Resolvendo o erro scaling_cur_freq e scaling_max_freq em contêineres Docker do Ubuntu

Solução de erros de escala de frequência em contêineres Docker do Ubuntu

Ao trabalhar com contêineres Docker em uma base Ubuntu 20.04, especialmente aqueles que envolvem projetos externos, podem surgir erros inesperados. Um desses problemas ocorre quando o sistema tenta localizar arquivos como escala_cur_freq e escala_max_freq mas falha, causando erros de execução.

Esse problema pode ser particularmente confuso se você não estiver familiarizado com os mecanismos de escalonamento de frequência no Linux ou se estiver executando um contêiner proprietário. Muitos usuários encontram isso quando tentam executar comandos específicos ou iniciar um contêiner Docker.

O cerne do problema está na interação entre o ambiente conteinerizado e o hardware da máquina host, especialmente os recursos de escalonamento de frequência da CPU, que nem sempre são acessíveis em contêineres. As soluções para isto são muitas vezes ilusórias e dispersas por diferentes fontes.

Neste guia, exploraremos por que esse erro ocorre, seja ele relacionado à configuração do Docker ou ao ambiente Linux subjacente, e quais soluções potenciais podem ser aplicadas. Também discutiremos um problema semelhante com a instalação do Chrome em instâncias AWS EC2 Linux e por que sua correção pode não se aplicar aqui.

Analisando as soluções de erro de escala de frequência

Os scripts fornecidos anteriormente servem para resolver o problema de falta de arquivos de escala de frequência da CPU, como escala_cur_freq e escala_max_freq, que são essenciais para determinados processos em contêineres Docker. Esses arquivos são normalmente encontrados no /sys/dispositivos/sistema/cpu/cpu0/cpufreq diretório, mas em ambientes conteinerizados, especialmente no Ubuntu 20.04, eles podem não estar disponíveis. O script bash resolve isso verificando a existência desses arquivos e criando stubs se eles estiverem faltando. Isso garante que o contêiner possa prosseguir com suas operações sem encontrar erros relacionados a esses arquivos de sistema ausentes.

O script de shell usa um loop para percorrer os arquivos necessários e, se algum estiver faltando, ele os cria usando o comando tocar comando. Esta abordagem é simples, mas eficaz, garantindo que os arquivos estejam disponíveis quando necessário, sem exigir modificações extensas no sistema. Também permite que o script seja facilmente adaptado para outros ambientes onde a escala de frequência não está configurada corretamente. Ao adicionar recursos de registro ou verificação de erros, o script pode ser aprimorado ainda mais para ambientes de produção.

A solução Python adota uma abordagem diferente, aproveitando o os.path.isfile() método para verificar se os arquivos necessários existem. Caso contrário, ele registra o erro em um arquivo para facilitar a solução de problemas. Este método é mais adequado para situações em que o registro detalhado é necessário ou onde o projeto pode precisar ser integrado a um sistema maior baseado em Python. Além disso, a modularidade e a legibilidade do Python facilitam o dimensionamento desta solução em vários projetos, especialmente se vários arquivos precisarem ser verificados ou criados.

Finalmente, a solução Dockerfile automatiza o processo de criação de arquivos durante a fase de construção do contêiner Docker. Isso garante que os diretórios e arquivos necessários estejam sempre presentes antes do contêiner ser iniciado, evitando problemas de tempo de execução. Utilizando comandos como CORRER e chmod, o Dockerfile gerencia permissões e criação de arquivos diretamente no ambiente do contêiner. Este método é ideal para garantir uma implantação consistente em vários servidores ou ambientes de nuvem onde a configuração do sistema pode ser diferente. A combinação dessas abordagens oferece soluções robustas para um problema comum do Linux em contêineres.

#!/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"]

Compreendendo o escalonamento de frequência da CPU e as limitações do contêiner

Outro aspecto crítico do escala_cur_freq e escala_max_freq O problema é como os contêineres Docker lidam com interações de hardware, especialmente com escalonamento de frequência de CPU em ambientes Linux. Esses arquivos de escalonamento fazem parte do recurso CPU Governor do kernel Linux, que ajusta o desempenho da CPU dinamicamente. No entanto, os contêineres do Docker geralmente não têm acesso direto a esses recursos de hardware, levando a erros de arquivos ausentes, conforme visto no log de erros.

Em um ambiente Linux típico, o mecanismo de escalonamento da CPU pode ser modificado ou acessado através do /sys diretório. No entanto, dentro de um ambiente contentorizado, este acesso é restrito, a menos que seja explicitamente configurado. Essa limitação é o que muitas vezes faz com que o Docker falhe quando os projetos esperam interagir com os recursos da CPU da máquina host. Sem acesso ou emulação adequados, o contêiner pode relatar que não consegue encontrar arquivos críticos como escala_cur_freq.

Para resolver esses problemas, é crucial entender como o Linux lida com os governadores de CPU e como o Docker isola os recursos de hardware. As soluções podem variar desde a criação manual de stubs de arquivo dentro do contêiner até a modificação da configuração do tempo de execução do Docker para permitir acesso mais direto ao hardware. Os desenvolvedores devem estar atentos a essas limitações ao criar ou implantar contêineres em sistemas onde a interação direta de hardware é necessária.