KR20170122089A - 프로세스의 우선순위를 이용한 페이지 처리 방법 및 페이지 처리 장치 - Google Patents

프로세스의 우선순위를 이용한 페이지 처리 방법 및 페이지 처리 장치 Download PDF

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Abstract

프로세스의 우선순위를 이용한 페이지 처리 방법 및 페이지 처리 장치가 개시된다. 개시된 페이지 처리 방법은 프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 프로세스의 우선순위에 대응하는 플래그를 설정하고, 플래그에 기초하여 페이지 캐시의 인액티브 리스트(inactive list)에 페이지를 포함시키며, 인액티브 리스트에 플래그가 설정된 다른 페이지가 존재하는 경우, 페이지와 다른 페이지를 미리 결정된 규칙(rule)에 기초하여 배치한다.

Description

프로세스의 우선순위를 이용한 페이지 처리 방법 및 페이지 처리 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING PAGE USING PRIORITY OF PROCESS}
아래의 설명은 프로세스의 우선순위를 이용한 페이지 처리 방법 및 페이지 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 프로세스의 우선순위를 이용하여 해당 프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 플래그를 설정하고, 플래그를 이용하여 페이지를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재 커널 스페이스에서 사용되는 페이지 캐시 정책인 LRU(Least Recently Used) 기법은 페이지의 참조 횟수나 페이지의 dirty 유무로 페이지 캐시에 포함된 페이지들의 방출 순서를 결정한다. 즉, 페이지 캐시에서 페이지의 우선순위는 페이지에 포함된 데이터의 변경이 있는지 판단하는 페이지 dirty 유무와 해당 페이지가 프로세스로부터 몇 번 참조되었는지를 나타내는 페이지 참조 횟수를 기반으로 희생 페이지를 선정하게 된다. 이로 인해, 우선순위가 높은 프로세스에 의해 생성된 페이지이더라도 프로세스에 의한 페이지 접근 횟수가 적거나, 또는 dirty가 생성되지 않는 프로세스의 페이지들의 경우에는 페이지 캐시 내부에서 빈번히 희생 페이지로 선정되기 때문에, 해당 페이지를 페이지 캐시가 아닌 디스크에서 판독해야 한다. 즉, LRU 기법에서는 페이지에 대응하는 프로세스의 우선순위는 고려되지 않는다.
디스크로부터 페이지를 읽는 작업은 페이지 캐시 내부에서 페이지를 읽어오는 것보다 많은 시간이 소요되므로, 우선순위가 높은 프로세스가 낮은 우선순위의 프로세스보다 오히려 작업 속도가 낮아지는 문제가 발생한다. 따라서, 프로세스의 우선순위에 따른 빠른 작업 속도를 보장해야 하는 시스템의 경우 새로운 페이지 처리 방법이 요구된다.
본 발명은 프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 프로세스의 우선순위에 대응하는 플래그를 설정함으로써, 프로세스의 우선순위를 고려하여 희생 페이지를 선정할 수 있다.
본 발명은 높은 우선순위의 플래그가 설정된 페이지는 낮은 우선순위의 플래그가 설정된 페이지보다 더 오랜 기간 동안 페이지 캐시에 존재함으로써, 높은 우선순위의 플래그가 설정된 페이지에 대한 프로세스의 캐시 hit 확률을 보정하며, 높은 우선순위의 프로세스의 작업 속도를 보장할 수 있다.
본 발명은 커널 스페이스로 이동하는 페이지에 플래그를 설정함으로써, 커널 스페이스 상에서도 프로세스의 우선순위를 고려하여 페이지를 처리할 수 있다.
본 발명은 높은 우선순위를 가진 프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 프로세스의 우선순위에 대응한 플래그를 설정함으로써, 해당 페이지가 페이지 캐시에서 오래 남아 있도록 하여 hit 확률을 높게 할 수 있고 빠른 처리가 가능하도록 할 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 방법은 프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 상기 프로세스의 우선순위에 대응하는 플래그를 설정하는 단계; 상기 플래그에 기초하여 페이지 캐시의 인액티브 리스트(inactive list)에 상기 페이지를 포함시키는 단계; 및 상기 인액티브 리스트에 상기 플래그가 설정된 다른 페이지가 존재하는 경우, 상기 페이지와 다른 페이지를 미리 결정된 규칙(rule)에 기초하여 배치하는 단계를 포함한다.
