a specific version of the
399   uml_utilities distribution. If you don't keep up with the mailing
400   lists, ensure that you have the latest release of uml_utilities if you
401   are experiencing problems with your UML kernel, particularly when
402   dealing with consoles or command-line switches to the helper programs
403
404
405
406
407
408
409
410
411 3.  Running UML and logging in
412 ==============================
413
414
415
416 3.1.  Running UML
417 -----------------
418
419   It runs on 2.2.15 or later, and all 2.4 kernels.
420
421
422   Booting UML is straightforward.  Simply run 'linux': it will try to
423   mount the file ``root_fs`` in the current directory.  You do not need to
424   run it as root.  If your root filesystem is not named ``root_fs``, then
425   you need to put a ``ubd0=root_fs_whatever`` switch on the linux command
426   line.
427
428
429   You will need a filesystem to boot UML from.  There are a number
430   available for download from  here  <http://user-mode-
431   linux.sourceforge.net/> .  There are also  several tools
432   <http://user-mode-linux.sourceforge.net/>  which can be
433   used to generate UML-compatible filesystem images from media.
434   The kernel will boot up and present you with a login prompt.
435
436
437 Note:
438   If the host is configured with a 2G/2G address space split
439   rather than the usual 3G/1G split, then the packaged UML binaries will
440   not run.  They will immediately segfault.  See :ref:`UML_on_2G/2G_hosts`
441   for the scoop on running UML on your system.
442
443
444
445 3.2.  Logging in
446 ----------------
447
448
449
450   The prepackaged filesystems have a root account with password 'root'
451   and a user account with password 'user'.  The login banner will
452   generally tell you how to log in.  So, you log in and you will find
453   yourself inside a little virtual machine. Our filesystems have a
454   variety of commands and utilities installed (and it is fairly easy to
455   add more), so you will have a lot of tools with which to poke around
456   the system.
457
458   There are a couple of other ways to log in:
459
460   -  On a virtual console
461
462
463
464      Each virtual console that is configured (i.e. the device exists in
465      /dev and /etc/inittab runs a getty on it) will come up in its own
466      xterm.  If you get tired of the xterms, read
467      :ref:`setting_up_serial_lines_and_consoles` to see how to attach
468      the consoles to something else, like host ptys.
469
470
471
472   -  Over the serial line
473
474
475      In the boot output, find a line that looks like::
476
477
478
479        serial line 0 assigned pty /dev/ptyp1
480
481
482
483
484   Attach your favorite terminal program to the corresponding tty.  I.e.
485   for minicom, the command would be::
486
487
488        host% minicom -o -p /dev/ttyp1
489
490
491
492
493
494
495   -  Over the net
496
497
498      If the network is running, then you can telnet to the virtual
499      machine and log in to it.  See :ref:`Setting_up_the_network`  to learn
500      about setting up a virtual network.
501
502   When you're done using it, run halt, and the kernel will bring itself
503   down and the process will exit.
504
505
506 3.3.  Examples
507 --------------
508
509   Here are some examples of UML in action:
510
511   -  A login session <http://user-mode-linux.sourceforge.net/login.html>
512
513   -  A virtual network <http://user-mode-linux.sourceforge.net/net.html>
514
515
516
517
518
519
520 .. _UML_on_2G/2G_hosts:
521
522 4.  UML on 2G/2G hosts
523 ======================
524
525
526
527
528 4.1.  Introduction
529 ------------------
530
531
532   Most Linux machines are configured so that the kernel occupies the
533   upper 1G (0xc0000000 - 0xffffffff) of the 4G address space and
534   processes use the lower 3G (0x00000000 - 0xbfffffff).  However, some
535   machine are configured with a 2G/2G split, with the kernel occupying
536   the upper 2G (0x80000000 - 0xffffffff) and processes using the lower
537   2G (0x00000000 - 0x7fffffff).
538
539
540
541
542 4.2.  The problem
543 -----------------
544
545
546   The prebuilt UML binaries on this site will not run on 2G/2G hosts
547   because UML occupies the upper .5G of the 3G process address space
548   (0xa0000000 - 0xbfffffff).  Obviously, on 2G/2G hosts, this is right
549   in the middle of the kernel address space, so UML won't even load - it
550   will immediately segfault.
551
552
553
554
555 4.3.  The solution
556 ------------------
557
558
559   The fix for this is to rebuild UML from source after enabling
560   CONFIG_HOST_2G_2G (under 'General Setup').  This will cause UML to
561   load itself in the top .5G of that smaller process address space,
562   where it will run fine.  See :ref:`Compiling_the_kernel_and_modules`  if
563   you need help building UML from source.
564
565
566
567
568
569
570
571 .. _setting_up_serial_lines_and_consoles:
572
573
574 5.  Setting up serial lines and consoles
575 ========================================
576
577
578   It is possible to attach UML serial lines and consoles to many types
579   of host I/O channels by specifying them on the command line.
580
581
582   You can attach them to host ptys, ttys, file descriptors, and ports.
583   This allows you to do things like:
584
585   -  have a UML console appear on an unused host console,
586
587   -  hook two virtual machines together by having one attach to a pty
588      and having the other attach to the corresponding tty
589
590   -  make a virtual machine accessible from the net by attaching a
591      console to a port on the host.
592
593
594   The general format of the command line option is ``device=channel``.
595
596
597
598 5.1.  Specifying the device
599 ---------------------------
600
601   Devices are specified with "con" or "ssl" (console or serial line,
602   respectively), optionally with a device number if you are talking
603   about a specific device.
604
605
606   Using just "con" or "ssl" describes all of the consoles or serial
607   lines.  If you want to talk about console #3 or serial line #10, they
608   would be "con3" and "ssl10", respectively.
609
610
611   A specific device name will override a less general "con=" or "ssl=".
612   So, for example, you can assign a pty to each of the serial lines
613   except for the first two like this::
614
615
616         ssl=pty ssl0=tty:/dev/tty0 ssl1=tty:/dev/tty1
617
618
619
620
621   The specificity of the device name is all that matters; order on the
622   command line is irrelevant.
623
624
625
626 5.2.  Specifying the channel
627 ----------------------------
628
629   There are a number of different types of channels to attach a UML
630   device to, each with a different way of specifying exactly what to
631   attach to.
632
633   -  pseudo-terminals - device=pty pts terminals - device=pts
634
635
636      This will cause UML to allocate a free host pseudo-terminal for the
637      device.  The terminal that it got will be announced in the boot
638      log.  You access it by attaching a terminal program to the
639      corresponding tty:
640
641   -  screen /dev/pts/n
642
643   -  screen /dev/ttyxx
644
645   -  minicom -o -p /dev/ttyxx - minicom seems not able to handle pts
646      devices
647
648   -  kermit - start it up, 'open' the device, then 'connect'
649
650
651
652
653
654   -  terminals - device=tty:tty device file
655
656
657      This will make UML attach the device to the specified tty (i.e::
658
659
660         con1=tty:/dev/tty3
661
662
663
664
665   will attach UML's console 1 to the host's /dev/tty3).  If the tty that
666   you specify is the slave end of a tty/pty pair, something else must
667   have already opened the corresponding pty in order for this to work.
668
669
670
671
672
673   -  xterms - device=xterm
674
675
676      UML will run an xterm and the device will be attached to it.
677
678
679
680
681
682   -  Port - device=port:port number
683
684
685      This will attach the UML devices to the specified host port.
686      Attaching console 1 to the host's port 9000 would be done like
687      this::
688
689
690         con1=port:9000
691
692
693
694
695   Attaching all the serial lines to that port would be done similarly::
696
697
698         ssl=port:9000
699
700
701
702
703   You access these devices by telnetting to that port.  Each active
704   telnet session gets a different device.  If there are more telnets to a
705   port than UML devices attached to it, then the extra telnet sessions
706   will block until an existing telnet detaches, or until another device
707   becomes active (i.e. by being activated in /etc/inittab).
708
709   This channel has the advantage that you can both attach multiple UML
710   devices to it and know how to access them without reading the UML boot
711   log.  It is also unique in allowing access to a UML from remote
712   machines without requiring that the UML be networked.  This could be
713   useful in allowing public access to UMLs because they would be
714   accessible from the net, but wouldn't need any kind of network
715   filtering or access control because they would have no network access.
716
717
718   If you attach the main console to a portal, then the UML boot will
719   appear to hang.  In reality, it's waiting for a telnet to connect, at
720   which point the boot will proceed.
721
722
723
724
725
726   -  already-existing file descriptors - device=file descriptor
727
728
729      If you set up a file descriptor on the UML command line, you can
730      attach a UML device to it.  This is most commonly used to put the
731      main console back on stdin and stdout after assigning all the other
732      consoles to something else::
733
734
735         con0=fd:0,fd:1 con=pts
736
737
738
739
740
741
742
743
744   -  Nothing - device=null
745
746
747      This allows the device to be opened, in contrast to 'none', but
748      reads will block, and writes will succeed and the data will be
749      thrown out.
750
751
752
753
754
755   -  None - device=none
756
757
758      This causes the device to disappear.
759
760
761
762   You can also specify different input and output channels for a device
763   by putting a comma between them::
764
765
766         ssl3=tty:/dev/tty2,xterm
767
768
769
770
771   will cause serial line 3 to accept input on the host's /dev/tty2 and
772   display output on an xterm.  That's a silly example - the most common
773   use of this syntax is to reattach the main console to stdin and stdout
774   as shown above.
775
776
777   If you decide to move the main console away from stdin/stdout, the
778   initial boot output will appear in the terminal that you're running
779   UML in.  However, once the console driver has been officially
780   initialized, then the boot output will start appearing wherever you
781   specified that console 0 should be.  That device will receive all
782   subsequent output.
783
784
785
786 5.3.  Examples
787 --------------
788
789   There are a number of interesting things you can do with this
790   capability.
791
792
793   First, this is how you get rid of those bleeding console xterms by
794   attaching them to host ptys::
795
796
797         con=pty con0=fd:0,fd:1
798
799
800
801
802   This will make a UML console take over an unused host virtual console,
803   so that when you switch to it, you will see the UML login prompt
804   rather than the host login prompt::
805
806
807         con1=tty:/dev/tty6
808
809
810
811
812   You can attach two virtual machines together with what amounts to a
813   serial line as follows:
814
815   Run one UML with a serial line attached to a pty::
816
817
818         ssl1=pty
819
820
821
822
823   Look at the boot log to see what pty it got (this example will assume
824   that it got /dev/ptyp1).
825
826   Boot the other UML with a serial line attached to the corresponding
827   tty::
828
829
830         ssl1=tty:/dev/ttyp1
831
832
833
834
835   Log in, make sure that it has no getty on that serial line, attach a
836   terminal program like minicom to it, and you should see the login
837   prompt of the other virtual machine.
838
839
840 .. _setting_up_the_network:
841
842 6.  Setting up the network
843 ==========================
844
845
846
847   This page describes how to set up the various transports and to
848   provide a UML instance with network access to the host, other machines
849   on the local net, and the rest of the net.
850
851
852   As of 2.4.5, UML networking has been completely redone to make it much
853   easier to set up, fix bugs, and add new features.
854
855
856   There is a new helper, uml_net, which does the host setup that
857   requires root privileges.
858
859
860   There are currently five transport types available for a UML virtual
861   machine to exchange packets with other hosts:
862
863   -  ethertap
864
865   -  TUN/TAP
866
867   -  Multicast
868
869   -  a switch daemon
870
871   -  slip
872
873   -  slirp
874
875   -  pcap
876
877      The TUN/TAP, ethertap, slip, and slirp transports allow a UML
878      instance to exchange packets with the host.  They may be directed
879      to the host or the host may just act as a router to provide access
880      to other physical or virtual machines.
881
882
883   The pcap transport is a synthetic read-only interface, using the
884   libpcap binary to collect packets from interfaces on the host and
885   filter them.  This is useful for building preconfigured traffic
886   monitors or sniffers.
887
888
889   The daemon and multicast transports provide a completely virtual
890   network to other virtual machines.  This network is completely
891   disconnected from the physical network unless one of the virtual
892   machines on it is acting as a gateway.
893
894
895   With so many host transports, which one should you use?  Here's when
896   you should use each one:
897
898   -  ethertap - if you want access to the host networking and it is
899      running 2.2
900
901   -  TUN/TAP - if you want access to the host networking and it is
902      running 2.4.  Also, the TUN/TAP transport is able to use a
903      preconfigured device, allowing it to avoid using the setuid uml_net
904      helper, which is a security advantage.
905
906   -  Multicast - if you want a purely virtual network and you don't want
907      to set up anything but the UML
908
909   -  a switch daemon - if you want a purely virtual network and you
910      don't mind running the daemon in order to get somewhat better
911      performance
912
913   -  slip - there is no particular reason to run the slip backend unless
914      ethertap and TUN/TAP are just not available for some reason
915
916   -  slirp - if you don't have root access on the host to setup
917      networking, or if you don't want to allocate an IP to your UML
918
919   -  pcap - not much use for actual network connectivity, but great for
920      monitoring traffic on the host
921
922      Ethertap is available on 2.4 and works fine.  TUN/TAP is preferred
923      to it because it has better performance and ethertap is officially
924      considered obsolete in 2.4.  Also, the root helper only needs to
925      run occasionally for TUN/TAP, rather than handling every packet, as
926      it does with ethertap.  This is a slight security advantage since
927      it provides fewer opportunities for a nasty UML user to somehow
928      exploit the helper's root privileges.
929
930
931 6.1.  General setup
932 -------------------
933
934   First, you must have the virtual network enabled in your UML.  If are
935   running a prebuilt kernel from this site, everything is already
936   enabled.  If you build the kernel yourself, under the "Network device
937   support" menu, enable "Network device support", and then the three
938   transports.
939
940
941   The next step is to provide a network device to the virtual machine.
942   This is done by describing it on the kernel command line.
943
944   The general format is::
945
946
947        eth <n> = <transport> , <transport args>
948
949
950
951
952   For example, a virtual ethernet device may be attached to a host
953   ethertap device as follows::
954
955
956        eth0=ethertap,tap0,fe:fd:0:0:0:1,192.168.0.254
957
958
959
960
961   This sets up eth0 inside the virtual machine to attach itself to the
962   host /dev/tap0, assigns it an ethernet address, and assigns the host
963   tap0 interface an IP address.
964
965
966
967   Note that the IP address you assign to the host end of the tap device
968   must be different than the IP you assign to the eth device inside UML.
969   If you are short on IPs and don't want to consume two per UML, then
970   you can reuse the host's eth IP address for the host ends of the tap
971   devices.  Internally, the UMLs must still get unique IPs for their eth
972   devices.  You can also give the UMLs non-routable IPs (192.168.x.x or
973   10.x.x.x) and have the host masquerade them.  This will let outgoing
974   connections work, but incoming connections won't without more work,
975   such as port forwarding from the host.
976   Also note that when you configure the host side of an interface, it is
977   only acting as a gateway.  It will respond to pings sent to it
978   locally, but is not useful to do that since it's a host interface.
979   You are not talking to the UML when you ping that interface and get a
980   response.
981
982
983   You can also add devices to a UML and remove them at runtime.  See the
984   :ref:`The_Management_Console`  page for details.
985
986
987   The sections below describe this in more detail.
988
989
990   Once you've decided how you're going to set up the devices, you boot
991   UML, log in, configure the UML side of the devices, and set up routes
992   to the outside world.  At that point, you will be able to talk to any
993   other machines, physical or virtual, on the net.
994
995
996   If ifconfig inside UML fails and the network refuses to come up, run
997   tell you what went wrong.
998
999
1000
1001 6.2.  Userspace daemons
1002 -----------------------
1003
1004   You will likely need the setuid helper, or the switch daemon, or both.
1005   They are both installed with the RPM and deb, so if you've installed
1006   either, you can skip the rest of this section.
