Linux系統下/proc/[pid] 目錄各檔案簡析

Linux 核心提供了一種通過 proc 檔案系統，在執行時訪問核心內部資料結構、改變核心設定的機制。proc 檔案系統是一個偽檔案系統，它只存在記憶體當中，而不佔用外存空間。它以檔案系統的方式為訪問系統核心資料的操作提供介面。

使用者和應用程式可以通過 proc 得到系統的資訊，並可以改變核心的某些引數。由於系統的資訊，如程式，是動態改變的，所以使用者或應用程式讀取 proc 檔案時，proc 檔案系統是動態從系統核心讀出所需資訊並提交的。

下面列出的這些檔案或子資料夾，並不是都是在你的系統中存在，這取決於你的核心配置和裝載的模組。另外，在 proc 下還有三個很重要的目錄：net，scsi 和 sys。 sys 目錄是可寫的，可以通過它來訪問或修改核心的引數，而 net 和 scsi 則依賴於核心配置。例如，如果系統不支援 scsi，則 scsi 目錄不存在。

除了以上介紹的這些，還有的是一些以數字命名的目錄，它們是程式目錄。系統中當前執行的每一個程式都有對應的一個目錄在 proc 下，以程式的 PID 號為目錄名，它們是讀取程式資訊的介面。而 self 目錄則是讀取程式本身的資訊介面，是一個 link。

/proc/[pid]/auxv

/proc/[pid]/auxv 包含傳遞給程式的 ELF 直譯器資訊，格式是每一項都是一個 unsigned long長度的 ID 加上一個 unsigned long 長度的值。最後一項以連續的兩個 0x00 開頭。舉例如下：

$ hexdump -x /proc/2406/auxv

0000000    0021    0000    0000    0000    f000    f7fa    7fff    0000
0000010    0010    0000    0000    0000    fbff    1f8b    0000    0000
0000020    0006    0000    0000    0000    1000    0000    0000    0000
0000030    0011    0000    0000    0000    0064    0000    0000    0000
0000040    0003    0000    0000    0000    0040    0040    0000    0000
0000050    0004    0000    0000    0000    0038    0000    0000    0000
0000060    0005    0000    0000    0000    0007    0000    0000    0000
0000070    0007    0000    0000    0000    0000    0000    0000    0000
0000080    0008    0000    0000    0000    0000    0000    0000    0000
0000090    0009    0000    0000    0000    55e0    0045    0000    0000
00000a0    000b    0000    0000    0000    0000    0000    0000    0000
00000b0    000c    0000    0000    0000    0000    0000    0000    0000
00000c0    000d    0000    0000    0000    0000    0000    0000    0000
00000d0    000e    0000    0000    0000    0000    0000    0000    0000
00000e0    0017    0000    0000    0000    0000    0000    0000    0000
00000f0    0019    0000    0000    0000    f079    f7f6    7fff    0000
0000100    001f    0000    0000    0000    ffea    f7f6    7fff    0000
0000110    000f    0000    0000    0000    f089    f7f6    7fff    0000
0000120    0000    0000    0000    0000    0000    0000    0000    0000
0000130

/proc/[pid]/cmdline

/proc/[pid]/cmdline 是一個只讀檔案，包含程式的完整命令列資訊。如果該程式已經被交換出記憶體或者這個程式是 zombie 程式，則這個檔案沒有任何內容。該檔案以空字元 null 而不是換行符作為結束標誌。舉例如下：

$ ps aux|grep frps
root      2406  0.1  0.1  54880 10524 ?        Sl   Dec11  21:30 frps -c ./frps.ini

$ cat /proc/2406/cmdline
frps-c./frps.ini

/proc/[pid]/comm

/proc/[pid]/comm 包含程式的命令名。舉例如下：

$ cat /proc/2406/comm
frps

/proc/[pid]/cwd

/proc/[pid]/cwd 是程式當前工作目錄的符號連結。舉例如下：

$ ls -lt /proc/2406/cwd
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Dec 12 20:39 /proc/2406/cwd -> /home/mike/frp_0.13.0_linux_amd64

/proc/[pid]/environ

/proc/[pid]/environ 顯示程式的環境變數。舉例如下：

$ strings /proc/2406/environ

SUPERVISOR_GROUP_NAME=ssh
TERM=linux
SUPERVISOR_SERVER_URL=unix:///var/run/supervisor.sock
SUPERVISOR_PROCESS_NAME=ssh
RUNLEVEL=2
UPSTART_EVENTS=runlevel
PREVLEVEL=N
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
UPSTART_INSTANCE=
UPSTART_JOB=rc
SUPERVISOR_ENABLED=1
runlevel=2
PWD=/
previous=N

