proc文件系统是一种虚拟文件系统，其信息不能从块设备读取。只有在读取文件内容时才动态生成响应的信息。使用proc文件系统，可以获得有关内核各子系统的信息（如内存利用率、附接的外设等），也可以在不重新编译内核源代码的情况下修改内核的行为，或重启系统。
proc文件系统提供一种接口，可用于该机制导出所有选项，直接地修改参数无需开发专门程序，只需要一个shell和标准的cat、echo即可。
/proc信息
信息可以分为一下几类：
内存管理，系统进程的特征数据，文件系统，设备驱动程序，系统总线，电源管理，终端，系统控制参数。
proc常见文件
buddyinfo:用于诊断内存碎片问题；

cmdline:在启动时传递值内核的相关参数信息，这些信息通常由lilo或grub等启动管理工具进行传递。

cpuinfo:处理器的相关信息文件。

crypto:系统上已安装的内核使用的密码算法及每个算法的详细信息列表。

devices:系统已经加载的所有块设备和字符设备的信息；

diskstats:每块磁盘设备的磁盘I/O统计信息列表。

fb:帧缓冲设备列表文件，包含帧缓冲设备的设备号和相关驱动信息。

filesystems:当前被内核支持的文件系统类型列表文件，被标示为nodev的文件系统表示不需要块设备的支持。

interrupts:X86或X86_64体系架构系统上每个IRQ相关的中断号列表；

iomem:每个物理设备上的记忆体(RAM或者ROM)在系统内存中的映射信息。

ioports:当前正在使用且已经注册过的与物理设备进行通讯的输入-输出端口范围信息列表。

kallsyms:模块管理工具用来动态链接或绑定模块的符号定义，由内核输出；


locks:保存当前由内核锁定的文件的相关信息，包含内核内部的调试数据；每个锁占一行，且具有一个唯一编号。

meminfo:系统中关于当前内存的利用状况等的信息，常由free命令使用。

mounts:文件系统挂载情况

modules:当前装入内核的所有模块名称列表，可以由lsmod命令使用，也可以直接查看。


partitions:块设备每个分区的主设备号(major)和次设备号（minor）等信息。

stat:实时追踪自系统上次启动以来的多种统计信息。

swaps:当前系统上的交换分区及其空间利用信息。

uptime:系统上次启动以来的运行时间

version:当前系统运行的内核版本。

vmstat:当前系统虚拟内存的多种统计数据。

zoneinfo:内存区域(zone)的详细信息列表。

proc的数据结构
实现proc文件系统的代码紧围绕这些数据结构而建立的，proc大量使用VFS的数据结构，因为作为一种文件系统，他必须集成到内核的VFS抽象层中。
还有一些特定于proc的数据结构，用于组织内核提供的数据信息。还必须提供一个到内核各个子系统的接口，使得内核能从其数据结构中提取信息，然后借助/proc提供给用户空间。proc文件系统中的每个数据项都由proc_dir_entry的一个实例描述。

/** This is not completely implemented yet. The idea is to* create an in-memory tree (like the actual /proc filesystem* tree) of these proc_dir_entries, so that we can dynamically* add new files to /proc.** parent/subdir are used for the directory structure (every /proc file has a* parent, but "subdir" is empty for all non-directory entries).* subdir_node is used to build the rb tree "subdir" of the parent.*/
struct proc_dir_entry {unsigned int low_ino;//inode编号umode_t mode;//反应对应数据项的类型(文件，目录等)，以及访问权限分配nlink_t nlink;//子目录和软连接项目kuid_t uid;//用户IDkgid_t gid;//组IDloff_t size;//表示按字节计算的文件长度const struct inode_operations *proc_iops;//节点操作const struct file_operations *proc_fops;//文件操作struct proc_dir_entry *parent;//父目录指针struct rb_root subdir;//指向一个目录的第一个子数据项struct rb_node subdir_node;//子目录节点void *data;atomic_t count;		/* use count */atomic_t in_use;	/* number of callers into module in progress; *//* negative -> it's going away RSN */struct completion *pde_unload_completion;struct list_head pde_openers;	/* who did ->open, but not ->release */spinlock_t pde_unload_lock; /* proc_fops checks and pde_users bumps */u8 namelen;char name[];
};

proc文件系统中的每个数据项的数据结构，都是由proc_dir_entry一个实例进行描述的。
装载proc文件系统
内核内部用于描述proc文件系统结构和内容的数据已经初始化之后，下一步是将该文件系统装载到目录树中，在内核添加新的文件系统时，会扫描一个链表，查找与该文件系统相关的file_system_type实例。

