Tokyo Debian 64bit time_t transition をみて、手抜きで実験環境を作れないかと思って、 ディスクイメージを用意せず、 ルートディレクトリを virtfs + 9p で試してみました。
動作確認環境
- Debian GNU/Linux 12 (bookworm)
ディレクトリを用意
mmdebstrap で用意しました。
カーネルがなかったのでインストールして、 9psetup のためのモジュールを追加して initramfs を作りなおしました。
後でログインするのに必要だったので、パスワードも設定しました。
mmdebstrap --arch=i386 bookworm /tmp/target
chroot /tmp/target apt update
chroot /tmp/target apt install linux-image-686
echo 9p >> /tmp/target/etc/initramfs-tools/modules
echo 9pnet_virtio >> /tmp/target/etc/initramfs-tools/modules
chroot /tmp/target update-initramfs -u -k all
chroot /tmp/target passwd
9p.ko と 9pnet.ko と 9pnet_virtio.ko が追加されているのを確認しました。
# lsinitramfs /tmp/target/boot/initrd.img-6.1.0-20-686 | grep 9p
usr/lib/modules/6.1.0-20-686/kernel/fs/9p
usr/lib/modules/6.1.0-20-686/kernel/fs/9p/9p.ko
usr/lib/modules/6.1.0-20-686/kernel/net/9p
usr/lib/modules/6.1.0-20-686/kernel/net/9p/9pnet.ko
usr/lib/modules/6.1.0-20-686/kernel/net/9p/9pnet_virtio.ko
手抜きでネットワーク設定なしで起動するので、後からインストールはできないので、 後で試す sudo も chroot /tmp/target apt install sudo で入れておきます。
起動
こんな感じで起動できました。
#!/bin/bash
set -euxo pipefail
rootdir=/tmp/target
kernel=$(echo "$rootdir"/boot/vmlinuz-*-686 | tail -n1)
initrd=$(echo "$rootdir"/boot/initrd.img-*-686 | tail -n1)
mount_tag=root_mount
exec qemu-system-i386 \
-M q35 \
-nographic \
-kernel "$kernel" -initrd "$initrd" \
-append "console=tty0 console=ttyS0,115200 root=$mount_tag rootflags=trans=virtio,version=9p2000.L,posixacl,msize=512000 rootfstype=9p rw " \
-virtfs "local,path=$rootdir,mount_tag=$mount_tag,security_model=passthrough"
-
-M q35は適当です。 - 直接
kernelとinitrdを使ってブートローダーなしで起動しています。 - 起動しても何も表示されなかったので、とりあえず
console=tty0 console=ttyS0,115200をつけました。ここは手抜きでちゃんと調べていないです。 - root 関係は
mount -t 9p -o trans=virtio,version=9p2000.L,posixacl,msize=512000 $mount_tag /相当です。 -
msizeはmsize=104857600だと9pnet: Limiting 'msize' to 512000 as this is the maximum supported by transport virtioと出たので最大値にしています。 - read only になっていたので
rwをつけています。 -
security_model=mapped-xattrだと “Too many levels of symbolic links” でinitが起動できなかったので、security_model=passthroughにしています。この影響でqemu-system-i386自体を root 権限で実行する必要があります。
時刻を指定して起動
qemuで指定した日時の時計でVMを起動する でやったように -rtc clock=vm,base=時刻 を追加して起動しました。
ついでに、未来の時刻のファイルがホスト側に作られるのを防ぐために ro に戻しました。 未来の時刻のファイルは /run などの tmpfs のところで試せます。
#!/bin/bash
set -euxo pipefail
rootdir=/tmp/target
kernel=$(echo "$rootdir"/boot/vmlinuz-*-686 | tail -n1)
initrd=$(echo "$rootdir"/boot/initrd.img-*-686 | tail -n1)
mount_tag=root_mount
exec qemu-system-i386 \
-M q35 \
-nographic \
-kernel "$kernel" -initrd "$initrd" \
-rtc clock=vm,base=2038-01-18T12:14:00 \
-append "console=tty0 console=ttyS0,115200 root=$mount_tag rootflags=trans=virtio,version=9p2000.L,posixacl,msize=512000 rootfstype=9p ro " \
-virtfs "local,path=$rootdir,mount_tag=$mount_tag,security_model=passthrough"
再現
ある程度前の時刻で起動して、スライドのコマンドを試してみると再現できました。
root@somehost:~# date
Mon Jan 18 12:15:20 UTC 2038
root@somehost:~# sudo date --set="2038-01-19 12:14:00"
sudo: unable to resolve host somehost: Temporary failure in name resolution
[ 87.235368] systemd-journald[180]: Assertion 'clock_gettime(map_clock_id(clock_id), &ts) == 0' failed at src/basic/time-util.c:54, function now(). Aborting.
Tue Jan 19 12:14:00 UTC 2038
root@somehost:~# sudo ls
sudo: unable to determine tty: Value too large for defined data type
sudo: unable to get time of day: Value too large for defined data type
sudo: error initializing audit plugin sudoers_audit
起動失敗
-rtc clock=vm,base=2038-01-19T12:00:00 のように問題の時刻が近すぎると /init が失敗して起動できませんでした。
[ 10.107050] Run /init as init process
/init: line 7: mkdir: Value too large for defined data type
/init: line 8: mkdir: Value too large for defined data type
/init: line 9: mkdir: Value too large for defined data type
/init: line 10: mkdir: Value too large for defined data type
/init: line 11: mkdir: Value too large for defined data type
/init: line 12: mkdir: Value too large for defined data type
#!/bin/bash
/init: line 13: mount: Value too large for defined data type
/init: line 14: mount: Value too large for defined data type
/init: line 17: cat: Value too large for defined data type
Loading, please wait...
