《Linux/Unix系统编程手册》读书笔记7 （/proc文件的简介和运用）

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第11章

这章主要讲了关于Linux和UNIX的系统资源的限制。

关于限制都存在一个最小值，这些最小值为<limits.h>文件中的常量。

通过cat 命令查看：

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ cat /usr/include/limits.h
/* Copyright (C) 1991, 1992, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2005
   Free Software Foundation, Inc.
   This file is part of the GNU C Library.
 
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   modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   License as published by the Free Software Foundation; either
   version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
 
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   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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   You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
   License along with the GNU C Library; if not, write to the Free
   Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
   02111-1307 USA.  */
 
/*
 *    ISO C99 Standard: 7.10/5.2.4.2.1 Sizes of integer types    <limits.h>
 */
 
#ifndef _LIBC_LIMITS_H_
#define _LIBC_LIMITS_H_    1
 
#include <features.h>
 
/* Maximum length of any multibyte character in any locale.
   We define this value here since the gcc header does not define
   the correct value.  */
#define MB_LEN_MAX    16
 
/* If we are not using GNU CC we have to define all the symbols ourself.
   Otherwise use gcc's definitions (see below).  */
#if !defined __GNUC__ || __GNUC__ < 2
 
/* We only protect from multiple inclusion here, because all the other
   #include's protect themselves, and in GCC 2 we may #include_next through
   multiple copies of this file before we get to GCC's.  */
# ifndef _LIMITS_H
#  define _LIMITS_H    
 
#include <bits/wordsize.h>
 
/* We don't have #include_next.
   Define ANSI <limits.h> for standard 32-bit words.  */
 
/* These assume 8-bit `char's, 16-bit `short int's,
   and 32-bit `int's and `long int's.  */
 
/* Number of bits in a `char'.    */
#  define CHAR_BIT    
 
/* Minimum and maximum values a `signed char' can hold.  */
#  define SCHAR_MIN    (-)
#  define SCHAR_MAX    
 
/* Maximum value an `unsigned char' can hold.  (Minimum is 0.)  */
#  define UCHAR_MAX    
 
/* Minimum and maximum values a `char' can hold.  */
#  ifdef __CHAR_UNSIGNED__
#   define CHAR_MIN
#   define CHAR_MAX    UCHAR_MAX
#  else
#   define CHAR_MIN    SCHAR_MIN
#   define CHAR_MAX    SCHAR_MAX
#  endif
 
/* Minimum and maximum values a `signed short int' can hold.  */
#  define SHRT_MIN    (-)
#  define SHRT_MAX    
 
/* Maximum value an `unsigned short int' can hold.  (Minimum is 0.)  */
#  define USHRT_MAX    
 
/* Minimum and maximum values a `signed int' can hold.  */
#  define INT_MIN    (-INT_MAX - )
#  define INT_MAX    
 
/* Maximum value an `unsigned int' can hold.  (Minimum is 0.)  */
#  define UINT_MAX    4294967295U
 
/* Minimum and maximum values a `signed long int' can hold.  */
#  if __WORDSIZE ==
#   define LONG_MAX    9223372036854775807L
#  else
#   define LONG_MAX    2147483647L
#  endif
#  define LONG_MIN    (-LONG_MAX - 1L)
 
/* Maximum value an `unsigned long int' can hold.  (Minimum is 0.)  */
#  if __WORDSIZE ==
#   define ULONG_MAX    18446744073709551615UL
#  else
#   define ULONG_MAX    4294967295UL
#  endif
 
#  ifdef __USE_ISOC99
 
/* Minimum and maximum values a `signed long long int' can hold.  */
#   define LLONG_MAX    9223372036854775807LL
#   define LLONG_MIN    (-LLONG_MAX - 1LL)
 
/* Maximum value an `unsigned long long int' can hold.  (Minimum is 0.)  */
#   define ULLONG_MAX    18446744073709551615ULL
 
#  endif /* ISO C99 */
 
# endif    /* limits.h  */
#endif    /* GCC 2.  */
 
#endif    /* !_LIBC_LIMITS_H_ */
 
 /* Get the compiler's limits.h, which defines almost all the ISO constants.
 
