Linux系统/proc进程相关接口

Linux内核提供了接口供用户查看系统信息，常见的接口都在/proc和/sys路径下，本人主要介绍进程相关的接口
1 /proc接口的内核实现
1.1 /proc/cpuinfo
这个接口可查看当前系统的cpu核信息，知道我们有几个cpu，是否所有cpu都可用，以这个接口为例说明/proc路径下接口的内核实现。
Linux内核有个接口函数proc_create用于创造/proc路径下的接口，直接调用这个接口就能创造用户态接口：

如上图，内核创造了一个/proc/cpuinfo接口，当我们使用cat 命令查看该接口时，内核会走到cpuinfo_open，然后进入到cpuinfo_op中的c_show，我们再看c_show的实现：

上图中可知，内核逐一编译每个cpu，获取cpu信息，然后在用户终端打印。
从上面的示例我们可以看出，每个/proc路径下的接口都是通过proc_create创造的，有自己独立的xxx_proc_ops，通过这个xxx_proc_ops中的函数就能获取指定的信息。

2 /proc/stat
这个接口可查看cpu资源占用总体情况，top命令就是通过查看这个接口信息并现实的，我们具体看它的内核实现，下图是接口显示示例（top命令实际读取的就是/proc/stat和/proc/pid/stat接口内容）：

/proc/stat接口代码实现如下图(在fs/proc/stat.c中)：

如上图，关键实现在show_stat中，/proc/stat接口打印的cpu信息内容解释如下：
| user | 用户级进程运行时间 |
| nice | 优先级较低的进程运行时间 |
| system | 内核级进程运行时间 |
| idle | CPU空闲时间 |
| iowt | CPU等待输入输出完成时间 |
| irq | 处理中断时间 |
| softirq| 软中断时间 |
| steal | 虚拟CPU等待真实CPU运行时间 |
| guest | 虚拟CPU运行时间 |
| guest_nice | 优先级较低的虚拟CPU运行时间 |
对应代码如下：

如上图可知，内核使用cpustat数组存储各个cpu状态的时间，show_stat只是将已经统计好的数值打印出来，关键看内核如何统计这些时间？

如上图所示，update_process_times函数的注释已说明，会在定时器中断中被调用，如果是用户态就更新user时间，否则更新system时间。传参user_tick标记了是user还是system？

account_process_tick函数关键代码如上图。
我们再看中断的时间，在进入和离开中断的时候统计，如下图：

由此可知，Linux内核cpu在各个状态切换时，会记录下时间并进行累计统计，得出最终结果。当然，以上并未罗列出全部的统计时机，只梳理逻辑。
扩展：/proc/$pid/stat这个接口显示了$pid进程占用的资源信息，内核实现与/proc/stat相似，此处不再细讲。