/Proc FileSystem - Kernel

The /Proc Filesystem for Debugging

proc - process infomation pseudo-filesystem

(Kernel infomation)

리눅스가 인기 있는 이유 중 하나는 UNIX 시스템의 좋은 feature들을 결합시킨 점입니다. Proc 파일시스템은 그 좋은 feature들 중 한가지 인데요, 대다수의 Linux 배포판에 포함되어 있습니다. proc 파일시스템은 /proc에 마운트되어 있으며 kernel data 구조에 대해 인터페이스를 제공하고 있습니다. proc 파일시스템의 파일들은 READ-ONLY 이지만, 몇몇의 파일들은 커널 변수를 변경하여 적용할 수 있도록 WRITE가 가능합니다. proc 파일시스템의 구성요소를 하나하나 살펴보도록 하시죠.

이전 글에서는 /proc file system 중 process 정보에 관련된 내용을 살펴보았다면, 이번 글에서는 Kernel 정보와 관련된 내용들을 살펴보겠습니다.

/proc filesystem 구조에서 커널 정보와 관련된 파일들이 프로세스 정보 디렉토리와 동일한 레벨에 위치하고 있습니다. 이 파일들은 프로세그 보단 커널, 시스템 정보를 제공하며 각 파일들은 매우 유용하게 사용할 수 있습니다. 그럼 하나씩 살펴보겠습니다.

• /proc/cmdline

/proc/cmdline은 어딘가 본듯한 느낌이 드시나요? /proc/<pid> 디렉토리 아래 존재했던 파일 중 cmdline이라는 파일이 있었습니다. 처음보거나 기억이 잘 안나시는 분들은 여기를(proc filesystem-process) 클릭하여 한번 확인해주세요. /proc/ 파일시스템 디렉토리 아래 바로 존재하는 cmdline은 좀 특별한 버전입니다. 이 파일은 현재 동작하는 커널이 부팅하기 위해 사용했던 모든 파라미터들을 확인할 수 있습니다. 

linuxias@ubuntu:~$ cat /proc/cmdline BOOT_IMAGE=/boot/vmlinuz-4.13.0-39-generic root=UUID=f2a3ee05-f20b-4e24-b59f-2c946cba5a10 ro find_preseed=/preseed.cfg auto noprompt priority=critical locale=en_US quiet

• /proc/cpuinfo

cpuinfo는 CPU와 System architecture에 의존적인 항목들이 나열됩니다.  여러분이 특정 컴퓨터의 특성을 파악하기 위해 가장 먼저 확인할 수 있는 몇몇 파일 중 하나입니다. cpu 속도, 모델명, cache 등의 정보를 포함하고 있습니다. lscpu 명령어가 바로 이 파일에서 얻은 정보를 토대로 출력하고 있는 것입니다.

• /proc/config.gz or /proc/sys/config.gz

현재 사용중인 커널이 어떤 설정으로 컴파일되었는지 확인할 수 있는 파일입니다. 보통 이 파일은 존재하지 않으며 여러분들이 컴파일 전 menuconfig에서 활성화 해주어야 나타납니다. 활성화 여부는 아래 명령어로 확인해보시면 됩니다.

$ cat /lib/modules/$(uname -r)/build/.config

• /proc/devices

devices 파일은 모든 설정된 Character, Block devices의 major number와 name을 리스트 형태로 보입니다.  MAKEDEV 스크립트에 사용할 수 있습니다.

• /proc/devices

이 파일은 시스템의 물리적 메모리를 나타내며 ELF코어 파일 형식으로 저장됩니다. 좀 더 쉽게 설명드리면 현재 시스템에서 사용중인 실제 메모리 이미지 입니다. 이 파일과 스트립 되지 않은 커널(/usr/src/linux/vmlinux)바이너리를 사용하여 모든 커널 데이터의 현재 상태를 검사할 수 있습니다.

• /proc/locks

이 파일은 이름에서 알 수 있듯 현재 시스템의 모든 파일 lock들을 보여줍니다. 여러분들이 코딩한 프로그램이 특정 파일을 제대로 lock 하고 있는지 등을 확인하는데 사용될 수 있습니다.

seunghason@linuxias $ cat /proc/locks

1: POSIX  ADVISORY  WRITE 6436 08:01:12193463 1073741824 1073742335

2: POSIX  ADVISORY  WRITE 6436 08:01:12193469 0 EOF

3: POSIX  ADVISORY  READ  6436 08:01:12193482 1073741826 1073742335

4: POSIX  ADVISORY  READ  4460 08:01:12189858 128 128

5: POSIX  ADVISORY  READ  4460 08:01:12189871 1073741826 1073742335

...

