【Linux】深入解析Linux proc文件系统

在Linux上，proc是一个伪文件系统，提供了访问内核数据的方法，一般挂载在“/proc”目录，其中的大部分内容是只读的，挂载（mount）信息可能为：

proc on /proc type proc (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)

proc文件系统支持如下挂载选项：

hidepid=_ngid=_gid

_n设置访问“/proc/[pid]”目录的权限，可以取值为0、1、2，0为默认值，表示任何人可以访问“/proc/[pid]”的所有目录，1表示只能访问访问者本身所属进程对应目录的内容，其它进程的目录的内容一概不能访问，这隐藏了敏感文件的信息如“/proc/[pid]/cmdline”、“/proc/[pid]/status”等，2类似于1，但是“/proc/[pid]”目录对于其它用户来说是不见的，也就是说不能直观地看到pid值，但PID确实是存在的，可以通过其它方法如kill -0 $PID获取，虽然隐藏了UID、GID，但是仍然可以通过命令stat获取，这增加了攻击者获取进程信息的难度。
_gid设置组ID，授权其成员可以获取进程信息（man sudoers）。

下面列举“/proc”文件系统下的文件和目录。

1、pid目录

“/proc/[pid]”，目录，pid为进程的数字ID，是个数值，每个运行着的进程都有这么一个目录。
“/proc/[pid]/attr”，目录，提供了安全相关的属性，可读可写，以支持安全模块如SELinux等，需配置CONFIG_SECURITY。
“/proc/[pid]/attr/current”，文件，当前的安全相关的属性。
“/proc/[pid]/attr/exec”，文件，执行命令execve时设置的安全相关的属性。
“/proc/[pid]/attr/fscreate”，文件，执行命令open、mkdir、symlink、mknod时设置的安全相关的属性。
“/proc/[pid]/attr/keycreate”，文件，执行命令add_key时设置的安全相关的属性。
“/proc/[pid]/attr/prev”，文件，最后一次执行命令execve时的安全相关的属性，即前一个“/proc/[pid]/attr/current”。
“/proc/[pid]/attr/sockcreate”，文件，创建socket时设置的安全相关的属性。
“/proc/[pid]/auxv”，文件，ELF解释器信息，格式为一个unsigned long类型的ID加一个unsigned long类型的值，最后为两个0（man getauxval）。
“/proc/[pid]/cgroup”，文件，进程所属的控制组，格式为冒号分隔的三个字段，分别是结构ID、子系统、控制组，需配置CONFIG_CGROUPS。
“/proc/[pid]/clear_refs”，文件，只写，只用于进程的拥有者，清除用于估算内存使用量的PG_Referenced和ACCESSED/YOUNG，有1、2、3、4四种策略，1表示清除相关的所有页，2表示清除相关的匿名页，3表示清除相关的映射文件的页，4表示清除相关的soft-dirty的页，需配置CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR。
“/proc/[pid]/cmdline”，文件，只读，保存启动进程的完整的命令行字符串，如果是僵尸进程，这个文件为空。
“/proc/[pid]/comm”，文件，进程的命令名，不同的线程（man clone prctl pthread_setname_np）可能有不同的线程名，位置在“task/[tid]/comm”，名字长度超过TASK_COMM_LEN时会被截断。
“/proc/[pid]/coredump_filter”，文件，coredump过滤器，如00000033（man core），不同的二进制位表示过滤不同的信息。
“/proc/[pid]/cpuset”，文件，控制CPU和内存的节点（man cpuset）。
“/proc/[pid]/cwd”，目录，符号链接到当前工作目录。
“/proc/[pid]/environ”，文件，环境变量。
“/proc/[pid]/exe”，文件，符号链接到启动进程的完整命令。
“/proc/[pid]/fd/”，目录，包含当前的fd，这些fd符号链接到真正打开的文件。
“/proc/[pid]/fdinfo/”，目录，包含当前fd的信息，不同类型的fd信息不同。
“/proc/[pid]/io”，文件，IO信息。
“/proc/[pid]/gid_map”，文件，从用户命名空间映射的组ID的信息（man user_namespaces）。
