procfs文件系统

参考资料：https://blog.csdn.net/qq_29023095/article/details/123164953

 

用户空间和内核空间交互方式有：文件I/O，ioctl、procfs、debugfs、sysfs等

 

procfs 是 Linux 内核中的一个虚拟文件系统，通常挂载在 /proc 目录下，用于向用户空间提供内核状态信息和运行时数据。通过 procfs，用户可以访问和操作内核的各种参数、统计数据、进程信息等，而无需直接访问内核数据结构或重新编译内核。

以下是 procfs 的一些主要特点和用途：

1. 提供内核信息：

procfs 提供了访问内核信息的接口，用户可以读取和修改内核运行时的参数、状态信息等。

2. 进程信息：

在 /proc 目录下，每个数字命名的子目录对应一个正在运行的进程，其中包含该进程的信息，如状态、命令行参数、文件描述符等。

3. 系统信息：

用户可以通过 procfs 获取系统的各种信息，比如 CPU 信息、内存使用情况、设备信息等。

4. 动态调试：

procfs 提供了方便的接口，用于动态调试和跟踪内核和进程的状态，例如通过 /proc/sys/kernel 目录可以调整内核参数。

5. 性能分析：

通过 procfs，用户可以获取系统性能数据，如 CPU 使用率、内存占用情况等，用于性能分析和优化。

 

proc常用API：

1. create_proc_entry / proc_create：用于创建一个新的 procfs 文件。原型如下：

• struct proc_dir_entry *create_proc_entry(const char *name, umode_t mode, struct proc_dir_entry *parent);
• struct proc_dir_entry *proc_create(const char *name, umode_t mode, struct proc_dir_entry *parent, const struct file_operations *proc_fops);

2. remove_proc_entry：用于删除一个已存在的 procfs 文件。

• void remove_proc_entry(const char *name, struct proc_dir_entry *parent_dir);

3. proc_mkdir：用于创建一个新的 procfs 目录。

• struct proc_dir_entry *proc_mkdir(const char *name, struct proc_dir_entry *parent);

4. proc_remove：用于删除一个已存在的 procfs 目录。

• void proc_remove(struct proc_dir_entry *entry);

5. PDE_DATA：宏定义，用于获取与 proc_dir_entry 结构关联的私有数据。

• #define PDE_DATA(inode) PDE(inode)->data

6. PDE：宏定义，用于获取指定 inode 对应的 proc_dir_entry 结构。

• #define PDE(inode) (container_of((inode), struct proc_dir_entry, pde_inode))

 

demo举例：

#include <linux/module.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/fs.h>

#define PROCFS_FILENAME "my_procfs"

static int my_proc_show(struct seq_file *m, void *v) {
    seq_printf(m, "Hello from my_procfs!\n");
    return 0;
}

static int my_proc_open(struct inode *inode, struct file *file) {
    return single_open(file, my_proc_show, NULL);
}

static ssize_t my_proc_write(struct file *file, const char __user *buffer, size_t count, loff_t *pos) {
    // 在这里实现写入操作的逻辑
    return -EINVAL; // 暂时返回无效参数错误
}

static const struct proc_ops my_proc_ops = {
    .proc_open = my_proc_open,
    .proc_read = seq_read,
    .proc_write = my_proc_write,
    .proc_lseek = seq_lseek,
    .proc_release = single_release,
};

static int __init my_module_init(void) {
    struct proc_dir_entry *entry;

    entry = proc_create(PROCFS_FILENAME, 0, NULL, &my_proc_ops);
    if (!entry) {
        pr_err("Failed to create /proc/%s\n", PROCFS_FILENAME);
        return -ENOMEM;
    }

    return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void) {
    remove_proc_entry(PROCFS_FILENAME, NULL);
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("lethe1203");
MODULE_DESCRIPTION("procfs demo");