linux proc文件系统学习

录:

• /proc --- 一个虚拟文件系统
• 加载 proc 文件系统
• 察看 /proc 的文件
• 得到有用的系统/内核信息
• 有关运行中的进程的信息
• 通过 /proc 与内核交互
• 结论
• 参考文献

摘要:

Linux 内核提供了一种通过 /proc 文件系统，在运行时访问内核内部数据结构、改变内核设置的机制。尽管在各种硬件平台上的 Linux 系统的 /proc 文件系统的基本概念都是相同的，但本文只讨论基于 intel x86 架构的 Linux /proc 文件系统。

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一./proc --- 一个虚拟文件系统

/proc 文件系统是一种内核和内核模块用来向进程 (process) 发送信息的机制 (所以叫做 /proc)。这个伪文件系统让你可以和内核内部数据结构进行交互，获取 有关进程的有用信息，在运行中 (on the fly) 改变设置 (通过改变内核参数)。 与其他文件系统不同，/proc 存在于内存之中而不是硬盘上。如果你察看文件 /proc/mounts (和 mount 命令一样列出所有已经加载的文件系统)，你会看到其中 一行是这样的：

grep proc /proc/mounts /proc /proc proc rw 0 0

/proc 由内核控制，没有承载 /proc 的设备。因为 /proc 主要存放由内核控制的状态信息，所以大部分这些信息的逻辑位置位于内核控制的内存。对 /proc 进行一次 'ls -l' 可以看到大部分文件都是 0 字节大的；不过察看这些文件的时候，确实可以看到一些信息。这怎么可能？这是因为 /proc 文件系统和其他常规的文件系统一样把自己注册到虚拟文件系统层 (VFS) 了。然而，直到当 VFS 调用它，请求文件、目录的 i-node 的时候，/proc 文件系统才根据内核中的信息建立相应的文件和目录。

二.加载 proc 文件系统

如果系统中还没有加载 proc 文件系统，可以通过如下命令加载 proc 文件系统：

mount -t proc proc /proc

上述命令将成功加载你的 proc 文件系统。更多细节请阅读 mount 命令的 man page。

三.察看 /proc 的文件

/proc 的文件可以用于访问有关内核的状态、计算机的属性、正在运行的进程的状态等信息。大部分 /proc 中的文件和目录提供系统物理环境最新的信息。尽管 /proc 中的文件是虚拟的，但它们仍可以使用任何文件编辑器或像'more', 'less'或 'cat'这样的程序来查看。当编辑程序试图打开一个虚拟文件时，这个文件就通过内核中的信息被凭空地 (on the fly) 创建了。这是一些我从我的系统中得到的一些有趣结果：

$ ls -l /proc/cpuinfo -r--r--r-- 1 root root 0 Dec 25 11:01 /proc/cpuinfo $ file /proc/cpuinfo /proc/cpuinfo: empty $ cat /proc/cpuinfo processor : 0 vendor_id : GenuineIntel cpu family : 6 model : 8 model name : Pentium III (Coppermine) stepping : 6 cpu MHz : 1000.119 cache size : 256 KB fdiv_bug : no hlt_bug : no sep_bug : no f00f_bug : no coma_bug : no fpu : yes fpu_exception : yes cpuid level : 2 wp : yes flags : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 mmx fxsr xmm bogomips : 1998.85 processor : 3 vendor_id : GenuineIntel cpu family : 6 model : 8 model name : Pentium III (Coppermine) stepping : 6 cpu MHz : 1000.119 cache size : 256 KB fdiv_bug : no hlt_bug : no sep_bug : no f00f_bug : no coma_bug : no fpu : yes fpu_exception : yes cpuid level : 2 wp : yes flags : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 mmx fxsr xmm bogomips : 1992.29
这是一个从双 CPU 的系统中得到的结果，上述大部分的信息十分清楚地给出了这个系统的有用的硬件信息。有些 /proc 的文件是经过编码的，不同的工具可以被用来解释这些编码过的信息并输出成可读的形式。这样的工具包括：'top', 'ps', 'apm' 等。

