О файловой системе /proc

ArticleCategory: [Choose a category, translators: do not translate this, see list below for available categories]

KernelCorner

AuthorImage:[Here we need a little image from you]

[Sandeep Grover]

TranslationInfo:[Author + translation history. mailto: or http://homepage]

original in en Sandeep Grover

en to ru Pukhlyakov Kirill

AboutTheAuthor:[A small biography about the author]

Sandeep Grover работает в Magma Design Automation, India -- быстроразвивающейся EDA (Electronic Design Automation) компании. В свободное время занимается изучением устройства ОС Linux и надеется в будущем поучаствовать в разработке ядра этой операционной системы!

Abstract:[Here you write a little summary]

Ядро Linux предоставляет механизм доступа к своим внутренним структурам и позволяет изменять установки ядра во время работы ОС посредством системы /proc. Мы рассмотрим в заметке эту систему касательно архитектуры Intel x86, но основные принципы применимы к ОС Linux на любой платформе.

ArticleIllustration:[One image that will end up at the top of the article]

[the proc filesystem]

ArticleBody:[The main part of the article]

Виртуальная файловая система /proc

Файловая система /proc является механизмом для ядра и его модулей, позволяющим посылать информацию процессам ( отсюда и название /proc ). С помощью этой виртуальной файловой системы Вы можете работать с внутренними структурами ядра, получать полезную информацию о процессах и изменять установки ( меняя параметры ядра ) на лету. Файловая система /proc располагается в памяти в отличие от других файловых систем, которые располагаются на диске. Если Вы посмотрите на файл /proc/mounts ( он выводит список всех подмонтированных файловых систем подобно команде "moount" ) то увидите что-нибудь типа : 


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

/proc контролируется ядром. Из-за того, что она предоставляет информацию контролируемую ядром, логично, что она располагается в памяти, контролируемой также ядром. Команда "ls -l" покажет, что большинство файлов в этой системе имеют нулевую длину, но посмотрев любой файл Вы получите достаточно информации. Как это может быть? Все просто - файловая система /proc как любая другая файловая система регистрируется на уровне VFS ( Virtual File System layer ). Поэтому при запросе файлов/каталогов, файловая система /proc создает эти файлы/каталоги на основании информации, содержащейся в ядре.

Монтирование файловой системы /proc

Если /proc еще не подмонтирована - Вы можете сделать это следующим образом:

mount -t proc proc /proc

Более детальную информацию Вы получите прочитав man mount.

Просмотр файлов /proc

С помощью файлов в /proc Вы можете получить информацию о состоянии ядра, процессов, параметрах компьютера и т.д. Большинство файлов в /proc содержат самую свежую информацию о системном оборудовании. Несмотря на то, что эти файлы виртуальные - их можно просмотреть любым текстовым редактором или с помощью команд "more", "less" или "cat". При попытке открытия виртуального файла текстовым редактором - этот файл создается на лету на основе информации, содержащейся в ядре. Приведу здесь некоторые интересные цифры о моей системе: 

$ 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

Это двухпроцессорная система. В некоторых файлах файловой системы /proc информация закодирована, однако некоторые утилиты приспособлены к этому - они выводят ее в виде понятном человеку. К этим утилитам относятся: "top", "ps", "apm" и т.д.

Полезная информация о системе и ядре


Перечислим некоторые важные файлы:

На самом деле файлов в каталоге /proc намного больше. Вы можете детально просмотреть все файлы в /proc командами "more" и read [1]. Советую Вам использовать "more" вместо "cat" потому, что некоторые файлы ( например kcore ) могут быть очень большого размера.

Информация о процессах

Файловая система /proc служит также источником информации о выполняющихся процессах. Если Вы внимательно посмотрите внутрь каталога /proc, то увидите каталоги, названия которых состоят из цифр - это и есть информация о процессах - название каталога отражает идентификатор процесса ( PID ). Внутри этих каталогов находятся файлы, содержащие важную информацию о процессах - состояние, окружение и т.д. Давайте посмотрим на какой-нибудь процесс: 

$ ps -aef | grep mozilla
root 32558 32425 8  22:53 pts/1  00:01:23  /usr/bin/mozilla
Выполненная нами команда показывает, что в системе присутствует процесс mozilla, его PID 32558. Соответственно в каталоге /proc должен быть каталог с названием 32558. 

$ 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
В файле "cmdline" содержится информация, которой был запущен процесс. В файле "environ" находятся переменные окружения этого процесса, а также идентификатор пользователя ( UID ) и группы ( GID ) запустившего процесс, идентификатор родительского процесса ( PPID ) и текущее состояние процесса ( например "Sleeping" или "Running" ). Также в подобных каталогах находятся символические ссылки: "cwd" - ссылка к текущему рабочему каталогу процесса, "exe" - исполняемый файл процесса, "root" - ссылка к каталогу, который считается процессом корневым ( обычно это "/" ). В каталоге "fd" находятся ссылки к используемым дескрипторам файлов процессом. "cpu" доступен только на SMP ядрах Linux.

/proc/self интересный подкаталог - с его помощью приложение найдет информацию о себе. На самом деле /proc/self является символической ссылкой на каталог процесса обращающегося к /proc.

Работа с ядром посредством /proc


Большинство из рассмотренных нами файлов из каталога /proc доступны только на чтение. Тем не менее файловая система /proc предоставляет файлы для взаимодействия с ядром доступные на запись. Помещение информации в такие файлы изменяет состояние ядра и поэтому это надо делать очень аккуратно. Эти файлы нахдятся в каталоге /proc/sys.

В каталоге /proc/sys/kernel находится информация общего плана для ядра. Соответственно в /proc/sys/kernel/{domainname, hostname} находится информация о доменном имени и host имени, которую Вы можете изменить.

$ 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
Таким образом изменив файл в файловой системе /proc мы можем поменять hostname. Много данных для настройки находится в /proc/sys/kernel/. Повторюсь, невозможно в заметке рассмотреть все файлы, думаю Вам самим будет интересно повнимательней посмотреть на эти каталоги.
Еще один интересный каталог /proc/sys/net. В нем Вы можете произвести сетевые настройки, например спрятать Ваш компьютер в сети.

$ echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all
Запретив ответы на icmp_echos мы спрятали компьютер. Наша машина не будет отвечать на команды "ping" других компьютеров.

$ ping machinename.domainname.com
no answer from machinename.domainname.com
Вернуть прежнее состояние можно следующим образом
$ echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all
В каталоге /proc/sys еще много возможностей для настройки системы. Более подробная информация находится в [1] и [2].

Вывод

Файловая система /proc обеспечивает файловый интерфейс к внутренним структурам Linux. С ее помощью можно узнать полезную информацию и настроить систему. Знание этой файловой системы и умение применить эти знания - большой плюс в работе с ОС Linux.

Список литературы