1007
1008
1009   If not, then you need to check them out of CVS, build them, and
1010   install them.  The helper is uml_net, in CVS /tools/uml_net, and the
1011   daemon is uml_switch, in CVS /tools/uml_router.  They are both built
1012   with a plain 'make'.  Both need to be installed in a directory that's
1013   in your path - /usr/bin is recommend.  On top of that, uml_net needs
1014   to be setuid root.
1015
1016
1017
1018 6.3.  Specifying ethernet addresses
1019 -----------------------------------
1020
1021   Below, you will see that the TUN/TAP, ethertap, and daemon interfaces
1022   allow you to specify hardware addresses for the virtual ethernet
1023   devices.  This is generally not necessary.  If you don't have a
1024   specific reason to do it, you probably shouldn't.  If one is not
1025   specified on the command line, the driver will assign one based on the
1026   device IP address.  It will provide the address fe:fd:nn:nn:nn:nn
1027   where nn.nn.nn.nn is the device IP address.  This is nearly always
1028   sufficient to guarantee a unique hardware address for the device.  A
1029   couple of exceptions are:
1030
1031   -  Another set of virtual ethernet devices are on the same network and
1032      they are assigned hardware addresses using a different scheme which
1033      may conflict with the UML IP address-based scheme
1034
1035   -  You aren't going to use the device for IP networking, so you don't
1036      assign the device an IP address
1037
1038      If you let the driver provide the hardware address, you should make
1039      sure that the device IP address is known before the interface is
1040      brought up.  So, inside UML, this will guarantee that::
1041
1042
1043
1044           UML#
1045           ifconfig eth0 192.168.0.250 up
1046
1047
1048
1049
1050   If you decide to assign the hardware address yourself, make sure that
1051   the first byte of the address is even.  Addresses with an odd first
1052   byte are broadcast addresses, which you don't want assigned to a
1053   device.
1054
1055
1056
1057 6.4.  UML interface setup
1058 -------------------------
1059
1060   Once the network devices have been described on the command line, you
1061   should boot UML and log in.
1062
1063
1064   The first thing to do is bring the interface up::
1065
1066
1067        UML# ifconfig ethn ip-address up
1068
1069
1070
1071
1072   You should be able to ping the host at this point.
1073
1074
1075   To reach the rest of the world, you should set a default route to the
1076   host::
1077
1078
1079        UML# route add default gw host ip
1080
1081
1082
1083
1084   Again, with host ip of 192.168.0.4::
1085
1086
1087        UML# route add default gw 192.168.0.4
1088
1089
1090
1091
1092   This page used to recommend setting a network route to your local net.
1093   This is wrong, because it will cause UML to try to figure out hardware
1094   addresses of the local machines by arping on the interface to the
1095   host.  Since that interface is basically a single strand of ethernet
1096   with two nodes on it (UML and the host) and arp requests don't cross
1097   networks, they will fail to elicit any responses.  So, what you want
1098   is for UML to just blindly throw all packets at the host and let it
1099   figure out what to do with them, which is what leaving out the network
1100   route and adding the default route does.
1101
1102
1103   Note: If you can't communicate with other hosts on your physical
1104   ethernet, it's probably because of a network route that's
1105   automatically set up.  If you run 'route -n' and see a route that
1106   looks like this::
1107
1108
1109
1110
1111     Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
1112     192.168.0.0     0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0      0   eth0
1113
1114
1115
1116
1117   with a mask that's not 255.255.255.255, then replace it with a route
1118   to your host::
1119
1120
1121        UML#
1122        route del -net 192.168.0.0 dev eth0 netmask 255.255.255.0
1123
1124
1125        UML#
1126        route add -host 192.168.0.4 dev eth0
1127
1128
1129
1130
1131   This, plus the default route to the host, will allow UML to exchange
1132   packets with any machine on your ethernet.
1133
1134
1135
1136 6.5.  Multicast
1137 ---------------
1138
1139   The simplest way to set up a virtual network between multiple UMLs is
1140   to use the mcast transport.  This was written by Harald Welte and is
1141   present in UML version 2.4.5-5um and later.  Your system must have
1142   multicast enabled in the kernel and there must be a multicast-capable
1143   network device on the host.  Normally, this is eth0, but if there is
1144   no ethernet card on the host, then you will likely get strange error
1145   messages when you bring the device up inside UML.
1146
1147
1148   To use it, run two UMLs with::
1149
1150
1151         eth0=mcast
1152
1153
1154
1155
1156   on their command lines.  Log in, configure the ethernet device in each
1157   machine with different IP addresses::
1158
1159
1160        UML1# ifconfig eth0 192.168.0.254
1161
1162
1163        UML2# ifconfig eth0 192.168.0.253
1164
1165
1166
1167
1168   and they should be able to talk to each other.
1169
1170   The full set of command line options for this transport are::
1171
1172
1173
1174        ethn=mcast,ethernet address,multicast
1175        address,multicast port,ttl
1176
1177
1178
1179
1180   Harald's original README is here <http://user-mode-linux.source-
1181   forge.net/>  and explains these in detail, as well as
1182   some other issues.
1183
1184   There is also a related point-to-point only "ucast" transport.
1185   This is useful when your network does not support multicast, and
1186   all network connections are simple point to point links.
1187
1188   The full set of command line options for this transport are::
1189
1190
1191        ethn=ucast,ethernet address,remote address,listen port,remote port
1192
1193
1194
1195
1196 6.6.  TUN/TAP with the uml_net helper
1197 -------------------------------------
1198
1199   TUN/TAP is the preferred mechanism on 2.4 to exchange packets with the
1200   host.  The TUN/TAP backend has been in UML since 2.4.9-3um.
1201
1202
1203   The easiest way to get up and running is to let the setuid uml_net
1204   helper do the host setup for you.  This involves insmod-ing the tun.o
1205   module if necessary, configuring the device, and setting up IP
1206   forwarding, routing, and proxy arp.  If you are new to UML networking,
1207   do this first.  If you're concerned about the security implications of
1208   the setuid helper, use it to get up and running, then read the next
1209   section to see how to have UML use a preconfigured tap device, which
1210   avoids the use of uml_net.
1211
1212
1213   If you specify an IP address for the host side of the device, the
1214   uml_net helper will do all necessary setup on the host - the only
1215   requirement is that TUN/TAP be available, either built in to the host
1216   kernel or as the tun.o module.
1217
1218   The format of the command line switch to attach a device to a TUN/TAP
1219   device is::
1220
1221
1222        eth <n> =tuntap,,, <IP address>
1223
1224
1225
1226
1227   For example, this argument will attach the UML's eth0 to the next
1228   available tap device and assign an ethernet address to it based on its
1229   IP address::
1230
1231
1232        eth0=tuntap,,,192.168.0.254
1233
1234
1235
1236
1237
1238
1239   Note that the IP address that must be used for the eth device inside
1240   UML is fixed by the routing and proxy arp that is set up on the
1241   TUN/TAP device on the host.  You can use a different one, but it won't
1242   work because reply packets won't reach the UML.  This is a feature.
1243   It prevents a nasty UML user from doing things like setting the UML IP
1244   to the same as the network's nameserver or mail server.
1245
1246
1247   There are a couple potential problems with running the TUN/TAP
1248   transport on a 2.4 host kernel
1249
1250   -  TUN/TAP seems not to work on 2.4.3 and earlier.  Upgrade the host
1251      kernel or use the ethertap transport.
1252
1253   -  With an upgraded kernel, TUN/TAP may fail with::
1254
1255
1256        File descriptor in bad state
1257
1258
1259
1260
1261   This is due to a header mismatch between the upgraded kernel and the
1262   kernel that was originally installed on the machine.  The fix is to
1263   make sure that /usr/src/linux points to the headers for the running
1264   kernel.
1265
1266   These were pointed out by Tim Robinson <timro at trkr dot net> in
1267   <http://www.geocrawler.com/> name="this uml-user post"> .
1268
1269
1270
1271 6.7.  TUN/TAP with a preconfigured tap device
1272 ---------------------------------------------
1273
1274   If you prefer not to have UML use uml_net (which is somewhat
1275   insecure), with UML 2.4.17-11, you can set up a TUN/TAP device
1276   beforehand.  The setup needs to be done as root, but once that's done,
1277   there is no need for root assistance.  Setting up the device is done
1278   as follows:
1279
1280   -  Create the device with tunctl (available from the UML utilities
1281      tarball)::
1282
1283
1284
1285
1286        host#  tunctl -u uid
1287
1288
1289
1290
1291   where uid is the user id or username that UML will be run as.  This
1292   will tell you what device was created.
1293
1294   -  Configure the device IP (change IP addresses and device name to
1295      suit)::
1296
1297
1298
1299
1300        host#  ifconfig tap0 192.168.0.254 up
1301
1302
1303
1304
1305
1306   -  Set up routing and arping if desired - this is my recipe, there are
1307      other ways of doing the same thing::
1308
1309
1310        host#
1311        bash -c 'echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward'
1312
1313        host#
1314        route add -host 192.168.0.253 dev tap0
1315
1316        host#
1317        bash -c 'echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/tap0/proxy_arp'
1318
1319        host#
1320        arp -Ds 192.168.0.253 eth0 pub
1321
1322
1323
1324
1325   Note that this must be done every time the host boots - this configu-
1326   ration is not stored across host reboots.  So, it's probably a good
1327   idea to stick it in an rc file.  An even better idea would be a little
1328   utility which reads the information from a config file and sets up
1329   devices at boot time.
1330
1331   -  Rather than using up two IPs and ARPing for one of them, you can
1332      also provide direct access to your LAN by the UML by using a
1333      bridge::
1334
1335
1336        host#
1337        brctl addbr br0
1338
1339
1340        host#
1341        ifconfig eth0 0.0.0.0 promisc up
1342
1343
1344        host#
1345        ifconfig tap0 0.0.0.0 promisc up
1346
1347
1348        host#
1349        ifconfig br0 192.168.0.1 netmask 255.255.255.0 up
1350
1351
1352        host#
1353        brctl stp br0 off
1354
1355
1356        host#
1357        brctl setfd br0 1
1358
1359
1360        host#
1361        brctl sethello br0 1
1362
1363
1364        host#
1365        brctl addif br0 eth0
1366
1367
1368        host#
1369        brctl addif br0 tap0
1370
1371
1372
1373
1374   Note that 'br0' should be setup using ifconfig with the existing IP
1375   address of eth0, as eth0 no longer has its own IP.
1376
1377   -
1378
1379
1380      Also, the /dev/net/tun device must be writable by the user running
1381      UML in order for the UML to use the device that's been configured
1382      for it.  The simplest thing to do is::
1383
1384
1385        host#  chmod 666 /dev/net/tun
1386
1387
1388
1389
1390   Making it world-writable looks bad, but it seems not to be
1391   exploitable as a security hole.  However, it does allow anyone to cre-
1392   ate useless tap devices (useless because they can't configure them),
1393   which is a DOS attack.  A somewhat more secure alternative would to be
1394   to create a group containing all the users who have preconfigured tap
1395   devices and chgrp /dev/net/tun to that group with mode 664 or 660.
1396
1397
1398   -  Once the device is set up, run UML with 'eth0=tuntap,device name'
1399      (i.e. 'eth0=tuntap,tap0') on the command line (or do it with the
1400      mconsole config command).
1401
1402   -  Bring the eth device up in UML and you're in business.
1403
1404      If you don't want that tap device any more, you can make it non-
1405      persistent with::
1406
1407
1408        host#  tunctl -d tap device
1409
1410
1411
1412
1413   Finally, tunctl has a -b (for brief mode) switch which causes it to
1414   output only the name of the tap device it created.  This makes it
1415   suitable for capture by a script::
1416
1417
1418        host#  TAP=`tunctl -u 1000 -b`
1419
1420
1421
1422
1423
1424
1425 6.8.  Ethertap
1426 --------------
1427
1428   Ethertap is the general mechanism on 2.2 for userspace processes to
1429   exchange packets with the kernel.
1430
1431
1432
1433   To use this transport, you need to describe the virtual network device
1434   on the UML command line.  The general format for this is::
1435
1436
1437        eth <n> =ethertap, <device> , <ethernet address> , <tap IP address>
1438
1439
1440
1441
1442   So, the previous example::
1443
1444
1445        eth0=ethertap,tap0,fe:fd:0:0:0:1,192.168.0.254
1446
1447
1448
1449
1450   attaches the UML eth0 device to the host /dev/tap0, assigns it the
1451   ethernet address fe:fd:0:0:0:1, and assigns the IP address
1452   192.168.0.254 to the tap device.
1453
1454
1455
1456   The tap device is mandatory, but the others are optional.  If the
1457   ethernet address is omitted, one will be assigned to it.
1458
1459
1460   The presence of the tap IP address will cause the helper to run and do
1461   whatever host setup is needed to allow the virtual machine to
1462   communicate with the outside world.  If you're not sure you know what
1463   you're doing, this is the way to go.
1464
1465
1466   If it is absent, then you must configure the tap device and whatever
1467   arping and routing you will need on the host.  However, even in this
1468   case, the uml_net helper still needs to be in your path and it must be
1469   setuid root if you're not running UML as root.  This is because the
1470   tap device doesn't support SIGIO, which UML needs in order to use
1471   something as a source of input.  So, the helper is used as a
1472   convenient asynchronous IO thread.
1473
1474   If you're using the uml_net helper, you can ignore the following host
1475   setup - uml_net will do it for you.  You just need to make sure you
1476   have ethertap available, either built in to the host kernel or
1477   available as a module.
1478
1479
1480   If you want to set things up yourself, you need to make sure that the
1481   appropriate /dev entry exists.  If it doesn't, become root and create
1482   it as follows::
1483
1484
1485        mknod /dev/tap <minor>  c 36  <minor>  + 16
1486
1487
1488
1489
1490   For example, this is how to create /dev/tap0::
1491
1492
1493        mknod /dev/tap0 c 36 0 + 16
1494
1495
1496
1497
1498   You also need to make sure that the host kernel has ethertap support.
1499   If ethertap is enabled as a module, you apparently need to insmod
1500   ethertap once for each ethertap device you want to enable.  So,::
1501
1502
1503        host#
1504        insmod ethertap
1505
1506
1507
1508
1509   will give you the tap0 interface.  To get the tap1 interface, you need
1510   to run::
1511
1512
1513        host#
1514        insmod ethertap unit=1 -o ethertap1
1515
1516
1517
1518
1519
1520
1521
1522 6.9.  The switch daemon
1523 -----------------------
1524
1525   Note: This is the daemon formerly known as uml_router, but which was
1526   renamed so the network weenies of the world would stop growling at me.
1527
1528
1529   The switch daemon, uml_switch, provides a mechanism for creating a
1530   totally virtual network.  By default, it provides no connection to the
1531   host network (but see -tap, below).
1532
1533
1534   The first thing you need to do is run the daemon.  Running it with no
1535   arguments will make it listen on a default pair of unix domain
1536   sockets.
1537
1538
1539   If you want it to listen on a different pair of sockets, use::
1540
1541
1542         -unix control socket data socket
1543
1544
1545
1546
1547
1548   If you want it to act as a hub rather than a switch, use::
1549
1550
1551         -hub
1552
1553
1554
1555
1556
1557   If you want the switch to be connected to host networking (allowing
1558   the umls to get access to the outside world through the host), use::
1559
1560
1561         -tap tap0
1562
1563
1564
1565
1566
1567   Note that the tap device must be preconfigured (see "TUN/TAP with a
1568   preconfigured tap device", above).  If you're using a different tap
1569   device than tap0, specify that instead of tap0.