四.得到有用的系统/内核信息

proc 文件系统可以被用于收集有用的关于系统和运行中的内核的信息。下面是一些重要的文件：

• /proc/cpuinfo - CPU 的信息 (型号, 家族, 缓存大小等)
• /proc/meminfo - 物理内存、交换空间等的信息
• /proc/mounts - 已加载的文件系统的列表
• /proc/devices - 可用设备的列表
• /proc/filesystems - 被支持的文件系统
• /proc/modules - 已加载的模块
• /proc/version - 内核版本
• /proc/cmdline - 系统启动时输入的内核命令行参数

proc 中的文件远不止上面列出的这么多。想要进一步了解的读者可以对 /proc 的每一个文件都'more'一下或读参考文献[1]获取更多的有关 /proc 目录中的文件的信息。我建议使用'more'而不是'cat'，除非你知道这个文件很小，因为有些文件 (比如 kcore) 可能会非常长。

五.有关运行中的进程的信息

/proc 文件系统可以用于获取运行中的进程的信息。在 /proc 中有一些编号的子目录。每个编号的目录对应一个进程 id (PID)。这样，每一个运行中的进程 /proc 中都有一个用它的 PID 命名的目录。这些子目录中包含可以提供有关进程的状态和环境的重要细节信息的文件。让我们试着查找一个运行中的进程。

$ ps -aef | grep mozilla root 32558 32425 8 22:53 pts/1 00:01:23 /usr/bin/mozilla 上述命令显示有一个正在运行的 mozilla 进程的 PID 是 32558。相对应的，/proc 中应该有一个名叫 32558 的目录$ ls -l /proc/32558 total 0 -r--r--r-- 1 root root 0 Dec 25 22:59 cmdline -r--r--r-- 1 root root 0 Dec 25 22:59 cpu lrwxrwxrwx 1 root root 0 Dec 25 22:59 cwd -> /proc/ -r-------- 1 root root 0 Dec 25 22:59 environ lrwxrwxrwx 1 root root 0 Dec 25 22:59 exe -> /usr/bin/mozilla* dr-x------ 2 root root 0 Dec 25 22:59 fd/ -r--r--r-- 1 root root 0 Dec 25 22:59 maps -rw------- 1 root root 0 Dec 25 22:59 mem -r--r--r-- 1 root root 0 Dec 25 22:59 mounts lrwxrwxrwx 1 root root 0 Dec 25 22:59 root -> // -r--r--r-- 1 root root 0 Dec 25 22:59 stat -r--r--r-- 1 root root 0 Dec 25 22:59 statm -r--r--r-- 1 root root 0 Dec 25 22:59 status 文件 "cmdline" 包含启动进程时调用的命令行。"envir" 进程的环境变量。 "status" 是进程的状态信息，包括启动进程的用户的用户ID (UID) 和组ID(GID) ，父进程ID (PPID)，还有进程当前的状态，比如"Sleelping"和"Running"。每个进程的目录都有几个符号链接，"cwd"是指向进程当前工作目录的符号链接，"exe"指向运行进程的可执行程序，"root"指向被这个进程看作是根目录的目录 (通常是"/")。目录"fd"包含指向进程使用的文件描述符的链接。 "cpu"仅在运行 SMP 内核时出现，里面是按 CPU 划分的进程时间。

/proc/self 是一个有趣的子目录，它使得程序可以方便地使用 /proc 查找本进程地信息。/proc/self 是一个链接到 /proc 中访问 /proc 的进程所对应的 PID 的目录的符号链接。

六.通过 /proc 与内核交互

上面讨论的大部分 /proc 的文件是只读的。而实际上 /proc 文件系统通过 /proc 中可读写的文件提供了对内核的交互机制。写这些文件可以改变内核的状态，因而要慎重改动这些文件。/proc/sys 目录存放所有可读写的文件的目录，可以被用于改变内核行为。

/proc/sys/kernel - 这个目录包含反通用内核行为的信息。 /proc/sys/kernel/{domainname, hostname} 存放着机器/网络的域名和主机名。这些文件可以用于修改这些名字。

