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外观

proc 文件系统，我觉得我的抽象思维有点不行，用户空间对这些值进行更改，代码是怎么体现的了 ?

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一、proc 文件系统概述 ​

proc 文件系统让查看和调整计算机内核设置变得更简单。它像一个特殊文件夹，里面存着内核的各种信息。用户可以直接用 cat（查看）或 echo（设置）命令，或者通过程序读写文件，就能获取或修改内核参数，而不用重新编译整个内核。

为什么 proc 文件系统重要？

  • 以前：要查看或修改内核数据，必须写专门的程序深入内核内存操作，需要很高深的技术知识，还可能破坏系统稳定性。而且每次内核升级，程序可能需要重新编写。

  • 现在：通过 proc 文件系统，程序只需像读写普通文件一样操作，就能安全地获取信息或调整参数。这不仅更简单安全，还能减少对内核版本变化的依赖。

通过 proc 文件系统，我们可以轻松获取以下信息：

对于特权程序（如系统工具）：

  • 系统现在有多少个程序在运行？

  • 每个程序打开了哪些文件？

  • 每个程序用了多少内存？历史上最高用了多少？

  • 每个程序开了几个线程？每个线程现在在做什么？

  • 系统启动后遇到过哪些类型的中断？发生了多少次？

对于普通程序（比如自己的应用程序）：

  • 自己开了哪些线程？每个线程状态如何？

  • 各自用了多少内存？

  • 程序加载的动态库被映射到内存的哪个地址？

简单来说： proc 文件系统像一个“控制面板”，把内核的数据整理成文件形式，让用户能用最基础的命令或代码直接操作，既安全又方便。

二、proc 文件系统详解 ​

/proc 文件系统 ​

/proc 是 Linux 系统的一个虚拟文件系统，主要用来查看系统运行时的信息。它最初设计用于显示进程（程序）的实时状态，比如进程在做什么、开了哪些文件或网络连接，后来也扩展了内核参数、硬件信息等内容。

/proc/cpuinfo ​

作用：显示 CPU 的详细参数。 例子：

bash
$ cat /proc/cpuinfo
processor   : 0          # CPU 核心编号（从0开始）
model name  : Intel Core i5...  # CPU 型号
cpu MHz     : 2400      # 当前运行频率（单位：MHz）
cache size  : 3072 KB   # 三级缓存大小
address sizes: 42位物理地址，48位虚拟地址  # 支持的最大内存