/init: line 36: mount: Value too large for defined data type
/init: line 39: ln: Value too large for defined data type
/init: line 40: ln: Value too large for defined data type
/init: line 41: ln: Value too large for defined data type
/init: line 42: ln: Value too large for defined data type
/init: line 44: mkdir: Value too large for defined data type
/init: line 45: mount: Value too large for defined data type
/init: line 89: cat: Value too large for defined data type
/init: line 208: mount: Value too large for defined data type
/init: line 209: mkdir: Value too large for defined data type
Begin: Loading essential drivers ... done.
/init: line 149: cat: Value too large for defined data type
Begin: Running /scripts/init-premount ... done.
Begin: Mounting root file system ... Begin: Running /scripts/local-top ... done.
Begin: Running /scripts/local-premount ... done.
No root device specified. Boot arguments must include a root= parameter.
/init: line 87: sh: Value too large for defined data type
/init: line 209: blkid: Value too large for defined data type
Warning: Type of root file system is unknown, so skipping check.
/init: line 172: mount: Value too large for defined data type
Failed to mount as root file system.
/init: line 87: sh: Value too large for defined data type
done.
Begin: Running /scripts/local-bottom ... done.
Begin: Running /scripts/init-bottom ... done.
/init: line 272: mount: Value too large for defined data type
/init: line 275: run-init: Value too large for defined data type
Target filesystem doesn't have requested /sbin/init.
/init: line 275: run-init: Value too large for defined data type
/init: line 275: run-init: Value too large for defined data type
/init: line 275: run-init: Value too large for defined data type
/init: line 275: run-init: Value too large for defined data type
/init: line 275: run-init: Value too large for defined data type
No init found. Try passing init= bootarg.
/init: line 87: sh: Value too large for defined data type
/init: line 326: mount: Value too large for defined data type
/init: line 327: mount: Value too large for defined data type
/init: line 331: can't open /root/dev/console: no such file
[ 10.323745] Kernel panic - not syncing: Attempted to kill init! exitcode=0x00000100
[ 10.324641] CPU: 0 PID: 1 Comm: init Not tainted 6.1.0-20-686 #1 Debian 6.1.85-1
[ 10.325282] Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 1.16.2-debian-1.16.2-1 04/01/2014
[ 10.325906] Call Trace:
[ 10.327185] dump_stack_lvl+0x34/0x44
[ 10.327881] dump_stack+0xd/0x10
[ 10.328084] panic+0xad/0x25c
[ 10.328257] do_exit.cold+0x14/0x14
[ 10.328477] do_group_exit+0x2b/0x80
[ 10.328685] __ia32_sys_exit_group+0x15/0x20
[ 10.328928] ia32_sys_call+0x16b7/0x28a0
[ 10.329133] __do_fast_syscall_32+0x61/0xb0
[ 10.329378] ? syscall_exit_to_user_mode+0x20/0x40
[ 10.329632] ? ia32_sys_call+0x18a5/0x28a0
[ 10.329843] ? __do_fast_syscall_32+0x6b/0xb0
[ 10.330057] ? __do_fast_syscall_32+0x6b/0xb0
[ 10.330269] ? exit_to_user_mode_prepare+0x9d/0x170
[ 10.330519] ? sysvec_call_function_single+0x40/0x40
[ 10.330782] do_fast_syscall_32+0x29/0x60
[ 10.330998] do_SYSENTER_32+0x15/0x20
[ 10.331214] entry_SYSENTER_32+0x98/0xfa
[ 10.331557] EIP: 0xb7f16559
[ 10.332235] Code: 10 05 03 74 b8 01 10 06 03 74 b4 01 10 07 03 74 b0 01 10 08 03 74 d8 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 51 52 55 89 e5 0f 34 cd 80 <5d> 5a 59 c3 90 90 90 90 8d 76 00 58 b8 77 00 00 06
[ 10.333106] EAX: ffffffda EBX: 00000001 ECX: 000000fc EDX: 00000001
[ 10.333416] ESI: ffffffb4 EDI: 00000001 EBP: 00000000 ESP: bf947f14
[ 10.333722] DS: 007b ES: 007b FS: 0000 GS: 0033 SS: 007b EFLAGS: 00000292
[ 10.334865] Kernel Offset: disabled
[ 10.335496] ---[ end Kernel panic - not syncing: Attempted to kill init! exitcode=0x00000100 ]---
busybox を確認
/init でエラーメッセージがでているコマンドは busybox のようなので、 起動後の環境でも試してみたところ、 sudo と同様のエラーメッセージがでました。
# busybox mkdir /run/foo
# busybox ls /run/foo
ls: /run/foo: Value too large for defined data type
qemu のコンソール操作
-nographic で起動しているときに C-a c で qemu のモニターと呼ばれるコンソールと VM 側のコンソールの切り替えができます。
(qemu) のプロンプトで q (quit) を入力すると終了できるので、 引数に失敗して起動できないときなどに使っています。
まとめ
bookworm の sudo や (起動に失敗した initramfs の中でも使われている) busybox などは 2038 年問題に対応していないことがわかりました。
以前試した -rtc をまた別の用途に使うことができました。
9p をルートディレクトリにするのは qemu-system-* 自体を root 権限で動かす必要があるようで、 実験環境以外では使いにくそうなので、普通はブートローダーを入れたディスクイメージを作った方が良さそうでしたが、 カーネルや initrd を取り出さなくても直接指定できるのは楽でした。
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