$ hostname machinename.domainname.com $ cat /proc/sys/kernel/domainname domainname.com $ cat /proc/sys/kernel/hostname machinename $ echo "new-machinename" > /proc/sys/kernel/hostname $ hostname new-machinename.domainname.com 这样，通过修改 /proc 文件系统中的文件，我们可以修改主机名。很多其他可配置的文件存在于 /proc/sys/kernel/。这里不可能列出所有这些文件，读者可以自己去这个目录查看以得到更多细节信息。
另一个可配置的目录是 /proc/sys/net。这个目录中的文件可以用于修改机器/网络的网络属性。比如，简单修改一个文件，你可以在网络上瘾藏匿的计算机。 $ echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all 这将在网络上瘾藏你的机器，因为它不响应 icmp_echo。主机将不会响应其他主机发出的 ping 查询。 $ ping machinename.domainname.com no answer from machinename.domainname.com 要改回缺省设置，只要 $ echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all /proc/sys 下还有许多其它可以用于改变内核属性。读者可以通过参考文献 [1], [2] 获取更多信息。

结论

/proc 文件系统提供了一个基于文件的 Linux 内部(核??)接口。它可以用于确定系统的各种不同设备和进程的状态,对他们进行配置。理解和应用有关这个文件系统的知识是理解你的 Linux 系统的关键。

参考文献

• [1] 有关Linux proc 文件系统的文档位于: /usr/src/linux/Documentation/filesystems/proc.txt
• [2] RedHat Guide: The /proc File System: http://www.redhat.com/docs/manuals/linux/RHL-7.3-Manual/ref-guide/ch-proc.html

 

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什么是proc文件系统？

proc文件系统是一个伪文件系统，它只存在内存当中，而不占用外存空间。它以文件系统的方式为访问系统内核数据的操作提供接口。用户和应用程序可以通过proc得到系统的信息，并可以改变内核的某些参数。由于系统的信息，如进程，是动态改变的，所以用户或应用程序读取proc文件时，proc文件系统是动态从系统内核读出所需信息并提交的。它的目录结构如下：

目录名称 目录内容

apm 高级电源管理信息

cmdline 内核命令行

Cpuinfo 关于Cpu信息

Devices 可以用到的设备（块设备/字符设备）

Dma 使用的DMA通道

Filesystems 支持的文件系统

Interrupts 中断的使用

Ioports I/O端口的使用

Kcore 内核核心印象

Kmsg 内核消息

Ksyms 内核符号表

Loadavg 负载均衡

Locks 内核锁

Meminfo 内存信息

Misc 杂项

Modules 加载模块列表

Mounts 加载的文件系统

Partitions 系统识别的分区表

Rtc 实时时钟

Slabinfo Slab池信息

Stat 全面统计状态表

Swaps 对换空间的利用情况

Version 内核版本

Uptime 系统正常运行时间

并不是所有这些目录在你的系统中都有，这取决于你的内核配置和装载的模块。另外，在/proc下还有三个很重要的目录：net，scsi和sys。 Sys目录是可写的，可以通过它来访问或修改内核的参数（见下一部分），而net和scsi则依赖于内核配置。例如，如果系统不支持scsi，则scsi 目录不存在。

除了以上介绍的这些，还有的是一些以数字命名的目录，它们是进程目录。系统中当前运行的每一个进程都有对应的一个目录在/proc下，以进程的 PID号为目录名，它们是读取进程信息的接口。而self目录则是读取进程本身的信息接口，是一个link。Proc文件系统的名字就是由之而起。进程目录的结构如下：

