Перевод статьи Federico Kereki «Discover the possibilities of the /proc directory».
Директория /proc — странный зверь. Она не существует на самом деле, но вы можете заглянуть в неё. Её файлы нулевой длины не являются ни бинарными, ни текстовыми, но вы можете открыть и просмотреть их. Эта специальная директория хранит все детали о вашей системе Linux, включая её ядро, процессы и параметры конфигурации. Изучая директорию /proc, вы можете изучить, как работают команды Linux, и даже сможете делать некоторые задачи администрирования.
В Linux все представлено в виде файла; даже к устройствам доступ происходит, как к файлам (в директории /dev). Не смотря на то, что вы можете подумать, что «нормальные» файлы либо текстовые, либо бинарные (или, возможно, файлы устройств или конвейеров), директория /proc содержит файлы странного типа, — виртуальные файлы. Их можно вывести списком, но на самом деле, они не существуют на диске; операционная система создает их «на лету», если вы делаете попытку их прочитать.
Большинство виртуальных файлов всегда имеют текущую метку даты/времени, говорящую о том, что они постоянно поддерживаются в рабочем состоянии. Директория /proc создается сама по себе каждый раз при загрузке системы. Вам нужно работать с правами суперпользователя, чтобы просмотреть всю директорию; некоторые из файлов (например, связанные с процессами) принадлежат пользователю, запустившему их. Хотя большинство файлов доступны только для чтения, несколько доступных для записи (в особенности в /proc/sys) позволяют вам менять параметры ядра (конечно, вы должны быть осторожны, делая это).
Организация директории /proc
Директория /proc состоит из виртуальных директорий и поддиректорий, которые группируют файлы по определенному принципу. Работая под суперпользователем, команда ls /proc выдаст что-то вроде этого:
1 2432 3340 3715 3762 5441 815 129 2474 3358 3716 3764 5445 1290 248 3413 3717 3812 5459 133 2486 3435 3718 3813 5479 1420 2489 3439 3728 3814 557 165 276 3450 3731 39 5842 166 280 36 3733 3973 5854 2 2812 3602 3734 4 6 2267 3 3603 3735 40 6381 2268 326 3614 3737 4083 6558 2282 327 3696 3739 4868 6561 2285 3284 3697 3742 4873 6961 2295 329 3700 3744 4878 7206 2335 3295 3701 3745 5 7207 2400 330 3706 3747 5109 7222 2401 3318 3709 3749 5112 7225 2427 3329 3710 3751 541 7244 2428 3336 3714 3753 5440 752 devices modules acpi diskstats mounts asound dma mtrr bus execdomains partitions dri fb self driver filesystems slabinfo fs interrupts splash ide iomem stat irq ioports swaps net kallsyms sysrq-trigger scsi kcore timer_list sys keys timer_stats sysvipc key-users uptime tty kmsg version buddyinfo loadavg vmcore cmdline locks vmstat config.gz meminfo zoneinfo cpuinfo misc
Пронумерованные директории (остановимся на них позже) соответствуют каждому запущенному процессу; специальная символьная ссылка self указывает на текущий процесс. Некоторые виртуальные файлы предоставляют информацию о аппаратном обеспечении, например, /proc/cpuinfo, /proc/meminfo и /proc/interrupts. Другие дают информацию, связанную с файлами, например, /proc/filesystems или /proc/partitions. Файлы в /proc/sys относятся к конфигурации параметров ядра, как мы увидим позже.
Команда cat /proc/meminfo может дать следующее:
# cat /proc/meminfo MemTotal: 483488 kB MemFree: 9348 kB Buffers: 6796 kB Cached: 168292 kB ...несколько строк пропущены...
Если вы попробуете команды top или free, вы можете узнать некоторые из этих чисел. Фактически, несколько хорошо известных утилит получают доступ к директории /proc, чтобы получить информацию. Например, если вы хотите узнать, какую версию ядра вы используете, вы можете попробовать uname -srv или спуститься к истокам и набрать cat /proc/version. Есть ещё несколько других интересных файлов:
— /proc/apm: содержит информацию о Advanced Power Management, если она установлена.