일실시예에 따른 페이지 처리 방법에서 상기 페이지에 플래그를 설정하는 단계는, 상기 프로세스의 우선순위를 나타내는 대표 값이 속하는 범위의 플래그를 상기 페이지에 설정할 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 방법에서 상기 미리 결정된 규칙은, 상기 페이지에 포함된 데이터의 변경 유무 및 상기 페이지가 프로세스로부터 참조된 횟수에 기초하여 상기 플래그가 설정된 페이지들의 방출 순서를 결정하는 규칙일 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 방법에서 상기 미리 결정된 규칙은, 상기 플래그가 설정된 페이지들 중에서 최선성을 고려하여 희생 페이지(victim page)를 선정하는 LRU(least recently used) 기법을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 방법은 페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청을 식별하는 단계; 상기 페이지 캐시의 인액티브 리스트에 포함된 페이지들 중에서 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그가 설정된 페이지를 식별하는 단계; 및 상기 식별된 페이지가 복수인 경우, 상기 식별된 페이지 중에서 상기 요청에 따른 희생 페이지를 미리 결정된 규칙에 기초하여 선정하는 단계를 포함하고, 상기 플래그는, 상기 인액티브 리스트에 포함된 페이지를 생성한 프로세스의 우선순위에 기초하여 상기 페이지에 설정될 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 방법에서 상기 희생 페이지는, 상기 페이지 캐시 내의 메모리 확보를 위해 상기 페이지 캐시에서 방출될 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 방법에서 상기 페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청은, 상기 페이지 캐시에서 방출하고자 하는 페이지 개수에 대한 정보를 포함하고, 상기 희생 페이지를 선정하는 단계는, 확보하고자 하는 페이지의 개수만큼 상기 희생 페이지를 선정할 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 방법에서 상기 미리 결정된 규칙은, 상기 페이지에 포함된 데이터의 변경 유무 및 상기 페이지가 프로세스로부터 참조된 횟수에 기초하여 상기 식별된 복수의 페이지들의 방출 순서를 결정하는 규칙일 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 방법에서 상기 미리 결정된 규칙은, 상기 식별된 복수의 페이지들 중에서 최선성을 이용하여 희생 페이지를 선정하는 LRU 알고리즘을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 장치는 페이지 캐시에 포함된 페이지를 처리하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 상기 프로세스의 우선순위에 대응하는 플래그를 설정하고, 상기 플래그에 기초하여 페이지 캐시의 인액티브 리스트에 상기 페이지를 포함시키며, 상기 인액티브 리스트에 상기 플래그가 설정된 다른 페이지가 존재하는 경우, 상기 페이지와 다른 페이지를 미리 결정된 규칙에 기초하여 배치한다.
일실시예에 따른 페이지 처리 장치에서 상기 플래그는, 상기 프로세스의 우선순위에 대한 대표 값의 범위를 나타낼 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 장치에서 상기 미리 결정된 규칙은, 상기 페이지에 포함된 데이터의 변경 유무 및 상기 페이지가 프로세스로부터 참조된 횟수에 기초하여 상기 플래그가 설정된 페이지들의 방출 순서를 결정하는 규칙일 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 장치에서 상기 미리 결정된 규칙은, 상기 플래그가 설정된 페이지들 중에서 최선성을 이용하여 희생 페이지(victim page)를 선정하는 LRU(least recently used) 기법을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 페이지 처리 장치는 페이지 캐시에 포함된 페이지를 처리하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청을 식별하고, 상기 페이지 캐시의 인액티브 리스트에 포함된 페이지들 중에서 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그가 설정된 페이지를 식별하며, 상기 식별된 페이지가 복수인 경우, 상기 식별된 페이지 중에서 상기 요청에 따른 희생 페이지를 미리 결정된 규칙에 기초하여 선정하고, 상기 플래그는, 상기 인액티브 리스트에 포함된 페이지를 생성한 프로세스의 우선순위에 기초하여 페이지에 설정된다.
