我打算在ESP32上顯示執行OpenWrt系統的路由器的處理器溫度、記憶體用量、運作時間…等資訊。為此，必須在OpenWrt系統上執行一個Linux腳本程式（shell script），取得路由器的狀態。
本文將介紹並運用Linux系統裡的文字處理三寶（命令行工具）擷取並解析路由器資訊：
- cat：顯示或合併檔案內容，不具備過濾功能，原樣輸出整份內容。
- grep：搜尋字串；依模式比對、過濾輸出整行或匹配的片段。
- awk：提取字串；側重欄位（例如，空格或逗號分隔的資料）處理與運算，可輸出匹配的欄位資料或計算結果。
讀取系統的運作狀態資訊
Linux系統當中有個讓使用者和程式存取系統核心（kernel）狀態的虛擬目錄，叫做“/proc” （“proc”意指process，程序），每個執行中的程序都在“/proc底下有個對應的目錄（/proc/程序ID），裡面包含該程序的資訊。
“/proc”也包含一些同樣由系統動態產生虛擬檔案，例如：
- /proc/version：包含系統版本資訊
- /proc/cpuinfo：包含CPU型號、核心數、快取大小等資訊。
- /proc/loadavg：包含系統負載資訊，用於查看CPU是否過載。
- /proc/uptime：包含運作時間（即：自裝置啟動以來的總秒數）以及閒置時間資訊。
- /proc/meminfo：包含記憶體使用狀況資訊。
這些檔案皆可透過Linux系統內建的顯示、合併、建立文件的cat工具（意指“concatenate”，連接）呈現。以查看運作時間為例，uptime裡面包含一行用空格分開的兩項（或者說兩欄）資料：
在電腦上透過ssh命令連線（參閱「創想三維（Creality）K1 SE 3D列印機（二）」以及「從VS Code遠端SSH連線、開發Python程式」）至OpenWrt路由器（以紅米AX6000為例），執行底下的cat命令：
cat /proc/uptime
如下圖所示：
它將傳回用空格分開的兩個秒數值：
- 數字1：運作時間
- 數字2：閒置時間，代表CPU的所有核心處於閒置（idle）狀態的時間總和。
執行“cat /proc/meminfo”命令可顯示記憶體資訊：
其中的前3項：
- MemTotal：記憶體總數。AX6000路由器有512MB DRAM，這裡顯示495876 kB（約484 MB），因某些記憶體保留給開機啟動程式、系統核心、驅動程式…等使用。
- MemFree：實際未分配使用的空閒記憶體，不包括已用於快取（cache）或緩衝區（buffer）的部分。在系統運作期間，此值通常固定不變。
- MemAvailable：應用程式可用的記憶體估值，也就是「RAM使用率」，包含可動態回收的快取或緩衝區，因此比較能確切顯示裝置在記憶體耗盡前實際剩餘的「可用空間」。
用cat命令讀取CPU和GPU的即時溫度值
Linux系統的‘/proc/’目錄存放程序（軟體）的相關資訊，另有一個‘/sys/’目錄存放硬體資訊。例如，openWrt系統路由器的CPU溫度值，以及散熱器的運作狀態，位於這個路徑：
/sys/class/thermal/
使用ls命令列舉此目錄，可看到3個子目錄，cooling_device是散熱裝置，thermal_zone0包含處理器的溫度資訊。
thermal_zone0目錄裡面具有temp（溫度）和type（類型）虛擬檔案，temp包含即時溫度值，type則包含這個溫度感測器的類型（即：感測來源）。
用cat命令讀取type檔的全部內容，顯示：“cpu-thermal”，代表這個“thermal_zone0”目錄內含的溫度值源自CPU的感測器。
cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/type
用cat命令讀取此路徑的temp檔，即可獲取CPU的即時溫度：
cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp
temp資料單位是「毫攝氏度」，將該值除以1000才是以°C為單位的實際溫度。所以45385，代表CPU為45.385°C。
智慧型手機、樹莓派和香橙派等裝置的處理器內部有多個溫度感測器，例如，樹莓派和香橙派有兩種溫度感測器來源，分別位於thermal_zone0和thermal_zone1目錄，底下命令將顯示它們的類型：
因此，底下命令可取得CPU和GPU溫度值：
cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp cat /sys/class/thermal/thermal_zone1/temp
