proc - 进程信息伪文件系统

Posted 2022-02-17 fanweisheng

描述

/proc 是一个伪文件系统, 被用作内核数据结构的接口, 而不仅仅是解释说明 /dev/kmem. /proc里的大多数文件都是只读的, 但也可以通过写一些文件来改变内核变量.

下面对整个 /proc 目录作一个大略的介绍.

 

[number]

在 /proc 目录里, 每个正在运行的进程都有一个以该进程 ID 命名的子目录, 其下包括如下的目录和伪文件.

cmdline

该文件保存了进程的完整命令行. 如果该进程已经被交换出内存, 或者该进程已经僵死, 那么就没有任何东西在该文件里, 这时候对该文件的读操作将返回零个字符. 该文件以空字符 null 而不是换行符作为结束标志.

cwd

一个符号连接, 指向进程当前的工作目录. 例如, 要找出进程 20 的 cwd, 你可以:

cd /proc/20/cwd; /bin/pwd

请注意 pwd 命令通常是 shell 内置的, 在这样的情况下可能工作得不是很好.

 

environ

该文件保存进程的环境变量, 各项之间以空字符分隔, 结尾也可能是一个空字符. 因此, 如果要输出进程 1 的环境变量, 你应该:

(cat /proc/1/environ; echo) | tr ";\000"; ";\n";

(至于为什么想要这么做, 请参阅 lilo(8).)

exe

也是一个符号连接, 指向被执行的二进制代码.

在 Linux 2.0 或者更早的版本下, 对 exe 特殊文件的 readlink(2) 返回一个如下格式的字符串:

[设备号]:节点号

举个例子, [0301]:1502 就是某设备的 1502 节点, 该设备的主设备号为 03 (如 IDE, MFM 等驱动器), 从设备号为 01 (第一个驱动器的第一分区).

而在 Linux 2.2 下, readlink(2) 则给出命令的实际路径名.

另外, 该符号连接也可以正常析引用(试图打开 exe 文件实际上将打开一个可执行文件). 你甚至可以键入 /proc/[number]/exe 来运行 [number] 进程的副本.

带 -inum 选项的 find(1) 命令可以定位该文件.

fd

进程所打开的每个文件都有一个符号连接在该子目录里, 以文件描述符命名, 这个名字实际上是指向真正的文件的符号连接，（和 exe 记录一样）．例如, 0 是标准输入, 1 是标准输出, 2 是标准错误, 等等.

程序有时可能想要读取一个文件却不想要标准输入，或者想写到一个文件却不想将输出送到标准输出去，那么就可以很有效地用如下的办法骗过(假定 -i 是输入文件的标志, 而 -o 是输出文件的标志):

foobar -i /proc/self/fd/0 -o /proc/self/fd/1 ...

这样就是一个能运转的过滤器. 请注意该方法不能用来在文件里搜索, 这是因为 fd 目录里的文件是不可搜索的.

在 UNIX 类的系统下, /proc/self/fd/N 基本上就与 /dev/fd/N 相同. 实际上, 大多数的 Linux MAKEDEV 脚本都将 /dev/fd 符号连接到 [..]/proc/self/fd 上.

maps

该文件包含当前的映象内存区及他们的访问许可.

格式如下:

address           perms offset   dev   inode
00000000-0002f000 r-x-- 00000400 03:03 1401
0002f000-00032000 rwx-p 0002f400 03:03 1401
00032000-0005b000 rwx-p 00000000 00:00 0
60000000-60098000 rwx-p 00000400 03:03 215
60098000-600c7000 rwx-p 00000000 00:00 0
bfffa000-c0000000 rwx-p 00000000 00:00 0

address 是进程所占据的地址空间, perms 是权限集:

r = read
w = write
x = execute
s = shared
p = private (copy on write)

offset 是文件或者别的什么的偏移量, dev 是设备号(主设备号:从设备号), 而 inode 则是设备的节点号. 0 表明没有节点与内存相对应, 就象 bss 的情形.