일실시예에 따른 페이지 처리 장치에서 상기 플래그는, 상기 프로세스의 우선순위에 대한 대표 값의 범위를 나타낼 수 있다.
도 1은 일실시예에 따라 유저 스페이스에서의 프로세스의 동작으로 페이지가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따라 페이지가 액티브 리스트에서 인액티브 리스트로 이동하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 일실시예에 따라 인액티브 리스트에 포함된 페이지들 중에서 희생 페이지가 선정되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 페이지 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 다른 일실시예에 따른 페이지 처리 방법을 나타낸 도면이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
하기에서 설명될 실시예들은 페이지를 처리하는 데 사용될 수 있다. 이하, 페이지를 처리하는 동작은 프로세스의 동작으로 생성된 페이지를 액티브 리스트에 저장하는 동작, 액티브 리스트에 저장된 페이지를 인액티브 리스트로 이동시키는 동작, 인액티브 리스트에 저장된 페이지를 희생 페이지로 선정하는 동작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시예들은 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 웨어러블 장치, 스마트 가전 기기, 지능형 자동차 등 다양한 형태의 제품으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들은 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 스마트 폰 등에서 페이지를 처리하는데 적용될 수 있다. 이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일실시예에 따라 유저 스페이스에서의 프로세스의 동작으로 페이지가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 유저 스페이스(user space)(110), CFS(Complete Fair Scheduler)(120), 커널 스페이스(kernel space)(130)가 도시된다.
유저 스페이스(110)는 하나 이상의 프로세스가 동작할 수 있는 공간으로서, 예를 들어, 사용자 응용 프로그램들이 동작하는 메모리 영역을 포함할 수 있다. 프로세서는 해당 프로세스가 동작함에 따라 발생하는 동작 결과들을 페이지로 생성할 수 있다. 그래서, 각 프로세서에서 생성되는 페이지의 양은 해당 프로세서의 동작에 결정될 수 있다. 예를 들어, 프로세서의 동작 시간이 길어지거나 또는 해당 프로세서에 의해 처리되는 데이터량이 많아질수록, 해당 프로세서에서 생성되는 페이지도 많아지게 된다. 예시적으로 도시된 도 1의 경우, 프로세스 1의 동작으로 2개의 페이지 1이 생성되고, 프로세스 2의 동작으로 2개의 페이지 2가 생성되고, 프로세스 3의 동작으로 1개의 페이지 3이 생성되며, 프로세스 4의 동작으로 3개의 페이지 4가 생성될 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 프로세스나 페이지는 일실시예에 불과하며, 유저 스페이스(110)에서 동작하는 프로세스나 프로세스의 동작으로 생성된 페이지가 도 1에 도시된 예시에 한정되지 않는다.
유저 스페이스(110)에서 동작하는 프로세스는 우선순위를 가질 수 있다. 우선순위가 높은 프로세스의 경우, 해당 프로세스의 작업이 다른 프로세스보다 빠르게 처리될 수 있다. 다시 말해, 유저 스페이스(110)에서 동작하는 프로세스들은 서로 다른 우선순위가 할당될 수 있다.
우선순위는 유저 스페이스(110)에서 동작하는 프로세스에 대한 우선순위일 수 있다. 예를 들어, 우선순위는 대표 값으로 표현될 수 있으며, 여기서, 대표 값은 리눅스에서의 나이스(nice) 값 등을 의미할 수 있다. 나이스 값은 -19부터 +20까지의 숫자를 가질 수 있으며, 숫자가 낮을수록 높은 우선순위를 나타낼 수 있다. 예시적으로 도시된 도 1의 경우, 프로세스 1이 가장 높은 우선순위를 가지며, 프로세스 4가 가장 낮은 우선순위를 가질 수 있다.
CFS(120)는 유저 스페이스(110)에서 생성된 페이지를 커널 스페이스(130)로 이동시키는 스케줄러를 포함할 수 있다. 이 때, CFS(120)는 유저 스페이스(110)에서 동작하는 프로세스의 우선순위를 이용하여 커널 스페이스(130)로 이동되는 페이지에 플래그를 설정할 수 있다. 페이지에 플래그를 설정하는 동작에 관해서는 도 2를 참조하여 후술한다.
