C中的“ps aux”命令

Question

对于一个学校项目，我需要在 C 中重新编写 ps aux 命令（如下图所示）：

USER         PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root           1  0.0  0.0 168028 12052 ?        Ss   06:20   0:07 /sbin/init splash
root           2  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [kthreadd]
root           3  0.0  0.0      0     0 ?        I<   06:20   0:00 [rcu_gp]
root           4  0.0  0.0      0     0 ?        I<   06:20   0:00 [rcu_par_gp]
root           6  0.0  0.0      0     0 ?        I<   06:20   0:00 [kworker/0:0H-kblockd]
root           9  0.0  0.0      0     0 ?        I<   06:20   0:00 [mm_percpu_wq]
root          10  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [ksoftirqd/0]
root          11  0.0  0.0      0     0 ?        I    06:20   0:03 [rcu_sched]
root          12  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [migration/0]
root          13  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [idle_inject/0]
root          14  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [cpuhp/0]
root          15  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [cpuhp/1]
root          16  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [idle_inject/1]
root          17  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [migration/1]
root          18  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [ksoftirqd/1]
root          20  0.0  0.0      0     0 ?        I<   06:20   0:00 [kworker/1:0H-kblockd]
root          21  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [cpuhp/2]
root          22  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [idle_inject/2]
root          23  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [migration/2]
root          24  0.0  0.0      0     0 ?        S    06:20   0:00 [ksoftirqd/2]

我设法重新编程了除 %CPU 和 %MEM 之外的所有列。 和另一个一样，我知道我的答案在 /proc//[stat|status] 中，但我不知道我需要采用什么值以及计算百分比的公式是什么。

有什么想法吗？

Answer 1

您显示的内容取决于您模仿的ps 命令。

BSD ps 手册页中提到了 %CPU：

进程的CPU利用率；这是之前（实际）时间最多一分钟的衰减平均值。因为计算它的时间基数不同（某些进程可能非常年轻），所有 %cpu 字段的总和可能超过 100%。

%mem 的描述是这样的：

此进程使用的实际内存百分比。

注意它说的是“真实”内存，我认为这意味着计算中不包括虚拟内存。

Answer 2

查看source code 的ps 命令。

%CPU

如下：

• pp->utime = /proc/[pid]/stat 的字段#14
• pp->stime = /proc/[pid]/stat 的字段#15
• pp->cutime = /proc/[pid]/stat 的字段#16
• pp->cstime = /proc/[pid]/stat 的字段#17
• pp->start_time = /proc/[pid]/stat 的字段#22
• seconds_since_boot = /proc/uptime 的字段#1
• include_dead_children = 1 如果通过了“S”选项（总结一些信息，例如 CPU 使用率，从死子进程到其父进程）

[...]
#define cook_etime(P) (((unsigned long long)seconds_since_boot >= (P->start_time / Hertz)) ? ((unsigned long long)seconds_since_boot - (P->start_time / Hertz)) : 0)
[...]
Hertz = sysconf(_SC_CLK_TCK);
[...]
  /* jiffies used by this process */
  total_time = pp->utime + pp->stime;
  if(include_dead_children) total_time += (pp->cutime + pp->cstime);

  /* seconds of process life */
  seconds = cook_etime(pp);

  /* scaled %cpu, 999 means 99.9% */
  if(seconds) pcpu = (total_time * 1000ULL / Hertz) / seconds;
  if (pcpu > 999U)
    return snprintf(outbuf, COLWID, "%u", pcpu/10U);
  return snprintf(outbuf, COLWID, "%u.%u", pcpu/10U, pcpu%10U);
[...]

%MEM

如下：

• pp->vm_rss = /proc/[pid]/stat 的字段#24
• kb_main_total = /proc/meminfo 的 MemTotal 字段

   /* pp->vm_rss * 1000 would overflow on 32-bit systems with 64 GB memory */
   pmem = pp->vm_rss * 1000ULL / kb_main_total;
   if (pmem > 999) pmem = 999;

   snprintf(outbuf, COLWID, "%2u.%u", (unsigned)(pmem/10), (unsigned)(pmem%10));