Docker proporciona soporte para crear y ejecutar contenedores en una multitud de arquitecturas diferentes, incluyendo x86, ARM, PPC o Mips entre otras. Dado que no siempre es posible crear las imágenes correspondientes de arquitectura equivalente por cuestiones de disponibilidad, comodidad o rendimiento, la alternativa de poder crearlas desde un mismo entorno crea interesantes escenarios, como la posibilidad de tener un servicio de integración continua encargado de la creación de todas las variaciones para las diferentes arquitecturas cubiertas por una aplicación.

En este artículo se expone la configuración de la herramienta buildx de Docker para la creación imágenes de múltiples arquitecturas en un mismo entorno. En el ejemplo incluido se crearán 2 imágenes para las arquitecturas AMD64 y ARM64 en un entorno basado en Ubuntu Linux AMD64.

Instalación del entorno de emulación

El proceso empieza con la instalación de los paquetes QEMU necesarios. Esto proporcionará un entorno de virtualización y emulación de las diferentes arquitecturas soportadas:

sudo apt-get install qemu binfmt-support qemu-user-static 

Una vez instalados, será necesario ejecutar los scripts de registro. Afortunadamente, existen imágenes de Docker preconfiguradas para esto que realizan todo el trabajo. Sólo es necesario ejecutar la imagen de la siguiente forma:

docker run --rm --privileged multiarch/qemu-user-static --reset -p yes 

Para comprobar que todo el proceso se ha realizado correctamente, se puede ejecutar una imagen correspondiente a una arquitectura diferente a la del entorno y ver si funciona correctamente. Por ejemplo, si se ejecuta el comando uname sobre una imagen de Ubuntu ARM64:

docker run --rm -t arm64v8/ubuntu uname -m

La salida del comando mostrará por pantalla la cadena de texto aarch64, que indica que la ejecución se ha realizado sobre un sistema ARM64.

Creación de un Builder

El siguiente paso del proceso es la creación de un builder definido como un perfil de configuración de Buildx. Para ello se ejecutará el comando:

Create a new builder and set it to default/current

docker buildx create --name cross-builder --driver docker-container --use

Asignándole el nombre cross-builder que servirá para identificarlo posteriormente (se puede especificar un valor a voluntad) y especificando que será el builder por defecto mediante la opción --use.

Una vez definido el builder se inicializará el entorno mediante la orden inspect. Este proceso inicia un nuevo contenedor para Buildx y crea los ficheros necesarios para su linealización y ejecución dentro del directorio .docker. El comando a ejecutar es el siguiente:

docker buildx inspect --bootstrap

Es posible que durante la inicialización aparezca un error similar al siguiente:

> Error: error getting credentials - err: exit status 1, out: `Cannot autolaunch D-Bus without X11 $DISPLAY`

Para resolverlo, se deberán instalar los paquetes pass and gnupg2:

sudo apt install gnupg2 pass

Cuando todo el proceso haya finalizado, se pueden consultar los builders registrados mediante el comando docker buildx ls. El nuevo builder deberá aparecer seleccionado por defecto junto a lista de arquitecturas soportadas.

Ejemplo de uso

Para testear el proceso de construcción multiarquitectura, se puede crear un fichero de definición Dockerfile simple como el siguiente.

Para simplificar el ejemplo, la imagen base utilizada jitesoft/alpine es ya multiplataforma, por lo que no es necesario utilizar diferentes imágenes de base para las diferentes arquitecturas a tratar.

FROM jitesoft/alpine
RUN apk add --no-cache curl

ENTRYPOINT ["curl"]
CMD ["--version"]

Para generar las imágenes mediante Buildx se deberá ejecutar el comando expuesto a continuación.

Cabe destacar la utilización de la opción --platform=linux/arm64 para especificar la arquitectura correspondiente a la imagen generada y al uso de --load para cargarla en el registro de Docker local. En este ejemplo se ha etiquetado la imagen con el nombre bitsmi/curl-sample:1.0.0 para su posterior identificación.

docker buildx build --platform=linux/arm64 -t bitsmi/curl-sample:1.0.0 --load .

En caso de disponer de un registro remoto donde ubicar las imágenes, es posible generar múltiples artefactos en un sólo comando especificándolas en la opción --platform separadas mediante comas y usando la opción --push con la dirección del registro. Esto no es posible si se usa la opción --load para cargarlas en el registro local.

docker buildx build --platform=linux/amd64,linux/arm64 --push -t registro.foo.bar:5000/bitsmi/curl-sample:1.0.0 . 

Una vez generada la imagen y cargada en el registro local, se puede ejecutar mediante el comando:

docker run -ti bitsmi/curl-sample:1.0.0

Para este ejemplo, tras su ejecución aparecerá por pantalla un mensaje de texto como el siguiente, indicando que la imagen ARM64 se ha ejecutado en un host AMD64

WARNING: The requested image's platform (linux/arm64) does not match the detected host platform (linux/amd64) and no specific platform was requested