    We put this #include_next outside the double inclusion check because
    it should be possible to include this file more than once and still get
    the definitions from gcc's header.  */
#if defined __GNUC__ && !defined _GCC_LIMITS_H_
/* `_GCC_LIMITS_H_' is what GCC's file defines.  */
# include_next <limits.h>
#endif
 
/* The <limits.h> files in some gcc versions don't define LLONG_MIN,
   LLONG_MAX, and ULLONG_MAX.  Instead only the values gcc defined for
   ages are available.  */
#if defined __USE_ISOC99 && defined __GNUC__
# ifndef LLONG_MIN
#  define LLONG_MIN    (-LLONG_MAX-)
# endif
# ifndef LLONG_MAX
#  define LLONG_MAX    __LONG_LONG_MAX__
# endif
# ifndef ULLONG_MAX
#  define ULLONG_MAX    (LLONG_MAX * 2ULL + )
# endif
#endif
 
#ifdef    __USE_POSIX
/* POSIX adds things to <limits.h>.  */
# include <bits/posix1_lim.h>
#endif
 
#ifdef    __USE_POSIX2
# include <bits/posix2_lim.h>
#endif
 
#ifdef    __USE_XOPEN
# include <bits/xopen_lim.h>
#endif

我们还可以通过在shell用getconf获取限制：

PS：OPEN_MAX为进程同时最多可以打开的文件描述符的数量。

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ getconf OPEN_MAX

第12章

这章主要将了系统和进程信息

/proc虚拟文件系统：维基

首先我们来看看/proc有些什么

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ ls /proc/
                                   acpi       execdomains  kpageflags    softirqs
                                    asound     fb           loadavg       stat
                                  ati        filesystems  locks         swaps
                                   buddyinfo  fs           meminfo       sys
                                     bus        interrupts   misc          sysrq-trigger
                                 cgroups    iomem        modules       sysvipc
                                    cmdline    ioports      mounts        timer_list
                                   consoles   irq          mtrr          timer_stats
                              cpuinfo    kallsyms     net           tty
                                crypto     kcore        pagetypeinfo  uptime
                              devices    keys         partitions    version
                               diskstats  key-users    sched_debug   vmallocinfo
                                 dma        kmsg         self          vmstat
                                   driver     kpagecount   slabinfo      zoneinfo

那些数字是进程ID（PID），每个进程ID都有其独自的子文件夹，里面包含进程的相关信息。

通过PID为1的进程（init）来说明。

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ sudo ls -l /proc/
[sudo] password for lancelot:
总用量
dr-xr-xr-x  root root   4月  : attr
-rw-r--r--  root root   4月  : autogroup
-r--------  root root   4月  : auxv
-r--r--r--  root root   4月  : cgroup
--w-------  root root   4月  : clear_refs
-r--r--r--  root root   4月  : cmdline
-rw-r--r--  root root   4月  : comm
-rw-r--r--  root root   4月  : coredump_filter
-r--r--r--  root root   4月  : cpuset
lrwxrwxrwx  root root   4月  : cwd -> /
-r--------  root root   4月  : environ
lrwxrwxrwx  root root   4月  : exe -> /sbin/init
dr-x------  root root   4月  : fd
dr-x------  root root   4月  : fdinfo
-r--------  root root   4月  : io
-r--r--r--  root root   4月  : limits
-rw-r--r--  root root   4月  : loginuid
-r--r--r--  root root   4月  : maps
-rw-------  root root   4月  : mem
-r--r--r--  root root   4月  : mountinfo
-r--r--r--  root root   4月  : mounts
-r--------  root root   4月  : mountstats
dr-xr-xr-x  root root   4月  : net
dr-x--x--x  root root   4月  : ns
-r--r--r--  root root   4月  : numa_maps
-rw-r--r--  root root   4月  : oom_adj
-r--r--r--  root root   4月  : oom_score
-rw-r--r--  root root   4月  : oom_score_adj
-r--r--r--  root root   4月  : pagemap
-r--r--r--  root root   4月  : personality
lrwxrwxrwx  root root   4月  : root -> /
-rw-r--r--  root root   4月  : sched
-r--r--r--  root root   4月  : sessionid
-r--r--r--  root root   4月  : smaps
-r--r--r--  root root   4月  : stack
-r--r--r--  root root   4月  : stat
-r--r--r--  root root   4月  : statm
-r--r--r--  root root   4月  : status
-r--r--r--  root root   4月  : syscall
dr-xr-xr-x  root root   4月  : task
-r--r--r--  root root   4月  : wchan

