/proc 檔案系統是 GNU/Linux 特有的。它是一個虛擬的檔案系統，因此在該目錄中的所有檔案都不會消耗磁碟空間。通過它能夠非常簡便地瞭解系統資訊，尤其是其中的大部分檔案是人類可閱讀的(不過還是需要一些幫助)。許多程式實際上只是從 /proc 的檔案中收集資訊，然後按照它們自己的格式組織後顯示出來。有一些顯示程序資訊的程式(top、ps 等)就是這麼作的。/proc 還是瞭解您系統硬體的好去處。就象那些顯示程序資訊的程式一樣，不少程式只是提供了獲取 /proc 中資訊的介面。

最初開發 /proc 檔案系統是為了提供有關係統中程序的資訊。但是由於這個檔案系統非常有用並且使用簡單，因此核心中的很多元素也開始使用它來報告資訊，或啟用動態執行時配置。如在printk一章中說的在使用者態控制核心printk列印級別以及列印速率。

通過/proc檔案系統除錯核心模組非常簡單，核心已經實現好了框架，我們只需要實現一到兩個回撥函式即可。常用的方法有以下幾個：

1，建立proc入口檔案

struct proc_dir_entry *create_proc_entry(const char *name,
mode_t mode, struct proc_dir_entry *parent)；

系統中為了方便還提供了一個建立只讀檔案的介面create_proc_read_entry，其實質還是呼叫了create_proc_entry函式，程式碼如下：

static inline struct proc_dir_entry *create_proc_read_entry(const char *name,
	mode_t mode, struct proc_dir_entry *base, 
	read_proc_t *read_proc, void * data)
{
	struct proc_dir_entry *res=create_proc_entry(name,mode,base);
	if (res) {
		res->read_proc=read_proc;
		res->data=data;
	}
	return res;
}
 

2，刪除proc入口檔案

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

注意：入口項不存在關聯的所有者，也即對proc檔案的使用並不會作用到模組的引用計數上，因此proc檔案正在被使用時呼叫了此刪除函式就會有問題。另一方面，如果模組解除安裝時不呼叫此函式刪除入口項，有可能下次插入模組時會在同一路徑建立一個同名檔案，是不是很吃驚？但是在proc檔案中就有可能發生，所以一定要在解除安裝模組時呼叫此方法。

3，proc檔案讀回撥函式

static int (*proc_read)(char *page, char **start, 
   off_t off, int count,  int *eof, void *data)；

4，proc檔案寫回調函式

static int proc_write_foobar(struct file *file,  const char *buffer, 
    unsigned long count,  void *data);

5，將讀、寫回調函式與create_proc_entry返回的物件聯絡起來就OK了，核心程式碼中有一個很好的例子(見文章的最後面)，這裡就不再自己寫了。

6，另外通過proc檔案我們也可以實現一個開關檔案，我們在使用者態只給proc檔案中寫入Y/N,0/1之類的值，在核心中通過判斷proc檔案的值來開啟或者關閉模組的某一功能，其實核心中有一個更簡單的實現--debugfs，以後再詳細分析。

寫到這裡其實有一點怪異的地方，對檔案系統稍微瞭解一些就會知道在linux中一切都是檔案，對檔案的操作都是需要實現一個叫file_operations的結構體，proc也是一個檔案系統，其下的也都是檔案，為什麼上面幾個步驟中卻沒有看到file_operations結構體的影子呢？

這個其實可以猜測一下，核心中應該是實現了一個預設的file_operations結構體，其讀/寫函式實現正好使用了我們上面說的讀、寫回調函式，我們通過核心程式碼來驗證一下這個猜測是否正確。

1，create_proc_entry函式返回了一個struct proc_dir_entry結構體，看實現可以發現有file_operations結構體指標變數

struct proc_dir_entry {
	......
	const struct file_operations *proc_fops;    <==檔案操作結構體
	struct proc_dir_entry *next, *parent, *subdir;
	void *data;
	read_proc_t *read_proc;                    <==讀回撥
	write_proc_t *write_proc;                  <==寫回調
	......
};

