Descubre las posibilidades del directorio /proc

El directorio /proc es una bestia extraña. Aunque realmente no existe, puedes explorarlo. Sus archivos de longitud cero, no son binarios ni textos, pero igual se pueden mostrar. Este directorio especial contiene todo el detalle del sistema Linux, incluyendo el kernel, procesos y parámetros de configuración. Estudiando el directorio /proc, puedes aprender como trabajan los comandos en Linux y hacer algunas tareas administrativas.

Bajo Linux, todo se maneja como archivo, hasta los dispositivos son accesados como archivos (en el directorio /dev). Aunque creas que cualquier archivo "normal" pueden ser texto o binario, el directorio /proc contiene un tipo extraño: archivos virtual. Los archivos son listados, pero en realidad no existen en el disco; el sistema operativo los crea al vuelo si tratas de leerlos.

La mayoría de los archivos virtuales tienen la fecha actual, lo cual indica que están en constante actualización. EL directorio /proc se crea el mismo cada vez que se inicia la PC. Necesitas trabajar como root para poder examinar el directorio completo: algunos de sus archivos son manejados por el usuario que los cargo. Aunque la mayoría de los archivos son de "solo lectura", algunos son escribibles (/proc/sys) permiten cambiar los parámetros del kernel. (Por supuesto mucho cuidado al hacer esto).

La organización del directorio /proc

EL directorio /proc esta organizado en directorios y sub-directorios virtuales, y los grupos de archivos por tópicos similares. Trabajando como root, el comando ls /proc trae de vuelta algo como esto:

1     2432  3340  3715  3762  5441  815        devices      modules
129   2474  3358  3716  3764  5445  acpi       diskstats    mounts
1290  248   3413  3717  3812  5459  asound     dma          mtrr
133   2486  3435  3718  3813  5479  bus        execdomains  partitions
1420  2489  3439  3728  3814  557   dri        fb           self
165   276   3450  3731  39    5842  driver     filesystems  slabinfo
166   280   36    3733  3973  5854  fs         interrupts   splash
2     2812  3602  3734  4     6     ide        iomem        stat
2267  3     3603  3735  40    6381  irq        ioports      swaps
2268  326   3614  3737  4083  6558  net        kallsyms     sysrq-trigger
2282  327   3696  3739  4868  6561  scsi       kcore        timer_list
2285  3284  3697  3742  4873  6961  sys        keys         timer_stats
2295  329   3700  3744  4878  7206  sysvipc    key-users    uptime
2335  3295  3701  3745  5     7207  tty        kmsg         version
2400  330   3706  3747  5109  7222  buddyinfo  loadavg      vmcore
2401  3318  3709  3749  5112  7225  cmdline    locks        vmstat
2427  3329  3710  3751  541   7244  config.gz  meminfo      zoneinfo
2428  3336  3714  3753  5440  752   cpuinfo    misc

Los directorios numerados corresponden a cada proceso que esta ejecutándose; un atajo, symlink o enlace simbolico es self el cual apunta al proceso actual. Algunos archivos virtuales proveen informacion sobre el hardware, como el archivo /proc/cpuinfo, /proc/meminfo, y /proc/interrupts. Otros archivos proveen informacion relacionada como /proc/filesystems o /proc/partitions. Los archivos bajo /proc/sys están relacionados a los parámetros de configuración del kernel, como veremos mas adelante.

EL comando cat /proc/meminfo debería mostrar algo como esto:

MemTotal:       483488 kB
MemFree:          9348 kB
Buffers:          6796 kB
Cached:         168292 kB
.
.
.

Si intentas los comandos top o free, deberías reconocer alguno de estos números. De hecho, muchas de las utilidades ya conocidas acceden al directorio /proc para obtener informacion.
Por ejemplo, si quieres saber que kernel estas ejecutando, usas el el comando uname -srv o te vas a la fuente ejecutas cat /proc/version. Otros archivos interesantes incluyen:

• /proc/apm: Provee informacion sobre el administrador de energía (Advanced Power Management), si esta instalado.

• /proc/acpi: Un directorio similar que ofrece abundante data sobre Interfaces de Poder y Configuración Avanzada (Advanced Configuration and Power Interface). Por ejemplo, para ver si tu laptop esta conectada a la corriente, puedes usar el comando cat /proc/acpi/ac_adapter/AC/state y obtendrás "on line" or "off line."

• /proc/cmdline: Muestra los parámetros que se fueron pasados al kernel al momento de iniciar (bootear). En este caso seria algo así:

root=/dev/disk/by-id/scsi-SATA_FUJITSU_MHS2040_NLA5T3314DW3-part3 vga=0x317 resume=/dev/sda2 splash=silent PROFILE=QuintaWiFi, lo cual menciona que partición es el sistema de fichero raíz, que modo VGA se usa y mas.

• /proc/cpuinfo: Provee informacion de tu sistema. Por ejemplo en una laptop se si se ejecuta cat /proc/cpuinfo se obtendría algo así:

 processor       : 0
vendor_id       : AuthenticAMD
cpu family      : 6
model           : 8
model name      : Mobile AMD Athlon(tm) XP 2200+
stepping        : 1
cpu MHz         : 927.549
cache size      : 256 KB

Esto muestra que se tiene un solo procesador, numerado 0, de la familia 80686 (el 6 en el cpu family va como el dígito medio), un procesador AMD Athlon XP, corriendo a menos de un 1GHz.

• /proc/loadavg: el archivo muestra el promedio de carga del procesador, su informacion incluye el uso del CPU en los últimos 10 minutos, así como el numero de procesos ejecutados actualmente.

• /proc/stat: también da estadísticas, pero va hacia el ultimo booteo.

• /proc/uptime: archivo pequeño que solo muestra 2 números, en cuantos segundos tu sistema ha estado activo, y en cuantos ha estado inactivo.

