Resolviendo el error scaling_cur_freq y scaling_max_freq en contenedores Docker de Ubuntu

Solución de problemas de errores de escalado de frecuencia en contenedores Docker de Ubuntu

Al trabajar con contenedores Docker en una base Ubuntu 20.04, especialmente aquellos que involucran proyectos externos, pueden surgir errores inesperados. Uno de esos problemas ocurre cuando el sistema intenta localizar archivos como escala_cur_freq y escala_max_freq pero falla, provocando errores de ejecución.

Este problema puede resultar particularmente confuso si no está familiarizado con los mecanismos de escalado de frecuencia en Linux o si está ejecutando un contenedor propietario. Muchos usuarios encuentran esto cuando intentan ejecutar comandos específicos o iniciar un contenedor Docker.

El núcleo del problema radica en la interacción entre el entorno en contenedores y el hardware de la máquina host, en particular las funciones de escalamiento de frecuencia de la CPU, a las que no siempre se puede acceder en los contenedores. Las soluciones a este problema suelen ser difíciles de alcanzar y están dispersas en diferentes fuentes.

En esta guía, exploraremos por qué ocurre este error, ya sea que esté relacionado con la configuración de Docker o con el entorno Linux subyacente, y qué posibles soluciones se pueden aplicar. También discutiremos un problema similar con la instalación de Chrome en instancias AWS EC2 Linux y por qué su solución puede no aplicarse aquí.

Análisis de las soluciones de error de escala de frecuencia

Los scripts proporcionados anteriormente sirven para resolver el problema de la falta de archivos de escala de frecuencia de CPU, como escala_cur_freq y escala_max_freq, que son esenciales para ciertos procesos en los contenedores Docker. Estos archivos normalmente se encuentran en el /sys/dispositivos/system/cpu/cpu0/cpufreq directorio, pero en entornos en contenedores, especialmente en Ubuntu 20.04, es posible que no estén disponibles. El script bash soluciona este problema comprobando la existencia de estos archivos y creando resguardos si faltan. Esto garantiza que el contenedor pueda continuar con sus operaciones sin encontrar errores relacionados con estos archivos del sistema faltantes.

El script de shell utiliza un bucle para recorrer los archivos necesarios y, si falta alguno, los crea utilizando el tocar dominio. Este enfoque es simple pero efectivo y garantiza que los archivos estén disponibles cuando sea necesario sin requerir modificaciones importantes en el sistema. También permite que el script se adapte fácilmente a otros entornos donde el escalado de frecuencia no está configurado correctamente. Al agregar registros o funciones adicionales de verificación de errores, el script se puede mejorar aún más para entornos de producción.

La solución Python adopta un enfoque diferente al aprovechar la os.ruta.isfile() método para comprobar si existen los archivos necesarios. Si no es así, registra el error en un archivo para facilitar la resolución del problema. Este método es más adecuado para situaciones en las que se requiere un registro detallado o en las que es posible que el proyecto deba integrarse en un sistema más grande basado en Python. Además, la modularidad y legibilidad de Python facilitan la escala de esta solución en múltiples proyectos, especialmente si es necesario verificar o crear varios archivos.

Finalmente, la solución Dockerfile automatiza el proceso de creación de archivos durante la fase de construcción del contenedor Docker. Esto garantiza que los directorios y archivos necesarios estén siempre presentes antes de que se inicie el contenedor, evitando problemas de tiempo de ejecución. Utilizando comandos como CORRER y chmod, Dockerfile administra los permisos y la creación de archivos directamente dentro del entorno del contenedor. Este método es ideal para garantizar una implementación coherente en varios servidores o entornos de nube donde la configuración del sistema puede diferir. La combinación de estos enfoques ofrece soluciones sólidas para un problema común de Linux en contenedores.

#!/bin/bash
# Check if the required files exist
FREQ_PATH="/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq"
REQUIRED_FILES=("scaling_cur_freq" "scaling_max_freq")
# Loop through each file and create a stub if it's missing
for FILE in "${REQUIRED_FILES[@]}"; do
    if [[ ! -f "$FREQ_PATH/$FILE" ]]; then
        echo "File $FILE not found, creating a stub."
        sudo touch "$FREQ_PATH/$FILE"
        echo "Stub created for $FILE."
    else
        echo "$FILE exists."
    fi
done
# End of script

import os
import logging
# Set up logging
logging.basicConfig(filename='freq_check.log', level=logging.INFO)
freq_files = ['/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq',
              '/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_max_freq']
# Function to check file existence
def check_files():
    for file in freq_files:
        if os.path.isfile(file):
            logging.info(f'{file} exists.')
        else:
            logging.error(f'{file} is missing.')
# Call the function
check_files()

FROM ubuntu:20.04
RUN apt-get update && apt-get install -y sudo
# Create necessary directories and files if they don't exist
RUN mkdir -p /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/
RUN touch /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq
RUN touch /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_max_freq
# Set permissions to avoid access issues
RUN chmod 644 /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/*
# Ensure the container runs a basic command on start
CMD ["/bin/bash"]

Comprender el escalado de frecuencia de la CPU y las limitaciones de los contenedores

Otro aspecto crítico de la escala_cur_freq y escala_max_freq El problema es cómo los contenedores Docker manejan las interacciones de hardware, particularmente con el escalado de frecuencia de la CPU en entornos Linux. Estos archivos de escala son parte de la función de control de CPU del kernel de Linux, que ajusta dinámicamente el rendimiento de la CPU. Sin embargo, los contenedores Docker a menudo no tienen acceso directo a estos recursos de hardware, lo que genera errores de archivos faltantes, como se ve en el registro de errores.

En un entorno Linux típico, el mecanismo de escalado de la CPU se puede modificar o acceder a través del /sistema directorio. Sin embargo, dentro de un entorno en contenedores, este acceso está restringido a menos que se configure explícitamente. Esta limitación es lo que a menudo hace que Docker falle cuando los proyectos esperan interactuar con las funciones de la CPU de la máquina host. Sin el acceso o la emulación adecuados, el contenedor puede informar que no puede encontrar archivos críticos como escala_cur_freq.

Para resolver estos problemas, es fundamental comprender cómo Linux maneja los reguladores de la CPU y cómo Docker aísla los recursos de hardware. Las soluciones pueden variar desde la creación manual de resguardos de archivos dentro del contenedor hasta la modificación de la configuración del tiempo de ejecución de Docker para permitir un acceso más directo al hardware. Los desarrolladores deben tener en cuenta estas limitaciones al crear o implementar contenedores en sistemas donde es necesaria la interacción directa del hardware.