在 Linux 2.2 下还增加了一个域给可用的路径名.

mem

该文件并不是 mem (1:1) 设备, 尽管它们有相同的设备号. /dev/mem 设备是做任何地址转换之前的物理内存, 而这里的 mem 文件是访问它的进程的内存.目前这个 mem 还不能 mmap(2) （内存映射）出去，而且可能一直要等到内核中增加了一个通用的 mmap(2) 以后才能实现． (也许在你读本手册页时这一切已经发生了)

mmap

mmap(2) 做的 maps 映射目录，是和 exe, fd/* 等类似的符号连接. 请注意 maps 包含了比 /proc/*/mmap 更多的信息, 所以应该废弃 mmap.

";0"; 通常指 libc.so.4.

在 linux 内核 1.1.40 里, /proc/*/mmap 被取消了. (现在是 真的 废弃不用了!)

root

依靠系统调用 chroot(2), unix 和 linux 可以让每个进程有各自的文件系统根目录. 由 chroot(2) 系统调用设置．根指向文件系统的根，性质就象 exe, fd/* 等一样．

stat

进程状态信息, 被命令 ps(1) 使用.

现将该文件里各域, 以及他们的 scanf(3) 格式说明符, 按顺序分述如下:

pid %d

进程标识．

comm %s

可执行文件的文件名, 包括路径. 该文件是否可见取决于该文件是否已被交换出内存.

state %c

";RSDZT"; 中的一个, R 是正在运行, S 是在可中断的就绪态中睡眠, D 是在不可中断的等待或交换态中睡眠, Z 是僵死, T 是被跟踪或被停止(由于收到信号).

ppid %d

父进程 PID.

pgrp %d

进程的进程组 ID.

session %d

进程的会话 ID.

tty %d

进程所使用终端.

tpgid %d

当前拥有该进程所连接终端的进程所在的进程组 ID.

flags %u

进程标志. 目前每个标志都设了数学位, 所以输出里就不包括该位. crt0.s 检查数学仿真这可能是一个臭虫, 因为不是每个进程都是用 c 编译的程序. 数学位应该是十进制的 4, 而跟踪位应该是十进制的 10.

minflt %u

进程所导致的小错误（minor faults）数目, 这样的小错误（minor faults）不需要从磁盘重新载入一个内存页.

cminflt %u

进程及其子进程所导致的小错误（minor faults）数目.

majflt %u

进程所导致的大错误（major faults）数目, 这样的大错误（major faults）需要重新载入内存页.

cmajflt %u

进程及其子进程所导致的大错误（major faults）数目.

utime %d

进程被调度进用户态的时间(以 jiffy 为单位, 1 jiffy=1/100 秒，另外不同硬件体系略有不同).

stime %d

进程被调度进内核态的时间, 以 jiffy 为单位.

cutime %d

进程及其子进程被调度进用户态的时间, 以 jiffy 为单位.

cstime %d

进程及其子进程被调度进内核态的时间, 以 jiffy 为单位.

counter %d

如果进程不是当前正在运行的进程, 就是进程在下个时间片当前可以拥有的最大时间, 以 jiffy 为单位. 如果进程是当前正在运行的进程, 就是当前时间片中所剩下 jiffy 数目.

priority %d

标准优先数只再加上 15, 在内核里该值总是正的.

timeout %u

当前至进程的下一次间歇时间, 以 jiffy 为单位.

itrealvalue %u

由于计时间隔导致的下一个 SIGALRM 发送进程的时延，以 jiffy 为单位.

starttime %d

进程自系统启动以来的开始时间, 以 jiffy 为单位.

vsize %u

虚拟内存大小.

rss %u

Resident Set Size（驻留大小）: 进程所占用的真实内存大小, 以页为单位, 为便于管理而减去了 3. rss 只包括正文, 数据以及堆栈的空间, 但不包括尚未要求装入内存的或已被交换出去的.

rlim %u

当前进程的 rss 限制, 以字节为单位, 通常为 2,147,483,647.

