[linux]proc,sys

20 Jan 2021

/proc 디렉토리의 프로세스 파일의 상세 설명

What is a Process?

     프로세스는 실행중인 프로그램

     프로세스와 연관된 항목

                     • process ID (PID)

                     • priority

                     • nice value

                     • memory

                     • environment

                     • file handles

                     • exit status

Process Lifecycle

     프로세스는 계층구조를 가짐

       • init – 커널이 실행한 첫 번째 프로세스. PID:1

                     커널이 유일하게 실행시킨 프로세스

                     init은 자식프로세스를 실행시킴

                     child processes는 또 다른 자식 프로세스를 실행함

     Processes는 두 가지 단계를 통해 프로세스를 생성함

               • fork() – 자신과 동일한 프로세스 복제

                     • exec() – 부모를 대체해서 완전한 자식 프로세스가 실행

                     • fork() + exec() – 다른 프로세스 구동 시 호출되는 system call

     Process 종료 방법

                     • exit()를 통한 정상 종료

                     • abort()를 통한 비정상 종료

Process States

     프로세스는 신호를 받는 즉시 상태 전환이 가능

     running ⇒ 현재 구동중인 상태

       stopped ⇒ 메모리에 load되 있으나, 실행 중이지는 않음

       sleeping ⇒ user input과 같은 특별한 event를 기다리는 상태

       un-interruptible sleep ⇒ 이름에서도 알 수 있듯이 I/O 대기 상태

       zombie ⇒ PID와 exit 상태를 제외한 모든 resource를 반환한 상태

Linux application virtual memory map

Text : if, for, while과 같은 일반 프로그램 code가 저장되어지는 영역. 0x00400000

Initialized data : ini i=0;과 같이 초기값이 존재하는 변수가 저장되는 영역

Uninitialized data(bss) : int I; 과 같이 초기값이 존재하지 않는 변수가 저장되는 영역

Heap : malloc()과 같은 라이브러리를 통해 메모리를 동적으로 할당 받을 때 사용되는 공간

Shared Library : 공유 라이브러리가 저장되는 영역. 0x7f15a0d12000

Stack : 함수 호출 시 호출한 함수의 정보를 저장해두는 영역. 7fffa9ee000

Command line arguments : command-line에서 입력한 아규먼트(argv)를 저장하는 영역

Environment variable : 프로세스가 구동되는 데 필요로 하는 환경변수가 저장되는 영역

/proc 프로세스 정보

/proc/PID/ 디렉토리는 현재 구동중인 프로세스의 정보를 기록

man 5 proc

/proc/1 init 프로세스의 세부 정보를 저장

/proc/self 현재 실행중인 프로세스의 디렉토리 표시

         # ls -l /proc/self         ⇒ ls 프로세스에 대한 프로세스 디렉토리를 가리키는 링크

cd /proc/self ⇒ 로그인 shell(bash)의 /proc 디렉토리로 이동

         # cat cmdline

         -bash

         # ls -l 

          파일의 사이즈가 모두 0으로 보이는 이유는 각 파일이 기본적으로 커널 자료구조를

들여다 보는 창이며 따라서 진짜 파일이 아니라 아주 특수한 유형의 파일이기 때문

/proc//maps: 프로세스가 mapping된 메모리 주소 공간을 보여줌.

모든 프로세스에는 각자 주소 공간이 있으며, 이 주소 공간은 가상 메모리 관리자

(Virtual Memory Manager)가 제공하고 관리한다.

       # cat maps

00400000-004b3000 r-xp 00000000 08:02 12525598 /bin/bash

006b2000-006b3000 r–p 00000000 08:02 12525598 /bin/bash

006b3000-006bd000 rw-p 00000000 08:02 12525598 /bin/bash

006bd000-00717000 rw-p 006bd000 08:02 0 [heap]

7f15a0d12000-7f15a0d1c000 rw-p 00000000 08:02 4038836 /lib64/libns..