— /proc/acpi: похожая директория, дающая хорошую информацию про более современный ACPI. К примеру, чтобы узнать, подключен ли ваш ноутбук к питанию AC, вы можете выполнить cat /proc/acpi/ac_adapter/AC/state и получить либо «on line», либо «off line»
— /proc/cmdline: Показывает параметры, переданные ядру при загрузке. В моем случае, это root=/dev/disk/by-id/scsi-SATA_FUJITSU_MHS2040_NLA5T3314DW3-part3 vga=0x317 resume=/dev/sda2 splash=silent PROFILE=QuintaWiFi, что говорит о том, какой раздел файловой системы является основным, какой режим VGA используется и так далее. Последний параметр сделан с помощью Системы управления настройкой провилей openSUSE.
— /proc/cpuinfo: Дает данные о процессоре вашего компьютера. Например, на моем ноутбуке, команда cat /proc/cpuinfo выводит листинг, начинающийся с:
processor : 0 vendor_id : AuthenticAMD cpu family : 6 model : 8 model name : Mobile AMD Athlon(tm) XP 2200+ stepping : 1 cpu MHz : 927.549 cache size : 256 KB
Демонстрирующий, что у меня есть только один процессор, под номером 0, семейства 80686 (6 в cpu family идет в качестве средней цифры), — AMD Athlon XP, работающий минимум на 1 Гц.
— /proc/loadavg: Файл, показывающий среднюю загрузку процессора; его информация включает использование ЦПУ в последнюю минуту, последние пять минут и последние 10 минут, а также число процессов, работающих в данный момент.
— /proc/stat: Также предоставляет статистику, но последней загрузки.
— /proc/uptime: Короткий файл, в котором только два числа — сколько секунд ваша система работает и сколько секунд она простаивает.
— /proc/devices: Показывает все настроенные и загруженные символьные и блочные устройства. /proc/ide и /proc/scsi дает данные об устройствах IDE и SCSI.
— /proc/ioports: Показывает информацию о зонах, используемых для ввода-вывода с вышеуказанными устройствами.
— /proc/dma: Показывает используемые каналы DMA.
— /proc/filesystems: Показывает типы файловых систем, поддерживаемых вашим ядром. Вот как это может выглядеть:
nodev sysfs
nodev rootfs
nodev bdev
nodev proc
nodev cpuset
...несколько строк пропущено...
nodev ramfs
nodev hugetlbfs
nodev mqueue
ext3
nodev usbfs
ext2
nodev autofsПервая колонка показывает, какая файловая система монтирована на блочное устройство. В моем случае, у меня есть разделы, настроенные с смонтированными ext2 и ext3.
— /proc/mounts: Показывает всё смонтированное, что используется вашим компьютером (его вывод очень похож на /etc/mtab). Проще говоря, /proc/partitions и /proc/swaps покажет все разделы и пространство swap.
— /proc/fs: Если вы открываете общий доступ к файловым системам с помощью NFS, в этой директории среди множества поддиректорий и файлов, есть /proc/fs/nfsd/exports, который показывает файловую систему, открытую для общего доступа и права на неё.
— /proc/net: Содержит сетевую информацию. Описание каждого из файлов в этой директории займет слишком много места, но в ней есть /dev (каждое сетевое устройство), несколько файлов, связанных с iptables, сетевая статистика и статистика портов, информация о беспроводных подключениях и так далее.
Есть также несколько файлов, связанных с ОЗУ. Я уже упомянул о /proc/meminfo, но у вас также есть /proc/iomem, который показывает, сколько памяти использует ваша система и /proc/kcore, демонстрирующий физическую оперативную память ваше системы. В отличие от большинства других виртуальных файлов, размер /proc/kcore соответствует размеру вашей оперативной памяти и даже немного больше (не пытайтесь выполнить cat /proc/kcore, так как он имеет бинарное содержимое и завалит ваш экран). Наконец, здесь же есть много файлов и директорий, связанных с аппаратным обеспечением, такие как /proc/interrupts и /proc/irq, /proc/pci (все устройства PCI), /proc/bus и так далее, но они включают в себя очень специфическую информацию, которая не нужна большинству пользователей.
