ProcFS — специальная файловая система, используемая в Linux, позволяет получить доступ к информации из ядра о системных процессах. Эта файловая система необходима для выполнения таких команд как Использование ps для мониторинга процессов, w, top, htop, atop определение загрузки ОС (Load average, LA).

Процессы: В любое время в Linux'е одновременно запущено множество процессов. Некоторые из них, такие как оконные менеджеры, email-клиенты и Web-браузеры, видны конечному пользователю. Другие, вроде серверов и вспомогательных процессов, в глаза не бросаются, но запущены в фоновом режиме, выполняя задания, не требующие каких-либо действий со стороны пользователя. Запуск "ps -ef" в shell'е выведет список всех запущенных на данный момент процессов. А выглядеть будет примерно так:

$ ps -ef
UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root         1     0  0 11:08 ?        00:00:04 init
root         2     1  0 11:08 ?        00:00:00 [keventd]
root         3     0  0 11:08 ?        00:00:00 [ksoftirqd_CPU0]
root         4     0  0 11:08 ?        00:00:00 [kswapd]
root         5     0  0 11:08 ?        00:00:00 [bdflush]
root         6     0  0 11:08 ?        00:00:00 [kupdated]
root         8     1  0 11:08 ?        00:00:00 [kjournald]
root        86     1  0 11:08 ?        00:00:00 /sbin/devfsd /dev
root       165     1  0 11:09 ?        00:00:00 [kjournald]
root       168     1  0 11:09 ?        00:00:00 [khubd]
root       294     1  0 11:09 ?        00:00:00 [kapmd]
root       515     1  0 11:09 ?        00:00:00 metalog [MASTER]
root       521   515  0 11:09 ?        00:00:00 metalog [KERNEL]
root       531     1  0 11:09 ?        00:00:00 /sbin/dhcpcd eth0 /etc/X11/fs/config -droppriv -user xfs
root       572     1  0 11:09 ?        00:00:00 /usr/kde/2/bin/kdm
root       593   572  2 11:09 ?        00:04:27 /usr/X11R6/bin/X -auth /var/lib/kdm/authfiles/A:0-25pIgI
root       644     1  0 11:09 vc/1     00:00:00 /sbin/agetty 38400 tty1 linux
root      1045   572  0 12:16 ?        00:00:00 -:0
mbutcher  1062  1045  0 12:16 ?        00:00:00 /bin/sh /etc/X11/Sessions/kde-2.2.2
mbutcher  1091  1062  0 12:16 ?        00:00:00 /bin/bash --login /usr/kde/2/bin/startkde
mbutcher  1132     1  0 12:16 ?        00:00:00 kdeinit: Running…
mbutcher  1157  1132  0 12:16 ?        00:00:01 kdeinit: kwin
mbutcher  1159     1  0 12:16 ?        00:00:07 kdeinit: kdesktop
mbutcher  1168     1  0 12:16 ?        00:00:00 kdeinit: kwrited
mbutcher  1171  1168  0 12:16 pty/s0   00:00:00 /bin/cat
mbutcher  1173     1  0 12:16 ?        00:00:00 alarmd
mbutcher  1207  1132  0 12:23 ?        00:00:08 kdeinit: konsole -icon konsole -miniicon konsole
mbutcher  1219  1207  0 12:23 pty/s2   00:00:00 /bin/bash
mbutcher  1309  1260  0 13:48 pty/s3   00:00:01 vi dev-and-proc.html
root      1314  1220  0 14:03 pty/s2   00:00:00 ps -ef

Многие из задач в выводе ps являются процессами, работающими в фоновом режиме. Те, что взяты в квадратные скобочки — процессы ядра. Только некоторые, вроде процессов kde и записей в конце списка, являются процессами, с которыми я взаимодействую напрямую.

Для управления системой ядро должно хранить информацию о каждом запущенном процессе, включая само себя. Также должна быть возможность просмотра сведений о запущенных приложениях пользовательского уровня (хорошим примером служит "ps", а также "top"). В файловой системе /proc ядро и хранит информацию о процессах.