上面兩種溫度的檔案路徑，只差在編號不同（0和1），因此可用‘*’（萬用字元）代表0個或多個字元，或者用’?’代表1個任意字元，像這樣：
cat /sys/class/thermal/thermal_zone*/temp
一次讀取CPU和GPU溫度數據：
用grep命令讀取CPU和GPU的即時溫度值
grep命令可搜尋字串、替換、提取和刪除。grep這個名字源自Linux的文本編輯器“ed”中的指令 g/re/p，代表globally search a regular expression and print（以規則表達式進行全域搜尋以及列印）。
grep命令的基本語法：
其中的參數：
- 選項：控制輸出方式或匹配行為，例如，‘-i’代表不區分大小寫。
- 模式：要搜尋的字串或正則表達式。
- 檔案：要搜尋的檔案，若省略則從標準輸入讀取。
假設作業系統的日誌（/var/log/syslog）包含如下的內容：
底下命令將傳回包含“uart”（忽略大小寫）的所有行：
sudo grep -i 'uart' /var/log/syslog
執行結果會顯示匹配的兩行：
底下命令將取得CPU溫度，執行結果跟cat命令一樣：
grep '.' /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp
在規則表達式中，’.’可匹配「換行」以外的任何單一字元。因此，’grep . 檔案文件’命令代表：「搜尋並傳回文件各行的每個字。」廣告一下，規則表達式的說明與應用，請參閱《超圖解Python程式設計》第13章。
若搜尋多份文件，‘grep .’會自動在搜尋結果前面加上檔案來源，方便我們識別，以在樹莓派或香橙派執行底下命令為例：
grep '.' /sys/class/thermal/thermal_zone*/type
結果顯示：
在執行Linux系統的Intel/AMD平台上，處理器的溫度資料位於’/sys/class/hwmon/’目錄，感測器類型名稱存在“hwmon編號”的子目錄的name檔案中，以ThinkPad電腦為例：
電腦整機溫度以及CPU核心溫度，分別存在“hwmon4”目錄的temp2_input和temp4_input檔。
補充說明，運行於Windows 11 WSL的Linux系統，Windows沒有把原生電腦的所有硬體感測器資料都傳給虛擬機，只能看到交流電源供應器（AC1）和電池（BAT1）。
使用awk工具擷取資料
awk命令適合處理「以行為單位、以欄位為結構」的資料，預設分隔符是空白字元或Tab，其名稱源自三位作者：Aho、Weinberger和Kernighan的首字母。awk的功能強大，主要特性：
- 支援強大的規則表達式
- 內建變數：$0（代表整行）, $1, $2,…（欄位編號）, NR（行號）…等。
- 支援關聯陣列（associative array），也就是以名稱字串而非數字索引元素的陣列。
- 內建字串處理和數學計算的函式。
- 支援算術運算子、賦值運算子、比較運算子和邏輯運算子。
- 支援 if-else, for, while, switch-case…等控制結構。
awk的基本語法：
底下命令將讀取 /proc/uptime（開機啟動時間）並顯示它的整行內容（兩個數字值）：
awk '{print $0}' /proc/uptime
僅擷取裝置運作時間（即：欄位1資料）：
透過int()函式取整數值：
使用awk取得記憶體資訊
回顧一下包含記憶體資訊的’/proc/meminfo’檔案，實際的數值位於每一行的第2欄，各欄位用一個以上的空格分開：
底下的awk命令將透過規則表達式搜尋’/proc/meminfo’檔案中，包含`MemTotal`（總記憶體大小）字串的所有行，並顯示其中的第2欄：
執行結果：
底下awk命令可取得總記憶體大小並且把KB單位轉換成MB：
Linux命令可分成多行，以執行awk命令取得可用記憶體大小為例：
底下這行awk命令將從 “/proc/meminfo” 提取兩欄資料來計算「已使用記憶體百分比」：
awk '/MemTotal/ {t=$2} /MemAvailable/ {a=$2} END { printf "%.1f%%\n", (1 - a/t) * 100}' /proc/meminfo
分開寫成數行比較看得清楚，中間的縮排只是為了方便閱讀，非必要：
執行結果：
先這樣，下回繼續…