커널 스페이스(130)는 유저 스페이스(110)에서 생성된 하나 이상의 페이지를 페이지 캐시의 액티브 리스트(active list) 또는 인액티브 리스트(inactive list)에서 관리할 수 있다. 만약 페이지 캐시 상의 메모리가 부족해지는 상황이 발생하면, 인액티브 리스트에 포함된 페이지들 중에서 희생 페이지(victim page)를 선정하여 페이지 캐시 상의 메모리를 확보할 수 있다. 인액티브 리스트에 포함된 페이지들 중에서 희생 페이지를 선정하는 과정에 대해서는 후술한다.
도 2는 일실시예에 따라 페이지가 액티브 리스트에서 인액티브 리스트로 이동하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 유저 스페이스(110), CFS(120), 커널 스페이스(130)가 도시된다. 커널 스페이스(130)에는 페이지 캐시의 액티브 리스트(140), 인액티브 리스트(150)가 포함된다.
CFS(120)는 유저 스페이스(110)에서의 프로세스의 동작으로 생성된 페이지를 액티브 리스트(140)로 이동시킬 수 있다.
이 때, CFS(120)는 유저 스페이스(110)에서 동작하는 프로세스의 우선순위를 이용하여 커널 스페이스(130)로 이동되는 페이지에 플래그를 설정할 수 있다. CFS(120)는 특정 프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 해당 프로세스의 우선순위에 대응하는 플래그를 설정할 수 있다. 이와 같이, 커널 스페이스(130)로 이동하는 페이지에 플래그를 설정함으로써, 커널 스페이스(130) 상에서도 프로세스의 우선순위를 고려하여 페이지를 처리할 수 있다.
여기서, 플래그는 유저 스페이스(110) 상에서 동작하는 프로세스의 우선순위에 따라 해당 프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 설정되는 것으로, 예를 들어, 프로세스의 우선순위를 나타내는 대표 값에 대한 범위를 가질 수 있다. 일실시예에 따른 플래그는 VH(Very High), LH(Little High), LL(Little Low), VL(Very Low)으로 구분될 수 있다. 여기서, VH는 -19부터 -10까지의 대표 값의 범위에 대응되고, LH는 -9부터 0까지의 대표 값의 범위에 대응되고, LL는 +1부터 +10까지의 대표 값의 범위에 대응되며, VL는 +11부터 +20까지의 대표 값의 범위에 대응될 수 있다. 예를 들어, -15의 대표 값을 가지는 프로세스로부터 생성된 페이지는 VH 플래그가 설정되고, +2의 대표 값을 가지는 프로세스로부터 생성된 페이지는 LL 플래그가 설정될 수 있다.
다시 말해, 특정 페이지에 설정된 플래그는 해당 페이지를 생성한 프로세스의 우선순위를 나타낼 수 있다. 그래서, 플래그들 사이에서도 우선순위가 존재할 수 있다. 즉, VH 플래그는 LH 플래그보다 높은 우선순위를 나타내며, LH 플래그는 LL 플래그보다 높은 우선순위를 나타낼 수 있다. 마찬가지로, LL 플래그는 VL 플래그보다 높은 우선순위를 나타낼 수 있다.
다만, 플래그를 구분하는 명칭, 플래그가 구분되는 개수, 플래그에 설정되는 대표 값의 범위는 단지 설명의 편의를 위한 하나의 예시일 뿐이고, 이러한 설명으로 플래그에 적용될 수 있는 다른 실시예들을 제한하지 않는다.
액티브 리스트(140)는 프로세스에 의해 최근 접근된 페이지들을 포함하는 리스트로서, 하나 이상의 페이지들을 포함할 수 있다. 이 때, 액티브 리스트(140)에 포함된 페이지들은 일련의 순서에 따라 배치되는데, 예를 들어, 유저 스페이스(110)로부터 커널 스페이스(130)로 이동한 순서에 따라 액티브 리스트(140) 내에 배치될 수 있다.