2，create_proc_entry函式是先通過__proc_create建立一個proc_dir_entry結構體ent，然後通過呼叫proc_register來實現註冊

struct proc_dir_entry *create_proc_entry(const char *name, mode_t mode,
					 struct proc_dir_entry *parent)
{
	struct proc_dir_entry *ent;
	nlink_t nlink;

	......

	ent = __proc_create(&parent, name, mode, nlink);
	if (ent) {
		if (proc_register(parent, ent) < 0) {
			kfree(ent);
			ent = NULL;
		}
	}
	return ent;
}

3，proc_register註冊時會判斷ent中的file_operations變數是否為空，如果為空則賦一個值

static int proc_register(struct proc_dir_entry * dir, struct proc_dir_entry * dp)
{
	unsigned int i;
	struct proc_dir_entry *tmp;
	.......

	if (S_ISDIR(dp->mode)) {
		......
	} else if (S_ISLNK(dp->mode)) {
		......
	} else if (S_ISREG(dp->mode)) {
		if (dp->proc_fops == NULL)
			dp->proc_fops = &proc_file_operations;
		if (dp->proc_iops == NULL)
			dp->proc_iops = &proc_file_inode_operations;
	}
<span style="white-space:pre">	</span>......
	return 0;
}

4，系統中預設的file_operations變數實現了read和write方法，定義如下

static const struct file_operations proc_file_operations = {
	.llseek		= proc_file_lseek,
	.read		= proc_file_read,
	.write		= proc_file_write,
};

5，proc_file_read通過__proc_file_read實現讀操作

static ssize_t
proc_file_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
	       loff_t *ppos)
{
	......

	rv = __proc_file_read(file, buf, nbytes, ppos);

	pde_users_dec(pde);
	return rv;
}

6，__proc_file_read程式碼中呼叫了我們上面所說的read回撥函式來實現真正的讀操作，這就印證了我們前面的猜測是正確的。

static ssize_t
__proc_file_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
	       loff_t *ppos)
{
	......
	while ((nbytes > 0) && !eof) {
		count = min_t(size_t, PROC_BLOCK_SIZE, nbytes);

		start = NULL;
		if (dp->read_proc) {
			
			n = dp->read_proc(page, &start, *ppos,
					  count, &eof, dp->data);
		} else
			break;

		......

		*ppos += start < page ? (unsigned long)start : n;
		nbytes -= n;
		buf += n;
		retval += n;
	}
	free_page((unsigned long) page);
	return retval;
}

注意：

在新核心系統中已經去掉了read_proc和write_proc兩個回撥函式，而是直接實現file_operations中的read和write的方法，個人覺得這樣挺好的，與其他檔案操作做到了一致，至少不至於看實現步驟總覺得怪怪的。

procfs_example.c

/*
 * procfs_example.c: an example proc interface
 *
 * Copyright (C) 2001, Erik Mouw ([email protected])
 *
 * This file accompanies the procfs-guide in the Linux kernel
 * source. Its main use is to demonstrate the concepts and
 * functions described in the guide.
 *
 * This software has been developed while working on the LART
 * computing board (http://www.lartmaker.nl), which was sponsored
 * by the Delt University of Technology projects Mobile Multi-media
 * Communications and Ubiquitous Communications.
 *
 * This program is free software; you can redistribute
 * it and/or modify it under the terms of the GNU General
 * Public License as published by the Free Software
 * Foundation; either version 2 of the License, or (at your
 * option) any later version.
 *
 * This program is distributed in the hope that it will be
 * useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied
 * warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
 * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
 * details.
 * 
 * You should have received a copy of the GNU General Public
 * License along with this program; if not, write to the
 * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place,
 * Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 *
 */

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <asm/uaccess.h>


#define MODULE_VERS "1.0"
#define MODULE_NAME "procfs_example"

