Linux pid_max设置及内核源码处理分析

pid_max 内核源码处理分析

以linux-3.2.6为例子分析

init/main.c: asmlinkage void __init start_kernel(void) -> kernel/pid.c: void __init pidmap_init(void)

void __init pidmap_init(void)
{
/* bump default and minimum pid_max based on number of cpus */
pid_max = min(pid_max_max, max_t(int, pid_max,
PIDS_PER_CPU_DEFAULT * num_possible_cpus()));
pid_max_min = max_t(int, pid_max_min,
PIDS_PER_CPU_MIN * num_possible_cpus());
pr_info("pid_max: default: %u minimum: %u\n", pid_max, pid_max_min);

init_pid_ns.pidmap[0].page = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
/* Reserve PID 0. We never call free_pidmap(0) */
set_bit(0, init_pid_ns.pidmap[0].page);
atomic_dec(&init_pid_ns.pidmap[0].nr_free);

init_pid_ns.pid_cachep = KMEM_CACHE(pid,
SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
}

1、选出最大的pid_max
max_t(int, pid_max, PIDS_PER_CPU_DEFAULT * num_possible_cpus())

1.1、默认的pid_max

int pid_max = PID_MAX_DEFAULT;
#define PID_MAX_DEFAULT (CONFIG_BASE_SMALL ? 0x1000 : 0x8000)

也就是说如果没有配置base_small，则pid_max是0x8000，即32768。

1.2、计算cpu默认分配的pid总数

#define PIDS_PER_CPU_DEFAULT    1024 //每个cpu默认是1024个pid。
#define num_possible_cpus()     cpumask_weight(cpu_possible_mask) //cpu总数
因此总的pid数就是 PIDS_PER_CPU_DEFAULT * num_possible_cpus()

因此第一步是先从这两个里面选出最大的那个，只有超过（32768/1024=32）32个cpu，才会用到cpu算出的pid总数，否则就是默认的。

2、系统总pid限制，即pid_max_max

int pid_max_max = PID_MAX_LIMIT;
#define PID_MAX_LIMIT (CONFIG_BASE_SMALL ? PAGE_SIZE * 8 : \
(sizeof(long) > 4 ? 4 * 1024 * 1024 : PID_MAX_DEFAULT))

也既是最终的pid_max是不能超过pid_max_max，即不能超过limit（如果配置了base_small，则为page_size*8个pid。没配置的情况下，如果是64位的，则为4*1024*1024=4194304个pid。否则就是默认的PID_MAX_DEFAULT，即（0x100或0x800）

总结：

在不开启小内核的情况下，32为系统最大的pid个数是32768，实际的pid个数会根据cpu个数来调节，如果cpu个数小于32个，则实际的pid个数为32768，如果超过32个，则实际的pid个数为1024*cpus。

如何调节pid_max

前面已经说到pid_max的来源，唯一可以调节pid_max的途径就是改变cpus，那么cpus是如何确定的呢？

cpus个数并非实际的cpu个数，而是possible cpus，即可用的最高cpu总数（有些热插拔的cpu还没有插进来，预留用的）

以x86为例子，查看possible cpus的来源

init/main.c start_kernel -> arch/x86/kernel/setup.c: void __init setup_arch -> arch/x86/kernel/smpboot.c __init void prefill_possible_map：

...
if (setup_possible_cpus == -1) {
possible = num_processors;
#ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
if (setup_max_cpus)
possible += disabled_cpus;
#else
if (possible > i)
possible = i;
#endif
} else
possible = setup_possible_cpus;

total_cpus = max_t(int, possible, num_processors + disabled_cpus);

可用看到possible可以直接来源于setup_possible_cpus

static int __initdata setup_possible_cpus = -1;
static int __init _setup_possible_cpus(char *str)
{
get_option(&str, &setup_possible_cpus);
return 0;
}
early_param("possible_cpus", _setup_possible_cpus);

可以看到它是可以通过内核参数传递进来的。最终能够手动修改pid个数的地方就是通过修改possible cpus，也就是通过内核参数来修改setup_possible_cpus。
具体的内核参数就是early_param定义的possible_cpus。

如何知道具体有多少个possible cpus？如下

printk(KERN_INFO "SMP: Allowing %d CPUs, %d hotplug CPUs\n",
possible, max_t(int, possible - num_processors, 0));
因此可以通过dmesg | grep Allowing来查看

＃ 关于CONFIG_BASE_SMALL

如果关闭这个选项，则会减少一部分内核数据结构。但是会减少性能。