其中

cmdline是以'\0'分隔的命令参数

cwd是指向当前工作目录的符号链接，可以看出init当前工作目录为根目录。

environ是环境列表，以'\0'分隔

HOME=/init=/sbin/initTERM=linuxBOOT_IMAGE=/vmlinuz-3.2.--amd64PATH=/sbin:/usr/sbin:/bin:/usr/binPWD=/rootmnt=/root

exe是指向正在执行文件的符号链接，正在执行文件为/sbin/init。

fd是文件目录，包含指向由该进程打开文件的符号链接

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ sudo ls -l /proc//fd
总用量
lrwx------  root root   4月  :  -> /run/initctl

maps为内存映射

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ sudo cat /proc//maps
- r-xp  :                             /sbin/init
- rw-p  :                             /sbin/init
01e15000-01e36000 rw-p  :                                   [heap]
7f5109159000-7f510915b000 r-xp  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libdl-2.13.so
7f510915b000-7f510935b000 ---p  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libdl-2.13.so
7f510935b000-7f510935c000 r--p  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libdl-2.13.so
7f510935c000-7f510935d000 rw-p  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libdl-2.13.so
7f510935d000-7f51094df000 r-xp  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.13.so
7f51094df000-7f51096de000 ---p  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.13.so
7f51096de000-7f51096e2000 r--p  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.13.so
7f51096e2000-7f51096e3000 rw-p  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.13.so
7f51096e3000-7f51096e8000 rw-p  :
7f51096e8000-7f5109706000 r-xp  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libselinux.so.
7f5109706000-7f5109905000 ---p 0001e000 :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libselinux.so.
7f5109905000-7f5109906000 r--p 0001d000 :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libselinux.so.
7f5109906000-7f5109907000 rw-p 0001e000 :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libselinux.so.
7f5109907000-7f5109908000 rw-p  :
7f5109908000-7f5109947000 r-xp  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libsepol.so.
7f5109947000-7f5109b46000 ---p 0003f000 :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libsepol.so.
7f5109b46000-7f5109b47000 r--p 0003e000 :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libsepol.so.
7f5109b47000-7f5109b48000 rw-p 0003f000 :                     /lib/x86_64-linux-gnu/libsepol.so.
7f5109b48000-7f5109b68000 r-xp  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.13.so
7f5109d4a000-7f5109d4e000 rw-p  :
7f5109d65000-7f5109d67000 rw-p  :
7f5109d67000-7f5109d68000 r--p 0001f000 :                     /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.13.so
7f5109d68000-7f5109d69000 rw-p  :                     /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.13.so
7f5109d69000-7f5109d6a000 rw-p  :
7fffc8fe9000-7fffc900a000 rw-p  :                           [stack]
7fffc9191000-7fffc9192000 r-xp  :                           [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp  :                   [vsyscall]

mem为进程虚拟内存

mounts为进程的安装点

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ sudo cat /proc//mounts
rootfs / rootfs rw
sysfs /sys sysfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
proc /proc proc rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
udev /dev devtmpfs rw,relatime,size=10240k,nr_inodes=,mode=
devpts /dev/pts devpts rw,nosuid,noexec,relatime,gid=,mode=,ptmxmode=
tmpfs /run tmpfs rw,nosuid,noexec,relatime,size=767824k,mode=
/dev/disk/by-uuid/c2a06636-4fcf--8f46-6415015254a0 / ext4 rw,relatime,errors=remount-ro,user_xattr,barrier=,data=ordered
tmpfs /run/lock tmpfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,size=5120k
tmpfs /run/shm tmpfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,size=1535640k
/dev/sda7 /boot ext4 rw,relatime,user_xattr,barrier=,stripe=,data=ordered
/dev/sda5 /home ext4 rw,relatime,user_xattr,barrier=,data=ordered
/dev/sda6 /opt ext4 rw,relatime,user_xattr,barrier=,data=ordered
rpc_pipefs /var/lib/nfs/rpc_pipefs rpc_pipefs rw,relatime
binfmt_misc /proc/sys/fs/binfmt_misc binfmt_misc rw,nosuid,nodev,noexec,relatime  

