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# 挂载根目录导致 device or resource busy
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## 现象
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在删除 pod 时，可能会遇到如下事件 `unlinkat xxxxx: device or resource busy`，设备或资源忙导致某个文件无法被删除，进而导致 pod 卡在 Terminating 状态。
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接下来，就单独针对在 **containerd运行时环境** 下，发生的相关报错进行回顾分析，具体的报错现象如下：
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```txt
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unlinkat /var/run/netns/cni-49ddd103-d374-1f86-7324-13abaeb9c910: device or resource busy
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```
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## 复现场景
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环境:
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* containerd 运行时
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* centos 7.6 操作系统
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通过先后创建如下两个服务（sleeping 和 rootfsmount）可以复现问题。
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1. 先创建 sleeping 服务:
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```bash
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$ cat <<EOF | kubectl apply -f -
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apiVersion: apps/v1
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kind: Deployment
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metadata:
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name: sleepping
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spec:
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replicas: 1
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selector:
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matchLabels:
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app: sleepping
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template:
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metadata:
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labels:
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app: sleepping
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spec:
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containers:
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- name: test
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image: busybox
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args: ["sleep", "1h"]
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EOF
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```
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2. 再创建 rootfsmount 服务，并且保证 pod 实例调度到与 sleeping 服务相同的节点上。
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```bash
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$ cat <<EOF | kubectl apply -f -
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apiVersion: apps/v1
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kind: Deployment
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metadata:
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name: rootfsmount
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spec:
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replicas: 1
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||
selector:
|
||
matchLabels:
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app: rootfsmount
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template:
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metadata:
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labels:
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app: rootfsmount
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spec:
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containers:
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- name: rootfsmount
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image: busybox
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args: ["sleep", "1h"]
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volumeMounts:
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- mountPath: /rootfs
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name: host-rootfs
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volumes:
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- hostPath:
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path: /
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type: ""
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name: host-rootfs
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EOF
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```
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3. 操作删除 sleeping 服务的 pod，此时可以观察到 pod 实例卡在 Terminating 状态。
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## 相关知识
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在进一步了解之前，先熟悉下几个相关知识
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1. `/run/netns/cni-xxxx` 文件:
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这个文件实际上就是容器的 net nanemspace 的 mount point，可以通过如下命令进入到容器的 net ns 中：
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```bash
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nsenter --net=/var/run/netns/cni-49ddd103-d374-1f86-7324-13abaeb9c910
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```
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2. Shared subtrees 技术
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> 此部分为引用说明，详情可见参考链接1
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* 内核特性，用于控制某个挂载点下的子挂载点是否"传播"给其他挂载点，只应用于 bind mount 和 mount namespace 场景中。
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* Shared subtrees 技术引入了两个概念，分别是 peer group 和 propagation type，接下来一一介绍。
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2.1 peer group
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共享挂载信息的一组挂载点，来源主要两种：
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* bind mount，此时源和目的挂载点属于同一 peer group，要求源也是挂载点。
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* 新的 namespace 创建，新的 namespace 会拷贝旧的一份挂载信息，于是，新旧中相同挂载点属于同一 peer group。
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2.2 propagation type
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每个挂载点都有这样的一个元数据（propagation type），用于控制当一个挂载点的下面创建和移除挂载点的时候，是否会传播到属于相同peer group的其他挂载点下去，主要有三种：
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* `MS_SHARED`: 挂载信息在同一个 peer group 里会相互传播。比如把节点上的主目录挂载到容器内的 `/rootfs`，如果节点上的主目录创建了新的挂载点X，则* 在容器内的 `/rootfs` 下面也会出现新的挂载点 `/rootfs/X`。
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* `MS_PRIVATE`：挂载信息在同一个 peer group 里不会相互传播。比如把节点上的主目录挂载到容器内的 `/rootfs`，如果节点上的主目录创建了新的挂载点X，则容器内的 `/rootfs` 下面不会出现新的挂载点 `/rootfs/X`。
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* `MS_SLAVE`：挂载信息传播是单向的。比如把节点上的主目录挂载到容器内的 `/rootfs`，如果节点上的主目录创建了新的挂载点 X，则在容器内的 `/rootfs` 下面也会出现新的挂载点 `/rootfs/X` ，反之则不行。
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这个对应到 k8s 中 `Container.volumeMounts` 的 `mountPropagation` 字段，分别是：Bidirectional、None、HostToContainer。
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## 进一步分析
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让我们再回到复现场景中的第二步，创建 rootfsmount 服务时，发生了什么。
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通过命令抓取下 contianerd 的所有 mount 系统调用，发现有如下两个 mount 记录：
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```bash
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$ strace -f -e trace=mount -p <pid>
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...
