在 arm 上的 docker 容器中运行 C musl 应用程序时 time() 出现问题

编程问答 2022-06-02

问题描述

当我的应用程序在 arm 设备上的 alpine docker 容器中运行时，它无法处理像 time(2) 这样的时间操作。

我所拥有的： 我正在构建一个本机 c 应用程序，该应用程序使用来自 musl.cc (arm-linux-musleabihf-gcc) 的工具链静态链接到 musl。我使用的是最新的 alpine 容器（没有图像标签）。

行为方式：

  • 直接在 arm 设备上运行二进制文件按预期工作
  • 在 x64 设备上的 alpine 容器中运行正常
  • 在 arm 设备上的 alpine 容器中运行 不起作用

出了什么问题：

  • time(NULL); 返回 ((time_t) -1) 并且错误=1：“不允许操作”
  • 日志输出中的时间戳已启动时间戳
  • SSH 握手失败，因为远程证书的有效性在未来。

但是，如果我在容器的灰烬中执行 date，输出是有效的。因此，似乎存在仅在 ARM 架构上的 alpine 容器中出现的问题。有趣的是，我正在从 Ubuntu 切换到 Alpine，因为我们有 similar problems。

有人知道我做错了什么吗？

更新 #1： ubuntu 上同样的问题。所以问题似乎出在任何基于 docker 的镜像上，但仅在 arm 设备上。

更新 #2：这是一个最小的例子 TimeTest.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "time.h"
#include "errno.h"

int main()
{
    printf("hallo\n");

    time_t myTime;
    time_t result = time(&myTime);

    printf("result: %lld\n",result);

    if ((long)result < 0)
    {
        printf("time() error=%d: %s\n",errno,strerror(errno));
    }
    else
    {
        struct tm* tm_info = localtime(&myTime);
        printf("Current local time and date: %s\n",asctime(tm_info));
    }

    return 0;
}

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required (VERSION 3.8)
project ("TimeTest")
if(BUILD_TARGET STREQUAL "ARM_MUSL")
    set(CMAKE_SYstem_PROCESSOR arm)
    set(CMAKE_C_COMPILER /usr/bin/arm-linux-musleabi-gcc)
    set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} -fno-stack-protector -mfloat-abi=softfp -static --static")
    set(CMAKE_LINK_SEARCH_END_STATIC TRUE)
endif()
add_executable (TimeTest "TimeTest.c")

手臂设备上的输出

pi@raspBerrypi:/tmp $ docker run --rm -it -v /tmp/TimeTest:/TimeTest alpine ash
/ # /TimeTest
hallo
result: -4696377169665647048
time() error=1: Operation not permitted

解决方法

我能够完全按照问题中的描述重现这一点。在我的特定 ARM 硬件上：

$ docker --version
Docker version 19.03.6,build 369ce74a3c [released approx. 2020-02-12]

$ file demo
demo: ELF 32-bit LSB executable,ARM,EABI5 version 1 (SYSV),statically linked,with debug_info,not stripped

使用 strace，我们可以在报告的启动容器内观察这种行为：

...
clock_gettime64(CLOCK_REALTIME,0xbe9c5e10) = -1 EPERM (Operation not permitted)
...

但是，如果我们在 Docker 命令中添加 --privileged 标志，它会起作用：

# ./demo
hallo
result: 1608983884
Current local time and date: Sat Dec 26 11:58:04 2020

此行为是由 Docker 问题引起的：https://gitlab.alpinelinux.org/alpine/aports/-/issues/11774，该问题已在 this commit 中修复，并已包含在 Docker 版本 19.03.12 (?) 及更高版本中。

,

ionFish 解决了这个难题。我会将他的帖子标记为答案。但是，我想发布一个可能的解决方法，我认为它应该适用于所有情况。大家怎么看？

我为 __clock_gettime 创建了一个包装器并且总是回退到 gettime32。

DockerFix.c

#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/syscall.h>

static bool __wrap___clock_gettime_fallback = false;

int __wrap___clock_gettime(clockid_t clk,struct timespec* ts)
{
    int r;

    if (!__wrap___clock_gettime_fallback)
    {
        r = __real___clock_gettime(clk,ts);
        if (!r) return r;

        if (errno == EPERM || errno == EINVAL)
        {
            printf("WARN: clock_gettime() faulted with '%s'. Using SYS_clock_gettime32 as permanent fallback. Possible cause could be a faulty Docker version!\n",strerror(errno));
            __wrap___clock_gettime_fallback = true;     // skip in future
        }
    }

    long ts32[2];
    r = syscall(SYS_clock_gettime32,clk,ts32);
    if (r == -ENOSYS && clk == CLOCK_REALTIME) {
        r = syscall(SYS_gettimeofday_time32,ts32,0);
        ts32[1] *= 1000;
    }
    if (!r) {
        ts->tv_sec = ts32[0];
        ts->tv_nsec = ts32[1];
    }
    return r;
}

int __attribute__((weak,alias("__wrap___clock_gettime"))) clock_gettime(clockid_t clk,struct timespec* ts);

CMakeLists.txt

set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS -Wl,--wrap=__clock_gettime")
add_executable (TimeTest "TimeTest.c" "DockerFix.c")
alpinearmarmcdockerdockermusl