Linux proc

在类Unix操作系统中，proc 是一个独特的文件系统，它以分层的文件结构展示了关于进程和其他系统的信息。

与直接访问内核内存或传统的跟踪机制或直接访问相比，它提供了一种更标准化、更便捷的机制来动态访问内核中持有的进程数据。

它通常在启动时映射到挂载点 /proc。proc 文件系统作为内核中的一个接口数据结构实现。它可以用于获取系统信息以及在运行时更改一些内核参数。

各种类Unix操作系统都支持proc文件系统，例如 Plan 9 来自 Bell Labs，IBM AIX，QNX，Linux，BSD，Tru64 Unix，IRIX， 和 Solaris。OpenBSD 在2015年5月发布的5.7版本中取消了对它的支持。

Linux内核开发了它以用于非进程相关的数据。

proc文件系统提供了用户空间和内核空间之间的通信方式。例如， GNU版本的进程报告工具ps就利用proc文件系统获取数据，而无需使用专门的系统调用。

proc文件系统的历史

UNIX 第8版

Tom J. Killian 实现了 proc UNIX 第8版 (V8) 版本。1984年6月，他在 USENIX 上发表了一篇题为 "Processes as Files" 的论文。proc文件系统的设计重点是取代用于进程跟踪的系统调用 ptrace。

SVR4

Ron Gomes 和 Roger Faulker 将 V8 /proc版本 移植到了 SVR4，并于1991年1月在 USENIX 上发表了一篇题为 "The Process File System and Process Model In Unix System V" 的论文。这种proc文件系统支持ps的创建，但文件只能与 ioctl()、read() 和 write() 等函数一起使用。

在1995年至1996年间，Roger Faulker 为Solaris的2.6版本建立了 procfs-2 接口，提供了一个组织良好的 /proc 文件系统，并包含许多子目录。

4.4BSD

4.4BSD通过Plan 9复制了其 /proc 实现。逐步地，截至2011年2月，procfs在 FreeBSD 中逐渐被淘汰。它在2015年5月发布的 OpenBSD 5.7版本中被删除，因为它“一直存在许多竞争条件，现在已不再使用”。

Plan 9

Plan 9 实现了一个进程文件系统。然而，它比V8走得更远。V8的进程文件系统为每个进程执行一个文件。这个版本将 /proc 文件作为原始文件系统的一部分，并创建了一个隔离文件的层次结构来提供这些功能。

Linux

1992年，Linux在 v0.97.3 中首次添加了 /proc，并于1992年12月在 v0.98.6 中开始将其开发用于非进程相关的数据。

截至2020年，Linux的实现包含一个目录，用于所有正在运行的进程，包括内核进程，这些进程位于 /proc/PID 目录中，其中PID是进程的编号。

所有目录都包含有关单个进程的详细信息。其中一些目录解释如下：

• /proc/PID cmdline: 这是最初启动该进程的命令。
• /proc/PID/cwd: 这是指向进程当前工作目录的符号链接。
• /proc/PID/exe: 当实际可执行文件仍然可用时，它指向真实可执行文件的符号链接（进程可能在其实际可执行文件被替换或删除后继续运行）。
• /proc/PID/environ: 它包含了影响进程的许多环境变量的名称和值。
• /proc/PID/fdinfo: 这是一个目录，包含指定所有打开文件描述符的标志和位置的条目。
• /proc/PID/fd: 这是一个目录，包含每个打开文件描述符的符号链接。
• /proc/PID/maps: 这是一个文本文件，包含有关映射的块和文件（如 stack 和 heap）的信息。
• /proc/PID/root: 这是指向进程所检查的根路径的符号链接。对于大多数进程，它链接到 / 目录，除非进程在一个chroot jail中执行。
• /proc/PID/mem: 这是一个二进制图像，代表进程的虚拟内存。它只能被ptrace进程使用。
• /proc/PID/status: 它包含关于进程及其内存使用和运行状态的通用信息。
• /proc/PID/task: 这是一个目录，包含指向该进程启动的操作（即 父进程）的硬链接。

