第10章无持久存储的文件系统（1）

前言

10.1 proc文件系统

10.1.1 /proc 内容

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前言

即存在于内存中的文件系统。如：

proc：

sysfs：

即/sys目录。

内容不一定是ASCII文本，可能是二进制。

收集内核对象kobject的拓扑信息。

debugfs：

作用：快速向应用层导出，或从应用层导入值

原理：使用了 libfs+顺序文件。

10.1 proc文件系统

procfs，即 process data filesystem。

proc 文件系统作用：

1. cat 文件时，动态生成相关信息。

2. echo " " > 文件，修改系统配置。

10.1.1 /proc 内容

proc 信息分为几类：

1. 内存管理

2. 进程信息

3. 文件系统

4. 设备驱动

5. 系统总线

6. 电源管理

7. 系统控制参数

1. 特定于进程的数据

cat /proc/3883/ 数字为进程 PID

cmdline：开启该进程的命令，如 ./a.out 1 2

environ：该进程设置的环境变量。

maps：进程本身，及其使用的库的内存映射（可用于定位进程crash）

status

fd：进程打开的文件描述符，都是链接文件。

如：

/proc/2820/fd/1 -> /dev/null

/proc/2820/fd/4 -> socket:[10030]

cwd：进程当前的工作目录。

exe：链接指向进程的二进制程序。

如：

/proc/2820/exe -> /bin/cbsd

举例：

cat /proc/906/status

Name: systemd 对应可执行文件名字。

Umask: 0022 该进程创建文件的默认权限掩码。

State: S (sleeping)

Tgid: 906 线程组ID。

Ngid: 0 下一个可用的线程组ID。

Pid: 906 进程ID。

PPid: 1 父进程ID。

TracerPid: 0 跟踪该进程的调试器进程ID。

Uid: 0 0 0 0

实际用户ID、有效用户ID、保存的设置用户ID、文件系统用户ID。

Gid: 0 0 0 0

进程的实际组ID、有效组ID、保存的设置组ID、文件系统组ID。

FDSize: 1024 进程的文件描述符限制大小。

Groups:

NStgid: 906 NS=namespace

NSpid: 906

NSpgid: 906

NSsid: 906

VmPeak: 1311540 kB

进程使用的虚拟内存峰值。

VmSize: 1071592 kB

进程使用的虚拟内存当前值。

不等于实际使用物理内存（如部分数据可存储在交换区）。

VmLck: 0 kB

锁定的内存区域大小。

即不被swap到磁盘，也无法回收。

VmHWM: 244276 kB 进程使用的物理内存峰值。

VmRSS: 239916 kB 进程当前使用物理内存值。

RssAnon: 36428 kB 进程的匿名内存的大小（如堆、栈、共享内存）

RssFile: 10140 kB 进程文件缓存页大小。

RssShmem: 0 kB 进程使用的共享内存的总大小。

VmData: 628048 kB 数据段大小。

VmStk: 136 kB 栈大小。

VmExe: 32 kB 代码段大小。

VmLib: 57908 kB 库大小。

VmPTE: 2388 kB 页表的大小。

VmSwap: 0 kB 使用swap的大小。

Threads: 1

SigQ: 0/13035 当前未处理信号数量 / 进程可接收信号最大数量。

SigPnd: 0000000000000000 等待处理的信号位掩码。

ShdPnd: 0000000000000000 共享的挂起信号掩码。

SigBlk: 0000000000000000 进程阻塞信号掩码。

SigIgn: 0000000000001000 进程忽略的信号掩码。

SigCgt: 0000000000002000 进程可接收并可处理的信号。

CapInh: 00000000a80425fb 从父进程继承的能力。

CapPrm: 00000000a80425fb 进程当前的能力集合。

CapEff: 00000000a80425fb 当前实际拥有的能力集合

CapBnd: 00000000a80425fb 进程不能超出的能力集合。

CapAmb: 0000000000000000 可接受的能力集合。

NoNewPrivs: 0

是否设置Privileges位，即不可增加特权。若设置，execve程序不能有更高权限。

Seccomp: 0 安全计算模式，限定进程可使用的系统调用

Cpus_allowed: f 允许允许的CPU掩码。

Cpus_allowed_list: 0-3

Mems_allowed: 00000000,00000001 允许使用的内存节点的掩码。

Mems_allowed_list: 0

voluntary_ctxt_switches: 397

主动放弃CPU的次数，如进程阻塞I/O。

nonvoluntary_ctxt_switches: 253

被迫放弃CPU的次数，如时间片用完。

mlock系统调用：

作用：将进程指定的虚拟内存区域锁定在物理内存中，防止被交换出去。

RSS：常驻集大小(Resident Set Size)

当前驻留在物理内存中的大小。不包括被换出到交换空间（Swap）的部分。

当一个信号被设置为阻塞后，当进程收到该信号时不会立即处理，而是挂起信号，直到解除信号阻塞状态后才能处理。

如何阻塞SIGINT信号？

sigaddset(&block_set, SIGINT);

sigprocmask(SIG_BLOCK, &block_set, NULL);

信号在内核中状态：

1. 递达：Delivery。收到信号，并执行信号处理函数。

2. 未决 / 挂起：Pending。进程正处理一个信号时，收到的其余信号被挂起。

3. 阻塞：Block。进程解除信号阻塞，立即执行信号处理函数。即延时接收。

运用场景：

挂起信号：优先处理某些紧急信号，推迟处理其他信号。

阻塞信号：临时忽略某信号。例如在某些关键性操作期间，可防止信号干扰进程。

进程常见能力包括：

CAP_CHOWN：

更改文件的所有者的的能力。即可执行chown

CAP_DAC_READ_SEARCH：

读取任意文件和目录的能力。

CAP_NET_RAW：

使用原始网络套接字的能力。

!ns_capable(net->user_ns, CAP_NET_RAW)

CAP_SYS_ADMIN：管理系统的能力

CAP_SYS_RESOURCE：

允许进程配置系统资源。如nice setrlimit mlock

CAP_SYS_PTRACE：

跟踪其他进程的能力。

CAP_IPC_LOCK：

锁定内存的能力。

内核如何判断进程的能力：

与current->cred->cap_effective掩码计算。