root为指向根目录的符号链接

status记录着进程的ID、内存使用情况、信号等信息。

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ sudo cat /proc//status
Name:    init
State:    S (sleeping)
Tgid:
Pid:
PPid:
TracerPid:
Uid:
Gid:
FDSize:
Groups:
VmPeak:        kB
VmSize:        kB
VmLck:            kB
VmPin:            kB
VmHWM:          kB
VmRSS:          kB
VmData:          kB
VmStk:          kB
VmExe:           kB
VmLib:         kB
VmPTE:           kB
VmSwap:            kB
Threads:
SigQ:    /
SigPnd:
ShdPnd:
SigBlk:
SigIgn:    fffffffe57f0d8fc
SigCgt:    00000000280b2603
CapInh:
CapPrm:    ffffffffffffffff
CapEff:    ffffffffffffffff
CapBnd:    ffffffffffffffff
Cpus_allowed:    f
Cpus_allowed_list:    -
Mems_allowed:    ,
Mems_allowed_list:
voluntary_ctxt_switches:
nonvoluntary_ctxt_switches:    

task下存放着该进程的每个线程的子目录（记录线程的信息）

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ sudo ls -l /proc//task
总用量
dr-xr-xr-x  root root   4月  : 

子目录的信息：

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ sudo ls -l /proc//task/
总用量
dr-xr-xr-x  root root   4月  : attr
-r--------  root root   4月  : auxv
-r--r--r--  root root   4月  : cgroup
--w-------  root root   4月  : clear_refs
-r--r--r--  root root   4月  : cmdline
-rw-r--r--  root root   4月  : comm
-r--r--r--  root root   4月  : cpuset
lrwxrwxrwx  root root   4月  : cwd -> /
-r--------  root root   4月  : environ
lrwxrwxrwx  root root   4月  : exe -> /sbin/init
dr-x------  root root   4月  : fd
dr-x------  root root   4月  : fdinfo
-r--------  root root   4月  : io
-r--r--r--  root root   4月  : limits
-rw-r--r--  root root   4月  : loginuid
-r--r--r--  root root   4月  : maps
-rw-------  root root   4月  : mem
-r--r--r--  root root   4月  : mountinfo
-r--r--r--  root root   4月  : mounts
dr-x--x--x  root root   4月  : ns
-r--r--r--  root root   4月  : numa_maps
-rw-r--r--  root root   4月  : oom_adj
-r--r--r--  root root   4月  : oom_score
-rw-r--r--  root root   4月  : oom_score_adj
-r--r--r--  root root   4月  : pagemap
-r--r--r--  root root   4月  : personality
lrwxrwxrwx  root root   4月  : root -> /
-rw-r--r--  root root   4月  : sched
-r--r--r--  root root   4月  : sessionid
-r--r--r--  root root   4月  : smaps
-r--r--r--  root root   4月  : stack
-r--r--r--  root root   4月  : stat
-r--r--r--  root root   4月  : statm
-r--r--r--  root root   4月  : status
-r--r--r--  root root   4月  : syscall
-r--r--r--  root root   4月  : wchan

通过访问/proc文件可以获取很多有用的信息。

练习：

12-1.编写一个程序，以用户名作为命令行参数，列表显示该用户下所有正在运行的进程ID和命令名。通过分析系统中/proc/PID/status文件的Name和UID各行信息，可以思想此功能。

 /*
  * =====================================================================================
  *
  *       Filename:  12.1.c
  *
  *    Description:
  *
  *        Version:  1.0
  *        Created:  2014年05月01日 21时03分09秒
  *       Revision:  none
  *       Compiler:  gcc
  *
  *         Author:  alan (), alan19920626@gmail.com
  *   Organization:
  *
  * =====================================================================================
  */
 
 #include <fcntl.h>
 #include <dirent.h>
 #include <pwd.h>
 #include <ctype.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include "tlpi_hdr.h"
 #include "ugid_functions.h"
 