/proc 中非进程相关的系统信息

此外，/proc 文件还包含有关系统的非进程相关信息。然而，在内核的2.6版本中，许多信息已迁移到独立的sysfs伪文件系统，挂载在/sys下。

/proc/apm 或 /proc/acpi 目录依赖于电源管理模式，它依赖于sysfs，并包含有关电源管理状态的许多信息位。

• /proc/bus: 它包含说明系统中各种总线（如 USB/PCI）的目录。它已被sysfs文件系统在/sys/bus文件上取代，后者信息更丰富。
• /proc/buddyinfo: 它提供了关于伙伴算法的详细信息。该算法管理内存碎片。
• /proc/cmdline: 它提供了将传递给内核的许多引导选项。
• /proc/fb: 它定义了一个存在的帧缓冲区的列表。
• /proc/cpuinfo: 它包含 CPU 信息，如供应商（CPU系列、型号和型号名称，应允许用户识别 CPU）、速度（CPU时钟频率）、CPU标志、核心数、同线程数和缓存大小。

此目录包含 “bogomips” 值，该值常被误解为 CPU 速度测量，如基准测试。然而，它对最终用户来说并没有衡量任何有意义的值。它是一个内核计时器校准的副作用，并且高度依赖于具有相同时钟速度的 CPU 类型，因此会产生变化的值。

CPU 封装

CPU 封装表示一个物理 CPU，它可能拥有多个核心（四核表示四个，双核表示两个，单核表示一个）。它允许区分双核和超线程，即每个 CPU 封装的超线程可以通过 CPU 或同线程数来衡量，如果任何 CPU 封装的这两个值相等，则不支持超线程。

例如， 一个带有 cpu cores=2 和 siblings=2 的 CPU 封装是一个双核 CPU，但不支持超线程。

• /proc/crypto: 它定义了一个存在的加密模块列表。
• /proc/diskstats: 它提供了所有逻辑磁盘设备的一些详细信息（包括设备编号）。
• /proc/devices: 它定义了一个由设备 ID 排序的块设备和字符设备列表。尽管如此，它也提供了 /dev 名称的大部分内容。
• /proc/interrupts: 像 /proc/interrupts、/proc/irq、/proc/ioports 和 /proc/iomem 这样的目录提供了有关具有各种系统资源的设备（逻辑或物理）的信息。
• /proc/filesystems: 它定义了内核在列出期间支持的文件系统列表。
• /proc/meminfo: 它包含了内核如何处理其内存的摘要。
• /proc/kmsg: 它包含内核发出的消息。
• /proc/mounts: 它是 mounts/self 的符号链接，其中包含当前挂载的设备和挂载点的列表。
• /proc/modules: 它是 /proc 文件系统中最重要的文件之一。它包含当前已加载内核模块的列表。它提供了一些依赖关系（并不总是完全正确）。
• /proc/scsi: 它提供了有关通过 RAID 或 SCSI 控制器连接的设备的信息。
• /proc/partitions: 它表示内核已识别为可用分区的设备大小、/dev 名称以及它们的编号的列表。
• /proc/slabinfo: 它列出了 Linux 内核中常用对象的缓存统计信息。
• /proc/sysvipc: 它包含了进程间通信和内存共享信息。
• /proc/uptime: 它表示内核自启动以来运行的时间长度，以及处于空闲模式的时间。
• /proc/version: 它包含了 Linux 内核版本、用于构建内核的 gcc 版本号、发行版号以及与当前运行的内核版本相关的其他相关详细信息。
• 所有其他文件都取决于模块配置、许多硬件和内核修改。
• 在 Linux 上使用 /proc 文件系统的常用实用程序属于 /proc 进程（procps）包。

Solaris

在 Solaris 中，/proc 文件从一开始就存在。Solaris 的 2.6 版本由 Roger Faulker 于1996年发布了 /proc2。

专有开发

各种项目和公司为他们的系统向 /proc 文件系统添加了许多额外功能。例如， 文件 /proc/lcd 可能包含前面板 LCD 屏幕的内容。此文件中提到的文本将显示在屏幕上。