/proc/[pid]/exe

/proc/[pid]/exe 為實際執行程式的符號連結。舉例如下：

$ ls -lt /proc/2406/exe
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Dec 11 19:00 /proc/2406/exe -> /usr/bin/frps

/proc/[pid]/fd

/proc/[pid]/fd 是一個目錄，包含程式開啟檔案的情況。舉例如下：

$ ls -lt /proc/2406/fd

lrwx------ 1 root root 64 Dec 24 09:39 77 -> socket:[44377722]
lrwx------ 1 root root 64 Dec 17 15:07 47 -> socket:[29482617]
lr-x------ 1 root root 64 Dec 12 20:18 0 -> pipe:[13282]
l-wx------ 1 root root 64 Dec 12 20:18 1 -> pipe:[13283]
lrwx------ 1 root root 64 Dec 12 20:18 10 -> socket:[12238218]
lrwx------ 1 root root 64 Dec 12 20:18 4 -> anon_inode:[eventpoll]
lrwx------ 1 root root 64 Dec 12 20:18 40 -> socket:[19378614]

目錄中的每一項都是一個符號連結，指向開啟的檔案，數字則代表檔案描述符。

/proc/[pid]/latency

/proc/[pid]/latency 顯示哪些程式碼造成的延時比較大。如果要使用這個特性需要執行：

$ echo 1 > /proc/sys/kernel/latencytop

舉例如下

$ cat /proc/2406/latency

Latency Top version : v0.1
30667 10650491 4891 poll_schedule_timeout do_sys_poll SyS_poll system_call_fastpath 0x7f636573dc1d
8 105 44 futex_wait_queue_me futex_wait do_futex SyS_futex system_call_fastpath 0x7f6365a167bc

每一行前三個數字分別是後面程式碼執行的次數、總共執行延遲時間(單位是微秒)和最長執行延遲時間(單位是微秒)。後面則是程式碼完整的呼叫棧。

/proc/[pid]/maps

/proc/[pid]/maps 顯示程式的記憶體區域對映資訊。舉例如下：

$ cat /proc/2406/maps
00400000-006ea000 r-xp 00000000 fd:01 1727569                            /usr/bin/frps
006ea000-00a6c000 r--p 002ea000 fd:01 1727569                            /usr/bin/frps
00a6c000-00ab1000 rw-p 0066c000 fd:01 1727569                            /usr/bin/frps
00ab1000-00ad4000 rw-p 00000000 00:00 0
c000000000-c00000b000 rw-p 00000000 00:00 0
c41feac000-c420000000 rw-p 00000000 00:00 0
c420000000-c420400000 rw-p 00000000 00:00 0
c420400000-c420700000 rw-p 00000000 00:00 0
c420700000-c420800000 rw-p 00000000 00:00 0
c420800000-c420900000 rw-p 00000000 00:00 0
c420900000-c420a00000 rw-p 00000000 00:00 0
c420a00000-c421ea0000 rw-p 00000000 00:00 0
c421ea0000-c422a00000 rw-p 00000000 00:00 0
c422a00000-c422a60000 rw-p 00000000 00:00 0
7f0418c01000-7f0418ee1000 rw-p 00000000 00:00 0
7ffff7f4f000-7ffff7f70000 rw-p 00000000 00:00 0                          [stack:5121]
7ffff7fad000-7ffff7faf000 r--p 00000000 00:00 0                          [vvar]
7ffff7faf000-7ffff7fb1000 r-xp 00000000 00:00 0                          [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0                  [vsyscall]

其中注意的一點是 [stack:] 是執行緒的堆疊資訊，對應於 /proc/[pid]/task/[tid]/ 路徑。

/proc/[pid]/root

/proc/[pid]/root 是程式根目錄的符號連結。舉例如下：

$  ls -lt /proc/2406/root
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Dec 12 20:39 /proc/2406/root -> /

