乙個僅有1KB大小的Docker容器

原文：a 1 kb docker container

作者：nathan osman

翻譯：雁驚寒

摘要：本文介紹了如何使用匯程式設計序編寫乙個極小的docker容器。以下是譯文。

不，這不是打錯字，也不是玩笑。我建立了乙個docker容器，該容器包含乙個unix可執行檔案，沒有其他依賴關係，磁碟空間占用不足1kb。容器中沒有其他檔案，甚至沒有libc。

這就是證明。

在解釋如何實現這個容器之前，應該先解釋下為什麼要這麼做。 caddy-docker（這是我寫的另外乙個工具，在這裡有詳細的說明）將傳入的請求根據其標籤路由到其他執行的容器中去。

我需要用caddy-docker作為特定主機的反向**，要實現這個最簡單的方法就是啟動乙個容器，這個容器唯一的目的就是包含兩個特殊的標籤，並且容器在停止之前不應該做任何事情。

就在那個時候我想到了這個絕妙透頂的主意。

我立即開始研究這個應用程式，並因為其不尋常的目的而命名為「hang」。 go可以輕鬆生成沒有依賴關係的可執行檔案，允許docker容器從scratch繼承。唯一的缺點是，go可執行檔案相當的大，大小通常會超過8mb。

這絕對不行。

我認為，編寫乙個這樣的c程式很容易：為sigterm註冊乙個訊號處理程式，並在收到這個訊號的時候退出。不幸的是，這意味著我需要使用libc，這樣，容器很快會變得與go可執行檔案差不多大小。這根本就沒有任何優勢。

是的，生成乙個沒有依賴關係的小型可執行檔案的最快方法是用彙編編寫。我更喜歡intel風格的語法，所以，nasm是不二選擇。

曾幾何時，在x86架構出現的早些年間，系統呼叫看起來是這樣的：

mov eax, 0x01 mov ebx, 0x00 int 0x80

第一行指定要執行哪個系統呼叫 -sys_exit。第二行指定返回值（0）。第三行產生乙個核心後續會處理的中斷。

x86作業系統後來轉為使用sysenter/sysret，而x86_64則引入了乙個新的操作碼：syscall。與上面的例子類似，rax暫存器用於指定要呼叫的特定系統呼叫。上面的示例可以在x86_64程式集中進行重寫，如下所示：

mov rax, 0x3c mov rdi, 0x00 syscall

請注意，sys_exit的系統呼叫號在x86_64上是不同的。

在c中註冊訊號處理程式很普通：

#include 
void handler(int param) {}
int main()

不幸的是，c標準庫隱瞞了以下這幾件事情：

我們不能直接將c**轉換成彙編，因為sigaction的結構與sys_rt_sigaction所期望的不一致。以下是nasm中核心結構的樣子：

struc sigaction .sa_handler resq 1 .sa_flags resq 1 .sa_restorer resq 1 .sa_mask resq 1 endstruc

每個成員的大小為8位元組。

首先，我們必須在.bss段中為該結構體分配空間：

section .bss act resb sigaction_size

請注意，sigaction_size是匯程式設計序為我們建立的特殊值 - 它等於sigaction的大小（以位元組為單位）。然後可以在.text段中初始化該結構體，如下所示：

section .text
global _start
lea rax, [handler]
mov [act + sigaction.sa_handler], rax
mov [act + sigaction.sa_flags], dword 0x04000000
; sa_restorer
lea rax, [restorer]
mov [act + sigaction.sa_restorer], rax

handler和restorer這兩個標籤我們稍後會提到。現在我們可以呼叫sys_rt_sigaction這個系統呼叫了：

mov rax, 0x0d
; sys_rt_sigaction
mov rdi, 0x0f
; sigterm
lea rsi, [act]
mov rdx, 0x00
movr10, 0x08
syscall

mov rax, 0x22  ; sys_pause
syscall

處理程式本身很普通，它沒有做任何事情：

handler:

ret

恢復器（restorer）也很簡單，雖然它需要呼叫sys_rt_sigreturn系統呼叫：

restorer: mov rax, 0x0f ; sys_rt_sigreturn syscall

需要兩個命令來構建應用程式。假定原始檔名為hang.asm，則命令是：

nasm -f elf64 hang.asm ld -s -o hang hang.o

這將產生乙個名為hang的可執行檔案，它很小：

$ stat hang file : hang size :736

是的，它只有736位元組。

dockerfile相當簡單，只需要兩個命令：

from scratch
add hang /usr/bin/hang
entrypoint ["/usr/bin/hang"]

我們來看看容器是否能工作：

$ docker build -t nathanosman/hang . $ docker run -d --name hang nathanosman/hang

此時，容器應該保持執行狀態：

$ docker ps -a container id image command status f1861f628ea8 nathanosman/hang "/usr/bin/hang" up 3 seconds

當執行docker stop時，應該立即停止：

$ docker stop hang hang

有用！我們來確認以下容器的大小是否和可執行檔案的大小一致：

$ docker images repository tagcreated size nathanosman/hang latest 2 minutes ago 736b

是的！乙個非常小的容器！

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