系统技术非业余研究

前两天微博上的@王关胜同学问了个问题：

#ulimit问题# 关于nproc设置：centos6，内核版本是2.6.32. 默认情况下，ulimit -u的值为1024，是/etc/security/limits.d/90-nproc.conf的值限制;注释掉这个限制后，值为95044;手工设置90-nproc.conf文件，值为新设置的值。想请 问这个95044是怎么来的？

这个问题挺有意思的，这里面有二个信息点：

1. 为什么limit配置文件是 /etc/security/limits.d/90-nproc.conf 而不是其他？
2. 为什么是nproc的值95044,而不是其他。

之前我也写了些ulimit的问题的解决，参见 这里

我们来简单的做下实验：

$ cat /etc/security/limits.d/90-nproc.conf          
*      soft    nproc   8933
$ ulimit -u
8933

$ cat /etc/security/limits.d/90-nproc.conf      #注释掉
#*      soft    nproc   8933
$ ulimit -u
385962

我们可以看出就是说当注释掉限制的话，不同的机器值是不同的。

我们先来回答第一个问题：为什么limit配置文件是 /etc/security/limits.d/90-nproc.conf 而不是其他
这个问题早些时候 杨德华 同学碰到了，也写了篇 博文 来解释redhat6下面如何破解nproc的限制，但是文章没提到这个问题。

我们一步步来看这个问题，首先看下 谁在使用 90-nproc.conf 这个文件：

$ cat t.stp
probe syscall.open.return {
  filename = user_string($filename)
  if (!isinstr(filename, "90-nproc.conf")) next;
  printf("%s %d\n", execname(), pid());
}
$ sudo stap t.stp
sshd 24844

运行脚本后，开个ssh终端上去，就马上知道sshd在使用这个文件, 同时也验证了配置是即刻生效的。

我们都知道linux下这个limit限制是由pam_limits来执行的。
那么什么是PAM以及它的架构，参考 这里

$ grep -rin pam_limit /etc/pam.d
/etc/pam.d/sudo-i:6:session    required     pam_limits.so
/etc/pam.d/smartcard-auth-ac:16:session     required      pam_limits.so
/etc/pam.d/smartcard-auth:16:session     required      pam_limits.so
/etc/pam.d/system-auth-ac:20:session     required      pam_limits.so
/etc/pam.d/fingerprint-auth:16:session     required      pam_limits.so
/etc/pam.d/sudo:6:session    required     pam_limits.so
/etc/pam.d/runuser:4:session            required        pam_limits.so
/etc/pam.d/password-auth-ac:19:session     required      pam_limits.so
/etc/pam.d/password-auth:19:session     required      pam_limits.so
/etc/pam.d/system-auth:20:session     required      pam_limits.so
/etc/pam.d/fingerprint-auth-ac:16:session     required      pam_limits.so

那很自然，我们就会去找pam_limits的代码来看, 代码在 这里 可以下载，目前的版本是 Linux-PAM-1.1.6。

瞄几下modules/pam_limits/pam_limits.c就知道 限制如何执行的：

/* now the session stuff */
PAM_EXTERN int
pam_sm_open_session (pam_handle_t *pamh, int flags UNUSED,
                     int argc, const char **argv)
{
[...]
   retval = init_limits(pamh, pl, ctrl);
    if (retval != PAM_SUCCESS) {
        pam_syslog(pamh, LOG_WARNING, "cannot initialize");
        return PAM_ABORT;
    } 

    retval = parse_config_file(pamh, pwd->pw_name, pwd->pw_uid, pwd->pw_gid, ctrl, pl);
    if (retval == PAM_IGNORE) {
        D(("the configuration file ('%s') has an applicable '<domain> -' entry", CONF_FILE));
        return PAM_SUCCESS;
    }
    if (retval != PAM_SUCCESS || pl->conf_file != NULL)
        /* skip reading limits.d if config file explicitely specified */
        goto out;

    /* Read subsequent *.conf files, if they exist. */

    /* set the LC_COLLATE so the sorting order doesn't depend                                                             
        on system locale */

    oldlocale = setlocale(LC_COLLATE, "C");
    glob_rc = glob(LIMITS_CONF_GLOB, GLOB_ERR, NULL, &globbuf);

    if (oldlocale != NULL)
        setlocale (LC_COLLATE, oldlocale);

    if (!glob_rc) {
        /* Parse the *.conf files. */
        for (i = 0; globbuf.gl_pathv[i] != NULL; i++) {
            pl->conf_file = globbuf.gl_pathv[i];
            retval = parse_config_file(pamh, pwd->pw_name, pwd->pw_uid, pwd->pw_gid, ctrl, pl);
          if (retval == PAM_IGNORE) {
                D(("the configuration file ('%s') has an applicable '<domain> -' entry", pl->conf_file));
                globfree(&globbuf);
                return PAM_SUCCESS;
            }
            if (retval != PAM_SUCCESS)
                goto out;
        }
    }

out:
[...]
}

分析这段代码可以知道先读/etc/security/limits.conf，如果/etc/security/limits.d/目录下还有配置文件的话，也读进来，一起分析。
这就意味/etc/security/limits.d/里面的文件里面的配置会覆盖/etc/security/limits.conf的配置。

我们看下这行：glob_rc = glob(LIMITS_CONF_GLOB, GLOB_ERR, NULL, &globbuf);
读取/etc/security/limits.d/目录下文件的函数，从名字就可以猜出，是遍历，文件名的数字起到顺序的作用。

到此就解释了文件名90-nproc.conf的作用。

接着看第二个问题： 为什么是nproc的值95044, 而不是其他。
通过阅读process_limit函数只是看到 nproc的最大值限制，没有看到其他的，那我们就很容易联想，如果用户不设置nproc的话，那么这个值应该是由内核自己来决定。

我们看下内核代码 2.6.18：

$ pwd
/home/chuba/linux-2.6.18.x86_64/kernel
$ grep -rin nproc .
./sys.c:896:                            current->signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_cur &&
./fork.c:176:   init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_cur = max_threads/2;
./fork.c:177:   init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_max = max_threads/2;
./fork.c:179:           init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC];
./fork.c:1130:                  p->signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_cur) {
./cpuset.c:69:  int cnt;                /* unprocessed events count */
./cpuset.c:1140: * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
./user.c:181:    * new uid over his NPROC rlimit?  We can check this now

一下子就看出来了 默认值是 max_threads/2. 打开fork.c分析下：

//fork_init(num_physpages);
//void __init fork_init(unsigned long mempages)
/*
* The default maximum number of threads is set to a safe
* value: the thread structures can take up at most half
* of memory.
*/
max_threads = mempages / (8 * THREAD_SIZE / PAGE_SIZE);

其中mempages是机器的物理页面个数, THREAD_SIZE=8K， 也就是说：

default_nproc = max_threads / 2 = (mempages * PAGE_SIZE) / ( 2 * 8 *THREAD_SIZE ) = total_memory/128K;

我们来验证下：

$ cat /proc/meminfo |grep MemTotal
MemTotal:       49421024 kB
$ echo "49421024 / 128"| bc  
386101
$ ulimit -u
385962

算出来default_nproc =386101 是不是和实际的很接近？
因为物理页面会内存用作一些关键数据，所以实际的比计算出来的要小点。

小结： 源码说话！

祝玩的开心！