Как и DevFS, /proc хранится в памяти, а не на диске. Если вы посмотрите в файл /proc/mounts (в котором приводится список всех примонтированных файловых систем), то увидите строку вроде этой:

proc /proc proc rw 0 0

/proc контролируется ядром, у этой файловой системы нет «под собой» какого-либо устройства. Так как в ней в основном содержится информация, управляемая ядром, наиболее логичным место для хранения такой информации является память, также контролируемая ядром.

Информация о запущенных процессах: Чтобы хранить информацию обо всех процессах, ядро присваивает каждому из них PID (Process ID — идентификатор процесса) в виде числа. Запуск команды "ps -ef" (см. выше) выведет список всех запущенных процессов в порядке их PID'ов (вторая колонка). Файловая система /proc хранит информацию о каждом PID.

В /proc названиями многих каталогов являются числа. Эти директории ссылаются на номера PID. В таких каталогах находятся файлы, которые предоставляют подробную информацию о положении, окружении и прочих деталях процесса. В выводе ps (см. выше) была следующая строка:

mbutcher 1219 1207 0 12:23 pty/s2 00:00:00 /bin/bash Этот процесс — запущенный bash shell, имеющий PID 1219. Каталог /proc/1219 содержит информацию об этом процессе.

$ ls /proc/1219 cmdline cpu cwd environ exe fd maps mem root stat statm status В файле «cmdline» располагается команда, которая вызвала процесс. В файле «environ» находятся данные о значениях окружения для процесса. «status» содержит информацию о статусе процесса, среди которой пользовательский (UID) и групповой (GID) идентификаторы для пользователя, запустившего процесс, идентификатор родительского процесса (parent process ID — PPID) и текущий статус процесса (например, «Sleep» или «Running»).

$ cat status
Name:   bash
State:  S (sleeping)
Tgid:   1219
Pid:    1219
PPid:   1207
TracerPid:      0
Uid:    501     501     501     501
Gid:    501     501     501     501
FDSize: 256
Groups: 501 10 18
VmSize:     2400 kB
VmLck:         0 kB
VmRSS:      1272 kB
VmData:      124 kB
VmStk:        20 kB
VmExe:       544 kB
VmLib:      1604 kB
SigPnd: 0000000000000000
SigBlk: 0000000080010000
SigIgn: 8000000000384004
SigCgt: 000000004b813efb
CapInh: 0000000000000000
CapPrm: 0000000000000000
CapEff: 0000000000000000

У каждого каталога процесса есть несколько символических ссылок. «cwd» ссылается на текущий рабочий каталог для процесса. «exe» — ссылка на исполняемую программу процесса, а «root» ссылается на каталог, который процесс рассматривает как корневой (обычно «/»). В каталоге «fd» содержится список символических ссылок на дескрипторы файлов, используемых процессом.

Существуют и другие файлы в каталоге процесса, предоставляющие исчерпывающую информацию: от занятности процессора и памяти до количества времени, которое запущен процесс. Большая часть этих файлов описана в документации исходников ядра («Documentation/file systems/proc.txt»), а также доступна в man — "man proc".

Информация о ядре: Кроме хранения сведений о процессах, файловая система /proc содержит множество информации, самостоятельно созданной ядром для описания общего состояния системы.

Ядро и модули могут создавать файлы в /proc для того, чтобы предоставить информацию о своем текущем состоянии. Например, /proc/fb показывает, какие сейчас доступны устройства типа frame buffer (буферы фреймов обычно используются для отображения загрузочного логотипа).

$ cat fb 0 VESA VGA Обратите внимание, что 0 ссылается на индекс frame buffer'а и устройство /dev/fb0. Если бы у меня был второй framebuffer, то появилась бы еще и строка с 1, соответствующая /dev/fb1. Часто данные proc ссылаются на устройства в /dev.

