리눅스 기반 모바일 기기에서 사용자 응답성 향상을 위한 프레임워크 지원 선별적 페이지 보호 기법

Framework-assisted Selective Page Protection for Improving Interactivity of Linux Based Mobile Devices

스마트폰과 같은 모바일 기기가 널리 보급됨에 따라 사용자들은 모바일 기기 응용들을 사용하면서 빠른 응답성을 제공받기를 바란다. 하지만 모바일 기기 응용들은 종종 사용자가 기대하는 수준의 응답성을 제공하지 못한다. 응답성을 저해하는 주 원인들 중 하나는 과도한 페이지 폴트 발생에 따른 대화형 태스크 수행의 지연이다. 이는 대화형 태스크의 상주 페이지(resident page)들이 비대화형 태스크와의 페이지 캐시 경쟁에 의해 더욱 빈번히 희생될 페이지(victim page)으로 선정되어 스토리지로 쫓겨나기 때문이다. 이 논문은 이러한 문제를 해결하기 위해 프레임워크 지원 선별적 페이지 보호 기법을 제시한다. 제안한 기법은 프레임워크 레벨에서 대화형 태스크를 식별하고 이를 커널에 전달하여 페이지 replacement 시에 대화형 태스크의 페이지를 보호하고, 사용자 입력 처리 중에 발생하는 페이지 폴트를 줄인다. 실험 결과 제안된 기법은 기존 시스템에 비해 페이지 폴트 횟수를 37% 감소시켰고, 응답시간을 11% 단축할 수 있었다.

While Linux-based mobile devices such as smartphones are increasingly used, they often exhibit poor response time. One of the factors that influence the user-perceived interactivity is the high page fault rate of interactive tasks. Pages owned by interactive tasks can be removed from the main memory due to the memory contention between interactive and background tasks. Since this increases the page fault rate of the interactive tasks, their executions tend to suffer from increased delays. This paper proposes a framework-assisted selective page protection mechanism for improving interactivity of Linux-based mobile devices. The framework-assisted selective page protection enables the run-time system to identify interactive tasks at the framework level and to deliver their IDs to the kernel. As a result, the kernel can maintain the pages owned by the identified interactive tasks and avoid the occurrences of page faults. The experimental results demonstrate the selective page protection technique reduces response time up to 11% by reducing the page fault rate by 37%.