Linux平台/proc虚拟文件系统详解

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。proc文件系统是一个伪文件系统(即虚拟文件系统)，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文件系统时，proc文件系统是动态从系统内核读出所需信息并提交的。

我们查看内核版本号、加载的模块、CPU和内存使用等信息，甚至修改路由转发都是通过/proc文件系统进行的，下面列出的这些文件或子文件夹，并不是都是在你的系统中存在，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，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。

一、/proc下常用文件列表

目的	命令
查看系统内核符号表,用kprobes时会用到	cat /proc/kallsyms
查看系统内核版本号	cat /proc/version
查看系统当前加载的模块	cat /proc/modules
查看系统可用设备的列表	cat /proc/devices
查看系统CPU 的信息 (型号,家族,缓存)	cat /proc/cpuinfo
查看物理内存、交换空间等的信息	cat /proc/meminfo
查看已加载的文件系统的列表	cat /proc/mounts
查看被支持的文件系统	cat /proc/filesystems
查看系统启动时内核命令行参数（grub.cfg, menu.lst）	cat /proc/cmdline
查看socket状态	cat /proc/net/sockstat
查看arp表	cat /proc/net/arp
开启路由转发	echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward

/proc目录下的文件是虚拟文件；因此，proc 被称为虚拟文件系统。大多数虚拟文件的大小为零字节，但在查看时包含大量信息。虚拟文件上的大多数时间和日期戳反映了当前时间和日期；但是，这些文件会不断更新。/proc/interrupts、/proc/meminfo、/proc/cpuinfo 和 /proc/devices 等虚拟文件提供了系统硬件的视图。其他的，如 /proc/filesystems 文件和 /proc/sys 目录提供系统配置信息和接口。包含类似主题信息的文件被分组到虚拟目录中。例如，进程目录包含有关系统上每个正在运行的进程的信息。

/proc 中的大多数虚拟文件都可以使用 cat、more 和 less 等命令查看。

例如，要查看有关系统 CPU 的信息，请输入：

[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo
processor       : 0
vendor_id       : GenuineIntel
cpu family      : 6
model           : 85
model name      : Intel(R) Xeon(R) Silver 4216 CPU @ 2.10GHz
stepping        : 7
cpu MHz         : 2095.078
cache size      : 22528 KB
physical id     : 0
siblings        : 1
core id         : 0
cpu cores       : 1
apicid          : 0
initial apicid  : 0
fpu             : yes
fpu_exception   : yes
cpuid level     : 22
wp              : yes
flags           : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ht syscall nx rdtscp lm constant_tsc rep_good nopl xtopology nonstop_tsc cpuid tsc_known_freq pni pclmulqdq ssse3 cx16 pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt aes xsave avx rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch invpcid_single pti fsgsbase avx2 invpcid rdseed clflushopt md_clear flush_l1d arch_capabilities
bugs            : cpu_meltdown spectre_v1 spectre_v2 spec_store_bypass l1tf mds swapgs itlb_multihit
bogomips        : 4190.15
clflush size    : 64
cache_alignment : 64
address sizes   : 46 bits physical, 48 bits virtual
power management:

某些文件只能以 root 权限访问。/proc 中的某些文件包含非人类可读的信息。使用 lspci、free 和 top 等实用程序查看这些文件。

/proc 目录中的大多数虚拟文件都是只读的。但是，有些是可写的，可用于调整内核中的设置。对于 /proc/sys 目录中的文件尤其如此。要更改虚拟文件的值，请使用以下语法：

# echo value > /proc/file

例如，要更改主机名，请输入：

# echo test > /proc/sys/kernel/hostname

执行命令后，退出当前会话，重新建立会话后，即可发现主机名已完成修改，结果如下：

其他文件充当二进制或者布尔开关。查看文件会返回 0（关闭或者假）或者 1（开或者真）。例子：

# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
0

0 表示内核不转发网络数据包。要打开数据包转发：

# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
1

这里描述了 /proc 目录顶层中一些更有用的虚拟文件。这并不是一个包罗万象的列表，而是提供一些文件及其用途的示例。其中许多文件在后文适用的情况中有进一步的描述。

