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_maxmax_t(int, pid_max, PIDS_PER_CPU_DEFAULT * num_possible_cpus())1.1、默认的pid_maxint 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_maxint 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_cpusstatic 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。