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[pid 15532] mount("/", "/run/containerd/io.containerd.runtime.v2.task/k8s.io/5b498caf152857cf1c797761e1f52d64c2ce7d4602b72304da7e154ed31043c8/rootfs/rootfs", 0xc0000f7500, MS_BIND|MS_REC, NULL) = 0
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[pid 15532] mount("", "/run/containerd/io.containerd.runtime.v2.task/k8s.io/5b498caf152857cf1c797761e1f52d64c2ce7d4602b72304da7e154ed31043c8/rootfs/rootfs", 0xc0000f7506, MS_REC|MS_PRIVATE, NULL) = 0
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...
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```
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这个就对应于 pod 配置中的 volumeMount，我们再进一步看下 container 中的 mount 信息。
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将节点上的主目录 `/` (挂载点) 挂载到了容器中的 `/rootfs` (挂载点)，并且 propagation type 为 rprivate。
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```bash
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$ crictl inspect <container-id>
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...
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{
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"destination": "/rootfs",
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"type": "bind",
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"source": "/",
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"options": [
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"rbind",
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"rprivate",
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"rw"
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]
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},
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...
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```
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让我们再看下pod（或者容器内）的挂载情况：
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```bash
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$ cat /proc/self/mountinfo
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...
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# 对应pod的volumeMount设置，将宿主机上的主目录/ 挂载到了容器内的/rootfs目录下
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651 633 253:1 / /rootfs rw,relatime - ext4 /dev/vda1 rw,data=ordered
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695 677 0:3 / /rootfs/run/netns/cni-49ddd103-d374-1f86-7324-13abaeb9c910 rw,nosuid,nodev,noexec,relatime - proc proc rw
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||
...
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```
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节点上的挂载点（/var/run/netns/cni-49ddd103-d374-1f86-7324-13abaeb9c910）在容器内，也是挂载点（/rootfs/run/netns/cni-49ddd103-d374-1f86-7324-13abaeb9c910）。
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## 结论
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当测试服务 rootfsmount 的 pod 实例创建时，会把节点上的主目录 `/` 挂载到容器内（比如 `/rootfs`），由于主目录在节点上是一个挂载点，所以节点上的主目录和容器内的/rootfs属于同一个 peer group，并且采用了默认的 propagation type：rprivate。
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当测试服务 sleepping 的 pod 实例销毁时，需要解挂和销毁对应的 netns 文件（/var/run/netns/cni-49ddd103-d374-1f86-7324-13abaeb9c910），由于此时的 propagation type 是 rprivate，节点上主目录下的子挂载点解挂不会传递到容器的 net namespace 内，所以，这个 netns 文件（/rootfs/run/netns/cni-49ddd103-d374-1f86-7324-13abaeb9c910）依然是一个挂载点，导致在销毁 netns 文件时会失败。
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## 解决方案
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1. 给 rootfsmount 服务的 volumeMount 配置新增 propagation type，设置为 HostToContainer 或者 Bidirectional。
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```yaml
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apiVersion: apps/v1
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kind: Deployment
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metadata:
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name: rootfsmount
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spec:
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replicas: 1
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selector:
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matchLabels:
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||
app: rootfsmount
|
||
template:
|
||
metadata:
|
||
labels:
|
||
app: rootfsmount
|
||
spec:
|
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containers:
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- name: rootfsmount
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image: busybox
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args: ["sleep", "1h"]
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volumeMounts:
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- mountPath: /rootfs
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name: host-rootfs
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mountPropagation: HostToContainer # 这里显示声明mountPropagation为HostToContainer 或者 Bidirectional
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volumes:
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- hostPath:
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path: /
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type: ""
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name: host-rootfs
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```
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2. centos 和 redhat 的内核，可以开启如下内核参数:
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```bash
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echo 1 > /proc/sys/fs/may_detach_mounts
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```
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## 疑问：为啥 dockerd 运行时没有这个问题？
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这里主要有两点：
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1. dockerd 在启动的时候，开启了内核参数 `fs.may\_detach\_mounts`。
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```go
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// This is used to allow removal of mountpoints that may be mounted in other
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// namespaces on RHEL based kernels starting from RHEL 7.4.