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,
};

struct file_system_type {const char *name;int fs_flags;
#define FS_REQUIRES_DEV		1 
#define FS_BINARY_MOUNTDATA	2
#define FS_HAS_SUBTYPE		4
#define FS_USERNS_MOUNT		8	/* Can be mounted by userns root */
#define FS_USERNS_DEV_MOUNT	16 /* A userns mount does not imply MNT_NODEV */
#define FS_USERNS_VISIBLE	32	/* FS must already be visible */
#define FS_RENAME_DOES_D_MOVE	32768	/* FS will handle d_move() during rename() internally. */struct dentry *(*mount) (struct file_system_type *, int,const char *, void *);struct dentry *(*mount2) (struct vfsmount *, struct file_system_type *, int,const char *, void *);void *(*alloc_mnt_data) (void);void (*kill_sb) (struct super_block *);struct module *owner;struct file_system_type * next;struct hlist_head fs_supers;struct lock_class_key s_lock_key;struct lock_class_key s_umount_key;struct lock_class_key s_vfs_rename_key;struct lock_class_key s_writers_key[SB_FREEZE_LEVELS];struct lock_class_key i_lock_key;struct lock_class_key i_mutex_key;struct lock_class_key i_mutex_dir_key;
};

proc文件系统超级块由proc_get_sb提供，此函数基于另一个内核辅助例程(get_sb_single)，借助proc_fill_supper（主要负责用一些定义后从不改变的值来填充super_block的每个成员）来填充一个super_block的新实例。

proc_sops中对超级块的各个操作，其中收集内核管理proc文件系统所需的各个函数。

静态的proc_dir_entry实例：

/** This is the root "inode" in the /proc tree..*/
struct proc_dir_entry proc_root = {.low_ino	= PROC_ROOT_INO, .namelen	= 5, .mode		= S_IFDIR | S_IRUGO | S_IXUGO, .nlink		= 2, .count		= ATOMIC_INIT(1),.proc_iops	= &proc_root_inode_operations, .proc_fops	= &proc_root_operations,.parent		= &proc_root,.subdir		= RB_ROOT,.name		= "/proc",
};

管理/proc数据项
1.数据项的创建和注册
新数据项分为两个步骤添加到proc文件系统，首先，创建proc_dir_entry的一个新实例，填充描述该数据项的所有需要的信息。
使用fs/proc/generic.c中的proc_register将其注册到proc文件系统中：

static int proc_register(struct proc_dir_entry * dir, struct proc_dir_entry * dp)
{int ret;ret = proc_alloc_inum(&dp->low_ino);if (ret)return ret;write_lock(&proc_subdir_lock);dp->parent = dir;if (pde_subdir_insert(dir, dp) == false) {WARN(1, "proc_dir_entry '%s/%s' already registered\n",dir->name, dp->name);write_unlock(&proc_subdir_lock);proc_free_inum(dp->low_ino);return -EEXIST;}write_unlock(&proc_subdir_lock);return 0;
}

创建数据项之后，注册到/proc文件系统步骤：
a.生成一个唯一一个proc内部编号，向数据项赋予身份，get_inode_number返回一个未使用的编号，用于为动态生成的数据项；
b.必须适当的设置proc_dir_entry实例的next和parent成员，将新数据项集成到proc文件系统的层次结构中；
c.如果此proc_dir_entry成员的proc_iops或proc_fops为NULL指针，那么需要根据文件类型，适当的设置指向file_operations和inode_operations结构实例的指针。
用于管理proc的数据项：
a.proc_mkdir创建一个新目录
b.proc_mkdir_mode：创建一个新目录，目录的访问权限可以显示指定。
c.proc_symlink:生成一个符号链接
d.remove_proc_entry：从目录中删除一个动态生成的数据项。
内核源码相关示例文件，在Documentation/DocBook/procfs_example.c.负责proc文件系统的读写例程和内核子系统之间的交互。