51: POSIX  ADVISORY  READ  4518 08:01:12189858 128 128

52: POSIX  ADVISORY  READ  4518 08:01:12189871 1073741826 1073742335

53: POSIX  ADVISORY  WRITE 2348 00:16:1708 0 EOF

54: FLOCK  ADVISORY  WRITE 1026 00:16:1596 0 EOF

• /proc/meminfo

이 파일은 proc 파일시스템에서 자주 사용되는 파일 중 하나입니다. 이 파일은 시스템의 메모리 사용량, 즉 시스템의 RAM 사용에 대한 통계를 보여줍니다.  아래는 제 PC에서 meminfo를 확인한 정보인데요, MemTotal (RAM 사이즈) 와 SwapTotal (Swap 영역 사이즈)을 보시면 각각 32GB씩 사용하고 있습니다. 각 항목에 대한 설명은 옆에 간단히 작성히 놓았습니다. 참고하세요 :D

linuxias@desktop:/proc$ cat meminfo  MemTotal:       32887924 kB    // 전체 사용할 수 있는 RAM 사이즈로써 커널 바이너리 코드와 Reserved bits의 수는 빠져있습니다. MemFree:        26655040 kB    // 사용하지 않고 남아있는 물리적 RAM 사이즈 입니다. MemAvailable:   29388460 kB      Buffers:          498040 kB    // Raw Disk block의 임시 저장소 사이즈 Cached:          2963624 kB    // Cache 메모리로 사용되는 실제 RAM의 사이즈 SwapCached:            0 kB    // 한번 Swap out된 메모리가 다시 Swap in되었지만 여전히 Swap 파일에 남아있는 메모리 사이즈. Active:          3916496 kB    // 가장 최근에 사용된 메모리 사이즈이며 절대적으로 필요하지 않으면 회수하지 않는 메모리 Inactive:        1711280 kB    // 최근에 사용되지 않아 다른 목적으로 회수 가능한 메모리 사이즈 Active(anon):    2169956 kB    // anonymous 및 tmpfs / shmem 메모리의 사이즈 Inactive(anon):   548148 kB    // anonymous 및 tmpfs / shmem 메모리의 사이즈로 회수 대상입니다. Active(file):    1746540 kB    // 파일 캐시 메모리 사이즈로 active 상태이거나 마지막으로 회수된 이후에 Active 상태인 메모리 Inactive(file):  1163132 kB    // 디스크에서 새로 로드된 파일 캐시 메모리의 양 Unevictable:         196 kB    // 사용자 프로그램이 메모리 내부에 Lock되어 Page out code에서 발견되는 메모리 사이즈 Mlocked:             196 kB    // 사용자 프로그램에 의해 메모리에 Lock되어 제거할 수 없는 총 메모리 사이즈 SwapTotal:      33500156 kB    // 사용 가능한 Swap의 총 크기 SwapFree:       33500156 kB    // 현재 사용되지 않는 Swap 영역의 총 크기 Dirty:              2224 kB    // 디스크에 다시 기록되기를 기다리는 총 메모리 크기 Writeback:             0 kB    // 디스크에 쓰여지고 있는 메모리 크기 AnonPages:       2166420 kB    // 파일로 백업되지 않고 사용자 공간 페이지 테이블에 매핑되는 페이지에서 사용되는 총 메모리 크기 Mapped:          1051888 kB    // 라이브러리와 같이 메모리에 매핑된 파일들에 사용되는 메모리 크기 Shmem:            551932 kB    // 공유 메모리 및 tmpfs에 사용되는 메모리 크기 Slab:             350968 kB    // 커널 데이터 구조 캐시위한 메모리 SReclaimable:     288124 kB    // Slab의 일부로 캐시와 같이 회수될 수 있다. SUnreclaim:        62844 kB    // Slab의 일부로 메모리가 부족한 상태에서도 회수할 수 없는 메모리 KernelStack:       12400 kB    // Kernel 스택 영역으로 할당된 메모리 크기 PageTables:        57688 kB    // 가장 작은 페이지 테이블 레벨의 전체 메모리 크기 NFS_Unstable:          0 kB    // 서버에 보내졌지만 안정적인 저장소에 아직 commit 되지 않은 NFS 페이지의 크기 Bounce:                0 kB    // Block device "bounce buffers"에 사용되는 메모리 크기 WritebackTmp:          0 kB    // FUSE가 임시로 Writeback 버퍼로 사용하는 메모리의 크기 CommitLimit:    49944116 kB    // 시스템에 현재 할당할 수 있는 총 메모리 크기 Committed_AS:    9468304 kB    // 현재 시스템에 할당된 메모리의 크기. VmallocTotal:   34359738367 kB // 가상주소공간 메모리 영역의 전체 메모리 크기 VmallocUsed:           0 kB    // 사용중인 가상주소공간의 전체 메모리 크기 VmallocChunk:          0 kB    // 사용 가능한 가상주소공간의 최대 연속 메모리 블록 HardwareCorrupted:     0 kB    // 실제 메모리 손상 문제가 있는 메모리의 크기로 하드웨어에서 식별하고 커널에서 따로 설정하므로 사용X AnonHugePages:         0 kB    // 파일로 지원되지 않고 사용자 공간 페이지 테이블에 매핑되는 Huge page에서 사용되는 총 메모리 크기 ShmemHugePages:        0 kB     ShmemPmdMapped:        0 kB CmaTotal:              0 kB CmaFree:               0 kB HugePages_Total:       0       // 시스템의 전체 HugePage 개수 HugePages_Free:        0       // 시스템에서 사용할 수 있는 HugePage의 총 개수 HugePages_Rsvd:        0       // hugetlbfs를 위한 예약된 사용되지 않는 HugePage의 수  HugePages_Surp:        0        Hugepagesize:       2048 kB    // 각 HugePage의 크기 DirectMap4k:      309756 kB    // 4kB page로 매핑된 Kernel 주소공간의 크기 DirectMap2M:     6977536 kB    // 2KB Page로 매핑된 Kernel 주소공간의 크기 DirectMap1G:    27262976 kB