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// Without this setting, removals on these RHEL based kernels may fail with
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// "device or resource busy".
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||
// This setting is not available in upstream kernels as it is not configurable,
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// but has been in the upstream kernels since 3.15.
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||
func setMayDetachMounts() error {
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||
f, err := os.OpenFile("/proc/sys/fs/may_detach_mounts", os.O_WRONLY, 0)
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if err != nil {
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if os.IsNotExist(err) {
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return nil
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}
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return errors.Wrap(err, "error opening may_detach_mounts kernel config file")
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||
}
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||
defer f.Close()
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||
_, err = f.WriteString("1")
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||
if os.IsPermission(err) {
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||
// Setting may_detach_mounts does not work in an
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||
// unprivileged container. Ignore the error, but log
|
||
// it if we appear not to be in that situation.
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if !rsystem.RunningInUserNS() {
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||
logrus.Debugf("Permission denied writing %q to /proc/sys/fs/may_detach_mounts", "1")
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||
}
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return nil
|
||
}
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||
return err
|
||
}
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```
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2. dockerd 在挂载目录时，会验证挂载的源目录与 daemon 的 root 目录的关系，如果源目录是 root 目录的子目录或者 root 目录是源目录的子目录，则将 propagation type 设置为 `MS_SLAVE`。
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```go
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// validateBindDaemonRoot ensures that if a given mountpoint's source is within
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// the daemon root path, that the propagation is setup to prevent a container
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// from holding private refereneces to a mount within the daemon root, which
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||
// can cause issues when the daemon attempts to remove the mountpoint.
|
||
func (daemon *Daemon) validateBindDaemonRoot(m mount.Mount) (bool, error) {
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||
if m.Type != mount.TypeBind {
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return false, nil
|
||
}
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||
|
||
// check if the source is within the daemon root, or if the daemon root is within the source
|
||
if !strings.HasPrefix(m.Source, daemon.root) && !strings.HasPrefix(daemon.root, m.Source) {
|
||
return false, nil
|
||
}
|
||
|
||
if m.BindOptions == nil {
|
||
return true, nil
|
||
}
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||
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||
switch m.BindOptions.Propagation {
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case mount.PropagationRSlave, mount.PropagationRShared, "":
|
||
return m.BindOptions.Propagation == "", nil
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default:
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||
}
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||
return false, errdefs.InvalidParameter(errors.Errorf(`invalid mount config: must use either propagation mode "rslave" or "rshared" when mount source is within the daemon root, daemon root: %q, bind mount source: %q, propagation: %q`, daemon.root, m.Source, m.BindOptions.Propagation))
|
||
}
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```
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## 参考文档
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* [Shared subtree](https://segmentfault.com/a/1190000006899213)
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* [Mount Propagation](https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/storage/volumes/#mount-propagation)
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