1570
1571
1572   uml_switch can be backgrounded as follows::
1573
1574
1575        host%
1576        uml_switch [ options ] < /dev/null > /dev/null
1577
1578
1579
1580
1581   The reason it doesn't background by default is that it listens to
1582   stdin for EOF.  When it sees that, it exits.
1583
1584
1585   The general format of the kernel command line switch is::
1586
1587
1588
1589        ethn=daemon,ethernet address,socket
1590        type,control socket,data socket
1591
1592
1593
1594
1595   You can leave off everything except the 'daemon'.  You only need to
1596   specify the ethernet address if the one that will be assigned to it
1597   isn't acceptable for some reason.  The rest of the arguments describe
1598   how to communicate with the daemon.  You should only specify them if
1599   you told the daemon to use different sockets than the default.  So, if
1600   you ran the daemon with no arguments, running the UML on the same
1601   machine with::
1602
1603        eth0=daemon
1604
1605
1606
1607
1608   will cause the eth0 driver to attach itself to the daemon correctly.
1609
1610
1611
1612 6.10.  Slip
1613 -----------
1614
1615   Slip is another, less general, mechanism for a process to communicate
1616   with the host networking.  In contrast to the ethertap interface,
1617   which exchanges ethernet frames with the host and can be used to
1618   transport any higher-level protocol, it can only be used to transport
1619   IP.
1620
1621
1622   The general format of the command line switch is::
1623
1624
1625
1626        ethn=slip,slip IP
1627
1628
1629
1630
1631   The slip IP argument is the IP address that will be assigned to the
1632   host end of the slip device.  If it is specified, the helper will run
1633   and will set up the host so that the virtual machine can reach it and
1634   the rest of the network.
1635
1636
1637   There are some oddities with this interface that you should be aware
1638   of.  You should only specify one slip device on a given virtual
1639   machine, and its name inside UML will be 'umn', not 'eth0' or whatever
1640   you specified on the command line.  These problems will be fixed at
1641   some point.
1642
1643
1644
1645 6.11.  Slirp
1646 ------------
1647
1648   slirp uses an external program, usually /usr/bin/slirp, to provide IP
1649   only networking connectivity through the host. This is similar to IP
1650   masquerading with a firewall, although the translation is performed in
1651   user-space, rather than by the kernel.  As slirp does not set up any
1652   interfaces on the host, or changes routing, slirp does not require
1653   root access or setuid binaries on the host.
1654
1655
1656   The general format of the command line switch for slirp is::
1657
1658
1659
1660        ethn=slirp,ethernet address,slirp path
1661
1662
1663
1664
1665   The ethernet address is optional, as UML will set up the interface
1666   with an ethernet address based upon the initial IP address of the
1667   interface.  The slirp path is generally /usr/bin/slirp, although it
1668   will depend on distribution.
1669
1670
1671   The slirp program can have a number of options passed to the command
1672   line and we can't add them to the UML command line, as they will be
1673   parsed incorrectly.  Instead, a wrapper shell script can be written or
1674   the options inserted into the  /.slirprc file.  More information on
1675   all of the slirp options can be found in its man pages.
1676
1677
1678   The eth0 interface on UML should be set up with the IP 10.2.0.15,
1679   although you can use anything as long as it is not used by a network
1680   you will be connecting to. The default route on UML should be set to
1681   use::
1682
1683
1684        UML#
1685        route add default dev eth0
1686
1687
1688
1689
1690   slirp provides a number of useful IP addresses which can be used by
1691   UML, such as 10.0.2.3 which is an alias for the DNS server specified
1692   in /etc/resolv.conf on the host or the IP given in the 'dns' option
1693   for slirp.
1694
1695
1696   Even with a baudrate setting higher than 115200, the slirp connection
1697   is limited to 115200. If you need it to go faster, the slirp binary
1698   needs to be compiled with FULL_BOLT defined in config.h.
1699
1700
1701
1702 6.12.  pcap
1703 -----------
1704
1705   The pcap transport is attached to a UML ethernet device on the command
1706   line or with uml_mconsole with the following syntax::
1707
1708
1709
1710        ethn=pcap,host interface,filter
1711        expression,option1,option2
1712
1713
1714
1715
1716   The expression and options are optional.
1717
1718
1719   The interface is whatever network device on the host you want to
1720   sniff.  The expression is a pcap filter expression, which is also what
1721   tcpdump uses, so if you know how to specify tcpdump filters, you will
1722   use the same expressions here.  The options are up to two of
1723   'promisc', control whether pcap puts the host interface into
1724   promiscuous mode. 'optimize' and 'nooptimize' control whether the pcap
1725   expression optimizer is used.
1726
1727
1728   Example::
1729
1730
1731
1732        eth0=pcap,eth0,tcp
1733
1734        eth1=pcap,eth0,!tcp
1735
1736
1737
1738   will cause the UML eth0 to emit all tcp packets on the host eth0 and
1739   the UML eth1 to emit all non-tcp packets on the host eth0.
1740
1741
1742
1743 6.13.  Setting up the host yourself
1744 -----------------------------------
1745
1746   If you don't specify an address for the host side of the ethertap or
1747   slip device, UML won't do any setup on the host.  So this is what is
1748   needed to get things working (the examples use a host-side IP of
1749   192.168.0.251 and a UML-side IP of 192.168.0.250 - adjust to suit your
1750   own network):
1751
1752   -  The device needs to be configured with its IP address.  Tap devices
1753      are also configured with an mtu of 1484.  Slip devices are
1754      configured with a point-to-point address pointing at the UML ip
1755      address::
1756
1757
1758        host#  ifconfig tap0 arp mtu 1484 192.168.0.251 up
1759
1760
1761        host#
1762        ifconfig sl0 192.168.0.251 pointopoint 192.168.0.250 up
1763
1764
1765
1766
1767
1768   -  If a tap device is being set up, a route is set to the UML IP::
1769
1770
1771        UML# route add -host 192.168.0.250 gw 192.168.0.251
1772
1773
1774
1775
1776
1777   -  To allow other hosts on your network to see the virtual machine,
1778      proxy arp is set up for it::
1779
1780
1781        host#  arp -Ds 192.168.0.250 eth0 pub
1782
1783
1784
1785
1786
1787   -  Finally, the host is set up to route packets::
1788
1789
1790        host#  echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
1791
1792
1793
1794
1795
1796
1797
1798
1799
1800
1801 7.  Sharing Filesystems between Virtual Machines
1802 ================================================
1803
1804
1805
1806
1807 7.1.  A warning
1808 ---------------
1809
1810   Don't attempt to share filesystems simply by booting two UMLs from the
1811   same file.  That's the same thing as booting two physical machines
1812   from a shared disk.  It will result in filesystem corruption.
1813
1814
1815
1816 7.2.  Using layered block devices
1817 ---------------------------------
1818
1819   The way to share a filesystem between two virtual machines is to use
1820   the copy-on-write (COW) layering capability of the ubd block driver.
1821   As of 2.4.6-2um, the driver supports layering a read-write private
1822   device over a read-only shared device.  A machine's writes are stored
1823   in the private device, while reads come from either device - the
1824   private one if the requested block is valid in it, the shared one if
1825   not.  Using this scheme, the majority of data which is unchanged is
1826   shared between an arbitrary number of virtual machines, each of which
1827   has a much smaller file containing the changes that it has made.  With
1828   a large number of UMLs booting from a large root filesystem, this
1829   leads to a huge disk space saving.  It will also help performance,
1830   since the host will be able to cache the shared data using a much
1831   smaller amount of memory, so UML disk requests will be served from the
1832   host's memory rather than its disks.
1833
1834
1835
1836
1837   To add a copy-on-write layer to an existing block device file, simply
1838   add the name of the COW file to the appropriate ubd switch::
1839
1840
1841         ubd0=root_fs_cow,root_fs_debian_22
1842
1843
1844
1845
1846   where 'root_fs_cow' is the private COW file and 'root_fs_debian_22' is
1847   the existing shared filesystem.  The COW file need not exist.  If it
1848   doesn't, the driver will create and initialize it.  Once the COW file
1849   has been initialized, it can be used on its own on the command line::
1850
1851
1852         ubd0=root_fs_cow
1853
1854
1855
1856
1857   The name of the backing file is stored in the COW file header, so it
1858   would be redundant to continue specifying it on the command line.
1859
1860
1861
1862 7.3.  Note!
1863 -----------
1864
1865   When checking the size of the COW file in order to see the gobs of
1866   space that you're saving, make sure you use 'ls -ls' to see the actual
1867   disk consumption rather than the length of the file.  The COW file is
1868   sparse, so the length will be very different from the disk usage.
1869   Here is a 'ls -l' of a COW file and backing file from one boot and
1870   shutdown::
1871
1872        host% ls -l cow.debian debian2.2
1873        -rw-r--r--    1 jdike    jdike    492504064 Aug  6 21:16 cow.debian
1874        -rwxrw-rw-    1 jdike    jdike    537919488 Aug  6 20:42 debian2.2
1875
1876
1877
1878
1879   Doesn't look like much saved space, does it?  Well, here's 'ls -ls'::
1880
1881
1882        host% ls -ls cow.debian debian2.2
1883           880 -rw-r--r--    1 jdike    jdike    492504064 Aug  6 21:16 cow.debian
1884        525832 -rwxrw-rw-    1 jdike    jdike    537919488 Aug  6 20:42 debian2.2
1885
1886
1887
1888
1889   Now, you can see that the COW file has less than a meg of disk, rather
1890   than 492 meg.
1891
1892
1893
1894 7.4.  Another warning
1895 ---------------------
1896
1897   Once a filesystem is being used as a readonly backing file for a COW
1898   file, do not boot directly from it or modify it in any way.  Doing so
1899   will invalidate any COW files that are using it.  The mtime and size
1900   of the backing file are stored in the COW file header at its creation,
1901   and they must continue to match.  If they don't, the driver will
1902   refuse to use the COW file.
1903
1904
1905
1906
1907   If you attempt to evade this restriction by changing either the
1908   backing file or the COW header by hand, you will get a corrupted
1909   filesystem.
1910
1911
1912
1913
1914   Among other things, this means that upgrading the distribution in a
1915   backing file and expecting that all of the COW files using it will see
1916   the upgrade will not work.
1917
1918
1919
1920
1921 7.5.  uml_moo : Merging a COW file with its backing file
1922 --------------------------------------------------------
1923
1924   Depending on how you use UML and COW devices, it may be advisable to
1925   merge the changes in the COW file into the backing file every once in
1926   a while.
1927
1928
1929
1930
1931   The utility that does this is uml_moo.  Its usage is::
1932
1933
1934        host% uml_moo COW file new backing file
1935
1936
1937
1938
1939   There's no need to specify the backing file since that information is
1940   already in the COW file header.  If you're paranoid, boot the new
1941   merged file, and if you're happy with it, move it over the old backing
1942   file.
1943
1944
1945
1946
1947   uml_moo creates a new backing file by default as a safety measure.  It
1948   also has a destructive merge option which will merge the COW file
1949   directly into its current backing file.  This is really only usable
1950   when the backing file only has one COW file associated with it.  If
1951   there are multiple COWs associated with a backing file, a -d merge of
1952   one of them will invalidate all of the others.  However, it is
1953   convenient if you're short of disk space, and it should also be
1954   noticeably faster than a non-destructive merge.
1955
1956
1957
1958
1959   uml_moo is installed with the UML deb and RPM.  If you didn't install
1960   UML from one of those packages, you can also get it from the UML
1961   utilities <http://user-mode-linux.sourceforge.net/
1962   utilities>  tar file in tools/moo.
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971 8.  Creating filesystems
1972 ========================
1973
1974
1975   You may want to create and mount new UML filesystems, either because
1976   your root filesystem isn't large enough or because you want to use a
1977   filesystem other than ext2.
1978
1979
1980   This was written on the occasion of reiserfs being included in the
1981   2.4.1 kernel pool, and therefore the 2.4.1 UML, so the examples will
1982   talk about reiserfs.  This information is generic, and the examples
1983   should be easy to translate to the filesystem of your choice.
1984
1985
1986 8.1.  Create the filesystem file
1987 ================================
1988
1989   dd is your friend.  All you need to do is tell dd to create an empty
1990   file of the appropriate size.  I usually make it sparse to save time
1991   and to avoid allocating disk space until it's actually used.  For
1992   example, the following command will create a sparse 100 meg file full
1993   of zeroes::
1994
1995
1996        host%
1997        dd if=/dev/zero of=new_filesystem seek=100 count=1 bs=1M
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004   8.2.  Assign the file to a UML device
2005
2006   Add an argument like the following to the UML command line::
2007
2008         ubd4=new_filesystem
2009
2010
2011
2012
2013   making sure that you use an unassigned ubd device number.
2014
2015
2016
2017   8.3.  Creating and mounting the filesystem
2018
2019   Make sure that the filesystem is available, either by being built into
2020   the kernel, or available as a module, then boot up UML and log in.  If
2021   the root filesystem doesn't have the filesystem utilities (mkfs, fsck,
2022   etc), then get them into UML by way of the net or hostfs.
2023
2024
2025   Make the new filesystem on the device assigned to the new file::
2026
2027
2028        host#  mkreiserfs /dev/ubd/4
2029
2030
2031        <----------- MKREISERFSv2 ----------->
2032
2033        ReiserFS version 3.6.25
2034        Block size 4096 bytes
2035        Block count 25856
2036        Used blocks 8212
2037                Journal - 8192 blocks (18-8209), journal header is in block 8210
2038                Bitmaps: 17
2039                Root block 8211
2040        Hash function "r5"
2041        ATTENTION: ALL DATA WILL BE LOST ON '/dev/ubd/4'! (y/n)y
2042        journal size 8192 (from 18)
2043        Initializing journal - 0%....20%....40%....60%....80%....100%
2044        Syncing..done.
2045
2046
2047
2048
2049   Now, mount it::
2050
2051
2052        UML#
2053        mount /dev/ubd/4 /mnt
2054
2055
2056
2057
2058   and you're in business.
2059
2060
2061
2062
2063
2064
2065
2066
2067
2068 9.  Host file access
2069 ====================
2070
2071
2072   If you want to access files on the host machine from inside UML, you
2073   can treat it as a separate machine and either nfs mount directories
2074   from the host or copy files into the virtual machine with scp or rcp.
2075   However, since UML is running on the host, it can access those
2076   files just like any other process and make them available inside the
2077   virtual machine without needing to use the network.
2078
2079
2080   This is now possible with the hostfs virtual filesystem.  With it, you
2081   can mount a host directory into the UML filesystem and access the
2082   files contained in it just as you would on the host.
2083
2084
2085 9.1.  Using hostfs
2086 ------------------
2087
2088   To begin with, make sure that hostfs is available inside the virtual
2089   machine with::
2090
2091
2092        UML# cat /proc/filesystems
2093
2094
2095
2096   .  hostfs should be listed.  If it's not, either rebuild the kernel
2097   with hostfs configured into it or make sure that hostfs is built as a
2098   module and available inside the virtual machine, and insmod it.
2099
2100
2101   Now all you need to do is run mount::
2102
2103
2104        UML# mount none /mnt/host -t hostfs
2105
2106
2107
2108
2109   will mount the host's / on the virtual machine's /mnt/host.
2110
2111
2112   If you don't want to mount the host root directory, then you can
2113   specify a subdirectory to mount with the -o switch to mount::
2114
2115
2116        UML# mount none /mnt/home -t hostfs -o /home
2117
2118
2119
2120
2121   will mount the hosts's /home on the virtual machine's /mnt/home.
2122
2123
2124
2125 9.2.  hostfs as the root filesystem
2126 -----------------------------------
2127
2128   It's possible to boot from a directory hierarchy on the host using
2129   hostfs rather than using the standard filesystem in a file.
