vkernel発掘体験記

vkernelを使ってみたい

実際に私のDragonflyBSDのバージョンでvkernelを使ってみたかったので，やってみた．

まず，DragonflyBSDのマニュアルを参考にして実行を試みました．

vknetd
vkernel

が，-bash: vkernel: コマンドが見つかりません というエラーが．
流石にvkernelってコマンドはないのかぁ．

vkernelを利用できるようにする道のりは長そうです．

vkernelを起動する

とりあえず，手当たり次第にvkernelとつくものがないか調べてみた

$ find / -name "vkernel"
/usr/obj/usr/src/sys/VKERNEL64/usr/src/sys/dev/virtual/vkernel
/usr/src/test/vkernel
/usr/src/sys/dev/virtual/vkernel
/usr/src/etc/rc.d/vkernel
/build/usr.obj/usr/src/sys/VKERNEL64/usr/src/sys/dev/virtual/vkernel
/etc/rc.d/vkernel

(。´・ω・)ん? なんか”いかにも”なファイルがあったような..

/etc/rc.d/vkernel ←！！？！？！？！！？！？！！？

当たり前かもしれないけど，ちゃんと起動スクリプトにvkernelの準備がありました．
デフォルトの起動はどうなっているか見ると，まぁNOになっています．

$ emacs /etc/defaults/rc.conf
...
vkernel_enable="NO"　　# Set to YES to enable starting of vkernels
...

つまり実行するものがあれば，vkernelがすぐ使えるということですね．
その肝心の中身がないのだけれど..

起動スクリプトから機能を見てみる

$ cat /etc/rc.d/vkernel

簡単にまとめると，
①vkernelバイナリを要求
②メモリサイズを設定
③ルートイメージ設定
④daemon経由で起動する

特に①のvkernelバイナリがあれば使えるということです．
開発者としては，/bootにバイナリがあることを想定しているようです．

#vkernel_bin="/boot/kernel.VKERNEL64"

じゃあ，実際にカーネルをビルドして置いておこう

バイナリがない

cd /usr/src
sudo make buildkernel KERNCONF=VKERNEL64

結果
ちゃんとOSとソースのバージョンは揃えようね！（一敗）

-------------------------------------------------------------
>>> Kernel build for VKERNEL64 completed 
-------------------------------------------------------------

$ ls /boot | grep "kernel.VKERNEL64"
$

うーーん，結果のバイナリはkernel.VKERNEL64って名前じゃないのか..？

とりあえず，手当たり次第にVKERNEL64とつくファイルを探してみた

$ find / -name "VKERNEL64"
/usr/obj/usr/src/sys/VKERNEL64
/usr/src/sys/config/VKERNEL64
/build/usr.obj/usr/src/sys/VKERNEL64

直接kernel.VKERNEL64はなかったが，/usr/obj/usr/src/sys/VKERNEL64が怪しいらしい．

この中にはビルド結果のファイルが置かれています．
そして中に.doneというファイルがあり，それがビルド完了を示すファイルです．

ビルドも確実に成功している，後はこの中にバイナリもあるはず..
サイズでソートして大きいものがバイナリのはず..

$ ls -lhS /usr/obj/usr/src/sys/VKERNEL64 | head -10
total 255746
-rwxr-xr-x  1 root  wheel    44M kernel.debug
-rwxr-xr-x  1 root  wheel   5.5M kernel.stripped
...

上位2つのこのファイルが候補だが，名前的にkernel.debugではないでしょう．

vkernelバイナリを使って実行する

とりあえずそのままkernel.strippedを実行してみた

$ /usr/obj/usr/src/sys/VKERNEL64/kernel.stripped
kernel.stripped: vm.vkernel_enable is 0, must be set to 1 to execute a vkernel!

vm.vkernel_enableの値を1にすれば実行できる！！

$ sudo sysctl vm.vkernel_enable=1
vm.vkernel_enable: 0 -> 1

勝ったな👍

$ /usr/obj/usr/src/sys/VKERNEL64/kernel.stripped
Usage: /usr/obj/usr/src/sys/VKERNEL64/kernel.stripped [-hsUvdt] [-c file] [-e name=value:name=value:...]
        [-i file] [-I interface[:address1[:address2][/netmask]]] [-l cpulock]
        [-m size] [-n numcpus[:lbits[:cbits]]]
        [-p file] [-r file]

あとは，kernel.strippedを/boot/kernel.VKERNEL64として置いて，vkernel_enableをONにするだけ！

$ sudo service vkernel start
Starting virtual kernels: destroy_machine.

起動したぁああああああ‼️‼️‼️
が，ここで問題が発生．プロセスがない．

$ ps aux | grep kernel.VKERNEL64
$

ログを見ると，こんな表示が．

Using memory file: /var/vkernel/memimg.000000 kernel.VKERNEL64: Unable to mmap() kernel virtual memory!: Operation not supported

これについて格闘していたら，とんでもない事実にたどり着きました．

vkernelはサポートが削除されていた

ソースコードを調べると，vkernelはMAP_VPAGETABLEという特殊なmmapフラグを使用していました．
しかし，sys/mman.hには，

/*
* NOTE! MAP_VPAGETABLE is no longer supported and will generate a mmap()
* error.
*/

さらにvm_mmap.cでは

/*
* Virtual page table support has been removed and now always
* returns EOPNOTSUPP.
*/
if (flags & MAP_VPAGETABLE)
    return (EOPNOTSUPP);

つまり，実行すると意図的にエラーになるようにされていたのです．

2021年のコミット

2021年1月7日のMatthew Dillon 氏のコミット
kernel - Remove MAP_VPAGETABLEには，

This will break vkernel support for now

と書かれていました．
さらに，

We will need actual hardware mmu virtualization to get the vkernel working again.

とも書かれており，ソフトウェアページテーブルを利用していた従来のvkernelは，VMシステムの変更と両立できなくなったため，一旦停止されたようです．

なので，それ以降のDragonflyBSDの6.0 系以降では vkernel が動作しなくなっています．

まとめ

最新バージョンでは変態的特徴のあるvkernelが使えないのは残念でした．この上でDragonflyBSDのシステムで遊んでみたかったので．
for nowという書き方なので，いつか復活することを望んで待ちます🤓