#define FOOBAR_LEN 8

struct fb_data_t {
	char name[FOOBAR_LEN + 1];
	char value[FOOBAR_LEN + 1];
};


static struct proc_dir_entry *example_dir, *foo_file,
	*bar_file, *jiffies_file, *symlink;


struct fb_data_t foo_data, bar_data;


static int proc_read_jiffies(char *page, char **start,
			     off_t off, int count,
			     int *eof, void *data)
{
	int len;

	len = sprintf(page, "jiffies = %ld\n",
                      jiffies);

	return len;
}


static int proc_read_foobar(char *page, char **start,
			    off_t off, int count, 
			    int *eof, void *data)
{
	int len;
	struct fb_data_t *fb_data = (struct fb_data_t *)data;

	/* DON'T DO THAT - buffer overruns are bad */
	len = sprintf(page, "%s = '%s'\n", 
		      fb_data->name, fb_data->value);

	return len;
}


static int proc_write_foobar(struct file *file,
			     const char *buffer,
			     unsigned long count, 
			     void *data)
{
	int len;
	struct fb_data_t *fb_data = (struct fb_data_t *)data;

	if(count > FOOBAR_LEN)
		len = FOOBAR_LEN;
	else
		len = count;

	if(copy_from_user(fb_data->value, buffer, len))
		return -EFAULT;

	fb_data->value[len] = '\0';

	return len;
}


static int __init init_procfs_example(void)
{
	int rv = 0;

	/* create directory */
	example_dir = proc_mkdir(MODULE_NAME, NULL);
	if(example_dir == NULL) {
		rv = -ENOMEM;
		goto out;
	}
	/* create jiffies using convenience function */
	jiffies_file = create_proc_read_entry("jiffies", 
					      0444, example_dir, 
					      proc_read_jiffies,
					      NULL);
	if(jiffies_file == NULL) {
		rv  = -ENOMEM;
		goto no_jiffies;
	}

	/* create foo and bar files using same callback
	 * functions 
	 */
	foo_file = create_proc_entry("foo", 0644, example_dir);
	if(foo_file == NULL) {
		rv = -ENOMEM;
		goto no_foo;
	}

	strcpy(foo_data.name, "foo");
	strcpy(foo_data.value, "foo");
	foo_file->data = &foo_data;
	foo_file->read_proc = proc_read_foobar;
	foo_file->write_proc = proc_write_foobar;
		
	bar_file = create_proc_entry("bar", 0644, example_dir);
	if(bar_file == NULL) {
		rv = -ENOMEM;
		goto no_bar;
	}

	strcpy(bar_data.name, "bar");
	strcpy(bar_data.value, "bar");
	bar_file->data = &bar_data;
	bar_file->read_proc = proc_read_foobar;
	bar_file->write_proc = proc_write_foobar;
		
	/* create symlink */
	symlink = proc_symlink("jiffies_too", example_dir, 
			       "jiffies");
	if(symlink == NULL) {
		rv = -ENOMEM;
		goto no_symlink;
	}

	/* everything OK */
	printk(KERN_INFO "%s %s initialised\n",
	       MODULE_NAME, MODULE_VERS);
	return 0;

no_symlink:
	remove_proc_entry("bar", example_dir);
no_bar:
	remove_proc_entry("foo", example_dir);
no_foo:
	remove_proc_entry("jiffies", example_dir);
no_jiffies:			      
	remove_proc_entry(MODULE_NAME, NULL);
out:
	return rv;
}


static void __exit cleanup_procfs_example(void)
{
	remove_proc_entry("jiffies_too", example_dir);
	remove_proc_entry("bar", example_dir);
	remove_proc_entry("foo", example_dir);
	remove_proc_entry("jiffies", example_dir);
	remove_proc_entry(MODULE_NAME, NULL);

	printk(KERN_INFO "%s %s removed\n",
	       MODULE_NAME, MODULE_VERS);
}


module_init(init_procfs_example);
module_exit(cleanup_procfs_example);

MODULE_AUTHOR("Erik Mouw");
MODULE_DESCRIPTION("procfs examples");
MODULE_LICENSE("GPL");