2130
2131   To start, you need that hierarchy.  The easiest way is to loop mount
2132   an existing root_fs file::
2133
2134
2135        host#  mount root_fs uml_root_dir -o loop
2136
2137
2138
2139
2140   You need to change the filesystem type of / in etc/fstab to be
2141   'hostfs', so that line looks like this::
2142
2143     /dev/ubd/0       /        hostfs      defaults          1   1
2144
2145
2146
2147
2148   Then you need to chown to yourself all the files in that directory
2149   that are owned by root.  This worked for me::
2150
2151
2152        host#  find . -uid 0 -exec chown jdike {} \;
2153
2154
2155
2156
2157   Next, make sure that your UML kernel has hostfs compiled in, not as a
2158   module.  Then run UML with the boot device pointing at that directory::
2159
2160
2161         ubd0=/path/to/uml/root/directory
2162
2163
2164
2165
2166   UML should then boot as it does normally.
2167
2168
2169 9.3.  Building hostfs
2170 ---------------------
2171
2172   If you need to build hostfs because it's not in your kernel, you have
2173   two choices:
2174
2175
2176
2177   -  Compiling hostfs into the kernel:
2178
2179
2180      Reconfigure the kernel and set the 'Host filesystem' option under
2181
2182
2183   -  Compiling hostfs as a module:
2184
2185
2186      Reconfigure the kernel and set the 'Host filesystem' option under
2187      be in arch/um/fs/hostfs/hostfs.o.  Install that in
2188      ``/lib/modules/$(uname -r)/fs`` in the virtual machine, boot it up, and::
2189
2190
2191        UML# insmod hostfs
2192
2193
2194 .. _The_Management_Console:
2195
2196 10.  The Management Console
2197 ===========================
2198
2199
2200
2201   The UML management console is a low-level interface to the kernel,
2202   somewhat like the i386 SysRq interface.  Since there is a full-blown
2203   operating system under UML, there is much greater flexibility possible
2204   than with the SysRq mechanism.
2205
2206
2207   There are a number of things you can do with the mconsole interface:
2208
2209   -  get the kernel version
2210
2211   -  add and remove devices
2212
2213   -  halt or reboot the machine
2214
2215   -  Send SysRq commands
2216
2217   -  Pause and resume the UML
2218
2219
2220   You need the mconsole client (uml_mconsole) which is present in CVS
2221   (/tools/mconsole) in 2.4.5-9um and later, and will be in the RPM in
2222   2.4.6.
2223
2224
2225   You also need CONFIG_MCONSOLE (under 'General Setup') enabled in UML.
2226   When you boot UML, you'll see a line like::
2227
2228
2229        mconsole initialized on /home/jdike/.uml/umlNJ32yL/mconsole
2230
2231
2232
2233
2234   If you specify a unique machine id one the UML command line, i.e.::
2235
2236
2237         umid=debian
2238
2239
2240
2241
2242   you'll see this::
2243
2244
2245        mconsole initialized on /home/jdike/.uml/debian/mconsole
2246
2247
2248
2249
2250   That file is the socket that uml_mconsole will use to communicate with
2251   UML.  Run it with either the umid or the full path as its argument::
2252
2253
2254        host% uml_mconsole debian
2255
2256
2257
2258
2259   or::
2260
2261
2262        host% uml_mconsole /home/jdike/.uml/debian/mconsole
2263
2264
2265
2266
2267   You'll get a prompt, at which you can run one of these commands:
2268
2269   -  version
2270
2271   -  halt
2272
2273   -  reboot
2274
2275   -  config
2276
2277   -  remove
2278
2279   -  sysrq
2280
2281   -  help
2282
2283   -  cad
2284
2285   -  stop
2286
2287   -  go
2288
2289
2290 10.1.  version
2291 --------------
2292
2293   This takes no arguments.  It prints the UML version::
2294
2295
2296        (mconsole)  version
2297        OK Linux usermode 2.4.5-9um #1 Wed Jun 20 22:47:08 EDT 2001 i686
2298
2299
2300
2301
2302   There are a couple actual uses for this.  It's a simple no-op which
2303   can be used to check that a UML is running.  It's also a way of
2304   sending an interrupt to the UML.  This is sometimes useful on SMP
2305   hosts, where there's a bug which causes signals to UML to be lost,
2306   often causing it to appear to hang.  Sending such a UML the mconsole
2307   version command is a good way to 'wake it up' before networking has
2308   been enabled, as it does not do anything to the function of the UML.
2309
2310
2311
2312 10.2.  halt and reboot
2313 ----------------------
2314
2315   These take no arguments.  They shut the machine down immediately, with
2316   no syncing of disks and no clean shutdown of userspace.  So, they are
2317   pretty close to crashing the machine::
2318
2319
2320        (mconsole)  halt
2321        OK
2322
2323
2324
2325
2326
2327
2328 10.3.  config
2329 -------------
2330
2331   "config" adds a new device to the virtual machine.  Currently the ubd
2332   and network drivers support this.  It takes one argument, which is the
2333   device to add, with the same syntax as the kernel command line::
2334
2335
2336
2337
2338         (mconsole)
2339         config ubd3=/home/jdike/incoming/roots/root_fs_debian22
2340
2341         OK
2342         (mconsole)  config eth1=mcast
2343         OK
2344
2345
2346
2347
2348
2349
2350 10.4.  remove
2351 -------------
2352
2353   "remove" deletes a device from the system.  Its argument is just the
2354   name of the device to be removed. The device must be idle in whatever
2355   sense the driver considers necessary.  In the case of the ubd driver,
2356   the removed block device must not be mounted, swapped on, or otherwise
2357   open, and in the case of the network driver, the device must be down::
2358
2359
2360        (mconsole)  remove ubd3
2361        OK
2362        (mconsole)  remove eth1
2363        OK
2364
2365
2366
2367
2368
2369
2370 10.5.  sysrq
2371 ------------
2372
2373   This takes one argument, which is a single letter.  It calls the
2374   generic kernel's SysRq driver, which does whatever is called for by
2375   that argument.  See the SysRq documentation in
2376   Documentation/admin-guide/sysrq.rst in your favorite kernel tree to
2377   see what letters are valid and what they do.
2378
2379
2380
2381 10.6.  help
2382 -----------
2383
2384   "help" returns a string listing the valid commands and what each one
2385   does.
2386
2387
2388
2389 10.7.  cad
2390 ----------
2391
2392   This invokes the Ctl-Alt-Del action on init.  What exactly this ends
2393   up doing is up to /etc/inittab.  Normally, it reboots the machine.
2394   With UML, this is usually not desired, so if a halt would be better,
2395   then find the section of inittab that looks like this::
2396
2397
2398        # What to do when CTRL-ALT-DEL is pressed.
2399        ca:12345:ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t1 -a -r now
2400
2401
2402
2403
2404   and change the command to halt.
2405
2406
2407
2408 10.8.  stop
2409 -----------
2410
2411   This puts the UML in a loop reading mconsole requests until a 'go'
2412   mconsole command is received. This is very useful for making backups
2413   of UML filesystems, as the UML can be stopped, then synced via 'sysrq
2414   s', so that everything is written to the filesystem. You can then copy
2415   the filesystem and then send the UML 'go' via mconsole.
2416
2417
2418   Note that a UML running with more than one CPU will have problems
2419   after you send the 'stop' command, as only one CPU will be held in a
2420   mconsole loop and all others will continue as normal.  This is a bug,
2421   and will be fixed.
2422
2423
2424
2425 10.9.  go
2426 ---------
2427
2428   This resumes a UML after being paused by a 'stop' command. Note that
2429   when the UML has resumed, TCP connections may have timed out and if
2430   the UML is paused for a long period of time, crond might go a little
2431   crazy, running all the jobs it didn't do earlier.
2432
2433
2434
2435
2436
2437
2438 .. _Kernel_debugging:
2439
2440 11.  Kernel debugging
2441 =====================
2442
2443
2444   Note: The interface that makes debugging, as described here, possible
2445   is present in 2.4.0-test6 kernels and later.
2446
2447
2448   Since the user-mode kernel runs as a normal Linux process, it is
2449   possible to debug it with gdb almost like any other process.  It is
2450   slightly different because the kernel's threads are already being
2451   ptraced for system call interception, so gdb can't ptrace them.
2452   However, a mechanism has been added to work around that problem.
2453
2454
2455   In order to debug the kernel, you need build it from source.  See
2456   :ref:`Compiling_the_kernel_and_modules`  for information on doing that.
2457   Make sure that you enable CONFIG_DEBUGSYM and CONFIG_PT_PROXY during
2458   the config.  These will compile the kernel with ``-g``, and enable the
2459   ptrace proxy so that gdb works with UML, respectively.
2460
2461
2462
2463
2464 11.1.  Starting the kernel under gdb
2465 ------------------------------------
2466
2467   You can have the kernel running under the control of gdb from the
2468   beginning by putting 'debug' on the command line.  You will get an
2469   xterm with gdb running inside it.  The kernel will send some commands
2470   to gdb which will leave it stopped at the beginning of start_kernel.
2471   At this point, you can get things going with 'next', 'step', or
2472   'cont'.
2473
2474
2475   There is a transcript of a debugging session  here <debug-
2476   session.html> , with breakpoints being set in the scheduler and in an
2477   interrupt handler.
2478
2479
2480 11.2.  Examining sleeping processes
2481 -----------------------------------
2482
2483
2484   Not every bug is evident in the currently running process.  Sometimes,
2485   processes hang in the kernel when they shouldn't because they've
2486   deadlocked on a semaphore or something similar.  In this case, when
2487   you ^C gdb and get a backtrace, you will see the idle thread, which
2488   isn't very relevant.
2489
2490
2491   What you want is the stack of whatever process is sleeping when it
2492   shouldn't be.  You need to figure out which process that is, which is
2493   generally fairly easy.  Then you need to get its host process id,
2494   which you can do either by looking at ps on the host or at
2495   task.thread.extern_pid in gdb.
2496
2497
2498   Now what you do is this:
2499
2500   -  detach from the current thread::
2501
2502
2503        (UML gdb)  det
2504
2505
2506
2507
2508
2509   -  attach to the thread you are interested in::
2510
2511
2512        (UML gdb)  att <host pid>
2513
2514
2515
2516
2517
2518   -  look at its stack and anything else of interest::
2519
2520
2521        (UML gdb)  bt
2522
2523
2524
2525
2526   Note that you can't do anything at this point that requires that a
2527   process execute, e.g. calling a function
2528
2529   -  when you're done looking at that process, reattach to the current
2530      thread and continue it::
2531
2532
2533        (UML gdb)
2534        att 1
2535
2536
2537        (UML gdb)
2538        c
2539
2540
2541
2542
2543   Here, specifying any pid which is not the process id of a UML thread
2544   will cause gdb to reattach to the current thread.  I commonly use 1,
2545   but any other invalid pid would work.
2546
2547
2548
2549 11.3.  Running ddd on UML
2550 -------------------------
2551
2552   ddd works on UML, but requires a special kludge.  The process goes
2553   like this:
2554
2555   -  Start ddd::
2556
2557
2558        host% ddd linux
2559
2560
2561
2562
2563
2564   -  With ps, get the pid of the gdb that ddd started.  You can ask the
2565      gdb to tell you, but for some reason that confuses things and
2566      causes a hang.
2567
2568   -  run UML with 'debug=parent gdb-pid=<pid>' added to the command line
2569      - it will just sit there after you hit return
2570
2571   -  type 'att 1' to the ddd gdb and you will see something like::
2572
2573
2574        0xa013dc51 in __kill ()
2575
2576
2577        (gdb)
2578
2579
2580
2581
2582
2583   -  At this point, type 'c', UML will boot up, and you can use ddd just
2584      as you do on any other process.
2585
2586
2587
2588 11.4.  Debugging modules
2589 ------------------------
2590
2591
2592   gdb has support for debugging code which is dynamically loaded into
2593   the process.  This support is what is needed to debug kernel modules
2594   under UML.
2595
2596
2597   Using that support is somewhat complicated.  You have to tell gdb what
2598   object file you just loaded into UML and where in memory it is.  Then,
2599   it can read the symbol table, and figure out where all the symbols are
2600   from the load address that you provided.  It gets more interesting
2601   when you load the module again (i.e. after an rmmod).  You have to
2602   tell gdb to forget about all its symbols, including the main UML ones
2603   for some reason, then load then all back in again.
2604
2605
2606   There's an easy way and a hard way to do this.  The easy way is to use
2607   the umlgdb expect script written by Chandan Kudige.  It basically
2608   automates the process for you.
2609
2610
2611   First, you must tell it where your modules are.  There is a list in
2612   the script that looks like this::
2613
2614        set MODULE_PATHS {
2615        "fat" "/usr/src/uml/linux-2.4.18/fs/fat/fat.o"
2616        "isofs" "/usr/src/uml/linux-2.4.18/fs/isofs/isofs.o"
2617        "minix" "/usr/src/uml/linux-2.4.18/fs/minix/minix.o"
2618        }
2619
2620
2621
2622
2623   You change that to list the names and paths of the modules that you
2624   are going to debug.  Then you run it from the toplevel directory of
2625   your UML pool and it basically tells you what to do::
2626
2627
2628                    ******** GDB pid is 21903 ********
2629        Start UML as: ./linux <kernel switches> debug gdb-pid=21903
2630
2631
2632
2633        GNU gdb 5.0rh-5 Red Hat Linux 7.1
2634        Copyright 2001 Free Software Foundation, Inc.
2635        GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
2636        welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
2637        Type "show copying" to see the conditions.
2638        There is absolutely no warranty for GDB.  Type "show warranty" for details.
2639        This GDB was configured as "i386-redhat-linux"...
2640        (gdb) b sys_init_module
2641        Breakpoint 1 at 0xa0011923: file module.c, line 349.
2642        (gdb) att 1
2643
2644
2645
2646
2647   After you run UML and it sits there doing nothing, you hit return at
2648   the 'att 1' and continue it::
2649
2650
2651        Attaching to program: /home/jdike/linux/2.4/um/./linux, process 1
2652        0xa00f4221 in __kill ()
2653        (UML gdb)  c
2654        Continuing.
2655
2656
2657
2658
2659   At this point, you debug normally.  When you insmod something, the
2660   expect magic will kick in and you'll see something like::
2661
2662
2663      *** Module hostfs loaded ***
2664     Breakpoint 1, sys_init_module (name_user=0x805abb0 "hostfs",
2665         mod_user=0x8070e00) at module.c:349
2666     349             char *name, *n_name, *name_tmp = NULL;
2667     (UML gdb)  finish
2668     Run till exit from #0  sys_init_module (name_user=0x805abb0 "hostfs",
2669         mod_user=0x8070e00) at module.c:349
2670     0xa00e2e23 in execute_syscall (r=0xa8140284) at syscall_kern.c:411
2671     411             else res = EXECUTE_SYSCALL(syscall, regs);
2672     Value returned is $1 = 0
2673     (UML gdb)
2674     p/x (int)module_list + module_list->size_of_struct
2675
2676     $2 = 0xa9021054
2677     (UML gdb)  symbol-file ./linux
2678     Load new symbol table from "./linux"? (y or n) y
2679     Reading symbols from ./linux...
2680     done.
2681     (UML gdb)
2682     add-symbol-file /home/jdike/linux/2.4/um/arch/um/fs/hostfs/hostfs.o 0xa9021054
2683
2684     add symbol table from file "/home/jdike/linux/2.4/um/arch/um/fs/hostfs/hostfs.o" at
2685             .text_addr = 0xa9021054
2686      (y or n) y
2687
2688     Reading symbols from /home/jdike/linux/2.4/um/arch/um/fs/hostfs/hostfs.o...
2689     done.