二、proc下的文件解析

路径	描述
/proc/buddyinfo	每个内存区中的每个order有多少块可用，和内存碎片问题有关
/proc/cmdline	启动时传递给kernel的参数信息
/proc/cpuinfo	cpu的信息
/proc/crypto	内核使用的所有已安装的加密密码及细节
/proc/devices	已经加载的设备并分类
/proc/dma	已注册使用的ISA DMA频道列表
/proc/execdomains	Linux内核当前支持的execution domains
/proc/fb 帧缓冲设备列表，	包括数量和控制它的驱动
/proc/filesystems	内核当前支持的文件系统类型
/proc/interrupts	x86架构中的每个IRQ中断数
/proc/iomem	每个物理设备当前在系统内存中的映射
/proc/ioports	一个设备的输入输出所使用的注册端口范围
/proc/kcore	代表系统的物理内存，存储为核心文件格式，里边显示的是字节数，等于RAM大小加上4kb
/proc/kmsg	记录内核生成的信息，可以通过/sbin/klogd或/bin/dmesg来处理
/proc/loadavg	根据过去一段时间内CPU和IO的状态得出的负载状态，与uptime命令有关
/proc/locks	内核锁住的文件列表
/proc/mdstat	多硬盘，RAID配置信息(md=multiple disks)
/proc/meminfo	RAM使用的相关信息
/proc/misc	其他的主要设备(设备号为10)上注册的驱动
/proc/modules	所有加载到内核的模块列表
/proc/mounts	系统中使用的所有挂载
/proc/mtrr	系统使用的Memory Type Range Registers (MTRRs)
/proc/partitions	分区中的块分配信息
/proc/pci	系统中的PCI设备列表
/proc/slabinfo	系统中所有活动的 slab 缓存信息
/proc/stat	所有的CPU活动信息
/proc/sysrq-trigger	使用echo命令来写这个文件的时候，远程root用户可以执行大多数的系统请求关键命令，就好像在本地终端执行一样。要写入这个文件，需要把/proc/sys/kernel/sysrq不能设置为0。这个文件对root也是不可读的
/proc/uptime	系统已经运行了多久
/proc/swaps	交换空间的使用情况
/proc/version	Linux内核版本和gcc版本
/proc/bus	系统总线(Bus)信息，例如pci/usb等
/proc/driver	驱动信息
/proc/fs	文件系统信息
/proc/ide	ide设备信息
/proc/irq	中断请求设备信息
/proc/net	网卡设备信息
/proc/scsi	scsi设备信息
/proc/tty	tty设备信息
/proc/net/dev	显示网络适配器及统计信息
/proc/vmstat	虚拟内存统计信息
/proc/vmcore	内核panic时的内存映像
/proc/diskstats	取得磁盘信息
/proc/schedstat	kernel调度器的统计信息
/proc/zoneinfo	显示内存空间的统计信息，对分析虚拟内存行为很有用

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。

子文件或子文件夹

以下是/proc目录中进程N的信息

路径	描述
/proc/N	pid为N的进程信息
/proc/N/cmdline	进程启动命令
/proc/N/cwd	链接到进程当前工作目录
/proc/N/environ	进程环境变量列表
/proc/N/exe	链接到进程的执行命令文件
/proc/N/fd	包含进程相关的所有的文件描述符
/proc/N/maps	与进程相关的内存映射信息
/proc/N/mem	指代进程持有的内存，不可读
/proc/N/root	链接到进程的根目录
/proc/N/stat	进程的状态
/proc/N/statm	进程使用的内存的状态
/proc/N/status	进程状态信息，比stat/statm更具可读性
/proc/self	链接到当前正在运行的进程

三、/proc/sys目录

与 /proc下其它文件的“只读”属性不同的是，管理员可对/proc/sys子目录中的许多文件内容进行修改以更改内核的运行特性，事先可以使用“ls -l”命令查看某文件是否“可写入”。