“/proc/[pid]/limits”，文件，资源软、硬限制（man getrlimit）。
“/proc/[pid]/map_files/”，目录，包括一些内存映射文件（man mmap），文件名格式为BeginAddress-EndAddress，符号链接到映射的文件，需要配置CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE。
“/proc/[pid]/maps”，文件，内存映射信息，下面“proc-pid-maps”详细介绍。
“/proc/[pid]/mem”，文件，用于通过open、read、lseek访问进程的内存页。
“/proc/[pid]/mountinfo”，文件，挂载信息，格式为36 35 98:0 /mnt1 /mnt2 rw,noatime master:1 - ext3 /dev/root rw,errors=continue，以空格作为分隔符，从左到右各字段的意思分别是唯一挂载ID、父挂载ID、文件系统的设备主从号码、文件系统中挂载的根节点、相对于进程根节点的挂载点、挂载权限等挂载配置、可选配置、短横线表示前面可选配置的结束、文件系统类型、文件系统特有的挂载源或者为none、额外配置。
/proc/[pid]/mounts，文件，挂载在当前进程的文件系统列表，格式参照（man fstab）。
/proc/[pid]/mountstats，文件，挂载信息，格式形如device /dev/sda7 mounted on /home with fstype ext3 [statistics]。
/proc/[pid]/ns/，目录，保存了每个名字空间的入口，详见（man namespaces）。
/proc/[pid]/numa_maps，文件，numa即Non Uniform Memory Access，详见（man numa）。
/proc/[pid]/oom_adj，文件，调整OOM分数，OOM即Out Of Memory，发生OOM时OOM Killer根据OOM分数杀掉分数高的进程，默认值为0，会继承自父进程的设置。
/proc/[pid]/oom_score，文件，OOM分数。
/proc/[pid]/oom_score_adj，文件，OOM分值介于-1000到1000之间。
/proc/[pid]/pagemap，文件，当前进程的虚拟内存页映射信息，需要配置CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR。
/proc/[pid]/personality，文件，进行执行域。
/proc/[pid]/root，目录，链接到了当前进程的根目录。
/proc/[pid]/seccomp，文件，seccomp模式下允许的系统调用只有read、write、_exit、sigreturn，Linux 2.6.23已弃用这个文件，由prctl替代。
/proc/[pid]/setgroups，文件，详见（man user_namespaces）。
“/proc/[pid]/smaps”，文件，内存映射信息，类似于pmap命令，需要配置CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR，下面“proc-pid-smaps”详细介绍。
/proc/[pid]/stack，文件，内核空间的函数调用堆栈，需要配置CONFIG_STACKTRACE。
/proc/[pid]/stat，文件，进程状态信息，用于ps命令。
/proc/[pid]/statm，文件，进程内存使用信息，以空格分隔的7个数字，从左到右分别表示程序总大小、常驻内存大小、共享内存页大小、text code、library、data + stack、dirty pages。
/proc/[pid]/status，文件，可读性好的进程相关信息，下面“proc-pid-status”详细介绍。
/proc/[pid]/syscall，文件，系统调用相关信息，需要配置CONFIG_HAVE_ARCH_TRACEHOOK。
/proc/[pid]/task，目录，每个线程一个子目录，目录名为线程ID。
/proc/[pid]/timers，文件，POSIT定时器列表，包括定时器ID、信号等信息。
/proc/[pid]/uid_map，文件，用户ID映射信息，详见（man user_namespaces）。
/proc/[pid]/gid_map，文件，组ID映射信息，详见（man user_namespaces）。
/proc/[pid]/wchan，文件，进程休眠时内核中相应位置的符号表示，如do_wait。