2690     (UML gdb)  p *module_list
2691     $1 = {size_of_struct = 84, next = 0xa0178720, name = 0xa9022de0 "hostfs",
2692       size = 9016, uc = {usecount = {counter = 0}, pad = 0}, flags = 1,
2693       nsyms = 57, ndeps = 0, syms = 0xa9023170, deps = 0x0, refs = 0x0,
2694       init = 0xa90221f0 <init_hostfs>, cleanup = 0xa902222c <exit_hostfs>,
2695       ex_table_start = 0x0, ex_table_end = 0x0, persist_start = 0x0,
2696       persist_end = 0x0, can_unload = 0, runsize = 0, kallsyms_start = 0x0,
2697       kallsyms_end = 0x0,
2698       archdata_start = 0x1b855 <Address 0x1b855 out of bounds>,
2699       archdata_end = 0xe5890000 <Address 0xe5890000 out of bounds>,
2700       kernel_data = 0xf689c35d <Address 0xf689c35d out of bounds>}
2701     >> Finished loading symbols for hostfs ...
2702
2703
2704
2705
2706   That's the easy way.  It's highly recommended.  The hard way is
2707   described below in case you're interested in what's going on.
2708
2709
2710   Boot the kernel under the debugger and load the module with insmod or
2711   modprobe.  With gdb, do::
2712
2713
2714        (UML gdb)  p module_list
2715
2716
2717
2718
2719   This is a list of modules that have been loaded into the kernel, with
2720   the most recently loaded module first.  Normally, the module you want
2721   is at module_list.  If it's not, walk down the next links, looking at
2722   the name fields until find the module you want to debug.  Take the
2723   address of that structure, and add module.size_of_struct (which in
2724   2.4.10 kernels is 96 (0x60)) to it.  Gdb can make this hard addition
2725   for you :-)::
2726
2727
2728
2729         (UML gdb)
2730         printf "%#x\n", (int)module_list module_list->size_of_struct
2731
2732
2733
2734
2735   The offset from the module start occasionally changes (before 2.4.0,
2736   it was module.size_of_struct + 4), so it's a good idea to check the
2737   init and cleanup addresses once in a while, as describe below.  Now
2738   do::
2739
2740
2741        (UML gdb)
2742        add-symbol-file /path/to/module/on/host that_address
2743
2744
2745
2746
2747   Tell gdb you really want to do it, and you're in business.
2748
2749
2750   If there's any doubt that you got the offset right, like breakpoints
2751   appear not to work, or they're appearing in the wrong place, you can
2752   check it by looking at the module structure.  The init and cleanup
2753   fields should look like::
2754
2755
2756        init = 0x588066b0 <init_hostfs>, cleanup = 0x588066c0 <exit_hostfs>
2757
2758
2759
2760
2761   with no offsets on the symbol names.  If the names are right, but they
2762   are offset, then the offset tells you how much you need to add to the
2763   address you gave to add-symbol-file.
2764
2765
2766   When you want to load in a new version of the module, you need to get
2767   gdb to forget about the old one.  The only way I've found to do that
2768   is to tell gdb to forget about all symbols that it knows about::
2769
2770
2771        (UML gdb)  symbol-file
2772
2773
2774
2775
2776   Then reload the symbols from the kernel binary::
2777
2778
2779        (UML gdb)  symbol-file /path/to/kernel
2780
2781
2782
2783
2784   and repeat the process above.  You'll also need to re-enable break-
2785   points.  They were disabled when you dumped all the symbols because
2786   gdb couldn't figure out where they should go.
2787
2788
2789
2790 11.5.  Attaching gdb to the kernel
2791 ----------------------------------
2792
2793   If you don't have the kernel running under gdb, you can attach gdb to
2794   it later by sending the tracing thread a SIGUSR1.  The first line of
2795   the console output identifies its pid::
2796
2797        tracing thread pid = 20093
2798
2799
2800
2801
2802   When you send it the signal::
2803
2804
2805        host% kill -USR1 20093
2806
2807
2808
2809
2810   you will get an xterm with gdb running in it.
2811
2812
2813   If you have the mconsole compiled into UML, then the mconsole client
2814   can be used to start gdb::
2815
2816
2817        (mconsole)  (mconsole) config gdb=xterm
2818
2819
2820
2821
2822   will fire up an xterm with gdb running in it.
2823
2824
2825
2826 11.6.  Using alternate debuggers
2827 --------------------------------
2828
2829   UML has support for attaching to an already running debugger rather
2830   than starting gdb itself.  This is present in CVS as of 17 Apr 2001.
2831   I sent it to Alan for inclusion in the ac tree, and it will be in my
2832   2.4.4 release.
2833
2834
2835   This is useful when gdb is a subprocess of some UI, such as emacs or
2836   ddd.  It can also be used to run debuggers other than gdb on UML.
2837   Below is an example of using strace as an alternate debugger.
2838
2839
2840   To do this, you need to get the pid of the debugger and pass it in
2841   with the
2842
2843
2844   If you are using gdb under some UI, then tell it to 'att 1', and
2845   you'll find yourself attached to UML.
2846
2847
2848   If you are using something other than gdb as your debugger, then
2849   you'll need to get it to do the equivalent of 'att 1' if it doesn't do
2850   it automatically.
2851
2852
2853   An example of an alternate debugger is strace.  You can strace the
2854   actual kernel as follows:
2855
2856   -  Run the following in a shell::
2857
2858
2859        host%
2860        sh -c 'echo pid=$$; echo -n hit return; read x; exec strace -p 1 -o strace.out'
2861
2862
2863
2864   -  Run UML with 'debug' and 'gdb-pid=<pid>' with the pid printed out
2865      by the previous command
2866
2867   -  Hit return in the shell, and UML will start running, and strace
2868      output will start accumulating in the output file.
2869
2870      Note that this is different from running::
2871
2872
2873        host% strace ./linux
2874
2875
2876
2877
2878   That will strace only the main UML thread, the tracing thread, which
2879   doesn't do any of the actual kernel work.  It just oversees the vir-
2880   tual machine.  In contrast, using strace as described above will show
2881   you the low-level activity of the virtual machine.
2882
2883
2884
2885
2886
2887 12.  Kernel debugging examples
2888 ==============================
2889
2890 12.1.  The case of the hung fsck
2891 --------------------------------
2892
2893   When booting up the kernel, fsck failed, and dropped me into a shell
2894   to fix things up.  I ran fsck -y, which hung::
2895
2896
2897     Setting hostname uml                    [ OK ]
2898     Checking root filesystem
2899     /dev/fhd0 was not cleanly unmounted, check forced.
2900     Error reading block 86894 (Attempt to read block from filesystem resulted in short read) while reading indirect blocks of inode 19780.
2901
2902     /dev/fhd0: UNEXPECTED INCONSISTENCY; RUN fsck MANUALLY.
2903             (i.e., without -a or -p options)
2904     [ FAILED ]
2905
2906     *** An error occurred during the file system check.
2907     *** Dropping you to a shell; the system will reboot
2908     *** when you leave the shell.
2909     Give root password for maintenance
2910     (or type Control-D for normal startup):
2911
2912     [root@uml /root]# fsck -y /dev/fhd0
2913     fsck -y /dev/fhd0
2914     Parallelizing fsck version 1.14 (9-Jan-1999)
2915     e2fsck 1.14, 9-Jan-1999 for EXT2 FS 0.5b, 95/08/09
2916     /dev/fhd0 contains a file system with errors, check forced.
2917     Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
2918     Error reading block 86894 (Attempt to read block from filesystem resulted in short read) while reading indirect blocks of inode 19780.  Ignore error? yes
2919
2920     Inode 19780, i_blocks is 1548, should be 540.  Fix? yes
2921
2922     Pass 2: Checking directory structure
2923     Error reading block 49405 (Attempt to read block from filesystem resulted in short read).  Ignore error? yes
2924
2925     Directory inode 11858, block 0, offset 0: directory corrupted
2926     Salvage? yes
2927
2928     Missing '.' in directory inode 11858.
2929     Fix? yes
2930
2931     Missing '..' in directory inode 11858.
2932     Fix? yes
2933
2934
2935   The standard drill in this sort of situation is to fire up gdb on the
2936   signal thread, which, in this case, was pid 1935.  In another window,
2937   I run gdb and attach pid 1935::
2938
2939
2940        ~/linux/2.3.26/um 1016: gdb linux
2941        GNU gdb 4.17.0.11 with Linux support
2942        Copyright 1998 Free Software Foundation, Inc.
2943        GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
2944        welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
2945        Type "show copying" to see the conditions.
2946        There is absolutely no warranty for GDB.  Type "show warranty" for details.
2947        This GDB was configured as "i386-redhat-linux"...
2948
2949        (gdb) att 1935
2950        Attaching to program `/home/dike/linux/2.3.26/um/linux', Pid 1935
2951        0x100756d9 in __wait4 ()
2952
2953
2954   Let's see what's currently running::
2955
2956
2957
2958        (gdb) p current_task.pid
2959        $1 = 0
2960
2961
2962
2963
2964
2965   It's the idle thread, which means that fsck went to sleep for some
2966   reason and never woke up.
2967
2968
2969   Let's guess that the last process in the process list is fsck::
2970
2971
2972
2973        (gdb) p current_task.prev_task.comm
2974        $13 = "fsck.ext2\000\000\000\000\000\000"
2975
2976
2977
2978
2979
2980   It is, so let's see what it thinks it's up to::
2981
2982
2983
2984        (gdb) p current_task.prev_task.thread
2985        $14 = {extern_pid = 1980, tracing = 0, want_tracing = 0, forking = 0,
2986          kernel_stack_page = 0, signal_stack = 1342627840, syscall = {id = 4, args = {
2987              3, 134973440, 1024, 0, 1024}, have_result = 0, result = 50590720},
2988          request = {op = 2, u = {exec = {ip = 1350467584, sp = 2952789424}, fork = {
2989                regs = {1350467584, 2952789424, 0 <repeats 15 times>}, sigstack = 0,
2990                pid = 0}, switch_to = 0x507e8000, thread = {proc = 0x507e8000,
2991                arg = 0xaffffdb0, flags = 0, new_pid = 0}, input_request = {
2992                op = 1350467584, fd = -1342177872, proc = 0, pid = 0}}}}
2993
2994
2995
2996   The interesting things here are the fact that its .thread.syscall.id
2997   is __NR_write (see the big switch in arch/um/kernel/syscall_kern.c or
2998   the defines in include/asm-um/arch/unistd.h), and that it never
2999   returned.  Also, its .request.op is OP_SWITCH (see
3000   arch/um/include/user_util.h).  These mean that it went into a write,
3001   and, for some reason, called schedule().
3002
3003
3004   The fact that it never returned from write means that its stack should
3005   be fairly interesting.  Its pid is 1980 (.thread.extern_pid).  That
3006   process is being ptraced by the signal thread, so it must be detached
3007   before gdb can attach it::
3008
3009
3010
3011     (gdb) call detach(1980)
3012
3013     Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
3014     <function called from gdb>
3015     The program being debugged stopped while in a function called from GDB.
3016     When the function (detach) is done executing, GDB will silently
3017     stop (instead of continuing to evaluate the expression containing
3018     the function call).
3019     (gdb) call detach(1980)
3020     $15 = 0
3021
3022
3023   The first detach segfaults for some reason, and the second one
3024   succeeds.
3025
3026
3027   Now I detach from the signal thread, attach to the fsck thread, and
3028   look at its stack::
3029
3030
3031        (gdb) det
3032        Detaching from program: /home/dike/linux/2.3.26/um/linux Pid 1935
3033        (gdb) att 1980
3034        Attaching to program `/home/dike/linux/2.3.26/um/linux', Pid 1980
3035        0x10070451 in __kill ()
3036        (gdb) bt
3037        #0  0x10070451 in __kill ()
3038        #1  0x10068ccd in usr1_pid (pid=1980) at process.c:30
3039        #2  0x1006a03f in _switch_to (prev=0x50072000, next=0x507e8000)
3040            at process_kern.c:156
3041        #3  0x1006a052 in switch_to (prev=0x50072000, next=0x507e8000, last=0x50072000)
3042            at process_kern.c:161
3043        #4  0x10001d12 in schedule () at core.c:777
3044        #5  0x1006a744 in __down (sem=0x507d241c) at semaphore.c:71
3045        #6  0x1006aa10 in __down_failed () at semaphore.c:157
3046        #7  0x1006c5d8 in segv_handler (sc=0x5006e940) at trap_user.c:174
3047        #8  0x1006c5ec in kern_segv_handler (sig=11) at trap_user.c:182
3048        #9  <signal handler called>
3049        #10 0x10155404 in errno ()
3050        #11 0x1006c0aa in segv (address=1342179328, is_write=2) at trap_kern.c:50
3051        #12 0x1006c5d8 in segv_handler (sc=0x5006eaf8) at trap_user.c:174
3052        #13 0x1006c5ec in kern_segv_handler (sig=11) at trap_user.c:182
3053        #14 <signal handler called>
3054        #15 0xc0fd in ?? ()
3055        #16 0x10016647 in sys_write (fd=3,
3056            buf=0x80b8800 <Address 0x80b8800 out of bounds>, count=1024)
3057            at read_write.c:159
3058        #17 0x1006d5b3 in execute_syscall (syscall=4, args=0x5006ef08)
3059            at syscall_kern.c:254
3060        #18 0x1006af87 in really_do_syscall (sig=12) at syscall_user.c:35
3061        #19 <signal handler called>
3062        #20 0x400dc8b0 in ?? ()
3063
3064
3065
3066
3067
3068   The interesting things here are:
3069
3070   -  There are two segfaults on this stack (frames 9 and 14)
3071
3072   -  The first faulting address (frame 11) is 0x50000800::
3073
3074         (gdb) p (void *)1342179328
3075         $16 = (void *) 0x50000800
3076
3077
3078
3079
3080
3081   The initial faulting address is interesting because it is on the idle
3082   thread's stack.  I had been seeing the idle thread segfault for no
3083   apparent reason, and the cause looked like stack corruption.  In hopes
3084   of catching the culprit in the act, I had turned off all protections
3085   to that stack while the idle thread wasn't running.  This apparently
3086   tripped that trap.
3087
3088
3089   However, the more immediate problem is that second segfault and I'm
3090   going to concentrate on that.  First, I want to see where the fault
3091   happened, so I have to go look at the sigcontent struct in frame 8::
3092
3093
3094
3095        (gdb) up
3096        #1  0x10068ccd in usr1_pid (pid=1980) at process.c:30
3097        30        kill(pid, SIGUSR1);
3098        (gdb)
3099        #2  0x1006a03f in _switch_to (prev=0x50072000, next=0x507e8000)
3100            at process_kern.c:156
3101        156       usr1_pid(getpid());
3102        (gdb)
3103        #3  0x1006a052 in switch_to (prev=0x50072000, next=0x507e8000, last=0x50072000)
3104            at process_kern.c:161
3105        161       _switch_to(prev, next);
3106        (gdb)
3107        #4  0x10001d12 in schedule () at core.c:777
3108        777             switch_to(prev, next, prev);
3109        (gdb)
3110        #5  0x1006a744 in __down (sem=0x507d241c) at semaphore.c:71
3111        71                      schedule();
3112        (gdb)
3113        #6  0x1006aa10 in __down_failed () at semaphore.c:157
3114        157     }
3115        (gdb)
3116        #7  0x1006c5d8 in segv_handler (sc=0x5006e940) at trap_user.c:174
3117        174       segv(sc->cr2, sc->err & 2);
3118        (gdb)
3119        #8  0x1006c5ec in kern_segv_handler (sig=11) at trap_user.c:182
3120        182       segv_handler(sc);
3121        (gdb) p *sc
3122        Cannot access memory at address 0x0.
3123
3124
3125
3126
3127   That's not very useful, so I'll try a more manual method::
3128
3129
3130        (gdb) p *((struct sigcontext *) (&sig + 1))
3131        $19 = {gs = 0, __gsh = 0, fs = 0, __fsh = 0, es = 43, __esh = 0, ds = 43,
3132          __dsh = 0, edi = 1342179328, esi = 1350378548, ebp = 1342630440,
3133          esp = 1342630420, ebx = 1348150624, edx = 1280, ecx = 0, eax = 0,
3134          trapno = 14, err = 4, eip = 268480945, cs = 35, __csh = 0, eflags = 66118,
3135          esp_at_signal = 1342630420, ss = 43, __ssh = 0, fpstate = 0x0, oldmask = 0,
3136          cr2 = 1280}
3137
3138
3139
3140   The ip is in handle_mm_fault::
3141
3142
3143        (gdb) p (void *)268480945
3144        $20 = (void *) 0x1000b1b1
3145        (gdb) i sym $20
3146        handle_mm_fault + 57 in section .text
3147
3148
3149
3150
3151
3152   Specifically, it's in pte_alloc::
3153
3154
3155        (gdb) i line *$20
3156        Line 124 of "/home/dike/linux/2.3.26/um/include/asm/pgalloc.h"
3157           starts at address 0x1000b1b1 <handle_mm_fault+57>
3158           and ends at 0x1000b1b7 <handle_mm_fault+63>.