…

7fffa9ee000-7fffa9f3000 rw-p 7ffffffea000 00:00 0 [stack]

7fffa9fff000-7fffaa00000 r-xp 7fffa9fff000 00:00 0 [vdso]

ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0 [vsyscall]

00400000-004b3000 프로세스가 차지하는 메모리 주소공간

r-xp mapping에 대한 퍼미션. 이 매핑은 내부용(private)이며 read와 execute가 가능하다는 의미

00000000 파일의 내부 offset

08:02 device number(Major:Minor)

12525598 inode number

디바이스 Major number 8을 사용하는 장치의 2번째 파티션에 bash 프로그램은 위치하며, inode number 12525598을 사용하며 메모리 주소공간 00400000-004b3000에 매핑되어 읽기와 쓰기가 가능한 상태이다.

         # ls –il /bin/bash

         # ls –l /dev/sda2

/proc//cmdline

         프로세스 인수(argv) 전체를 포함. Command line에서 넘어온 argument를 포함하여 프로세스가 실행된 방식을 정확하고 신속하게 파악하는 수단으로 사용.

/proc//coredump_filter

         메모리 유형의 비트마스크를 포함하며

프로세스의 어떤 메모리 세그먼트를 덤프시킬것인지 설정

다음과 같은 메모리 유형이 지원

                       bit 0 — 무명의 비 공유 메모리

                       bit 1 — 무명의 공유 메모리

                       bit 2 — 'file-backed' 비공유 메모리

                       bit 3 — 'file-backed' 공유 메모리

비트마스크가 설정되면, 해당 메모리 유형의 메모리 세그먼트는 덤프됨

         # cat coredump_filter

         00000023

/proc//cwd

         프로세스가 사용중인 디렉토리나 파일

         # ls –l

/proc//environ

         프로세스의 현재 환경을 저장. 프로세스 map에서 가장 아랫부분,

즉 커널이 프로세스 환경 정보를 저장하는 메모리 위치를 직접 가리키는 링크이다.

         프로그램 실행 중 환경 변수 설정을 알고 싶을 때 이 파일을 확인

         # cat environ

         CONSOLE=/dev/consoleTREM=linux…PATH=/usr/penta_np:/sbin…

/proc//exe

         실행중인 프로그램 이름

         # ls –l

/proc//fd

/proc//fdinfo

         프로세스가 사용중인 file descriptor 링크와 정보를 저장

/proc//limits

         프로세스에 적용된 resource 제한사항

/proc//loginuid

         해당 프로세스를 실행하는 login uid

/proc//mem

         프로세스가 사용중인 메모리 상태

/proc//mountinfo

/proc//mounts

/proc//mountstats

         프로세스에 전달된 시스템의 장치 마운트 상태

/proc//net

         프로세스에 전달된 시스템의 네트워크 정보

         # cd net

         # cat netstat

         # cat route

         # cat tcp

         # cat udp

         # cat arp

/proc//oom_adj

/proc//oom_score

         linux는  virtual mamory mapping 기술을 사용하기 때문에 overcommit,

즉, 응용프로그램이 사용하는 가상주소의 공간이 실제 물리 메모리보다 크게

할당될 수 있음.

응용프로그램이 실제 존재하지 않는 메모리 공간에 접근할 때 커널은 Out-Of-Memory Killer를 실행하여 해당 응용프로그램을 강제로 종료시킴.

OOM score는 OOM 상황에서 이 프로세스가 종료될 가능성의 정도를 결정하고,

OOM 스코어의 값이 다른 프로세스보다 높다면 oomkill에 의해서 종료될 가능성이 더 크게 된다.

oom-adj는 oom_score값을 변경할 때 사용한다.

/proc//pagemap

         프로세스가 사용중인 실제 물리 메모리에 대한 page 정보

/proc//root

         프로세스가 실행시 적용되는 실제 root(/) 디렉토리

         # ls -l

/proc//sched

         프로세스에 적용된 CPU 스케쥴링 정보를 저장.

이 정보를 이용해 전체 task 스케쥴링을 진행함.

cat sched

/proc//sessionid

         프로세스의 세션 ID

         # cat sessionid

/proc//smaps

         Virtual memory map을 좀더 자세히 보여줌.

