【Linux内核实验】观察Linux行为

1. 实验目的

学习 linux 内核、进程、存储和其他资源的一些重要特性。

通过使用/proc 文件系统接口,编写一个程序检查反映机器平衡负载、进程资源利用率方面的各种内核值

学会使用/proc文件系统这种内核状态检查机制。

 

2. 实验内容

编写一个默认版本的程序通过检查内核状态报告 Linux 内核行为。

程序应该在stdout上打印以下值：

1) CPU 类型和型号；

2) 所使用的 Linux 内核版本；

3) 从系统最后一次启动以来已经经历了多长时间（天，小时和分钟）；

4) 总共有多少 CPU 时间执行在用户态，系统态，空闲态；

5) 配置内存数量；当前可用内存数，磁盘读写请求数；

6) 内核上下文转换数。

 

3. 实验基础

3.1 使用w命令查看登录用户正在使用的进程信息

w命令用于显示已经登录系统的用户的名称，以及他们正在做的事。

输出的信息包括：

w
w -h 
w -u
w -s

3.2 使用who命令查看（登录）用户名称及所启动的进程

who命令用于列举出当前已登录系统的用户名称。

who
users

3.3 使用whoami命令查看你所使用的登录名称

whoami命令用于显示登入的用户名

whoami
id -un

3.4 查看系统的信息

last steve
cal 
find –name document

last命令可用于显示特定用户登录系统的历史记录。

该命令的输出结果包含以下几列信息：

用户名称、tty设备号、历史登录时间日期、登出时间日期、总工作时间

3.5 /proc

cat /proc/cpuinfo      //CPU的类型和型号
cat /proc/version      //使用的Linux内核版本、编译器版本
cat /proc/meminfo      //配置了多少内存                                      
cat /proc/stat         //有多少磁盘读写请求;从系统启动以来已经创建了多少进程 

截图量过大，在此略去

注：

tty设备包括虚拟控制台，串口以及伪终端设备

idle是一个进程，其pid号为 0。其前身是系统创建的第一个进程，也是唯一一个没有通过fork()产生的进程。在smp系统中，每个处理器单元有独立的一个运行队列，而每个运行队列上又有一个idle进程，即有多少处理器单元，就有多少idle进程。系统的空闲时间，其实就是指idle进程的"运行时间"。idle进程pid==o，也就是init_task.

PID（Process Identification）指进程识别号，也就是进程标识符。操作系统里每打开一个程序都会创建一个进程ID，即PID

JCPU  the CPU time used by all processes and their children on that terminal (in minutes:seconds)

PCPU  the CPU time used by the currently active processes (in minutes:seconds)

4. 实验过程

编写一个默认版本的程序通过检查内核状态报告 Linux 内核行为

程序如下：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[])
{
	char repTypeName[16];
  	char c1, c2, ch;
  	int interval, duration;		//the gap of time and the period of time 
  	char *lineBuf;			//the buffer of line 
  	int LB_SIZE = 255; 		//the maximum length
  	FILE *thisProcFile;		//get the profile
  	struct timeval now; 
  	int iteration;			//record the interactive influence

	lineBuf = (char *)malloc(sizeof(char) * LB_SIZE);
	interval = 2;			//init parameter
	duration = 60;
	strcpy(repTypeName,"Standard");
	if(argc>1)       		/*the value of argc in Linux at least is 1.so make it bigger than 1,which means get over it when there is no parameter */   
	{
		sscanf(argv[1],"%c%c",&c1,&c2);
		if(c1 != '-')
		{
			fprintf(stderr,"usage:ksamp [-s][-l int dur]\n");
			exit(1);
		}
		if(c2 == 's')
		{
			strcpy(repTypeName,"Short");
		}
		if(c2 == 'l')
		{
			strcpy(repTypeName,"Long");
			interval = atoi(argv[2]);
			duration = atoi(argv[3]);
		}	
	}
	//get time
	gettimeofday(&now,NULL);
	printf("Status report %s at %s\n", repTypeName, ctime(&(now.tv_sec)));
	//correct the call of function ctime()
	//get the hostname
	thisProcFile = fopen("/etc/hostname","r");
	memset(lineBuf, 0, LB_SIZE);
	fgets(lineBuf, LB_SIZE - 1, thisProcFile);
	printf("Machine host name: %s\n",lineBuf);
	fclose(thisProcFile);
	//get the information of version
	thisProcFile = fopen("/proc/version","r");
	memset(lineBuf, 0, LB_SIZE);
	fgets(lineBuf, LB_SIZE - 1, thisProcFile);
	printf("Machine host name: %s\n",lineBuf);
	fclose(thisProcFile);
	//get the information of CPU
	thisProcFile = fopen("/proc/cpuinfo","r");
	memset(lineBuf, 0, LB_SIZE);
	fgets(lineBuf, LB_SIZE - 1, thisProcFile);
	printf("The CPU: %s\n",lineBuf);
	fclose(thisProcFile);
	//get the current time
	thisProcFile = fopen("/proc/uptime","r");
	memset(lineBuf, 0, LB_SIZE);
	fgets(lineBuf, LB_SIZE - 1, thisProcFile);
	printf("The Runing Time: %s\n",lineBuf);
	fclose(thisProcFile);
	//get the information of mem
	printf("The Meminfo: ");
	thisProcFile = fopen("/proc/meminfo", "r");
	while(!feof(thisProcFile))
	{
		putchar(fgetc(thisProcFile));
	}
	fclose(thisProcFile);
	//get the current status
	printf("The Meminfo: ");
	thisProcFile = fopen("/proc/stat", "r");
	while(!feof(thisProcFile))
	{
		putchar(fgetc(thisProcFile));
	}
	fclose(thisProcFile);
	iteration = 0;
	while(iteration < duration)
	{
		sleep(interval);
		thisProcFile = fopen("/proc/loadavg" ,"r");
		while(!feof(thisProcFile))
		{
			putchar(fgetc(thisProcFile));
		}
		fclose(thisProcFile);
		iteration += interval;
	}
	return 0;
}

源代码c文件命名为test4

注：

argc是命令行总的参数个数
argv[]是argc个参数，其中第0个参数是程序的全名，以后的参数命令行后面跟的用户输入的参数，
char *argv[]是一个字符数组,其大小是int argc,主要用于命令行参数argv[]，数组里每个元素代表一个参数;

fgetc是一种计算机语言中的函数。意为从文件指针stream指向的文件中读取一个字符，读取一个字节后，光标位置后移一个字节putchar函数只能用于单个字符的输出，且一次只能输出一个字符

unistd.h是unix std的意思，是POSIX标准定义的unix类系统定义符号常量的头文件，包含了许多UNIX系统服务的函数原型，例如read函数、write函数和getpid函数

time.h是c库函数,那么在具体的平台上，就就可以依靠平台而实现，所以看上去是与平台无关的,谁都可以调用，而 sys/time.h 只是在linux系统上可以调用。

 

5. 参考引用

https://blog.csdn.net/smallstones/article/details/42244733

https://blog.csdn.net/qq_33478897/article/details/77458775

https://blog.csdn.net/hopeneversleep/article/details/55798722

https://blog.csdn.net/mr_leehy/article/details/76419363