3159
3160
3161
3162
3163
3164   To find where in handle_mm_fault this is, I'll jump forward in the
3165   code until I see an address in that procedure::
3166
3167
3168
3169        (gdb) i line *0x1000b1c0
3170        Line 126 of "/home/dike/linux/2.3.26/um/include/asm/pgalloc.h"
3171           starts at address 0x1000b1b7 <handle_mm_fault+63>
3172           and ends at 0x1000b1c3 <handle_mm_fault+75>.
3173        (gdb) i line *0x1000b1d0
3174        Line 131 of "/home/dike/linux/2.3.26/um/include/asm/pgalloc.h"
3175           starts at address 0x1000b1d0 <handle_mm_fault+88>
3176           and ends at 0x1000b1da <handle_mm_fault+98>.
3177        (gdb) i line *0x1000b1e0
3178        Line 61 of "/home/dike/linux/2.3.26/um/include/asm/pgalloc.h"
3179           starts at address 0x1000b1da <handle_mm_fault+98>
3180           and ends at 0x1000b1e1 <handle_mm_fault+105>.
3181        (gdb) i line *0x1000b1f0
3182        Line 134 of "/home/dike/linux/2.3.26/um/include/asm/pgalloc.h"
3183           starts at address 0x1000b1f0 <handle_mm_fault+120>
3184           and ends at 0x1000b200 <handle_mm_fault+136>.
3185        (gdb) i line *0x1000b200
3186        Line 135 of "/home/dike/linux/2.3.26/um/include/asm/pgalloc.h"
3187           starts at address 0x1000b200 <handle_mm_fault+136>
3188           and ends at 0x1000b208 <handle_mm_fault+144>.
3189        (gdb) i line *0x1000b210
3190        Line 139 of "/home/dike/linux/2.3.26/um/include/asm/pgalloc.h"
3191           starts at address 0x1000b210 <handle_mm_fault+152>
3192           and ends at 0x1000b219 <handle_mm_fault+161>.
3193        (gdb) i line *0x1000b220
3194        Line 1168 of "memory.c" starts at address 0x1000b21e <handle_mm_fault+166>
3195           and ends at 0x1000b222 <handle_mm_fault+170>.
3196
3197
3198
3199
3200
3201   Something is apparently wrong with the page tables or vma_structs, so
3202   lets go back to frame 11 and have a look at them::
3203
3204
3205
3206     #11 0x1006c0aa in segv (address=1342179328, is_write=2) at trap_kern.c:50
3207     50        handle_mm_fault(current, vma, address, is_write);
3208     (gdb) call pgd_offset_proc(vma->vm_mm, address)
3209     $22 = (pgd_t *) 0x80a548c
3210
3211
3212
3213
3214
3215   That's pretty bogus.  Page tables aren't supposed to be in process
3216   text or data areas.  Let's see what's in the vma::
3217
3218
3219        (gdb) p *vma
3220        $23 = {vm_mm = 0x507d2434, vm_start = 0, vm_end = 134512640,
3221          vm_next = 0x80a4f8c, vm_page_prot = {pgprot = 0}, vm_flags = 31200,
3222          vm_avl_height = 2058, vm_avl_left = 0x80a8c94, vm_avl_right = 0x80d1000,
3223          vm_next_share = 0xaffffdb0, vm_pprev_share = 0xaffffe63,
3224          vm_ops = 0xaffffe7a, vm_pgoff = 2952789626, vm_file = 0xafffffec,
3225          vm_private_data = 0x62}
3226        (gdb) p *vma.vm_mm
3227        $24 = {mmap = 0x507d2434, mmap_avl = 0x0, mmap_cache = 0x8048000,
3228          pgd = 0x80a4f8c, mm_users = {counter = 0}, mm_count = {counter = 134904288},
3229          map_count = 134909076, mmap_sem = {count = {counter = 135073792},
3230            sleepers = -1342177872, wait = {lock = <optimized out or zero length>,
3231              task_list = {next = 0xaffffe63, prev = 0xaffffe7a},
3232              __magic = -1342177670, __creator = -1342177300}, __magic = 98},
3233          page_table_lock = {}, context = 138, start_code = 0, end_code = 0,
3234          start_data = 0, end_data = 0, start_brk = 0, brk = 0, start_stack = 0,
3235          arg_start = 0, arg_end = 0, env_start = 0, env_end = 0, rss = 1350381536,
3236          total_vm = 0, locked_vm = 0, def_flags = 0, cpu_vm_mask = 0, swap_cnt = 0,
3237          swap_address = 0, segments = 0x0}
3238
3239
3240
3241   This also pretty bogus.  With all of the 0x80xxxxx and 0xaffffxxx
3242   addresses, this is looking like a stack was plonked down on top of
3243   these structures.  Maybe it's a stack overflow from the next page::
3244
3245
3246        (gdb) p vma
3247        $25 = (struct vm_area_struct *) 0x507d2434
3248
3249
3250
3251   That's towards the lower quarter of the page, so that would have to
3252   have been pretty heavy stack overflow::
3253
3254
3255     (gdb) x/100x $25
3256     0x507d2434:     0x507d2434      0x00000000      0x08048000      0x080a4f8c
3257     0x507d2444:     0x00000000      0x080a79e0      0x080a8c94      0x080d1000
3258     0x507d2454:     0xaffffdb0      0xaffffe63      0xaffffe7a      0xaffffe7a
3259     0x507d2464:     0xafffffec      0x00000062      0x0000008a      0x00000000
3260     0x507d2474:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3261     0x507d2484:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3262     0x507d2494:     0x00000000      0x00000000      0x507d2fe0      0x00000000
3263     0x507d24a4:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3264     0x507d24b4:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3265     0x507d24c4:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3266     0x507d24d4:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3267     0x507d24e4:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3268     0x507d24f4:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3269     0x507d2504:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3270     0x507d2514:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3271     0x507d2524:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3272     0x507d2534:     0x00000000      0x00000000      0x507d25dc      0x00000000
3273     0x507d2544:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3274     0x507d2554:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3275     0x507d2564:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3276     0x507d2574:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3277     0x507d2584:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3278     0x507d2594:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3279     0x507d25a4:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3280     0x507d25b4:     0x00000000      0x00000000      0x00000000      0x00000000
3281
3282
3283
3284   It's not stack overflow.  The only "stack-like" piece of this data is
3285   the vma_struct itself.
3286
3287
3288   At this point, I don't see any avenues to pursue, so I just have to
3289   admit that I have no idea what's going on.  What I will do, though, is
3290   stick a trap on the segfault handler which will stop if it sees any
3291   writes to the idle thread's stack.  That was the thing that happened
3292   first, and it may be that if I can catch it immediately, what's going
3293   on will be somewhat clearer.
3294
3295
3296 12.2.  Episode 2: The case of the hung fsck
3297 -------------------------------------------
3298
3299   After setting a trap in the SEGV handler for accesses to the signal
3300   thread's stack, I reran the kernel.
3301
3302
3303   fsck hung again, this time by hitting the trap::
3304
3305
3306
3307     Setting hostname uml                            [ OK ]
3308     Checking root filesystem
3309     /dev/fhd0 contains a file system with errors, check forced.
3310     Error reading block 86894 (Attempt to read block from filesystem resulted in short read) while reading indirect blocks of inode 19780.
3311
3312     /dev/fhd0: UNEXPECTED INCONSISTENCY; RUN fsck MANUALLY.
3313             (i.e., without -a or -p options)
3314     [ FAILED ]
3315
3316     *** An error occurred during the file system check.
3317     *** Dropping you to a shell; the system will reboot
3318     *** when you leave the shell.
3319     Give root password for maintenance
3320     (or type Control-D for normal startup):
3321
3322     [root@uml /root]# fsck -y /dev/fhd0
3323     fsck -y /dev/fhd0
3324     Parallelizing fsck version 1.14 (9-Jan-1999)
3325     e2fsck 1.14, 9-Jan-1999 for EXT2 FS 0.5b, 95/08/09
3326     /dev/fhd0 contains a file system with errors, check forced.
3327     Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
3328     Error reading block 86894 (Attempt to read block from filesystem resulted in short read) while reading indirect blocks of inode 19780.  Ignore error? yes
3329
3330     Pass 2: Checking directory structure
3331     Error reading block 49405 (Attempt to read block from filesystem resulted in short read).  Ignore error? yes
3332
3333     Directory inode 11858, block 0, offset 0: directory corrupted
3334     Salvage? yes
3335
3336     Missing '.' in directory inode 11858.
3337     Fix? yes
3338
3339     Missing '..' in directory inode 11858.
3340     Fix? yes
3341
3342     Untested (4127) [100fe44c]: trap_kern.c line 31
3343
3344
3345
3346
3347
3348   I need to get the signal thread to detach from pid 4127 so that I can
3349   attach to it with gdb.  This is done by sending it a SIGUSR1, which is
3350   caught by the signal thread, which detaches the process::
3351
3352
3353        kill -USR1 4127
3354
3355
3356
3357
3358
3359   Now I can run gdb on it::
3360
3361
3362     ~/linux/2.3.26/um 1034: gdb linux
3363     GNU gdb 4.17.0.11 with Linux support
3364     Copyright 1998 Free Software Foundation, Inc.
3365     GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
3366     welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
3367     Type "show copying" to see the conditions.
3368     There is absolutely no warranty for GDB.  Type "show warranty" for details.
3369     This GDB was configured as "i386-redhat-linux"...
3370     (gdb) att 4127
3371     Attaching to program `/home/dike/linux/2.3.26/um/linux', Pid 4127
3372     0x10075891 in __libc_nanosleep ()
3373
3374
3375
3376
3377
3378   The backtrace shows that it was in a write and that the fault address
3379   (address in frame 3) is 0x50000800, which is right in the middle of
3380   the signal thread's stack page::
3381
3382
3383        (gdb) bt
3384        #0  0x10075891 in __libc_nanosleep ()
3385        #1  0x1007584d in __sleep (seconds=1000000)
3386            at ../sysdeps/unix/sysv/linux/sleep.c:78
3387        #2  0x1006ce9a in stop () at user_util.c:191
3388        #3  0x1006bf88 in segv (address=1342179328, is_write=2) at trap_kern.c:31
3389        #4  0x1006c628 in segv_handler (sc=0x5006eaf8) at trap_user.c:174
3390        #5  0x1006c63c in kern_segv_handler (sig=11) at trap_user.c:182
3391        #6  <signal handler called>
3392        #7  0xc0fd in ?? ()
3393        #8  0x10016647 in sys_write (fd=3, buf=0x80b8800 "R.", count=1024)
3394            at read_write.c:159
3395        #9  0x1006d603 in execute_syscall (syscall=4, args=0x5006ef08)
3396            at syscall_kern.c:254
3397        #10 0x1006af87 in really_do_syscall (sig=12) at syscall_user.c:35
3398        #11 <signal handler called>
3399        #12 0x400dc8b0 in ?? ()
3400        #13 <signal handler called>
3401        #14 0x400dc8b0 in ?? ()
3402        #15 0x80545fd in ?? ()
3403        #16 0x804daae in ?? ()
3404        #17 0x8054334 in ?? ()
3405        #18 0x804d23e in ?? ()
3406        #19 0x8049632 in ?? ()
3407        #20 0x80491d2 in ?? ()
3408        #21 0x80596b5 in ?? ()
3409        (gdb) p (void *)1342179328
3410        $3 = (void *) 0x50000800
3411
3412
3413
3414   Going up the stack to the segv_handler frame and looking at where in
3415   the code the access happened shows that it happened near line 110 of
3416   block_dev.c::
3417
3418
3419
3420     (gdb) up
3421     #1  0x1007584d in __sleep (seconds=1000000)
3422         at ../sysdeps/unix/sysv/linux/sleep.c:78
3423     ../sysdeps/unix/sysv/linux/sleep.c:78: No such file or directory.
3424     (gdb)
3425     #2  0x1006ce9a in stop () at user_util.c:191
3426     191       while(1) sleep(1000000);
3427     (gdb)
3428     #3  0x1006bf88 in segv (address=1342179328, is_write=2) at trap_kern.c:31
3429     31          KERN_UNTESTED();
3430     (gdb)
3431     #4  0x1006c628 in segv_handler (sc=0x5006eaf8) at trap_user.c:174
3432     174       segv(sc->cr2, sc->err & 2);
3433     (gdb) p *sc
3434     $1 = {gs = 0, __gsh = 0, fs = 0, __fsh = 0, es = 43, __esh = 0, ds = 43,
3435         __dsh = 0, edi = 1342179328, esi = 134973440, ebp = 1342631484,
3436         esp = 1342630864, ebx = 256, edx = 0, ecx = 256, eax = 1024, trapno = 14,
3437         err = 6, eip = 268550834, cs = 35, __csh = 0, eflags = 66070,
3438         esp_at_signal = 1342630864, ss = 43, __ssh = 0, fpstate = 0x0, oldmask = 0,
3439         cr2 = 1342179328}
3440     (gdb) p (void *)268550834
3441     $2 = (void *) 0x1001c2b2
3442     (gdb) i sym $2
3443     block_write + 1090 in section .text
3444     (gdb) i line *$2
3445     Line 209 of "/home/dike/linux/2.3.26/um/include/asm/arch/string.h"
3446         starts at address 0x1001c2a1 <block_write+1073>
3447         and ends at 0x1001c2bf <block_write+1103>.
3448     (gdb) i line *0x1001c2c0
3449     Line 110 of "block_dev.c" starts at address 0x1001c2bf <block_write+1103>
3450         and ends at 0x1001c2e3 <block_write+1139>.