2、proc-pid-maps

maps文件内容的格式如下：

       address                      perms offset    dev    inode        pathname       00400000-00452000 r-xp 00000000 08:02 173521      /usr/bin/dbus-daemon       00651000-00652000 r--p 00051000 08:02 173521      /usr/bin/dbus-daemon       00652000-00655000 rw-p 00052000 08:02 173521      /usr/bin/dbus-daemon       00e03000-00e24000 rw-p 00000000 00:00 0           [heap]       00e24000-011f7000 rw-p 00000000 00:00 0           [heap]       ...       35b1800000-35b1820000 r-xp 00000000 08:02 135522  /usr/lib64/ld-2.15.so       35b1a1f000-35b1a20000 r--p 0001f000 08:02 135522  /usr/lib64/ld-2.15.so       35b1a20000-35b1a21000 rw-p 00020000 08:02 135522  /usr/lib64/ld-2.15.so       35b1a21000-35b1a22000 rw-p 00000000 00:00 0       35b1c00000-35b1dac000 r-xp 00000000 08:02 135870  /usr/lib64/libc-2.15.so       35b1dac000-35b1fac000 ---p 001ac000 08:02 135870  /usr/lib64/libc-2.15.so       35b1fac000-35b1fb0000 r--p 001ac000 08:02 135870  /usr/lib64/libc-2.15.so       35b1fb0000-35b1fb2000 rw-p 001b0000 08:02 135870  /usr/lib64/libc-2.15.so       ...       f2c6ff8c000-7f2c7078c000 rw-p 00000000 00:00 0    [stack:986]       ...       7fffb2c0d000-7fffb2c2e000 rw-p 00000000 00:00 0   [stack]       7fffb2d48000-7fffb2d49000 r-xp 00000000 00:00 0   [vdso]

address字段表示进程中内存映射占据的地址空间，格式为十六进制的BeginAddress-EndAddress。
perms字段表示权限，共四个字符，依次为rwxs或rwxp，其中r为read，w为write，x为execute，s为shared，p为private，对应位置没有权限时用一个短横线代替。
offset字段表示内存映射地址在文件中的字节偏移量。
dev字段表示device，格式为major:minor。
inode字段表示对应device的inode，0表示内存映射区域没有关联的inode，如未初始化的BSS数据段就是这种情况。
pathname字段用于内存映射的文件，对于ELF格式的文件来说，可以通过命令readelf -l查看ELF程序头部的Offset字段，与maps文件的offset字段作对比。pathname可能为空，表示匿名映射，这种情况下难以调试进程，如gdb、strace等命令。除了正常的文件路径之外，pathname还可能是下面的值：

[stack]    初始进程（主线程）的stack[stack:<tid>]    线程ID为tid的stack[vdso]    Virtual Dynamically linked Shared Object[heap]    进程的heap

3、proc-pid-smaps

smaps文件内容的格式如下：

                      00400000-0048a000 r-xp 00000000 fd:03 960637       /bin/bash                      Size:                552 kB                      Rss:                 460 kB                      Pss:                 100 kB                      Shared_Clean:        452 kB                      Shared_Dirty:          0 kB                      Private_Clean:         8 kB                      Private_Dirty:         0 kB                      Referenced:          460 kB                      Anonymous:             0 kB                      AnonHugePages:         0 kB                      Swap:                  0 kB                      KernelPageSize:        4 kB                      MMUPageSize:           4 kB                      Locked:                0 kB

第一行内容同maps文件，剩下的是各种类型的内存映射大小，其中Rss表示当前常驻在RAM中的内存，Pss表示进程按比例共享的内存。

4、proc-pid-status

status文件内容的格式如下（查看当前shell命令所在进程的信息）：

                  $ cat /proc/$$/status                  Name:   bash                  State:  S (sleeping)                  Tgid:   3515                  Pid:    3515                  PPid:   3452                  TracerPid:      0                  Uid:    1000    1000    1000    1000                  Gid:    100     100     100     100                  FDSize: 256                  Groups: 16 33 100                  VmPeak:     9136 kB                  VmSize:     7896 kB                  VmLck:         0 kB                  VmPin:         0 kB                  VmHWM:      7572 kB                  VmRSS:      6316 kB                  VmData:     5224 kB                  VmStk:        88 kB                  VmExe:       572 kB                  VmLib:      1708 kB                  VmPMD:         4 kB                  VmPTE:        20 kB                  VmSwap:        0 kB                  Threads:        1                  SigQ:   0/3067                  SigPnd: 0000000000000000                  ShdPnd: 0000000000000000                  SigBlk: 0000000000010000                  SigIgn: 0000000000384004                  SigCgt: 000000004b813efb                  CapInh: 0000000000000000                  CapPrm: 0000000000000000                  CapEff: 0000000000000000                  CapBnd: ffffffffffffffff                  CapAmb:   0000000000000000                  Seccomp:        0                  Cpus_allowed:   00000001                  Cpus_allowed_list:      0                  Mems_allowed:   1                  Mems_allowed_list:      0                  voluntary_ctxt_switches:        150                  nonvoluntary_ctxt_switches:     545