startcode %u

正文部分地址下限.

endcode %u

正文部分地址上限.

startstack %u

堆栈开始地址.

kstkesp %u

esp(32 位堆栈指针) 的当前值, 与在进程的内核堆栈页得到的一致.

kstkeip %u

EIP(32 位指令指针)的当前值.

signal %d

待处理信号的 bitmap(通常为 0).

blocked %d

被阻塞信号的 bitmap(对 shell 通常是 0, 2)．

sigignore %d

被忽略信号的 bitmap.

sigcatch %d

被俘获信号的 bitmap.

wchan %u

进程在其中等待的通道, 实际是一个系统调用的地址. 如果你需要文本格式的, 也可以在名字列表中找到. (如果有最新版本的 /etc/psdatabase, 你可以在 ps -l 的结果中的 WCHAN 域看到)

 

cpuinfo

保存了CPU 以及体系架构依赖条目的列表. 对于不同的系统架构有不同的列表, 共有的两项是 cpu 和 BogoMIPS, cpu 可能是当前在用的 CPU, 而 BogoMIPS 则是内核初始化时计算出的一个系统常数.

devices

主设备号及设备组的列表, 文本格式. MAKEDEV 脚本使用该文件来维持内核的一致性.

dma

一个列表, 指出正在使用的ISA DMA (直接内存访问)通道.

filesystems

以文本格式列出了被编译进内核的文件系统. 当没有给 mount(1) 指明哪个文件系统的时候, mount(1) 就依靠该文件遍历不同的文件系统.

interrupts

该文件以 ASCII 格式记录了（至少是在 i386 体系上的）每次 IRQ 的中断数目.

ioports

该文件列出了当前在用的已注册 I/O 端口范围.

kcore

该伪文件以 core 文件格式给出了系统的物理内存映象, 再利用未卸载的内核 (/usr/src/linux/tools/zSystem), 我们就可以用 GDB 查探当前内核的任意数据结构.

该文件的总长度是物理内存 (RAM) 的大小再加上 4KB.

kmsg

可以用该文件取代系统调用 syslog(2) 来记录内核信息. 但是读该文件需要超级用户权限, 并且一次只能有一个进程可以读该文件, 因而如果一个使用了 syslog(2) 系统调用功能来记录内核信息的系统日志进程正在运行的话, 别的进程就不能再去读该伪文件了.

该文件的内容可以用 dmesg(8) 来察看.

ksyms

该文件保存了内核输出的符号定义, modules(X) 使用该文件动态地连接和捆绑可装载的模块.

loadavg

平均负载数给出了在过去的 1, 5, 15 分钟里在运行队列里的任务数, 与 uptime(1) 等命令的结果相同.

locks

这个文件显示当前文件锁．

malloc

只有在编译时定义了 CONFIGDEBUGMALLOC 才会有该文件．

meminfo

free(1) 利用该文件来给出系统总的空闲内存和已用内存 (包括物理内存和交换内存), 以及内核所使用的共享内存和缓冲区.

该文件与 free(1) 格式相同, 但是以字节为单位而不是 KB.

modules

列出了系统已载入的模块, 文本格式.

net

该子目录包括多个 ASCII 格式的网络伪文件, 描述了网络层的部分情况. 可以用 cat 来察看这些文件, 但标准的 netstat(8) 命令组更清晰地给出了这些文件的信息.

arp

该文件以 ASCII 格式保存了内核 ARP 表, 用于地址解析, 包括静态和动态 arp 数据. 文件格式如下:

IP address       HW type     Flags       HW address
10.11.100.129    0x1         0x6         00:20:8A:00:0C:5A
10.11.100.5      0x1         0x2         00:C0:EA:00:00:4E
44.131.10.6      0x3         0x2         GW4PTS

其中 ‘IP address‘ 是机器的 IPv4 地址; ‘HW type‘ 是地址的硬件类型, 遵循 RFC 826; flags 是 ARP 结构的内部标志, 在 /usr/include/linux/if_arp.h 中定义; ‘HW address‘ 是该 IP 地址的物理层映射(如果知道的话).

