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ulimit限制之nproc问题

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。

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!

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