3451
3452
3453
3454   Looking at the source shows that the fault happened during a call to
3455   copy_from_user to copy the data into the kernel::
3456
3457
3458        107             count -= chars;
3459        108             copy_from_user(p,buf,chars);
3460        109             p += chars;
3461        110             buf += chars;
3462
3463
3464
3465   p is the pointer which must contain 0x50000800, since buf contains
3466   0x80b8800 (frame 8 above).  It is defined as::
3467
3468
3469                        p = offset + bh->b_data;
3470
3471
3472
3473
3474
3475   I need to figure out what bh is, and it just so happens that bh is
3476   passed as an argument to mark_buffer_uptodate and mark_buffer_dirty a
3477   few lines later, so I do a little disassembly::
3478
3479
3480     (gdb) disas 0x1001c2bf 0x1001c2e0
3481     Dump of assembler code from 0x1001c2bf to 0x1001c2d0:
3482     0x1001c2bf <block_write+1103>:  addl   %eax,0xc(%ebp)
3483     0x1001c2c2 <block_write+1106>:  movl   0xfffffdd4(%ebp),%edx
3484     0x1001c2c8 <block_write+1112>:  btsl   $0x0,0x18(%edx)
3485     0x1001c2cd <block_write+1117>:  btsl   $0x1,0x18(%edx)
3486     0x1001c2d2 <block_write+1122>:  sbbl   %ecx,%ecx
3487     0x1001c2d4 <block_write+1124>:  testl  %ecx,%ecx
3488     0x1001c2d6 <block_write+1126>:  jne    0x1001c2e3 <block_write+1139>
3489     0x1001c2d8 <block_write+1128>:  pushl  $0x0
3490     0x1001c2da <block_write+1130>:  pushl  %edx
3491     0x1001c2db <block_write+1131>:  call   0x1001819c <__mark_buffer_dirty>
3492     End of assembler dump.
3493
3494
3495
3496
3497
3498   At that point, bh is in %edx (address 0x1001c2da), which is calculated
3499   at 0x1001c2c2 as %ebp + 0xfffffdd4, so I figure exactly what that is,
3500   taking %ebp from the sigcontext_struct above::
3501
3502
3503        (gdb) p (void *)1342631484
3504        $5 = (void *) 0x5006ee3c
3505        (gdb) p 0x5006ee3c+0xfffffdd4
3506        $6 = 1342630928
3507        (gdb) p (void *)$6
3508        $7 = (void *) 0x5006ec10
3509        (gdb) p *((void **)$7)
3510        $8 = (void *) 0x50100200
3511
3512
3513
3514
3515
3516   Now, I look at the structure to see what's in it, and particularly,
3517   what its b_data field contains::
3518
3519
3520        (gdb) p *((struct buffer_head *)0x50100200)
3521        $13 = {b_next = 0x50289380, b_blocknr = 49405, b_size = 1024, b_list = 0,
3522          b_dev = 15872, b_count = {counter = 1}, b_rdev = 15872, b_state = 24,
3523          b_flushtime = 0, b_next_free = 0x501001a0, b_prev_free = 0x50100260,
3524          b_this_page = 0x501001a0, b_reqnext = 0x0, b_pprev = 0x507fcf58,
3525          b_data = 0x50000800 "", b_page = 0x50004000,
3526          b_end_io = 0x10017f60 <end_buffer_io_sync>, b_dev_id = 0x0,
3527          b_rsector = 98810, b_wait = {lock = <optimized out or zero length>,
3528            task_list = {next = 0x50100248, prev = 0x50100248}, __magic = 1343226448,
3529            __creator = 0}, b_kiobuf = 0x0}
3530
3531
3532
3533
3534
3535   The b_data field is indeed 0x50000800, so the question becomes how
3536   that happened.  The rest of the structure looks fine, so this probably
3537   is not a case of data corruption.  It happened on purpose somehow.
3538
3539
3540   The b_page field is a pointer to the page_struct representing the
3541   0x50000000 page.  Looking at it shows the kernel's idea of the state
3542   of that page::
3543
3544
3545
3546     (gdb) p *$13.b_page
3547     $17 = {list = {next = 0x50004a5c, prev = 0x100c5174}, mapping = 0x0,
3548         index = 0, next_hash = 0x0, count = {counter = 1}, flags = 132, lru = {
3549         next = 0x50008460, prev = 0x50019350}, wait = {
3550         lock = <optimized out or zero length>, task_list = {next = 0x50004024,
3551             prev = 0x50004024}, __magic = 1342193708, __creator = 0},
3552         pprev_hash = 0x0, buffers = 0x501002c0, virtual = 1342177280,
3553         zone = 0x100c5160}
3554
3555
3556
3557
3558
3559   Some sanity-checking: the virtual field shows the "virtual" address of
3560   this page, which in this kernel is the same as its "physical" address,
3561   and the page_struct itself should be mem_map[0], since it represents
3562   the first page of memory::
3563
3564
3565
3566        (gdb) p (void *)1342177280
3567        $18 = (void *) 0x50000000
3568        (gdb) p mem_map
3569        $19 = (mem_map_t *) 0x50004000
3570
3571
3572
3573
3574
3575   These check out fine.
3576
3577
3578   Now to check out the page_struct itself.  In particular, the flags
3579   field shows whether the page is considered free or not::
3580
3581
3582        (gdb) p (void *)132
3583        $21 = (void *) 0x84
3584
3585
3586
3587
3588
3589   The "reserved" bit is the high bit, which is definitely not set, so
3590   the kernel considers the signal stack page to be free and available to
3591   be used.
3592
3593
3594   At this point, I jump to conclusions and start looking at my early
3595   boot code, because that's where that page is supposed to be reserved.
3596
3597
3598   In my setup_arch procedure, I have the following code which looks just
3599   fine::
3600
3601
3602
3603        bootmap_size = init_bootmem(start_pfn, end_pfn - start_pfn);
3604        free_bootmem(__pa(low_physmem) + bootmap_size, high_physmem - low_physmem);
3605
3606
3607
3608
3609
3610   Two stack pages have already been allocated, and low_physmem points to
3611   the third page, which is the beginning of free memory.
3612   The init_bootmem call declares the entire memory to the boot memory
3613   manager, which marks it all reserved.  The free_bootmem call frees up
3614   all of it, except for the first two pages.  This looks correct to me.
3615
3616
3617   So, I decide to see init_bootmem run and make sure that it is marking
3618   those first two pages as reserved.  I never get that far.
3619
3620
3621   Stepping into init_bootmem, and looking at bootmem_map before looking
3622   at what it contains shows the following::
3623
3624
3625
3626        (gdb) p bootmem_map
3627        $3 = (void *) 0x50000000
3628
3629
3630
3631
3632
3633   Aha!  The light dawns.  That first page is doing double duty as a
3634   stack and as the boot memory map.  The last thing that the boot memory
3635   manager does is to free the pages used by its memory map, so this page
3636   is getting freed even its marked as reserved.
3637
3638
3639   The fix was to initialize the boot memory manager before allocating
3640   those two stack pages, and then allocate them through the boot memory
3641   manager.  After doing this, and fixing a couple of subsequent buglets,
3642   the stack corruption problem disappeared.
3643
3644
3645
3646
3647
3648 13.  What to do when UML doesn't work
3649 =====================================
3650
3651
3652
3653
3654 13.1.  Strange compilation errors when you build from source
3655 ------------------------------------------------------------
3656
3657   As of test11, it is necessary to have "ARCH=um" in the environment or
3658   on the make command line for all steps in building UML, including
3659   clean, distclean, or mrproper, config, menuconfig, or xconfig, dep,
3660   and linux.  If you forget for any of them, the i386 build seems to
3661   contaminate the UML build.  If this happens, start from scratch with::
3662
3663
3664        host%
3665        make mrproper ARCH=um
3666
3667
3668
3669
3670   and repeat the build process with ARCH=um on all the steps.
3671
3672
3673   See :ref:`Compiling_the_kernel_and_modules`  for more details.
3674
3675
3676   Another cause of strange compilation errors is building UML in
3677   /usr/src/linux.  If you do this, the first thing you need to do is
3678   clean up the mess you made.  The /usr/src/linux/asm link will now
3679   point to /usr/src/linux/asm-um.  Make it point back to
3680   /usr/src/linux/asm-i386.  Then, move your UML pool someplace else and
3681   build it there.  Also see below, where a more specific set of symptoms
3682   is described.
3683
3684
3685
3686 13.3.  A variety of panics and hangs with /tmp on a reiserfs filesystem
3687 -----------------------------------------------------------------------
3688
3689   I saw this on reiserfs 3.5.21 and it seems to be fixed in 3.5.27.
3690   Panics preceded by::
3691
3692
3693        Detaching pid nnnn
3694
3695
3696
3697   are diagnostic of this problem.  This is a reiserfs bug which causes a
3698   thread to occasionally read stale data from a mmapped page shared with
3699   another thread.  The fix is to upgrade the filesystem or to have /tmp
3700   be an ext2 filesystem.
3701
3702
3703
3704   13.4.  The compile fails with errors about conflicting types for
3705   'open', 'dup', and 'waitpid'
3706
3707   This happens when you build in /usr/src/linux.  The UML build makes
3708   the include/asm link point to include/asm-um.  /usr/include/asm points
3709   to /usr/src/linux/include/asm, so when that link gets moved, files
3710   which need to include the asm-i386 versions of headers get the
3711   incompatible asm-um versions.  The fix is to move the include/asm link
3712   back to include/asm-i386 and to do UML builds someplace else.
3713
3714
3715
3716 13.5.  UML doesn't work when /tmp is an NFS filesystem
3717 ------------------------------------------------------
3718
3719   This seems to be a similar situation with the ReiserFS problem above.
3720   Some versions of NFS seems not to handle mmap correctly, which UML
3721   depends on.  The workaround is have /tmp be a non-NFS directory.
3722
3723
3724 13.6.  UML hangs on boot when compiled with gprof support
3725 ---------------------------------------------------------
3726
3727   If you build UML with gprof support and, early in the boot, it does
3728   this::
3729
3730
3731        kernel BUG at page_alloc.c:100!
3732
3733
3734
3735
3736   you have a buggy gcc.  You can work around the problem by removing
3737   UM_FASTCALL from CFLAGS in arch/um/Makefile-i386.  This will open up
3738   another bug, but that one is fairly hard to reproduce.
3739
3740
3741
3742 13.7.  syslogd dies with a SIGTERM on startup
3743 ---------------------------------------------
3744
3745   The exact boot error depends on the distribution that you're booting,
3746   but Debian produces this::
3747
3748
3749        /etc/rc2.d/S10sysklogd: line 49:    93 Terminated
3750        start-stop-daemon --start --quiet --exec /sbin/syslogd -- $SYSLOGD
3751
3752
3753
3754
3755   This is a syslogd bug.  There's a race between a parent process
3756   installing a signal handler and its child sending the signal.  See
3757   this uml-devel post <http://www.geocrawler.com/lists/3/Source-
3758   Forge/709/0/6612801>  for the details.
3759
3760
3761
3762 13.8.  TUN/TAP networking doesn't work on a 2.4 host
3763 ----------------------------------------------------
3764
3765   There are a couple of problems which were
3766   <http://www.geocrawler.com/lists/3/SourceForge/597/0/> name="pointed
3767   out">  by Tim Robinson <timro at trkr dot net>
3768
3769   -  It doesn't work on hosts running 2.4.7 (or thereabouts) or earlier.
3770      The fix is to upgrade to something more recent and then read the
3771      next item.
3772
3773   -  If you see::
3774
3775
3776        File descriptor in bad state
3777
3778
3779
3780   when you bring up the device inside UML, you have a header mismatch
3781   between the original kernel and the upgraded one.  Make /usr/src/linux
3782   point at the new headers.  This will only be a problem if you build
3783   uml_net yourself.
3784
3785
3786
3787 13.9.  You can network to the host but not to other machines on the net
3788 =======================================================================
3789
3790   If you can connect to the host, and the host can connect to UML, but
3791   you cannot connect to any other machines, then you may need to enable
3792   IP Masquerading on the host.  Usually this is only experienced when
3793   using private IP addresses (192.168.x.x or 10.x.x.x) for host/UML
3794   networking, rather than the public address space that your host is
3795   connected to.  UML does not enable IP Masquerading, so you will need
3796   to create a static rule to enable it::
3797
3798
3799        host%
3800        iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE
3801
3802
3803
3804
3805   Replace eth0 with the interface that you use to talk to the rest of
3806   the world.
3807
3808
3809   Documentation on IP Masquerading, and SNAT, can be found at
3810   www.netfilter.org  <http://www.netfilter.org> .
3811
3812
3813   If you can reach the local net, but not the outside Internet, then
3814   that is usually a routing problem.  The UML needs a default route::
3815
3816
3817        UML#
3818        route add default gw gateway IP
3819
3820
3821
3822
3823   The gateway IP can be any machine on the local net that knows how to
3824   reach the outside world.  Usually, this is the host or the local net-
3825   work's gateway.
3826
3827
3828   Occasionally, we hear from someone who can reach some machines, but
3829   not others on the same net, or who can reach some ports on other
3830   machines, but not others.  These are usually caused by strange
3831   firewalling somewhere between the UML and the other box.  You track
3832   this down by running tcpdump on every interface the packets travel
3833   over and see where they disappear.  When you find a machine that takes
3834   the packets in, but does not send them onward, that's the culprit.
3835
3836
3837
3838 13.10.  I have no root and I want to scream
3839 ===========================================
3840
3841   Thanks to Birgit Wahlich for telling me about this strange one.  It
3842   turns out that there's a limit of six environment variables on the
3843   kernel command line.  When that limit is reached or exceeded, argument
3844   processing stops, which means that the 'root=' argument that UML
3845   usually adds is not seen.  So, the filesystem has no idea what the
3846   root device is, so it panics.
3847
3848
3849   The fix is to put less stuff on the command line.  Glomming all your
3850   setup variables into one is probably the best way to go.
3851
3852
3853
3854 13.11.  UML build conflict between ptrace.h and ucontext.h
3855 ==========================================================
3856
3857   On some older systems, /usr/include/asm/ptrace.h and
3858   /usr/include/sys/ucontext.h define the same names.  So, when they're
3859   included together, the defines from one completely mess up the parsing
3860   of the other, producing errors like::
3861
3862        /usr/include/sys/ucontext.h:47: parse error before
3863        `10`
3864
3865
3866
3867
3868   plus a pile of warnings.
3869
3870
3871   This is a libc botch, which has since been fixed, and I don't see any
3872   way around it besides upgrading.
3873
3874
3875
3876 13.12.  The UML BogoMips is exactly half the host's BogoMips
3877 ------------------------------------------------------------
3878
3879   On i386 kernels, there are two ways of running the loop that is used
3880   to calculate the BogoMips rating, using the TSC if it's there or using
3881   a one-instruction loop.  The TSC produces twice the BogoMips as the
3882   loop.  UML uses the loop, since it has nothing resembling a TSC, and
3883   will get almost exactly the same BogoMips as a host using the loop.
3884   However, on a host with a TSC, its BogoMips will be double the loop
3885   BogoMips, and therefore double the UML BogoMips.
3886
3887
3888
3889 13.13.  When you run UML, it immediately segfaults
3890 --------------------------------------------------
3891
3892   If the host is configured with the 2G/2G address space split, that's
3893   why.  See ref:`UML_on_2G/2G_hosts`  for the details on getting UML to
3894   run on your host.
3895
3896
3897
3898 13.14.  xterms appear, then immediately disappear
3899 -------------------------------------------------
3900
3901   If you're running an up to date kernel with an old release of
3902   uml_utilities, the port-helper program will not work properly, so
3903   xterms will exit straight after they appear. The solution is to
3904   upgrade to the latest release of uml_utilities.  Usually this problem
3905   occurs when you have installed a packaged release of UML then compiled
3906   your own development kernel without upgrading the uml_utilities from
3907   the source distribution.
3908
3909
3910
3911 13.15.  Any other panic, hang, or strange behavior
3912 --------------------------------------------------
3913
3914   If you're seeing truly strange behavior, such as hangs or panics that
3915   happen in random places, or you try running the debugger to see what's
3916   happening and it acts strangely, then it could be a problem in the
3917   host kernel.  If you're not running a stock Linus or -ac kernel, then
3918   try that.  An early version of the preemption patch and a 2.4.10 SuSE
3919   kernel have caused very strange problems in UML.
3920
3921
3922   Otherwise, let me know about it.  Send a message to one of the UML
3923   mailing lists - either the developer list - user-mode-linux-devel at
3924   lists dot sourceforge dot net (subscription info) or the user list -
3925   user-mode-linux-user at lists dot sourceforge do net (subscription
3926   info), whichever you prefer.  Don't assume that everyone knows about
3927   it and that a fix is imminent.