/proc/[pid]/stack

/proc/[pid]/stack 示當前程式的核心呼叫棧資訊，只有核心編譯時開啟了 CONFIG_STACKTRACE 編譯選項，才會生成這個檔案。舉例如下：

$ cat /proc/2406/stack
[<ffffffff810fa996>] futex_wait_queue_me+0xc6/0x130
[<ffffffff810fb05d>] futex_wait+0x17d/0x270
[<ffffffff810fd2d5>] do_futex+0xd5/0x520
[<ffffffff810fd791>] SyS_futex+0x71/0x150
[<ffffffff8180cc76>] entry_SYSCALL_64_fastpath+0x16/0x75
[<ffffffffffffffff>] 0xffffffffffffffff

/proc/[pid]/statm

/proc/[pid]/statm 顯示程式所佔用記憶體大小的統計資訊。包含七個值，度量單位是 page(page大小可通過 getconf PAGESIZE 得到)。舉例如下：

$  cat /proc/2406/statm
13720 2617 493 746 0 12007 0

各個值含義：

a）程式佔用的總的記憶體
b）程式當前時刻佔用的實體記憶體
c）同其它程式共享的記憶體
d）程式的程式碼段
e）共享庫(從2.6版本起，這個值為0)
f）程式的堆疊
g）dirty pages(從2.6版本起，這個值為0)

/proc/[pid]/status

/proc/[pid]/status 包含程式的狀態資訊。其很多內容與 /proc/[pid]/stat 和 /proc/[pid]/statm 相同，但是卻是以一種更清晰地方式展現出來。舉例如下：

$ cat /proc/2406/status
Name:   frps
State:  S (sleeping)
Tgid:   2406
Ngid:   0
Pid:    2406
PPid:   2130
TracerPid:  0
Uid:    0   0   0   0
Gid:    0   0   0   0
FDSize: 128
Groups: 0
NStgid: 2406
NSpid:  2406
NSpgid: 2406
NSsid:  2130
VmPeak:    54880 kB
VmSize:    54880 kB
VmLck:         0 kB
VmPin:         0 kB
VmHWM:     34872 kB
VmRSS:     10468 kB
VmData:    47896 kB
VmStk:       132 kB
VmExe:      2984 kB
VmLib:         0 kB
VmPTE:        68 kB
VmPMD:        20 kB
VmSwap:        0 kB
HugetlbPages:          0 kB
Threads:    11
SigQ:   0/31834
SigPnd: 0000000000000000
ShdPnd: 0000000000000000
SigBlk: 0000000000000000
SigIgn: 0000000000000000
SigCgt: fffffffe7fc1feff
CapInh: 0000000000000000
CapPrm: 0000003fffffffff
CapEff: 0000003fffffffff
CapBnd: 0000003fffffffff
CapAmb: 0000000000000000
Seccomp:    0
Cpus_allowed:   f
Cpus_allowed_list:  0-3
Mems_allowed:   00000000,00000001
Mems_allowed_list:  0
voluntary_ctxt_switches:    2251028
nonvoluntary_ctxt_switches: 18031

關於訊號（signal）的資訊：SigQ 分為兩部分（例如 0/31834），前面表示當前處在佇列中的訊號（0），後面則表示佇列一共可以儲存多少訊號（31834）；SigPnd 表示當前執行緒 pending 的訊號，而ShdPnd 則表示整個程式 pending 的訊號；SigBlk、SigIgn 和 SigCgt 分別表示對訊號的處理是阻塞，忽略，還是捕獲。（關於Unix訊號的相關知識，可以參考 Unix: Dealing with signals）。

/proc/[pid]/syscall

/proc/[pid]/syscall 顯示當前程式正在執行的系統呼叫。舉例如下：

$ cat /proc/2406/syscall
202 0xab3730 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x7ffff7f6ec68 0x455bb3

第一個值是系統呼叫號（202代表poll），後面跟著 6 個系統呼叫的引數值（位於暫存器中），最後兩個值依次是堆疊指標和指令計數器的值。如果當前程式雖然阻塞，但阻塞函式並不是系統呼叫，則系統呼叫號的值為 -1，後面只有堆疊指標和指令計數器的值。如果程式沒有阻塞，則這個檔案只有一個 running  的字串。

核心編譯時開啟了 CONFIG_HAVE_ARCH_TRACEHOOK 編譯選項，才會生成這個檔案。

/proc/[pid]/wchan

/proc/[pid]/wchan 顯示當程式 sleep 時，kernel 當前執行的函式。舉例如下：

$ cat /proc/2406/wchan
futex_wait_queue_meadmin