vagrant
vagrant 是一款用來建立與管理虛擬機的工具。透過 vagrant 可以快速在本機搭建實驗環境，並將自己習慣的環境打包，在任何安裝了 vagrant 的電腦上執行，達到 IaC（Infrastructure as Code）的效果。使用 vagrant 可以大幅節省環境建置的時間，趁這個機會順便學習一下基本用法。
這學期修 Linux 課程，會有新增 system call 或修改 kernel 的需求，所以這篇文章記錄如何用 vagrant 執行自己編譯好的 kernel，以及一些 vagrant 的基本操作。用虛擬機做實驗也能有效降低把本機環境搞壞的風險。
install
安裝可以參考 官方網站，在 ubuntu 的環境安裝 vagrant 可以用以下指令:
$ curl -fsSL https://apt.releases.hashicorp.com/gpg | sudo apt-key add -
$ sudo apt-add-repository "deb [arch=amd64] https://apt.releases.hashicorp.com $(lsb_release -cs) main"
$ sudo apt-get update && sudo apt-get install vagrant
$ vagrant plugin install vagrant-vbguestvagrant 本身只是虛擬機的管理工具，底層可以選擇 VirtualBox、VMware、AWS 等不同的虛擬化環境。在 Linux 主機上最方便安裝的是 VirtualBox，記得在正式使用前先安裝好。
$ sudo apt install virtualbox
$ sudo apt upgrade virtualbox建立基本的環境
虛擬機的基底選用 ubuntu 16.04，可以到 Vagrant Cloud 查看 Ubuntu 官方提供的 Vagrant box，選擇想要的版本：ubuntu/boxes。
$ mkdir project
$ cd project
$ vagrant init ubuntu/xenial64
$ vagrant up
流程跑完之後可以先用 vagrant status 來確認虛擬機狀態
$ vagrant status
Vagrantfile
執行 vagrant init 時，會在目錄底下建立一個 Vagrantfile，可以把它當作虛擬機的配置文件，概念上有點像 Dockerfile。想深入了解 Vagrantfile 的寫法與詳細配置，可以參考官方文件。
第一次使用 vagrant 時，它會從雲端下載指定的 image 到本機，需要花一些時間。下載完成後，可以使用 vagrant ssh 進入虛擬機。
$ vagrant ssh
vagrant ssh 之後就可以正式操作我們創立的虛擬機了，利用 uname -r 確認 kernel 版本是 4.4.0-210-generic。
如果要關閉虛擬機要用 vagrant halt
$ vagrant halt
刪除虛擬機則是使用 vagrant destroy
$ vagrant destroy重新啟動虛擬機可以使用 vagrant reload
$ vagrant reload資料共享的特性
vagrant 還有一個很實用的特性：虛擬機中的 /vagrant 目錄與外部放置 Vagrantfile 的目錄是共享的。舉例來說，在虛擬機中把 Hello.txt 放到 /vagrant 目錄底下，離開虛擬機後就可以直接在外部目錄存取這個檔案。
host@ubuntu: ~$ vagrant ssh
vagrant@ubuntu: ~$ echo "Hello world" > /vagrant/Hello.txt
vagrant@ubuntu: ~$ exit
host@ubuntu: ~$ cat Hello.txt
Hello world
host@ubuntu: ~$ 
接下來就會利用這個共享特性，在 Host 端編譯好 kernel，再進入虛擬機啟動編譯好的 kernel。
在正式開始之前，先用 vagrant snapshot 建立一個存檔點，把目前的乾淨環境記錄下來，命名為 clean-env：
host@ubuntu: ~$ vagrant halt
host@ubuntu: ~$ vagrant snapshot save clean-env
host@ubuntu: ~$ vagrant snapshot list
安裝編譯 kernel 所需要的套件
接著安裝編譯 kernel 所需的套件，並用 snapshot 記錄當前環境，命名為 installed-tool-env：
host@ubuntu: ~$ vagrant ssh
vagrant@ubuntu: ~$ sudo apt install bison flex libelf-dev libncurses5-dev \
openssl libssl-dev gcc bc make dpkg-dev git socat gdb libbabeltrace-dev
vagrant@ubuntu: ~$ exit
host@ubuntu: ~$ vagrant halt
host@ubuntu: ~$ vagrant snapshot save installed-tool-env
host@ubuntu: ~$ vagrant snapshot list
host@ubuntu: ~$ vagrant up前面提到 Vagrantfile 所在目錄與虛擬機中 /vagrant 目錄是共用的，所以可以把 kernel source code 下載到本機目錄並編譯，再進入虛擬機使用編譯好的 kernel。
下載 source code，下載的版本是 4.14.259
host@ubuntu: ~$ wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.14.259.tar.xz
host@ubuntu: ~$ tar Jxvf linux-4.14.259.tar.xz
host@ubuntu: ~$ rm linux-4.14.259.tar.xz
host@ubuntu: ~$ cd linux-4.14.259下載好的 linux-4.14.259 資料夾，因為目錄共用機制，在虛擬機中也可以透過 /vagrant/linux-4.14.259 路徑存取。
至於 config 的部分，直接將虛擬機 4.4 版本的 config 複製到 /vagrant/linux-4.14.259，建立 obj/x86-64 目錄存放編譯產出的 .deb 檔案。編譯的部分回到本機執行，並使用 -j8 加速編譯流程：
host@ubuntu: ~$ vagrant ssh
vagrant@ubuntu: ~$ cp /usr/src/linux-headers-`uname -r`/.config /vagrant/linux-4.14.259
vagrant@ubuntu: ~$ cd /vagrant/linux-4.14.259
vagrant@ubuntu: ~$ mkdir -p obj/x86-64
vagrant@ubuntu: ~$ make oldconfig
vagrnat@ubuntu: ~$ make O=obj/x86-64 oldconfig
vagrant@ubuntu: ~$ exit
host@ubuntu: ~$ cd linux-4.14.259
host@ubuntu: ~$ make O=obj/x86-64 -j8 && make O=obj/x86-64 bindeb-pkg -j8編譯完成後進入虛擬機，使用編譯好的 .deb 檔案安裝新的 kernel，最後重新啟動虛擬機：
host@ubuntu: ~$ vagrant ssh
vagrant@ubuntu: ~$ cd /vagrant/linux-4.14-259/obj
vagrant@ubuntu: ~$ ls
linux-4.14.259_4.14.259-3_amd64.changes linux-image-4.14.259_4.14.259-3_amd64.deb x86_64
linux-headers-4.14.259_4.14.259-3_amd64.deb linux-libc-dev_4.14.259-3_amd64.deb
vagrant@ubuntu: ~$ sudo dpkg -i ./linux-image-4.14.259_4.14.259-3_amd64.deb
vagrant@ubuntu: ~$ sudo dpkg -i ./linux-headers-4.14.259_4.14.259-3_amd64.deb
vagrant@ubuntu: ~$ exit
host@ubuntu: ~$ vagrant reload 開啟虛擬機之後，可以看到 kernel 版本已經變成 4.14.259。
在這裡做一次存檔
host@ubuntu: ~$: vagrant snapshot save kernel_4.14_env
host@ubuntu: ~$: vagrant snapshot list讀取 snapshot(存檔點)
host@ubuntu: ~$: vagrant snapshot restore kernel_4.14_env
host@ubuntu: ~$: vagrant up