proc文件系統及初始化

proc 文件系統及初始化

proc 文件系統簡述：
proc文件系統使得內核可以生成與系統的狀態和配置有關的信息。該信息可以由用戶和系統程序從普通文件讀取，而無需專門的工具與內核通信。通過proc文件系統，可以獲得有關內核各子系統的信息，也可以在不重新編譯內核源代碼的情況下修改內核的行爲，或重啓系統。

在使用proc文件系統之前，必須用mount裝載他，而內核必須建立並初始化幾個數據結構，以便在內核內存中描述該文件系統的結構。由proc_root_init()完成proc初始化。基本步驟：

1. proc_init_inodecache() 利用kmem_cache_create()創建proc_inode對象創建一個slab緩存。

2. register_filesystem() 將該文件系統正式地註冊到內核。

3. proc_net_init() 建立很多與網絡相關的文件。

4. proc_tty_init() 建立與tty相關文件

5. proc_mkdir() 建立/proc的若干子目錄。

6. proc_sys_init() 建立sysctl層次結構，即/proc/sys/ 目錄層次。sysctl信息導出到/proc/sys目錄下。

    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,
    };
   
    void __init proc_root_init(void)
    {
    	int err;
   
    	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"); /* somewhere for the nfsd filesystem to be mounted */
    	#if defined(CONFIG_SUN_OPENPROMFS) || defined(CONFIG_SUN_OPENPROMFS_MODULE)
    	/* just give it a mountpoint */
    	proc_create_mount_point("openprom");
    	#endif
    	proc_tty_init();
    	proc_mkdir("bus", NULL);
    	proc_sys_init();
    }
   

proc_mkdir新生成proc_dir_entry實例並將新生成proc_dir_entry實例註冊到內核。基本步驟：

1. 檢測和賦值權限mode。

2. 利用__proc_create(parent, name, node, nlink)新生成proc_dir_entry實例，其實質爲在parent目錄下建立目錄（文件）名爲name的子目錄（文件）。

3. 使proc_iops和proc_fops分別指向inode_operations和file_operations類型實例,其父目錄的鏈接數加一。

4. 新生成的proc_dir_entry實例註冊到內核中。並利用pde_subdir_insert()將新創建的目錄或文件添加到其父目錄的紅黑樹中。

   struct proc_dir_entry *proc_mkdir(const char *name,
   struct proc_dir_entry *parent)
   {
   return proc_mkdir_data(name, 0, parent, NULL);
   }

   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;
   
    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++;
    	if (proc_register(parent, ent) < 0) {
    		kfree(ent);
    		parent->nlink--;
    		ent = NULL;
    	}
    }
    return ent;
   

   }
   EXPORT_SYMBOL_GPL(proc_mkdir_data);
   參考：深入linux內核架構， linux-4.4