关键信息：

  • CPU 核心数、型号、频率、缓存大小

  • 物理内存最大支持量（如 42 位=4TB 物理内存）

/proc/meminfo ​

作用：显示内存使用情况，比 top 更详细。 常见参数：

  • MemTotal：物理内存总量

  • MemFree：空闲物理内存

  • SwapTotal：交换分区（虚拟内存）总量

  • SReclaimable：可回收的缓存内存

  • KernelStack：内核栈占用内存

用处：

  • 调试内存问题时，查看具体内存分配细节（如缓存、 slab 内存等）。

/proc/kallsyms ​

作用：列出内核函数和变量的地址。 用途：

  • 内核开发者用来调试程序崩溃问题（如查看崩溃时的函数调用堆栈）。

/proc/kcore ​

作用：内核内存的完整映像文件。 用途：

  • 用调试工具（如 gdb）直接分析运行中的内核状态，类似程序崩溃时的 core 文件。

/proc/interrupts ​

作用：统计各 CPU 核心处理的中断数量。 例子：

plaintext
CPU0: 1234   # CPU0 处理的中断数
CPU1: 5678   # CPU1 处理的中断数

关键点：

  • 默认中断可能集中在 CPU0，需用 irqbalance 工具分配到其他核心，提升多核性能。

/proc/loadavg ​

作用：显示系统负载（CPU 和任务队列的忙碌程度）。 例子：

bash
$ cat /proc/loadavg
0.03 0.07 0.06 2/171 28700

  • 前三项：1 分钟/5 分钟/15 分钟的平均负载。数值越小越轻松，超过 CPU 核心数表示任务排队。

  • 第四项：运行中的任务数/总任务数（如 2/171 表示当前有 2 个任务在运行）。

  • 第五项：占用资源最多的进程 ID。

/proc/PID/（每个进程的目录） ​

系统为每个进程创建一个以 PID（进程号）命名的目录，例如 /proc/1234/。 常用文件：

  • status：进程状态（内存使用、线程数等）。

  • maps：进程的内存映射信息，显示程序加载的文件和内存区域。

  • fd：进程打开的文件描述符（即当前打开的文件或网络连接）。

示例：**maps** 文件内容

bash
$ cat /proc/1234/maps
00400000-0040b000 r-xp /usr/bin/cat  # 程序本身的代码区域
7fe9d3f29000-7fe9d40eb000 r-xp /lib/libc.so  # 加载的共享库
[heap] 00733000-00754000 rw-p       # 堆内存区域

  • 每列含义：

    1. 内存地址范围（如 00400000-0040b000）。

    2. 权限（r=读，w=写，x=执行，p=可访问）。

    3. 文件路径或特殊标记（如 [heap] 表示堆内存）。

总结 ​

这些文件是 Linux 的“系统体检表”，开发者和运维人员可以通过它们快速获取硬件状态、进程行为、内核运行等信息，用于调试、优化或故障排查。

三、procfs 主要接口 ​

表格 还在加载中，请等待加载完成后再尝试复制

四、添加一个 procfs 文件实现例程 ​

procfs 用来进行相关驱动信息的读取，还是建议使用 debugfs 来做调试功能。

  • 要为 procfs 创建接口，只需要调用 proc_create 接口。

  • 读/写处理函数依附在 struct file_operations 结构体。

  • 卸载操作使用 remove_proc_entry

cpp
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/uaccess.h>

/*** 驱动信息 ***/
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
#define DRIVER_NAME "MyDevice"
#define PROC_NAME "MyDevice_test"

/* procfs 测试变量 */
static char proc_test_string[16];
static int  flag_read = 0;

/* /proc/MyDevice_test访问时调用的函数 */
static int mydevice_proc_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk("mydevice_proc_open\n");
    flag_read = 0;
    return 0;
}

/* /proc/MyDevice_test read */
static ssize_t mydevice_proc_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
    printk("mydevice_proc_read\n");

    if (flag_read == 0) {
        int len;
        len = sprintf(buf, "%s\n", proc_test_string);
        flag_read = 1;
        return len;
    } else {
        return 0;
    }
}

/* /proc/MyDevice_test write */
static ssize_t mydevice_proc_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
    printk("mydevice_proc_write\n");

    if (count > sizeof(proc_test_string)) count = sizeof(proc_test_string) - 1;
    if (copy_from_user(proc_test_string, buf, count)) {
        return -EFAULT;
    }
    proc_test_string[count] = '\0';
    return count;
}

/* file_operations  */
static struct file_operations mydevice_proc_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open  = mydevice_proc_open,
    .read  = mydevice_proc_read,   //cat
    .write = mydevice_proc_write,  //echo
};

/* 加载 (insmod)时调用的函数 */
static int mydevice_init(void)
{
    struct proc_dir_entry *entry;

    printk("mydevice_init\n");
    /* 创建 procfs */
    entry = proc_create(interrupts, S_IRUGO | S_IWUGO, NULL, &mydevice_proc_fops);
    if (entry == NULL) {
        printk(KERN_ERR "proc_create\n");
        return -ENOMEM;
    }

    return 0;
}

/* 卸载(rmmod)时调用的函数 */
static void mydevice_exit(void)
{
    printk("mydevice_exit\n");

    /* procfs 卸载く */
    remove_proc_entry(PROC_NAME, NULL);
}

module_init(mydevice_init);
module_exit(mydevice_exit);

加载模块后，该 proc_create 函数会创建一个文件 /proc/MyDevice_test。S_IRUGO | S_IWUGO 与 0666 相同，为所有用户提供 RW 访问权限。

五、系统里面案例 ​

drivers/rkflash/rkflash_blk.c

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