“用户态 Linux” 是什么？它是一种可以在用户态运行的 Linux 内核。（用户态是什么，这里就不解释了）
它有什么用？它用于内核隔离、替代 QEMU/Bochs 来调试 Linux 内核，也可以在低性能设备上代替 KVM 进行虚拟化。
但它也存在一些缺陷，比如不支持 ARM 架构以及多核系统。
编译 Linux 内核
首先通过 git 下载 Linux 内核源代码：
git clone --depth 1 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/linux.git
（这里使用了清华大学的镜像站，kernel.org 也是可以的。）
然后采用如下步骤编译它：
$ cd linux
$ export ARCH=um # 非常重要 设置架构为用户态
$ make defconfig
$ make -j8
LD .tmp_vmlinux.kallsyms1
KSYMS .tmp_vmlinux.kallsyms1.S
AS .tmp_vmlinux.kallsyms1.S
LD .tmp_vmlinux.kallsyms2
KSYMS .tmp_vmlinux.kallsyms2.S
AS .tmp_vmlinux.kallsyms2.S
LD vmlinux
SYSMAP System.map
LINK linux
MODPOST modules-only.symvers
GEN Module.symvers
经过漫长的编译之后，你获得了一个 vmlinux 文件。它和正常的 Linux 内核的区别是，这个 vmlinux 可以在用户态运行。
准备根文件系统
先别着急启动，先来准备内核所使用的根文件系统。
以下内容以 Debian Linux 为例。
首先安装 debootstrap 软件包：
sudo apt install debootstrap
以下命令皆需要 root 权限，先切换到 root 用户：
$ sudo su
然后构建根文件系统，存放在 rootfs 文件中：
# dd if=/dev/zero of=rootfs seek=2G # 创建一个 2GB 大小的空 rootfs 文件
2000000000字节（2 GB，2 GB）已复制，0.137825 s，570 MB/s`
# mkfs.ext4 rootfs # 将其格式化为 ext4 格式
mke2fs 1.46.5 (30-Dec-2021)
Discarding device blocks: done
Creating filesystem with 76748 1k blocks and 19200 inodes
Filesystem UUID: 9dc7f1f6-8b16-4c64-9e22-94ede327c532
Superblock backups stored on blocks:
8193, 24577, 40961, 57345, 73729
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (4096 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
然后挂载 rootfs 到 /mnt 下：
# mount rootfs /mnt
在其中创建 Debian Linux 的根文件系统（/）：
# cd /mnt
# debootstrap sid ./ https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian
I: Configuring python-central...
I: Configuring ubuntu-minimal...
I: Configuring libc-bin...
I: Configuring initramfs-tools...
I: Base system installed successfully.
通过 chroot 将其改变为根目录：
# chroot ./
设置 root 密码：
# passwd
New password:
Retype new password:
然后退出 chroot 环境，并卸载：
# exit # 退出 chroot 环境
# cd ..
# umount /mnt
# exit # 退出 sudo 环境
设置 rootfs 的所有权为普通用户：
$ sudo chown `whoami` rootfs
这样，这个用户态 Linux 的根文件系统就准备好了。
测试用户态 Linux
然后就可以用这个内核启动了，只需要一行命令：
$ screen ./vmlinux mem=1G root=/dev/root rootfstype=hostfs hostfs=./rootfs con=null con0=null,fd:2 con1=fd:0,fd:1
启动后，使用你前面设置的 root 用户/密码登录，便可以进入到用户态 Linux 容器中了。
有别于 Docker，这个容器的内核和宿主的内核是隔离的，可以使用这个容器作为一个调试内核的工具，如：
echo 1 > /proc/sys/kernel/sysrq
echo c > /proc/sysrq-trigger
即可手动触发一个“ 内核恐慌 Kernel Panic ”错误。
延伸阅读：
- https://www.kernel.org/doc/html/latest/virt/uml/user_mode_linux_howto_v2.html
- https://wiki.archlinux.org/title/User-mode_Linux
作者简介：
calvinlin：一个普通的深圳初中生。
via: https://www.bilibili.com/read/cv15626523
作者：calvinlin 编辑：wxy
本文由贡献者投稿至 Linux 中国公开投稿计划，采用 CC-BY-SA 协议 发布，Linux中国 荣誉推出