5、bus目录

/proc/bus，目录，已安装的总线。
/proc/bus/pccard
/proc/bus/pccard/drivers
/proc/bus/pci
/proc/bus/pci/devices

6、net目录

/proc/net，目录，网络伪文件系统相关。
/proc/net/arp
/proc/net/dev
/proc/net/dev_mcast
/proc/net/igmp
/proc/net/rarp
/proc/net/raw
/proc/net/snmp
/proc/net/tcp
/proc/net/udp
/proc/net/unix
/proc/net/netfilter/nfnetlink_queue

7、sys目录

/proc/sys，目录，系统变量相关信息，详细如下。
/proc/sys/abi
/proc/sys/debug
/proc/sys/dev
/proc/sys/fs
/proc/sys/fs/binfmt_misc
/proc/sys/fs/dentry-state
/proc/sys/fs/dir-notify-enable
/proc/sys/fs/dquot-max
/proc/sys/fs/dquot-nr
/proc/sys/fs/epoll
/proc/sys/fs/file-max
/proc/sys/fs/file-nr
/proc/sys/fs/inode-max
/proc/sys/fs/inode-nr
/proc/sys/fs/inode-state
/proc/sys/fs/inotify
/proc/sys/fs/lease-break-time
/proc/sys/fs/leases-enable
/proc/sys/fs/mqueue
/proc/sys/fs/nr_open
/proc/sys/fs/overflowgid
/proc/sys/fs/overflowuid
/proc/sys/fs/pipe-max-size
/proc/sys/fs/protected_hardlinks
/proc/sys/fs/protected_symlinks
/proc/sys/fs/suid_dumpable
/proc/sys/fs/super-max
/proc/sys/fs/super-nr
/proc/sys/kernel
/proc/sys/kernel/acct
/proc/sys/kernel/auto_msgmni
/proc/sys/kernel/cap_last_cap
/proc/sys/kernel/cap-bound
/proc/sys/kernel/core_pattern
/proc/sys/kernel/core_uses_pid
/proc/sys/kernel/ctrl-alt-del
/proc/sys/kernel/dmesg_restrict
/proc/sys/kernel/domainname
/proc/sys/kernel/hostname
/proc/sys/kernel/hotplug
/proc/sys/kernel/htab-reclaim
/proc/sys/kernel/kptr_restrict
/proc/sys/kernel/l2cr
/proc/sys/kernel/modprobe
/proc/sys/kernel/modules_disabled
/proc/sys/kernel/msgmax
/proc/sys/kernel/msgmni
/proc/sys/kernel/msgmnb
/proc/sys/kernel/ngroups_max
/proc/sys/kernel/ostype
/proc/sys/kernel/osrelease
/proc/sys/kernel/overflowgid
/proc/sys/kernel/overflowuid
/proc/sys/kernel/panic
/proc/sys/kernel/panic_on_oops
/proc/sys/kernel/pid_max
/proc/sys/kernel/powersave-nap
/proc/sys/kernel/printk
/proc/sys/kernel/pty
/proc/sys/kernel/pty/max
/proc/sys/kernel/pty/nr
/proc/sys/kernel/random
/proc/sys/kernel/random/uuid
/proc/sys/kernel/randomize_va_space
/proc/sys/kernel/real-root-dev
/proc/sys/kernel/reboot-cmd
/proc/sys/kernel/rtsig-max
/proc/sys/kernel/rtsig-nr
/proc/sys/kernel/sched_rr_timeslice_ms
/proc/sys/kernel/sched_rt_period_us
/proc/sys/kernel/sched_rt_period_us
/proc/sys/kernel/sem
/proc/sys/kernel/sg-big-buff
/proc/sys/kernel/shm_rmid_forced
/proc/sys/kernel/shmall
/proc/sys/kernel/shmmax
/proc/sys/kernel/shmmni
/proc/sys/kernel/sysctl_writes_strict
/proc/sys/kernel/sysrq
/proc/sys/kernel/version
/proc/sys/kernel/threads-max
/proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope
/proc/sys/kernel/zero-paged
/proc/sys/net
/proc/sys/net/core/bpf_jit_enable
/proc/sys/net/core/somaxconn
/proc/sys/proc
/proc/sys/sunrpc
/proc/sys/vm
/proc/sys/vm/compact_memory
/proc/sys/vm/drop_caches
/proc/sys/vm/legacy_va_layout
/proc/sys/vm/memory_failure_early_kill
/proc/sys/vm/memory_failure_recovery
/proc/sys/vm/oom_dump_tasks
/proc/sys/vm/oom_kill_allocating_task
/proc/sys/vm/overcommit_kbytes
/proc/sys/vm/overcommit_memory
/proc/sys/vm/overcommit_ratio
/proc/sys/vm/panic_on_oom
/proc/sys/vm/swappiness