위 meminfo 정보로 시스템의 전체적인 RAM의 사용량과 어떻게 활용되고 있는지 확인 할 수 있습니다.

• /proc/modules

이 파일은 현재 시스템이 로드한 모든 Module의 리스트를 제공합니다. 일반적으로 모듈의 정보를 확인하기 위해서는 lsmod 명령어를 주로 사용하죠. 

linuxias@desktop:/proc$ cat modules  cpuid 16384 0 - Live 0x0000000000000000 snd_hda_codec_hdmi 49152 1 - Live 0x0000000000000000 mxm_wmi 16384 0 - Live 0x0000000000000000 snd_soc_rt5640 118784 0 - Live 0x0000000000000000 snd_soc_ssm4567 16384 0 - Live 0x0000000000000000 intel_rapl 20480 0 - Live 0x0000000000000000 snd_soc_rl6231 16384 1 snd_soc_rt5640, Live 0x0000000000000000 snd_soc_core 229376 2 snd_soc_rt5640,snd_soc_ssm4567, Live 0x0000000000000000 snd_compress 20480 1 snd_soc_core, Live 0x0000000000000000 ac97_bus 16384 1 snd_soc_core, Live 0x0000000000000000 snd_pcm_dmaengine 16384 1 snd_soc_core, Live 0x0000000000000000 x86_pkg_temp_thermal 16384 0 - Live 0x0000000000000000 nvidia_uvm 671744 0 - Live 0x0000000000000000 (POE) snd_seq_midi 16384 0 - Live 0x0000000000000000 intel_powerclamp 16384 0 - Live 0x0000000000000000 snd_seq_midi_event 16384 1 snd_seq_midi, Live 0x0000000000000000 coretemp 16384 0 - Live 0x0000000000000000 ....

• /proc/mounts

커널 2.4.19 이전에는 이 파일은 현재 시스템에 마운트되어 있는 모든 파일시스템의 리스트를 보여줬습니다. 하지만 프로세스 별 마운트 네임스페이스가 도입되면서 부터 이 파일은 /proc/self/mounts에 대한 링크가 되어 프로세스 자체 마운트 네임스페이스의 마운트 지점을 보여주고 있습니다. 이 파일의 형식은 fstab(5)에서 자세히 확인할 수 있습니다.

• /proc/partitions

partition 파일은 리눅스에서 인식하고 있는 디스크 파티션들의 리스트를 보여줍니다. 각 디스크 파티션들은 Major와 Minor 번호로 구분되어지고 있습니다. Major 번호는 장치의 번호를 나타내며 /proc/devices 파일과 상호참조 관계에 있습니다.

linuxias@desktop:~$ cat /proc/partitions

major minor  #blocks  name

   8        0  250059096 sda

   8        1  216556544 sda1

   8        2          1 sda2

   8        5   33500160 sda5

   8       16 2930266584 sdb

   8       17 2147482623 sdb1

   8       32  976752344 sdc

   8       33  976751968 sdc1

이 외에도 굉장히 많은 파일들을 제공하고 있습니다. 추가적인 사항은 manual page를 참고해주세요! 감사합니다.