         # more smaps

/proc//stat

         해당 프로세스에 대한 정보를 기록

프로세스 id, process name, 상태, 부모 프로세스 id 등

/proc//statm

         메모리 사용에 대한 정보를 제공한다.

size : 전체 프로그램의 사이즈

resident : swap되지 않고 설정된 사이즈

share : 공유 페이지

text : 텍스트 (코드) 사이즈

lib : 라이브러리 사이즈(Linux 2.6 에서는 사용되지 않는다.)

data : data와 stack을 합한 사이즈

dt : dirty pages (Linux 2.6 에서는 사용되지 않는다.)

cat statm

/proc//status

         Stat, statm에서 확인한 모든 프로세스와 메모리 정보를 좀더 쉽게 알아 보기 쉽게 표현

    Name: 프로세스가 실행된 명령어 이름
    State: 프로세스의 현재 상태

    Tgid: 스레드 GROUP ID 또는 PID
    Pid: 스레드 ID.
    TracerPid: 프로세스 추척을 위한 PID
    Uid, Gid: 실제로 파일시스템에 저장된 UID, GID.
    FDSize: 현재 할당되어 있는 file descriptor 슬롯의 갯수
    Groups: group 리스트의 보조 정보
    VmPeak: 최고로 할당된 가상메모리 크기
    VmSize: 가상 메모리 크기
    VmLck: lock된 메모리 크기
    VmHWM: swap되지 않고 설정된 가장 큰 크기.
    VmRSS: swap되지 않고 설정된 크기.
    VmData, VmStk, VmExe: data, stack, text 세그먼트의 크기.
    VmLib: 공유라이브러리 code의 크기.
    VmPTE: 페이지 테이블 엔트리 크기.
    Threads: 프로세스에 포함된 스래드들의 개수.
         …

/proc//task

         프로세스의 스레드 정보를 기록한다.

/proc//wchan

         프로세스가 wait하고 기다리고 있는 동안의 "channel" 값

/proc Kernel parameter 튜닝

/proc/sys/ : 조정 가능한 커널 매개변수를 저장

• view current values with cat

• modify with echo

• view and modify with sysctl command

/etc/sysctl.conf : kernel parameter를 영구저장

/proc 시스템 정보

/proc/cmdline 부트 로더에서 넘어온 커널 아규먼트 정보

/proc/cpuinfo 프로세서 정보. CPU 타입, 모델, 제조사 등

/proc/devices 현재 로드된 디바이스정보

/proc/fb frame buffer 정보

/proc/filesystems 지원하는 filesystem

/proc/interrupts 장치가 사용중인 인터럽트(IRQ) 목록 표시

/proc/iomem Memory Map

/proc/ioports 현재 사용중인 Input/Output 포트

/proc/kallsyms 커널 심볼정보

/proc/loadavg 시스템의 평균 부하량. 1,5,15분통계

/proc/meminfo 메모리 정보 - free해서 나오는 것 보다 자세함

/proc/misc misc device 정보를 출력. Major 10, character device.

/proc/mounts device 마운트 정보

/proc/partitions 파티션 정보

/proc/stat 시스템 상태에 관한 다양한 정보.

CPU 사용통계, 부팅 이후 page fault 발생횟수 등

/proc/swaps 스왑 파티션의 크기와 사용량

/proc/uptime 시스템이 얼마나 살아있었는지에 대한 정보.

/proc/version 리눅스 커널 버전 정보

/sys 디렉토리

sysfs filesystem의 mount 장소.
시스템의 모든 장치에 대한 항목을 포함하고 있음

a. Main sysfs directories

• /sys/block/ 블럭디바이스 정보를 기록

• /sys/bus/ 특정 버스에 연결된 모든 device 정보를 기록

• /sys/class/ 기능에 따라 device를 분류해서 정보기록

         ex. /sys/class/net : 각각의 network interface card 정보

              /sys/class/input : 모든 input device에 대한 정보(keyboard, mice...)

• /sys/devices/ device 연결상태에 대한 계층구조

• /sys/module/ 커널 모듈 디렉토리

b. Other sysfs directories

• /sys/firmware/

• /sys/kernel/ /sys/kernel/debug : 디버깅을 위해 커널 및 드라이버 개발자가 사용

• /sys/power/ 이 디렉토리를 통해 system 전원 상태를 제어 .

Reference: http://egloos.zum.com/powerenter/v/10949008

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