ProcFS - 进程信息文件系统

概述

ProcFS 是一个虚拟文件系统，用于导出内核状态和进程信息。所有文件内容都是动态生成的，不占用磁盘空间。

主要特点:

• 虚拟文件系统：文件内容动态生成
• 只读：不支持写入操作
• 标准接口：兼容Linux /proc 接口
• 可扩展：易于添加新的信息导出

架构设计

核心组件

graph TB
    A[ProcFS] -->|root| B[ProcInode]
    B -->|静态子节点| C[meminfo/cpuinfo/uptime...]
    B -->|动态子节点| D["/proc/self"]
    B -->|进程目录| E["/proc/[pid]/"]
    
    C -->|Generator| F[MeminfoGenerator]
    C -->|Generator| G[CpuinfoGenerator]
    E -->|Generator| H[StatGenerator]
    E -->|Generator| I[StatusGenerator]
    
    style A fill:#87CEEB
    style F fill:#90EE90
    style G fill:#90EE90
    style H fill:#FFD700
    style I fill:#FFD700

Generator机制

所有proc文件使用Generator模式动态生成内容：

#![allow(unused)]
fn main() {
pub trait Generator: Send + Sync {
    /// 生成文件内容
    fn generate(&self) -> alloc::vec::Vec<u8>;
}

// 示例：内存信息生成器
pub struct MeminfoGenerator;

impl Generator for MeminfoGenerator {
    fn generate(&self) -> Vec<u8> {
        let total = get_total_memory();
        let free = get_free_memory();
        
        format!(
            "MemTotal: {} kB\nMemFree: {} kB\nMemAvailable: {} kB\n",
            total / 1024,
            free / 1024,
            free / 1024
        ).into_bytes()
    }
}
}

文件列表

系统信息文件

进程信息文件

特殊符号链接

使用示例

读取系统信息

#![allow(unused)]
fn main() {
// 读取内存信息
let meminfo = vfs_load_file("/proc/meminfo")?;
pr_info!("Memory info:\n{}", String::from_utf8_lossy(&meminfo));

// 读取CPU信息
let cpuinfo = vfs_load_file("/proc/cpuinfo")?;

// 读取系统运行时间
let uptime = vfs_load_file("/proc/uptime")?;
}

读取进程信息

#![allow(unused)]
fn main() {
// 读取当前进程状态
let stat = vfs_load_file("/proc/self/stat")?;

// 读取特定进程的状态
let pid1_status = vfs_load_file("/proc/1/status")?;

// 读取命令行参数
let cmdline = vfs_load_file("/proc/self/cmdline")?;
}

添加新的Proc文件

步骤1：实现Generator

#![allow(unused)]
fn main() {
pub struct MyInfoGenerator;

impl Generator for MyInfoGenerator {
    fn generate(&self) -> Vec<u8> {
        format!("my_value: {}\n", get_my_value())
            .into_bytes()
    }
}
}

步骤2：注册到ProcFS

#![allow(unused)]
fn main() {
pub fn init_tree(self: &Arc<Self>) -> Result<(), FsError> {
    // ... 其他文件 ...
    
    // 添加新文件
    let myinfo = ProcInode::new_dynamic_file(
        "myinfo",
        Arc::new(MyInfoGenerator),
        FileMode::from_bits_truncate(0o444),
    );
    root.add_child("myinfo", myinfo)?;
    
    Ok(())
}
}

相关资源

• 源代码: os/src/fs/proc/
• 生成器: os/src/fs/proc/generators/
• FS模块概览