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Linux系统：从文件系统到网络结构的全面解析

1. /proc文件系统

Linux系统里，/proc文件系统以完全无特权的程序形式实现，其作用是解析和格式化来自 /proc 的信息。该文件系统需要实现两个关键部分：目录结构和文件内容。

由于UNIX文件系统是由通过inode编号识别的文件和目录inode集合来定义的，所以 /proc 文件系统要为每个目录和相关文件定义唯一且持久的inode编号。一旦建立了这种映射，当用户尝试从特定文件inode读取数据或在特定目录inode中进行查找时，文件系统就能利用这个inode编号来确定所需的操作。当从这些文件中读取数据时，/proc文件系统会收集相应信息，将其格式化为文本形式，然后放入请求进程的读取缓冲区。

inode编号到信息类型的映射把inode编号分成两个字段。在Linux中，PID是16位宽，而inode编号是32位。inode编号的高16位被解释为PID，其余位则定义了关于该进程所请求的信息类型。

PID为零是无效的，因此inode编号中PID字段为零意味着这个inode包含的是全局信息，而非特定进程的信息。在 /proc 中存在单独的全局文件，用于报告诸如内核版本、空闲内存、性能统计数据以及当前运行的驱动程序等信息。

并非这个范围内的所有inode编号都被预留。内核可以动态分配新的 /proc inode映射，并维护一个已分配inode编号的位图。它还维护着一个已注册的全局 /proc 文件系统条目的树状数据结构。每个条目包含文件的inode编号、文件名、访问权限，以及用于生成文件内容的特殊函数。驱动程序可以随时在这个树中注册和注销条目，树的一个特殊部分（位于 /proc/sys 目录