/dev 디렉터리에는 여러 장치 파일들이 모여 산다. 새 얼굴이 좀 있나 둘러보면,

네트워크 쪽인 듯 아닌 듯

crw------- 1 root root 10, 59 10월  2 15:14 /dev/cpu_dma_latency
crw------- 1 root root 10, 56 10월  2 15:14 /dev/memory_bandwidth
crw------- 1 root root 10, 58 10월  2 15:14 /dev/network_latency
crw------- 1 root root 10, 57 10월  2 15:14 /dev/network_throughput

부번호가 이어져 있으니 한 세트인 게 분명한데 도대체 어디서 나온 녀석들인지 짐작이 안 간다. 그래서 찾아 보면 전원 관리 서브시스템 안에 qos.c 파일이 있고 drivers 디렉터리 안에 qos.c 파일이 있다. 그리고 커널 문서 pm_qos_interface.txt도 있다. v2.6.25에서 등장했으니까 사실 새 얼굴은 아니다.

간단히 말해 “요 성능을 이 수준 이상으로 유지해 줘~”라고 요청할 수 있는 메커니즘이다. 가령 cpu_dma_latency에 100 값을 기록하고 파일을 계속 열고 있으면 그동안 DMA 동작 수행 지연을 100마이크로초 이하로 유지해 (정확하게는 유지하려고 노력해) 준다.

요청하는 쪽은 사용자 프로세스나 커널 내 모듈(가령 사운드 서브시스템)이고, 요청을 받아서 서비스 품질을 유지하려고 애쓰는 쪽은 항목마다 다르다. 가령 cpu_dma_latency는 CPU 유휴 상태 관리 모듈에서 담당하는데, 가능한 CPU C-state 범위를 제한하는 방식으로 품질을 유지한다. C-state가 깊을수록 C0(active) 상태로 복귀하는 데 긴 시간이 걸리고, 그게 DMA 지연으로 이어질 수 있기 때문이다. (/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpuidle/state*/latency 참고.)

간단히 경험을 해 보려면,

  1. powertop 명령을 실행해서 “Idle stats” 탭을 연다. 보통은 가장 깊은 상태(C6나 C7)의 비중이 가장 높다.

  2. 루트 권한으로 다음을 실행한다.

    # (echo "0x00000000"; sleep 60) > /dev/cpu_dma_latency

잠시 후 C0 상태 비율이 100%가 되는 걸 볼 수 있다. 즉, 전력 소모 따위 신경쓰지 않고 CPU를 최고 성능으로 유지하는 거다. powertop에서 “Frequency stats” 탭을 보면 최고 클럭이 유지되는 걸 볼 수 있고 센서 값을 확인하면 CPU 온도가 쑥쑥 올라가는 걸 볼 수 있다. 당연히 전기 요금도 함께 올라간다. 그렇게 극단적인 걸 원하는 건 아니라면 수십 us 정도로 지정할 수도 있다.

단위가 cpu_dma_latency는 us, memory_bandwidth는 Mbps, network_latency는 us, network_throughput은 kbps다. 지연은 지정한 값(들 중 최솟값) 이하를 유지하는 거고 스루풋은 지정한 값(들 중 최댓값) 이상을 유지하는 거고 대역폭은 지정한 값(들의 합) 이상을 유지하는 거다. 근데 cpu_dma_latency 말고 다른 항목들은 이름만 있고 QoS 적용 주체가 없다. (어느 글에 따르면 한때 mac80211 계층에서 network_latency를 다뤘던 모양이다.) 파일을 읽으면 종합해서 현재 적용 중인 값이 (int로) 나온다.

앞에 dev_가 붙은 API는 장치(가령 GPU)별로 각기 QoS 요청을 받아서 적용할 수 있도록 하는 것이다.

인생샷

crw------- 1 root root 10, 231 10월  2 15:14 /dev/snapshot

일단 이름은 메모리 스냅샷을 뜻한다. 근데 /dev/mem 같은 게 아니라 하이버네이션용 스냅샷 얘기다. 그리고 ioctl()을 통해 suspend/hibernate 전환 과정의 세부 동작들을 수행할 수 있다.

관련 소스는 전력 관리 서브시스템 안의 user.c다. 소스 파일 이름처럼 사용자 공간에서 직접 모드 전환을 제어하려고 할 때를 위한 장치 파일이다. 근데 훨씬 편한 인터페이스(/sys/power/state)가 있기 때문에 쓸 일이 별로 없다. 자세한 건 커널 문서 userland-swsusp.txt 참고.

그대 입력

crw------- 1 root root 10, 223 10월  2 15:14 /dev/uinput

가상 입력 장치(키보드, 마우스, …)를 등록해서 가상 입력을 줄 수 있는 특수 파일이다. 가령 매크로 프로그램을 만드는 데 쓸 수 있겠다.

관련 소스는 uinput.c이다. 커널 문서에 예시 프로그램이 있다.

사용자 입출력

crw------- 1 root root 10, 240 10월  2 15:14 /dev/userio

사실 “User I/O”는 아니고 “User-land Serial I/O”다. 직렬 입출력 장치(가령 노트북 터치패드)를 에뮬레이트 할 수 있다.

관련 소스는 serio.c, 커널 문서 참고.

문자 장치를 만드는 문자 장치

crw------- 1 root root 10, 203 10월  2 15:14 /dev/cuse

FUSE(Filesystem in Userspace)를 통해 사용자 공간에서 파일 시스템을 구현할 수 있는 것처럼 CUSE(Character device in Userspace)를 통해 사용자 공간에서 문자 장치를 구현할 수 있다. 범용적인 에뮬레이션인 셈인데, 소개 글에 따르면 초기 용도는 구식 OSS 인터페이스를 좀 편하게 제공하는 거였다고 한다.

관련 소스는 cuse.c인데 주석에 보면 괜스레 반가운 이름이 보인다. libfuse의 문서와 소스를 참고할 수 있다.