3928
3929
3930   If you want to be super-helpful, read :ref:`Diagnosing_Problems` and
3931   follow the instructions contained therein.
3932
3933 .. _Diagnosing_Problems:
3934
3935 14.  Diagnosing Problems
3936 ========================
3937
3938
3939   If you get UML to crash, hang, or otherwise misbehave, you should
3940   report this on one of the project mailing lists, either the developer
3941   list - user-mode-linux-devel at lists dot sourceforge dot net
3942   (subscription info) or the user list - user-mode-linux-user at lists
3943   dot sourceforge dot net (subscription info).  When you do, it is
3944   likely that I will want more information.  So, it would be helpful to
3945   read the stuff below, do whatever is applicable in your case, and
3946   report the results to the list.
3947
3948
3949   For any diagnosis, you're going to need to build a debugging kernel.
3950   The binaries from this site aren't debuggable.  If you haven't done
3951   this before, read about :ref:`Compiling_the_kernel_and_modules`  and
3952   :ref:`Kernel_debugging` UML first.
3953
3954
3955 14.1.  Case 1 : Normal kernel panics
3956 ------------------------------------
3957
3958   The most common case is for a normal thread to panic.  To debug this,
3959   you will need to run it under the debugger (add 'debug' to the command
3960   line).  An xterm will start up with gdb running inside it.  Continue
3961   it when it stops in start_kernel and make it crash.  Now ``^C gdb`` and
3962
3963
3964   If the panic was a "Kernel mode fault", then there will be a segv
3965   frame on the stack and I'm going to want some more information.  The
3966   stack might look something like this::
3967
3968
3969        (UML gdb)  backtrace
3970        #0  0x1009bf76 in __sigprocmask (how=1, set=0x5f347940, oset=0x0)
3971            at ../sysdeps/unix/sysv/linux/sigprocmask.c:49
3972        #1  0x10091411 in change_sig (signal=10, on=1) at process.c:218
3973        #2  0x10094785 in timer_handler (sig=26) at time_kern.c:32
3974        #3  0x1009bf38 in __restore ()
3975            at ../sysdeps/unix/sysv/linux/i386/sigaction.c:125
3976        #4  0x1009534c in segv (address=8, ip=268849158, is_write=2, is_user=0)
3977            at trap_kern.c:66
3978        #5  0x10095c04 in segv_handler (sig=11) at trap_user.c:285
3979        #6  0x1009bf38 in __restore ()
3980
3981
3982
3983
3984   I'm going to want to see the symbol and line information for the value
3985   of ip in the segv frame.  In this case, you would do the following::
3986
3987
3988        (UML gdb)  i sym 268849158
3989
3990
3991
3992
3993   and::
3994
3995
3996        (UML gdb)  i line *268849158
3997
3998
3999
4000
4001   The reason for this is the __restore frame right above the segv_han-
4002   dler frame is hiding the frame that actually segfaulted.  So, I have
4003   to get that information from the faulting ip.
4004
4005
4006 14.2.  Case 2 : Tracing thread panics
4007 -------------------------------------
4008
4009   The less common and more painful case is when the tracing thread
4010   panics.  In this case, the kernel debugger will be useless because it
4011   needs a healthy tracing thread in order to work.  The first thing to
4012   do is get a backtrace from the tracing thread.  This is done by
4013   figuring out what its pid is, firing up gdb, and attaching it to that
4014   pid.  You can figure out the tracing thread pid by looking at the
4015   first line of the console output, which will look like this::
4016
4017
4018        tracing thread pid = 15851
4019
4020
4021
4022
4023   or by running ps on the host and finding the line that looks like
4024   this::
4025
4026
4027        jdike 15851 4.5 0.4 132568 1104 pts/0 S 21:34 0:05 ./linux [(tracing thread)]
4028
4029
4030
4031
4032   If the panic was 'segfault in signals', then follow the instructions
4033   above for collecting information about the location of the seg fault.
4034
4035
4036   If the tracing thread flaked out all by itself, then send that
4037   backtrace in and wait for our crack debugging team to fix the problem.
4038
4039
4040   14.3.  Case 3 : Tracing thread panics caused by other threads
4041
4042   However, there are cases where the misbehavior of another thread
4043   caused the problem.  The most common panic of this type is::
4044
4045
4046        wait_for_stop failed to wait for  <pid>  to stop with  <signal number>
4047
4048
4049
4050
4051   In this case, you'll need to get a backtrace from the process men-
4052   tioned in the panic, which is complicated by the fact that the kernel
4053   debugger is defunct and without some fancy footwork, another gdb can't
4054   attach to it.  So, this is how the fancy footwork goes:
4055
4056   In a shell::
4057
4058
4059        host% kill -STOP pid
4060
4061
4062
4063
4064   Run gdb on the tracing thread as described in case 2 and do::
4065
4066
4067        (host gdb)  call detach(pid)
4068
4069
4070   If you get a segfault, do it again.  It always works the second time.
4071
4072   Detach from the tracing thread and attach to that other thread::
4073
4074
4075        (host gdb)  detach
4076
4077
4078
4079
4080
4081
4082        (host gdb)  attach pid
4083
4084
4085
4086
4087   If gdb hangs when attaching to that process, go back to a shell and
4088   do::
4089
4090
4091        host%
4092        kill -CONT pid
4093
4094
4095
4096
4097   And then get the backtrace::
4098
4099
4100        (host gdb)  backtrace
4101
4102
4103
4104
4105
4106 14.4.  Case 4 : Hangs
4107 ---------------------
4108
4109   Hangs seem to be fairly rare, but they sometimes happen.  When a hang
4110   happens, we need a backtrace from the offending process.  Run the
4111   kernel debugger as described in case 1 and get a backtrace.  If the
4112   current process is not the idle thread, then send in the backtrace.
4113   You can tell that it's the idle thread if the stack looks like this::
4114
4115
4116        #0  0x100b1401 in __libc_nanosleep ()
4117        #1  0x100a2885 in idle_sleep (secs=10) at time.c:122
4118        #2  0x100a546f in do_idle () at process_kern.c:445
4119        #3  0x100a5508 in cpu_idle () at process_kern.c:471
4120        #4  0x100ec18f in start_kernel () at init/main.c:592
4121        #5  0x100a3e10 in start_kernel_proc (unused=0x0) at um_arch.c:71
4122        #6  0x100a383f in signal_tramp (arg=0x100a3dd8) at trap_user.c:50
4123
4124
4125
4126
4127   If this is the case, then some other process is at fault, and went to
4128   sleep when it shouldn't have.  Run ps on the host and figure out which
4129   process should not have gone to sleep and stayed asleep.  Then attach
4130   to it with gdb and get a backtrace as described in case 3.
4131
4132
4133
4134
4135
4136
4137 15.  Thanks
4138 ===========
4139
4140
4141   A number of people have helped this project in various ways, and this
4142   page gives recognition where recognition is due.
4143
4144
4145   If you're listed here and you would prefer a real link on your name,
4146   or no link at all, instead of the despammed email address pseudo-link,
4147   let me know.
4148
4149
4150   If you're not listed here and you think maybe you should be, please
4151   let me know that as well.  I try to get everyone, but sometimes my
4152   bookkeeping lapses and I forget about contributions.
4153
4154
4155 15.1.  Code and Documentation
4156 -----------------------------
4157
4158   Rusty Russell <rusty at linuxcare.com.au>  -
4159
4160   -  wrote the  HOWTO <http://user-mode-
4161      linux.sourceforge.net/UserModeLinux-HOWTO.html>
4162
4163   -  prodded me into making this project official and putting it on
4164      SourceForge
4165
4166   -  came up with the way cool UML logo <http://user-mode-
4167      linux.sourceforge.net/uml-small.png>
4168
4169   -  redid the config process
4170
4171
4172   Peter Moulder <reiter at netspace.net.au>  - Fixed my config and build
4173   processes, and added some useful code to the block driver
4174
4175
4176   Bill Stearns <wstearns at pobox.com>  -
4177
4178   -  HOWTO updates
4179
4180   -  lots of bug reports
4181
4182   -  lots of testing
4183
4184   -  dedicated a box (uml.ists.dartmouth.edu) to support UML development
4185
4186   -  wrote the mkrootfs script, which allows bootable filesystems of
4187      RPM-based distributions to be cranked out
4188
4189   -  cranked out a large number of filesystems with said script
4190
4191
4192   Jim Leu <jleu at mindspring.com>  - Wrote the virtual ethernet driver
4193   and associated usermode tools
4194
4195   Lars Brinkhoff <http://lars.nocrew.org/>  - Contributed the ptrace
4196   proxy from his own  project <http://a386.nocrew.org/> to allow easier
4197   kernel debugging
4198
4199
4200   Andrea Arcangeli <andrea at suse.de>  - Redid some of the early boot
4201   code so that it would work on machines with Large File Support
4202
4203
4204   Chris Emerson <http://www.chiark.greenend.org.uk/~cemerson/>  - Did
4205   the first UML port to Linux/ppc
4206
4207
4208   Harald Welte <laforge at gnumonks.org>  - Wrote the multicast
4209   transport for the network driver
4210
4211
4212   Jorgen Cederlof - Added special file support to hostfs
4213
4214
4215   Greg Lonnon  <glonnon at ridgerun dot com>  - Changed the ubd driver
4216   to allow it to layer a COW file on a shared read-only filesystem and
4217   wrote the iomem emulation support
4218
4219
4220   Henrik Nordstrom <http://hem.passagen.se/hno/>  - Provided a variety
4221   of patches, fixes, and clues
4222
4223
4224   Lennert Buytenhek - Contributed various patches, a rewrite of the
4225   network driver, the first implementation of the mconsole driver, and
4226   did the bulk of the work needed to get SMP working again.
4227
4228
4229   Yon Uriarte - Fixed the TUN/TAP network backend while I slept.
4230
4231
4232   Adam Heath - Made a bunch of nice cleanups to the initialization code,
4233   plus various other small patches.
4234
4235
4236   Matt Zimmerman - Matt volunteered to be the UML Debian maintainer and
4237   is doing a real nice job of it.  He also noticed and fixed a number of
4238   actually and potentially exploitable security holes in uml_net.  Plus
4239   the occasional patch.  I like patches.
4240
4241
4242   James McMechan - James seems to have taken over maintenance of the ubd
4243   driver and is doing a nice job of it.
4244
4245
4246   Chandan Kudige - wrote the umlgdb script which automates the reloading
4247   of module symbols.
4248
4249
4250   Steve Schmidtke - wrote the UML slirp transport and hostaudio drivers,
4251   enabling UML processes to access audio devices on the host. He also
4252   submitted patches for the slip transport and lots of other things.
4253
4254
4255   David Coulson <http://davidcoulson.net>  -
4256
4257   -  Set up the usermodelinux.org <http://usermodelinux.org>  site,
4258      which is a great way of keeping the UML user community on top of
4259      UML goings-on.
4260
4261   -  Site documentation and updates
4262
4263   -  Nifty little UML management daemon  UMLd
4264      <http://uml.openconsultancy.com/umld/>
4265
4266   -  Lots of testing and bug reports
4267
4268
4269
4270
4271 15.2.  Flushing out bugs
4272 ------------------------
4273
4274
4275
4276   -  Yuri Pudgorodsky
4277
4278   -  Gerald Britton
4279
4280   -  Ian Wehrman
4281
4282   -  Gord Lamb
4283
4284   -  Eugene Koontz
4285
4286   -  John H. Hartman
4287
4288   -  Anders Karlsson
4289
4290   -  Daniel Phillips
4291
4292   -  John Fremlin
4293
4294   -  Rainer Burgstaller
4295
4296   -  James Stevenson
4297
4298   -  Matt Clay
4299
4300   -  Cliff Jefferies
4301
4302   -  Geoff Hoff
4303
4304   -  Lennert Buytenhek
4305
4306   -  Al Viro
4307
4308   -  Frank Klingenhoefer
4309
4310   -  Livio Baldini Soares
4311
4312   -  Jon Burgess
4313
4314   -  Petru Paler
4315
4316   -  Paul
4317
4318   -  Chris Reahard
4319
4320   -  Sverker Nilsson
4321
4322   -  Gong Su
4323
4324   -  johan verrept
4325
4326   -  Bjorn Eriksson
4327
4328   -  Lorenzo Allegrucci
4329
4330   -  Muli Ben-Yehuda
4331
4332   -  David Mansfield
4333
4334   -  Howard Goff
4335
4336   -  Mike Anderson
4337
4338   -  John Byrne
4339
4340   -  Sapan J. Batia
4341
4342   -  Iris Huang
4343
4344   -  Jan Hudec
4345
4346   -  Voluspa
4347
4348
4349
4350
4351 15.3.  Buglets and clean-ups
4352 ----------------------------
4353
4354
4355
4356   -  Dave Zarzycki
4357
4358   -  Adam Lazur
4359
4360   -  Boria Feigin
4361
4362   -  Brian J. Murrell
4363
4364   -  JS
4365
4366   -  Roman Zippel
4367
4368   -  Wil Cooley
4369
4370   -  Ayelet Shemesh
4371
4372   -  Will Dyson
4373
4374   -  Sverker Nilsson
4375
4376   -  dvorak
4377
4378   -  v.naga srinivas
4379
4380   -  Shlomi Fish
4381
4382   -  Roger Binns
4383
4384   -  johan verrept
4385
4386   -  MrChuoi
4387
4388   -  Peter Cleve
4389
4390   -  Vincent Guffens
4391
4392   -  Nathan Scott
4393
4394   -  Patrick Caulfield
4395
4396   -  jbearce
4397
4398   -  Catalin Marinas
4399
4400   -  Shane Spencer
4401
4402   -  Zou Min
4403
4404
4405   -  Ryan Boder
4406
4407   -  Lorenzo Colitti
4408
4409   -  Gwendal Grignou
4410
4411   -  Andre' Breiler
4412
4413   -  Tsutomu Yasuda
4414
4415
4416
4417 15.4.  Case Studies
4418 -------------------
4419
4420
4421   -  Jon Wright
4422
4423   -  William McEwan
4424
4425   -  Michael Richardson
4426
4427
4428
4429 15.5.  Other contributions
4430 --------------------------
4431
4432
4433   Bill Carr <Bill.Carr at compaq.com>  made the Red Hat mkrootfs script
4434   work with RH 6.2.
4435
4436   Michael Jennings <mikejen at hevanet.com>  sent in some material which
4437   is now gracing the top of the  index  page <http://user-mode-
4438   linux.sourceforge.net/>  of this site.
4439
4440   SGI <http://www.sgi.com>  (and more specifically Ralf Baechle <ralf at
4441   uni-koblenz.de> ) gave me an account on oss.sgi.com
4442   <http://www.oss.sgi.com> .  The bandwidth there made it possible to
4443   produce most of the filesystems available on the project download
4444   page.
4445
4446   Laurent Bonnaud <Laurent.Bonnaud at inpg.fr>  took the old grotty
4447   Debian filesystem that I've been distributing and updated it to 2.2.
4448   It is now available by itself here.
4449
4450   Rik van Riel gave me some ftp space on ftp.nl.linux.org so I can make
4451   releases even when Sourceforge is broken.
4452
4453   Rodrigo de Castro looked at my broken pte code and told me what was
4454   wrong with it, letting me fix a long-standing (several weeks) and
4455   serious set of bugs.
4456
4457   Chris Reahard built a specialized root filesystem for running a DNS
4458   server jailed inside UML.  It's available from the download
4459   <http://user-mode-linux.sourceforge.net/dl-sf.html>  page in the Jail
4460   Filesystems section.