 #define MAX_LINE 1000
 
 int main(int argc, char *argv[]){
     DIR *dirp;
     struct dirent *dp;
     int fd;
     FILE *fp;
     char path[MAX_LINE], cmd[MAX_LINE], line[MAX_LINE];
     char *p, *q;
     int numRead;
     uid_t id, p_uid;
     pid_t pid;
 
     if(argc !=  || strcmp(argv[], "--help") == )
         usageErr("%s username");
 
     id = userIdFromName(argv[]);        //获取用户名对应的UID
     if(id == -)
         errExit("userIdFromName");
 
     dirp = opendir("/proc");            //打开/proc文件
     if(dirp == NULL)
         errExit("opendir");
 
     printf("Uid: %ld\n", id);
     while((dp = readdir(dirp)) != NULL){
         if(dp->d_type != DT_DIR || !isdigit((unsigned char) dp->d_name[]))     //跳过类型文件类型不是目录和文件名不是数字的
             continue;
 
         snprintf(path, MAX_LINE, "/proc/%s/status", dp->d_name);
         fp = fopen(path, "r");                                                 //打开进程对应的status文件的文件流
         p_uid = ;
         while(fgets(line, MAX_LINE, fp) != NULL){                              //逐行获取信息
             if(strncmp(line, "Name:", ) == ){                                //当字符串的开始包含Name:为进程名
                 for(p = line + ; *p != '\0' && isspace((unsigned char)*p); ++p)
                     ;
                 for(q = p; *q != '\0' && isgraph((unsigned char)*q); ++q)
                     ;
                 strncpy(cmd, p, (int)(q-p));
                 cmd[(int)(q-p)] = '\0';
             }
 
             if(strncmp(line, "Pid:", ) == ){                                 //获取进程号
                 pid = strtol(line+, NULL, );
             }
 
             if(strncmp(line, "Uid:", ) == ){                                 //获取有效用户号
                 p_uid = strtol(line+, NULL, );
                 break;
             }
         }
         fclose(fp);
         if(p_uid == id)
             printf("%5ld %s\n", p_uid, cmd);
     }
     exit(EXIT_SUCCESS);
 }

刚开始打算用open和read来读取status的信息，但是不知道为什么只能测试是否包含"Name:"，不能获取进程号和有效用户号，所以修改成通过fopen和fgets来读取status文件的信息。感觉这个练习比之前的难度大了，综合了比较多的系统调用和库函数，感觉还是用得不熟练。除了把书上的练习做了，还要找些东东来搞搞，练习一下。

测试结果：

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ ./12.1 lancelot
Uid:
  bash
  startx
  xinit
  Xorg
  ck-launch-sessi
  ssh-agent
  x-session-manag
  dbus-launch
  dbus-daemon
  ibus-daemon
  ibus-gconf
  python
  ibus-x11
  gvfsd
  gconfd-
  ibus-engine-sun
  gnome-settings-
  gnome-keyring-d
  pulseaudio
  gvfs-gdu-volume
  gvfs-afc-volume
  gvfs-gphoto2-vo
  gnome-shell
  gsd-printer
  nm-applet
  tracker-miner-f
  gdu-notificatio
  nautilus
  tracker-store
  gnome-screensav
  evolution-alarm
  gvfsd-trash
  evolution-calen
  gvfsd-burn
  evolution-addre
  goa-daemon
  gvfsd-metadata
  gnome-shell-cal
  mission-control
  chrome
  chrome
  chrome-sandbox
  chrome
  nacl_helper
  chrome
  chrome
  chrome
  chrome
  chrome
  chrome
  chrome
  chrome
  chrome
  chrome
  dconf-service
  guake
  gnome-pty-helpe
  bash
  gvim
  gedit
  gnome-pty-helpe
  bash
  bash
  12.1

-----------------------还有两题。。。又来挖坑了-------感觉对这些系统调用和库函数的熟练程度严重不够

-----------------------还要继续努力啊！！！！加油！！！！！---------------------------------------------------

-----------------------要把学习记录的进度加快，下册也快看了一个月，还有一大部分没看，而且代码也很多没实现