目录名称 目录内容

Cmdline 命令行参数

Environ 环境变量值

Fd 一个包含所有文件描述符的目录

Mem 进程的内存被利用情况

Stat 进程状态

Status 进程当前状态，以可读的方式显示出来

Cwd 当前工作目录的链接

Exe 指向该进程的执行命令文件

Maps 内存映象

Statm 进程内存状态信息

Root 链接此进程的root目录

用户如果要查看系统信息，可以用cat命令。例如：

# cat /proc/interrupts

CPU0

0: 8728810 XT-PIC timer

1: 895 XT-PIC keyboard

2: 0 XT-PIC cascade

3: 531695 XT-PIC aha152x

4: 2014133 XT-PIC serial

5: 44401 XT-PIC pcnet_cs

8: 2 XT-PIC rtc

11: 8 XT-PIC i82365

12: 182918 XT-PIC Mouse

13: 1 XT-PIC fpu PS/2

14: 1232265 XT-PIC ide0

15: 7 XT-PIC ide1

NMI: 0

用户还可以实现修改内核参数。在/proc文件系统中有一个有趣的目录：/proc/sys。它不仅提供了内核信息，而且可以通过它修改内核参数，来优化你的系统。但是你必须很小心，因为可能会造成系统崩溃。最好是先找一台无关紧要的机子，调试成功后再应用到你的系统上。

要改变内核的参数，只要用vi编辑或echo参数重定向到文件中即可。下面有一个例子：

# cat /proc/sys/fs/file-max

4096

# echo 8192 > /proc/sys/fs/file-max

# cat /proc/sys/fs/file-max

8192

如果你优化了参数，则可以把它们写成添加到文件rc.local中，使它在系统启动时自动完成修改。

/proc文件系统中网络参数

在/proc/sys/net/ipv4/目录下，包含的是和tcp/ip协议相关的各种参数，下面我们就对这些网络参数加以详细的说明。

ip_forward 参数类型：BOOLEAN

0 - 关闭(默认值)

not 0 - 打开ip转发

在网络本地接口之间转发数据报。该参数非常特殊，对该参数的修改将导致其它所有相关配置参数恢复其默认值(对于主机参阅RFC1122，对于路由器参见RFC1812)

ip_default_ttl 参数类型：INTEGER

默认值为 64 。表示IP数据报的Time To Live值。

ip_no_pmtu_disc 参数类型：BOOLEAN

关闭路径MTU探测，默认值为FALSE

ipfrag_high_thresh 参数类型：整型

用来组装分段的IP包的最大内存量。当ipfrag_high_thresh数量的内存被分配来用来组装IP包，则IP分片处理器将丢弃数据报直到ipfrag_low_thresh数量的内存被用来组装IP包。

ipfrag_low_thresh 参数类型：整型

参见ipfrag_high_thresh。

ipfrag_time 参数类型：整型

保存一个IP分片在内存中的时间。

inet_peer_threshold 参数类型：整型

INET对端存储器某个合适值，当超过该阀值条目将被丢弃。该阀值同样决定生存时间以及废物收集通过的时间间隔。条目越多﹐存活期越低﹐GC 间隔越短

inet_peer_minttl 参数类型：整型

条目的最低存活期。在重组端必须要有足够的碎片(fragment)存活期。这个最低存活期必须保证缓冲池容积是否少于 inet_peer_threshold。该值以 jiffies为单位测量。

 

 

 

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最近在学linux /proc文件系统的相关内容，特地挑选几篇网上优秀的相关文章如下：
1.理解/proc文件系统
http://linux.chinaunix.net/doc/2004-10-05/16.shtml
2.什么是/proc文件系统
http://blog.chinaunix.net/u1/55764/showart_1101797.html
3.使用/proc文件系统来访问Linux内核的内容
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-proc.html
4.linux /proc文件系统操作指南
http://www.lupaworld.com/22802/viewspace_42440.html
5.linux /proc文件系统
http://man.chinaunix.net/linux/mandrake/101/zh_cn/Command-Line.html/ch10s01.html
6.Linux内核模块编程/proc 文件系统
http://www.itfensi.com/soft/linux/dev/11674075331844.html
7.linux /proc文件系统编程
http://www.clinux.org/node/28004
http://linux.sheup.com/linux/linux28.htm
8./proc文件系统分析（二）
http://www.linuxforum.net/forum/showflat.php?Cat=&Board=linuxK&Number=200166&page=82&view=collapsed&sb=5&o=all
9./proc文件系统分析（四）
http://www.linuxforum.net/forum/showflat.php?Cat=&Board=linuxK&Number=200168&page=82&view=collapsed&
10./proc文件系统5大功能
http://www.builder.com.cn/2004/0212/106646.shtml
11./proc目录详解
http://blog.csdn.net/ne2000/archive/2005/12/09/548009.aspx
在此感谢以上文章的作者！