linux内核伪文件系统—proc分析一、proc文件系统简介二、proc文件系统源码分析
（2-1）linux内核下的/proc文件系统如何创建条目（2-2）linux内核如何初始化/proc文件系统 三、总结
一、proc文件系统简介首先/proc文件系统是一个接口，linux内核通过它可以获取一个linux系统上运行信息。很多用户空间程序都需要依靠/proc文件系统中的内容来完成它们的工作。如下图所示：
linux内核中运行的每一个用户进程都会由/proc文件系统中的一个对应条目代表。例如：1号线程init。他在/proc对应的条目则为1。可以使用：
ls -l /proc/1
得到init进程相关的条目：
linux系统中运行的用户进程都有对应的条目。对于这些信息，在开发过程中，就可以查看对应的条目，从而得到系统中运行进程的相关信息。
如果需要获取到init进程相关联的内存信息，则使用：
cat /proc/1/maps
如果需要获取init进程的状态信息，则使用：
cat /proc/1/status
如果需要获取系统中的处理器信息，可使用cpuinfo条目。
如果需要获取系统内存的统计信息，则使用meminfo条目。
如果需要获取linux内核版本的信息，则使用version条目。
对于/proc文件系统来说，其给出了许多关于linux内核运行过程中的信息（这里不一一列举啦）。其中有很多的信息条目值得仔细分析和学习。同样的，有很多的软件帮助我们提取/proc文件系统中的条目信息。例如：top、ps命令等。
通过修改/proc/sys目录下条目，可以动态更改内核参数或变量。
sysctl接口提供了动态更改某些内核参数和变量的方法，而不需要重新编译内核或重新引导系统。会在/proc/sys目录下生成一棵可修改的sysctl条目树。即修改该目录下的值可以动态的更改内核中的某些参数和变量。
二、proc文件系统源码分析本小结将分析以下两个小问题：
（1）linux内核下的/proc文件系统如何创建条目？
（2）linux内核如何初始化/proc文件系统？
（2-1）linux内核下的/proc文件系统如何创建条目/proc文件系统的源码位于（/fs/proc）目录下，如下图所示：
从Makefile文件可知，其大致的编译流程。从其目录的源文件组织结构，大致是与ls /proc命令下的条目相关联。l例如：/proc目录下有个version条目，则在源码目录结构下将有一个对应的version.c源文件。
（/fs/proc/version.c）
static const struct file_operations version_proc_fops = {
.open = version_proc_open,
.read = seq_read,
.llseek = seq_lseek,
.release = single_release,
};
static int __init proc_version_init(void)
{
proc_create("version", 0, NULL, &version_proc_fops);
return 0;
}
fs_initcall(proc_version_init);
（/include/linux/init.h）
#define __define_initcall(fn, id)
static initcall_t __initcall_##fn##id __used
__attribute__((__section__(".initcall" #id ".init"))) = fn;
LTO_REFERENCE_INITCALL(__initcall_##fn##id)
#define fs_initcall(fn) __define_initcall(fn, 5)
从以上代码片段可见：version.c文件的写法与设备驱动编写类似：定义一个struct file_operations，并指定对应的callback，然后使用proc_create()创建version条目，最后使用fs_initcall()宏进行初始化。（注：其目录下的许多文件都有类似的程序结构和写法，大同小异）
（2-2）linux内核如何初始化/proc文件系统 /proc是一个文件系统，那么在linux内核源码中，就应该使用struct file_system_type来描述。其定义如下（/fs/proc/root.c）：
static struct file_system_type proc_fs_type = {
.name = "proc",
.mount = proc_mount,
.kill_sb = proc_kill_sb,
.fs_flags = FS_USERNS_VISIBLE | FS_USERNS_MOUNT,
};
在start_kernel()函数中将调用proc_root_init()函数来初始化/proc文件系统。
（/fs/proc/root.c）
void __init proc_root_init(void)
{
int err;
//初始化 proc的inode cache
proc_init_inodecache();
err = register_filesystem(&proc_fs_type);
if (err)
return;
proc_self_init();
proc_thread_self_init();
proc_symlink("mounts", NULL, "self/mounts");
proc_net_init();
#ifdef CONFIG_SYSVIPC
proc_mkdir("sysvipc", NULL);
#endif
proc_mkdir("fs", NULL);
proc_mkdir("driver", NULL);
proc_create_mount_point("fs/nfsd");
#if defined(CONFIG_SUN_OPENPROMFS) || defined(CONFIG_SUN_OPENPROMFS_MODULE)
proc_create_mount_point("openprom");
#endif
proc_tty_init();
proc_mkdir("bus", NULL);
proc_sys_init();
}
上述代码第7行，调用register_filesystem()函数向linux 内核注册/proc文件系统。
上面代码中多处调用proc_mkdir()函数创建对应的/proc下的条目（（/fs/proc/generic.c））：
struct proc_dir_entry *proc_mkdir(const char *name,struct proc_dir_entry *parent)
{
return proc_mkdir_data(name, 0, parent, NULL);
}
最后都将调用到共同的proc_mkdir_data()函数（/fs/proc/generic.c）：
struct proc_dir_entry *proc_mkdir_data(const char *name, umode_t mode,
struct proc_dir_entry *parent, void *data)
{
struct proc_dir_entry *ent;
if (mode == 0)
mode = S_IRUGO | S_IXUGO;
//创建proc下的目录节点
ent = __proc_create(&parent, name, S_IFDIR | mode, 2);
if (ent) {
ent->data = data;
ent->proc_fops = &proc_dir_operations;
ent->proc_iops = &proc_dir_inode_operations;
parent->nlink++;
//将通过__proc_create（）创建出的目录节点添加到父节点
if (proc_register(parent, ent) < 0) {
kfree(ent);
parent->nlink--;
ent = NULL;
}
}
return ent;
}
三、总结
本文没有过多分析proc文件系统背后的实现细节和机制。描述了在开发中，/proc文件系统下关于系统运行的信息条目；从源码的角度简单分析了/proc文件系统，描述了linux内核启动过程中是如何初始化/proc文件系统的。