N、其它

/proc/apm，文件，apm即Advanced Power Management，需要配置CONFIG_APM。
/proc/buddyinfo，文件，用于诊断内存碎片问题。
/proc/cmdline，文件，系统启动时传递给Linux内核的参数，如lilo、grub等boot管理模块。
/proc/config.gz，文件，内核编译配置选项，需要配置CONFIG_IKCONFIG_PROC。
/proc/crypto，文件，内核加密API提供的加密列表。
/proc/cpuinfo，文件，CPU和系统架构信息，lscpu命令使用这个文件。
/proc/devices，文件，设备相关信息。
/proc/diskstats，文件，磁盘状态。
/proc/dma，文件，dma即Direct Memory Access。
/proc/driver/rtc，文件，系统运行时配置。
/proc/execdomains，文件，执行域列表。
/proc/fb，文件，Frame Buffer信息，需要配置CONFIG_FB。
/proc/filesystems，文件，内核支持的文件系统类型（man filesystems）。
/proc/fs，目录，挂载的文件系统信息。
/proc/ide，目录，用于IDE接口。
/proc/interrupts，文件，每个CPU每个IO的中断信息。
/proc/iomem，文件，IO内存映射信息。
/proc/ioports，文件，IO端口信息。
/proc/kallsyms，文件，用于动态链接和和模块绑定的符号定义。
/proc/kcore，文件，系统中ELF格式的物理内存。
/proc/kmsg，文件，内核信息，dmsg命令使用这个文件。
/proc/kpagecount，文件，每个物理页帧映射的次数，需要配置CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR。
/proc/kpageflags，文件，每个物理页帧的掩码，需要配置CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR。
/proc/ksyms，文件，同kallsyms。
/proc/loadavg，文件，工作负荷。
/proc/locks，文件，当前文件锁的状态。
/proc/malloc，文件，需要配置CONFIG_DEBUG_MALLOC。
/proc/meminfo，文件，系统内存使用统计，free命令使用了这个文件。
/proc/modules，文件，系统加载的模块信息，相关命令为lsmod。
/proc/mounts，文件，链接到了/self/mounts。
/proc/mtrr，文件，Memory Type Range Registers。
/proc/partitions，文件，分区信息。
/proc/pci，文件，PCI接口设备。
/proc/profile，文件，用于readprofile命令作性能分析。
/proc/scsi，目录，SCSI接口设备。
/proc/scsi/scsi
/proc/scsi/[drivername]
/proc/self，目录，链接到了当前进程所在的目录。
/proc/slabinfo，文件，内核缓存信息，需要配置CONFIG_SLAB。
/proc/stat，文件，系统信息统计。
/proc/swaps，文件，使用的交换空间。
/proc/sysrq-trigger，文件，可写，触发系统调用。
/proc/sysvipc，目录，包括msg、sem、shm三个文件，为System V IPC对象。
/proc/thread-self，文件，链接到了当前进程下的task目录中的线程文件。
/proc/timer_list，文件，还在运行着的定时器列表。
/proc/timer_stats，文件，定时器状态。
/proc/tty，目录，tty设备相关。
/proc/uptime，文件，系统更新时间和进程空闲时间。
/proc/version，文件，内核版本信息。
/proc/vmstat，文件，内存统计信息，以键值对形式显示。
/proc/zoneinfo，文件，内存区块信息，用于分析虚拟内存的行为。