В /proc хранится немало информации о железе. В файле /proc/pci написано про все обнаруженные в системе PCI устройства. Запуск команды "lspci" выводит идентичную информацию, так как использует /proc/pci для получения сведений об устройствах. В /proc/bus находятся каталоги для bus-архитектур (PCI, PCCard, USB), в которых содержится информация об устройствах, присоединенных таким образом (PCI, PCCard, USB). Информация о сети располагается в /proc/net. Информацию о жестких дисках можно найти в /proc/ide и /proc/scsi (в зависимости от типа устройства). В /procs/devices присутствует список всех устройств системы (они разделены на две категории: «block» — блочные, «character» — символьные).

$ cat /proc/devices
 Character devices:
   1 mem
   2 pty/m%d
   3 pty/s%d
   4 tts/%d
   5 cua/%d
   7 vcs
  10 misc
  14 sound
  29 fb
 116 alsa
 162 raw
 180 usb
 226 drm
 254 pcmcia

Block devices:
  1 ramdisk
  2 fd
  3 ide0
 22 ide1

В действительности, в /proc находится намного больше файлов, чем было описано здесь. У каждого ядра они могут несколько различаться, в зависимости от того, что было включено в ядро, какое железо и программное обеспечение используется и в каком состоянии в настоящий момент находится компьютер. К некоторым из этих файлов постоянно обращается машина, а другие предоставляют «интуитивную» информацию.

Работа с процессами через /proc: Некоторые файлы /proc предназначены не только для чтения. Запись в них может влиять на состояние ядра. Просмотр содержимого файла в /proc обычно безопасно, но запись в них без точной уверенности в своих действиях может приводить к фатальным последствиям. Несмотря на это, иногда запись в /proc — единственный способ связи с ядром.

Например, в некоторых версиях ядра присутствует опция включения Web-сервера (khttp), работающего на уровне ядра. Из-за того, что запуск Web-сервера по умолчанию является риском с точки зрения безопасности, khttp требует записи в /proc для запуска.

echo 1 > /proc/sys/net/khttpd/start

Когда ядро видит, что содеримое /proc/sys/net/khttps/start меняется с 0 (по умолчанию) на 1, оно запускает сервер khttpd.

Существуют десятки других настраиваемых параметров в /proc — некоторые для конфигурации железа, другие для управления ядром. Однако, многие из них являются низкоуровневыми и могут привести к печальным последствиям, если указать неправильные значения. Поэтому, если вы твердо не уверены в своих действиях, менять параметры в /proc строго не рекомендуется.

• Вывод

/proc и /dev представляют интерфейсы к внутренностям Linux'а с помощью файлов. Они способствуют настройке и получению сведений об устройствах и процессах системы. Благодаря ним, можно с легкостью обновлять, изучать, запускать систему и устранять разнообразные неполадки. Понимание и применение знаний этих двух файловых систем являются ключом к созданию «более вашей» Linux-системы.

• /proc/PID/cmdline – аргументы командной строки (где PID – идентификатор процесса или self);
• /proc/PID/environ – переменные окружения для данного процесса;
• /proc/PID/status – статус процесса;
• /proc/PID/fd – директория, содержащая символьные ссылки на каждый открытый файловый дескриптор;
• /proc/cpuinfo – информация о процессоре (производитель, модель, поколение и т.п.);
• /proc/cmdline – параметры, передаваемые ядру при загрузке;
• /proc/uptime – количество секунд, прошедших с момента загрузки ядра и проведенных в режиме бездействия;
• /proc/version – содержит информацию о версии ядра, компилятора и другую информацию, связанную с загруженным ядром.
• /proc/sys/fs/file-max - показывает предел Max Open File Limit (обозначающий число одновременно открытых файлов)
• /proc/sys/fs/file-nr - по порядку параметр выдает три значения: число открытых в данный момент файлов; число открытых, но не используемых файлов; максимальное число открытых файлов

Читайте также: Руководство по использованию команды ulimit в Linux: Настройка ограничений системных ресурсов; sysctl утилита, предназначенная для управления параметрами ядра