• /proc/devices: muestra todos los dispositivos carácter y bloques cargados y configurados actualmente. /proc/ide y /proc/scsi proveen informacion sobre los dispositivos IDE y SCSI.

• /proc/ioports: muestra informacion sobre las regiones usadas para comunicación I/O con aquellos dispositivos.

• /proc/dma: muestra los canales de Acceso Directo de Memoria (Direct Memory Access) en uso.

• /proc/filesystems: muestra que tipo de sistemas de fichero son soportados por tu kernel. Una porción de este se vería así:

nodev   sysfs
nodev   rootfs
nodev   bdev
nodev   proc
nodev   cpuset
...some lines snipped...
nodev   ramfs
nodev   hugetlbfs
nodev   mqueue
ext3
nodev   usbfs
ext2
nodev   autofs

La primera columna muestra cualquier sistema de fichero que esta montado en un bloque de dispositivo, en este caso muestra particiones configuradas con ext2 y ext3.

• /proc/mounts: muestra todo lo montado en tu maquina (esta salida se muestra mejor en /etc/mtab). Igualmente, /proc/partitions y /proc/swaps muestra todas las particiones y el espacio de intercambio (swap).

• /proc/fs: si estas exportando el sistema de fichero con NFS, este directorio contiene entre sus subdirectorios y archivos los archivos /proc/fs/nfds/exports, el cual muestra el sistema de fichero que esta siendo compartido y sus permisos.

• /proc/net: no puedes usar este para informacion de la red. Describir cada archivo el ese directorio requiere mucho espacio, pero incluye /dev (cada dispositivo de red), varios archivos relacionados a iptables, estadísticas de red y socket, informacion inalambrica y mas.

Hay muchos archivos relacionados con la RAM. Ya se menciono /proc/meminfo, pero también se tiene /proc/iomem, el cual muestra cuanta RAM se esta usando en tu sistema, y /proc/kcore, representa la memoria RAM física en tu sistema. No intentes el comando cat en estos archivos, porque son binarios. Finalmente, hay muchos archivos relacionados con el hardware, tales como /proc/interrupts y /proc/irq, /proc/pci (todos los dispositivos PCI), /proc/bus.


Que se esta procesando

Como ya se dijo, los directorios numerados representan todos los procesos ejecutándose. Cuando un proceso termina, su directorio /proc desaparece automáticamente. Si revisas alguno de esos directorios mientras existe, veras varios archivos como estos:

attr             cpuset   fdinfo    mountstats  stat
auxv             cwd      loginuid  oom_adj     statm
clear_refs       environ  maps      oom_score   status
cmdline          exe      mem       root        task
coredump_filter  fd       mounts    smaps       wchan

Miremos los principales archivos:

• cmdline: contiene el comando que inicio el proceso, con sus parámetros.
  
• cwd: un enlace simbólico al directorio actual del proceso; enlaces exe hacia el proceso ejecutable, y los enlaces root hacia su directorio raíz.
  
• environ: muestra todas las variables de entorno para el proceso.
  
• fd: contiene todos los archivos descriptores para un proceso, mostrando que archivos y dispositivos se están usando.
  
• maps, statm, and mem: manejo de la memoria en uso por proceso.
  
• stat and status: provee informacion sobre el estatus del proceso.

Estos archivos proveen varios retos de código de programación. Por ejemplo, si quieres cazar procesos zombies, deberías escanear todos los directorios numerados y revisar cualquier (Z) que aparezca en el archivo /status.

Ajustando el sistema: /proc/sys
/proc/sys no solo provee informacion sobre el sistema, también permite cambiar los parámetros del kernel al vuelo, y habilitar y deshabilitar características. (Por supuesto mucho cuidado con esto!).

Para determinar si puedes configurar el archivo o si esta en modo de solo lectura usa el comando ls -ld, si el archivo tiene el atributo W, quiere decir que puedes usarlo para configurar el kernel. Por ejemplo, ls -ld /proc/kernel/* empieza algo así:

dr-xr-xr-x 0 root root 0 2008-01-26 00:49 pty
dr-xr-xr-x 0 root root 0 2008-01-26 00:49 random
-rw-r--r-- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 acct
-rw-r--r-- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 acpi_video_flags
-rw-r--r-- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 audit_argv_kb
-r--r--r-- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 bootloader_type
-rw------- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 cad_pid
-rw------- 1 root root 0 2008-01-26 00:49 cap-bound

Puedes ver que bootloader_type no quiere decir que esta cambiado, pero otros archivos lo están. Para cambiar un archivo usa algo como echo 10 >/proc/sys/vm/swappiness. Este ejemplo en particular te permitiría afinar la performance de la paginacion de la memoria virtual. Pero estos cambios son solo temporales, y desaparecerán cuando se reinicie tu sistema; usa sysctl y el archivo /etc/sysctl.conf para que los cambios sean permanentes.

Veamos algo de los directorios de /proc/sys:

• debug: su mismo nombre lo dice, contiene informacion de depuración, esto es bueno si eres desarrollador del kernel.
  
• dev: provee parámetros para dispositivos específicos en tu sistema, por ejemplo revisa el directorio /dev/cdrom.
  
• fs: ofrece informacion sobre cada aspecto del sistema de fichero.
  
• kernel: Afecta la configuración y operación directa del kernel.
  
• net: permite control lo relacionado a la red. Cuidado que algún descuido puedes perder tu conectividad.
  
• vm: trabaja con el subsistema VM.

Conclusión

El directorio especial /proc provee informacion muy detallada acerca del trabajo interior de Linux y te permite afinar tu sistema. Si estudias un poco mas sobre todas las posibilidades del directorio, estarás habilitado para perfeccionar tu sistema Linux.