Что с процессами?
Как я и сказал ранее, директории, имена который пронумерованы, представляют все запущенные процессы. Когда процесс завершается, его директория в /proc исчезает автоматически. Если вы проверите любую из этих директорий во время их существования, вы обнаружите множество файлов, таких как:
attr cpuset fdinfo
auxv cwd loginuid
clear_refs environ maps
cmdline exe mem
coredump_filter fd mounts
mountstats stat
oom_adj statm
oom_score status
root task
smaps wchanДавайте изучим основные файлы:
— cmdline: Содержит команду, запустившую процесс, со всеми её параметрами.
— cwd: Символьная ссылка на текущую рабочую директорию (CWD) процесса; exe ссылается на исполняемый процесс, а root на его корневую директорию.
— environ: Показывает все переменные окружения процесса.
— fd: Содержит все файловые дескрипторы для процесса, показывающие, какие файлы или устройства он использует.
— maps, statm и mem: Работают с памятью, используемой процессом.
— stat и status: Предоставляют информацию о статусе процесса, но последний — более четкую и упорядоченную.
Эти файлы дают несколько возможностей для написания скриптов. Например, если вы хотите отследить процессы-зомби, вы можете пройти по всем пронумерованным директориям и проверить содержание строки «(Z) Zombie» в файле /status. Однажды мне надо было проверить, запущена ли определенная программа. Я сделал проход по директориям и проверил файлы /cmdline, в поисках необходимой строки (вы также можете сделать это с помощью команды ps, но в этой статье это не рассматривается). А если вы хотите написать top, который будет выглядеть лучше, вся необходимая информация в ваших руках.
Настройка системы: /proc/sys
/proc/sys не только дает информацию о системе, она также позволяет изменять параметры ядра «на лету», активируя и дезактивируя его возможности (конечно, это может принести и вред вашей системе, — будьте осторожны!).
Чтобы определить, какой файл для настройки, а какой только для чтения, выполните ls -ld. Если файл имеет аттрибут «W», это значит, что вы можете использовать его каким-либо образом для настройки ядра. К примеру, ls -ld /proc/kernel/* начинается примерно так:
dr-xr-xr-x 0 root root 0 2008-01-26 00:49 pty dr-xr-xr-x 0 root root 0 2008-01-26 00:49 random -rw-r--r-- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 acct -rw-r--r-- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 acpi_video_flags -rw-r--r-- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 audit_argv_kb -r--r--r-- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 bootloader_type -rw------- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 cad_pid -rw------- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 cap-bound
Как видете, bootloader_type не может быть изменен, но остальные файлы могут. Чтобы изменить файл, используйте что-то вроде echo 10 >/proc/sys/vm/swappiness. Конкретно этот пример позволит вам настроить производительность страничной организации виртуальной памяти. Кстати, эти изменения — временные и их результаты будут отменены при перезагрузке. Используйте sysctl и файл /etc/sysctl.conf, чтобы сделать более постоянные изменения.
Давайте поверхностно посмотрим на директории в /proc/sys:
— debug: Содержит (сюрприз!) отладочную информацию. Это полезно, если вы занимаетесь разработкой ядра.
— dev: Предоставляет информацию о специфических устройствах в вашей системе. Например, проверьте директорию /dev/cdrom.
— fs: Дает данные о каждом возможном аспекте файловой системы.
— kernel: Позволяет вам затрагивать работу и настройки ядра напрямую.
— net: Допускает вас до вопросов, связанных с сетью. Будьте осторожны, потому как запутавшись в этом, вы можете потерять подключение.
— vm: Работает с подсистемой VM.
Заключение
Специальная директория /proc предоставляет детальную информацию о внутренней работе Linux и позволяет вам улучшить многие аспекты его настройки. Если вы потратите немного больше времени, изучая все возможности этой директории, вы сможете получить более совершенную систему Linux. А не этого ли мы все желаем?