dev

该伪文件包含网络设备状态信息, 给出了发送和收到的包的数目, 错误和冲突的数目, 以及别的一些基本统计数据. ifconfig(8) 利用了该文件来报告网络设备状态. 文件格式如下:

Inter-|   Receive                  |   Transmit
face |packets errs drop fifo frame|packets errs drop fifo colls carrier
lo:      0    0    0    0    0     2353    0    0    0     0    0
eth0: 644324    1    0    0    1   563770    0    0    0   581    0

ipx

无信息.

ipx_route

无信息.

rarp

该文件具有和 arp 同样的格式, 包含当前的逆向地址映射数据. rarp(8) 利用这些数据来作逆向地址查询服务. 只有将 RARP 配置进内核, 该文件才存在.

raw

该文件保存了 RAW 套接字表, 大部分信息除用于调试以外没有什么用. 包括本地地址和协议号对; "St" 是套接字的内部状态; tx_queue 和 rx_queue 是内核存储器使用意义上的输入输出数据队列; RAW 没有使用"tr", "tm->when" 和 "rexmits"; uid 是套接字创建者的有效 uid.

route

没有信息, 但是看上去类似于 route(8)

snmp

该文件以 ASCII 格式保存了 IP, ICMP, TCP 以及 UDP 管理所需的数据信息, 基于 snmp 协议. TCP mib (TCP 管理数据库)尚未完善, 可能在 1.2.0 内核能够完成.

tcp

该文件保存了 TCP 套接字表, 大部分信息除用于调试以外没有什么用. "sl" 指出了套接字的内核散列槽号; "local address" 包括本地地址和端口号; "remote address" 包括远地地址和端口号(如果有连接的话); ‘St‘ 是套接字的内部状态; ‘tx_queue‘ 和 ‘rx_queue‘ 是内核存储器使用意义上的输入输出数据队列; "tr", "tm->when" 和 "rexmits" 保存了内核套接字声明的内部信息, 只用于调试; uid 是套接字创建者的有效 uid.

udp

该文件保存了 UDP 套接字表, 大部分信息除用于调试以外没有什么用. "sl" 指出了套接字的内核散列槽号; "local address" 包括本地地址和端口号; "remote address" 包括远地地址和端口号(如果有连接的话); "St" 是套接字的内部状态; "tx_queue" 和 "rx_queue" 是内核存储器使用意义上的输入输出数据队列; UDP 没有使用 "tr","tm->when" 和 "rexmits"; uid 是套接字创建者的有效 uid. 格式如下:

sl  local_address rem_address   st tx_queue rx_queue tr rexmits  tm->when uid
1: 01642C89:0201 0C642C89:03FF 01 00000000:00000001 01:000071BA 00000000 0
1: 00000000:0801 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 6F000100 0
1: 00000000:0201 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000 0

unix

列出了当前系统的UNIX域套接字以及它们的状态, 格式如下:

Num RefCount Protocol Flags    Type St Path
0: 00000002 00000000 00000000 0001 03
1: 00000001 00000000 00010000 0001 01 /dev/printer

当前总是 0; ‘Flags‘ 是内核标志, 指出了套接字的状态; ‘Type‘ 当前总是 1(在内核中尚未支持 unix 域数据报套接字); ‘St‘ 是套接字内部状态; ‘Path‘ 套接字绑捆的路径(如果有的话).

pci

该文件列出了内核初始化时发现的所有 PCI 设备及其配置.

scsi

该目录包括 scsi 中间层伪文件及各种 SCSI 底层驱动器子目录, 对系统中每个 SCSI host, 子目录中都存在一个文件与之对应, 展示了部分 SCSI IO 子系统的状态. 这些文件是 ASCII 格式的, 可用cat阅读.

