1.3.2 Файловая система /proc

Как было указано в п. 2.3.1, для получения динамической информации о системе необходимо получить доступ к контексту памяти ядра. В операционной системе Linux память ядра отображается на устройство /dev/kmem. Однако, чтение непосредственно из этого устройства может представлять достаточно большую сложность в силу того, что возникает необходимость знать расположение структур данных в памяти ядра. В ранних версиях UNIX-систем доступ к информации осуществлялся именно так.

Впоследствии был предложен механизм доступа к структурам памяти ядра, который существенно облегчал получение системной информации: большинство структур данных были отображены в файлы и каталоги, составляющие иерархию, фактически существующую в структурах данных ядра. Все эти файлы и каталоги были объединены в специальную файловую систему - /proc.

Адреса структур данных ядра заносятся в /proc на этапе компиляции системы. Соответственно, программы, обращающиеся к /proc, должны учитывать возможность ее модификации при установке более новой версии ядра с, возможно, измененной структурой /proc.

Обращение к файловой системе /proc происходит тем же путем, что и к обычной дисковой файловой системе - с помощью системных вызовов read() и write(). Следует, однако, заметить, что /proc не связана с каким-либо физическим устройством: содержимое файлов /proc генерируется непосредственно при чтении этих файлов, что приводит к невозможности определить их размер обычными средствами, а попытка узнать время создания и модификации любого файла приведет к получению текущего времени.

Некоторые файлы системы /proc могут быть использованы и для записи в них данных для изменения состояния системы, однако эта возможность не предусматривалась при разработке программы.

Файловая система /proc содержит по одному каталогу для каждого выполняющегося в данный момент процесса. Именем каталога является идентификатор процесса; в некоторых UNIX-системах идентификатор дополняется нулями для придания именам каталогов процессов одинаковой длины, однако, в ОС Linux подобные действия не производятся.

Каталоги процессов динамически создаются и уничтожаются по мере запуска и завершения соответствующих процессов. В каждом каталоге имеются файлы, предоставляющие доступ к различной информации о процессе.

Каждый каталог процесса содержит следующие файлы:

· cmdline - содержит список аргументов, переданный процессу при запуске; первым аргументом является имя исполняемого файла; в случае, если процесс выгружен (например, находится в состоянии зомби), файл будет пуст;

· cwd - является символической ссылкой на текущий рабочий каталог процесса;

· environ - содержит переменные среды процесса;

· exe - является символической ссылкой на исполняемый файл процесса; ее чтение является практически единственным способом определить каталог, содержащий исполняемый файл;

· fd - подкаталог, содержащий символические ссылки на файлы, открытые процессом;

· maps - содержит информацию о файлах, отображаемых в адресном пространстве процесса; к числу отображаемых файлов относится исполняемый файл процесса, а также загруженные библиотеки;

· root - является символической ссылкой на корневой каталог процесса;

· stat - содержит статистическую информацию о процессе;

· status - содержит те же данные, что и stat, но в отформатированном виде.

Из соображений безопасности права доступа к некоторым файлам каталогов процесса предоставлены только владельцу процесса или суперпользователю.

В файловой системе /proc есть дополнительный элемент, позволяющий программам находить информацию о своем собственном процессе. Файл /proc/self является символической ссылкой на каталог, соответствующий текущему процессу. Разумеется, содержимое ссылки зависит от того, какой процесс к ней обращается.

Информация об аппаратуре, установленной на компьютере, может быть получена из следующих файлов файловой системы /proc:

· /proc/cpuinfo - содержит информацию о центральном процессоре (или процессорах, если их больше одного); файл содержит информацию в отформатированном виде; помимо указания модели процессора, файл содержит указание доступных процессорных функций, таких как расширенные инструкции MMX;

· /proc/devices - содержит список старших номеров всех символьных и блочных устройств, установленных в системе;

· /proc/pci - содержит информацию обо всех устройствах, подключенных к шине PCI, включая устройства, встроенные в материнскую плату;

· /proc/ide - каталог, содержащий файлы, которые описывают устройства, подключенные к шинам IDE и SCSI.

· /proc/net/dev - содержит информацию о сетевых платах и их конфигурации.

Информация о конфигурации и состоянии ядра системы представлена в следующих файлах:

· /proc/version - содержит строку, описывающую номер версии и модификации ядра; в нее также включена дополнительная информация: имя пользователя, осуществившего компиляцию, дата компиляции и версия компилятора;

· /proc/meminfo - хранит сведения об использовании системной памяти; указываются данные как о физической памяти, так и об области подкачки;

· /proc/modules - полный список установленных модулей ядра в текстовом виде.

Информация о файловых системах представлена следующими файлами:

· /proc/filesystems - список файловых систем, поддерживаемых ядром;

· /proc/mounts - содержит перечень смонтированных файловых систем; каждая строка файла содержит имя устройства, имя точки монтирования, тип файловой системы и флаги монтирования.