你也可以通过写其中某些文件来重新配置该子系统, 开关一些功能.

scsi

该文件列出了内核掌握的所有 SCSI 设备, 其内容就和系统启动时所看到的类似. 目前 scsi 只支持 singledevice命令, 该命令允许 root 添加一个热插拔(hotplugged)设备到一个已知设备列表中.

命令 echo ‘scsi singledevice 1 0 5 0‘ > /proc/scsi/scsi 令 host scsi1 扫描 SCSI 通道 0, 看在 ID 5 LUN 0 是否存在设备, 如果在该地址存在设备, 或者该地址无效, 则返回一个错误.

drivername

目前 drivername 可包含: NCR53c7xx, aha152x, aha1542, aha1740, aic7xxx, buslogic, eata_dma, eata_pio, fdomain, in2000, pas16, qlogic, scsi_debug, seagate, t128, u15-24f, ultrastore 或者 wd7000. 这些目录展示那些至少注册了一个 SCSI HBA 的驱动. 而对每个已注册的 host, 每个目录中都包含一个文件与之对应, 而这些对应的 host 文件就以初始化时分配给 host 的数字来命名.

这些文件给出了驱动程序以及设备的配置, 统计数据等.

可以通过写这些文件实现不同的 host 上做不同的工作. 例如, root 可以用 latency 和 nolatency 命令打开或者关闭 eata_dma 驱动器上测量延时的代码, 也可以用 lockup 和 unlock 命令控制 scsi_debug 驱动器所模拟的总线锁操作.

self

当某进程访问 /proc 目录时, 该目录就指向 /proc 下以该进程 ID 命名的目录.

stat

内核及系统的统计数据.

cpu 3357 0 4313 1362393

系统分别消耗在用户模式, 低优先权的用户模式（nice）, 系统模式, 以及空闲任务的时间, 以 jiffy 为单位. 最后一个数值应该是 uptime 伪文件第二个数值的 100 倍.

disk 0 0 0 0

目前并没有实现这四个磁盘记录, 我甚至认为就不应该实现它，这是由于在别的机器上内核统计通常依赖转换率及每秒 I/O 数, 而这令每个驱动器只能有一个域.

page 5741 1808

系统（从磁盘）交换进的页数和交换出去的页数．

swap 1 0

取入的交换页及被取出的交换页的页数.

intr 1462898

系统自启动以来所收到的中断数.

ctxt 115315

系统所作的进程环境切换次数.

btime 769041601

系统自 1970 年 1 月 1 号以来总的运行时间, 以秒为单位.

sys

该目录在 1.3.57 的内核里开始出现, 包含一些对应于内核变量的文件和子目录. 你可以读这些变量, 有的也可以通过proc修改, 或者用系统调用 sysctl(2) 修改. 目前该目录下有如下三个子目录: kernel;, ;net;, ;vm 每个各自包括一些文件和子目录.

kernel

该目录包括如下文件: domainname;, ;file-max;, ;file-nr;, ;hostname;, ; inode-max;, ;inode-nr;, ;osrelease;, ;ostype;, ; panic;, ;real-root-dev;, ;securelevel;, ;version, 由文件名就可以清楚地得知各文件功能.

只读文件 file-nr 给出当前打开的文件数.

文件 file-max 给出系统所容许的最大可打开文件数. 如果 1024 不够大的话, 可以

echo 4096 > /proc/sys/kernel/file-max

类似地, 文件 inode-nr 以及文件 inode-max 指出了当前 inode 数和最大 inode 数.

文件 ostype;, ;osrelease;, ;version 实际上是 /proc/version 的子字串．

文件 panic 可以对内核变量 panic_timeout 进行读/写访问．如果该值为零, 内核在 panic 时进入（死）循环; 如果非零, 该值指出内核将自动重起的时间, 以秒为单位.

文件 securelevel 目前似乎没什么意义 - root 无所不能.

uptime

该文件包含两个数: 系统正常运行时间和总的空闲时间, 都以秒为单位.

version

指明了当前正在运行的内核版本, 例如:

Linux version 1.0.9 ([email protected]) #1 Sat May 14 01:51:54 EDT 1994