액티브 리스트(140)는 미리 결정된 규칙(rule)에 따라 내부에 페이지들을 배치시킬 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 규칙은 페이지에 포함된 데이터의 변경 유무 및 페이지가 프로세스로부터 참조된 횟수에 기초하여 페이지들의 방출 순서를 결정하는 규칙을 포함할 수 있다. 미리 결정된 규칙은 복수의 페이지들 중에서 최선성을 고려하여 희생 페이지(victim pate)를 선정하는 LRU(least recently used) 기법을 포함할 수 있다.
LRU 기법은 페이지 캐시의 메모리가 부족한 경우에 일정량의 페이지를 얻을 때까지 페이지 캐시 내의 인액티브 리스트(150)에 존재하는 페이지를 대상으로 희생 페이지를 선정하는 알고리즘일 수 있다. LRU 기법은 유저 스페이스(110)로부터 커널 스페이스(130)로 이동된 순서에 따라 페이지를 배치할 수 있다.
도 2에 예시적으로 도시된 액티브 리스트(140)를 참조하면, 페이지1(143)이 페이지4(141)보다 먼저 유저 스페이스(110)에서 커널 스페이스(130)로 이동되었고, 그에 따라 페이지1(143)이 페이지4(141)보다 뒤쪽에 배치된 것을 알 수 있다. 따라서, 액티브 리스트(140)에 포함된 페이지들 중에서는 가장 뒤쪽에 배치된 페이지2(도 2에 도시된 일련의 페이지들 중에서 가장 오른쪽에 배치된 페이지2)가 가장 오래 전에 커널 스페이스(130)로 이동되었으며, 가장 앞쪽에 배치된 페이지4(141)가 가장 최근에 커널 스페이스(130)로 이동되었다는 것을 알 수 있다.
페이지가 액티브 리스트(140)로부터 인액티브 리스트(150)로 이동됨에 따라, 해당 페이지는 플래그에 기초하여 인액티브 리스트(150)에 포함된 복수의 그룹들 중 어느 하나의 그룹으로 분류될 수 있다. 복수의 그룹들 각각은 고유의 플래그에 대응될 수 있고, 대응되는 플래그가 설정된 페이지를 포함할 수 있다. 도 2에 예시적으로 도시된 복수의 그룹들은 Very High, Little High, Little Low, Very Low를 포함할 수 있다.
예시적으로 도시된 도 2를 참조하면, VL의 플래그가 설정된 페이지4(141)는 VL의 플래그에 기초하여 Very Low의 그룹으로 분류될 수 있다. 또한, VH의 플래그가 설정된 페이지1(143)은 VH의 플래그에 기초하여 Very High의 그룹으로 분류될 수 있다.
그리고, 동일한 그룹에 포함된 페이지들은 미리 결정된 규칙에 따라 해당 그룹 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 동일한 그룹 내에 포함된 페이지들은 유저 스페이스(110)로부터 커널 스페이스(130)로 이동한 순서에 기초하여 배치될 수 있다.
예를 들어, 동일한 그룹 내에 포함된 페이지들은 각 페이지에 포함된 데이터의 변경 유무 및 각 페이지가 프로세스로부터 참조된 횟수에 기초하여 페이지들의 방출 순서를 결정하는 미리 결정된 규칙에 기초하여 해당 그룹 내에 배치될 수 있다. 또한, 동일한 그룹 내에 포함된 페이지들은 희생 페이지를 선정하는 LRU 기법에 기초하여 해당 그룹 내에 배치될 수 있다.
예시적으로 도시된 도 2에서는, Very Low 그룹에 페이지 4(210, 220, 230)이 포함될 수 있다. 이 때, 페이지 4(210)는 가장 최근에 유저 스페이스(110)로부터 커널 스페이스(130)로 이동한 페이지를 나타내고, 페이지 4(230)는 가장 오래 전에 유저 스페이스(110)로부터 커널 스페이스(130)로 이동한 페이지를 나타낸다.
도 3 내지 도 5는 일실시예에 따라 인액티브 리스트에 포함된 페이지들 중에서 희생 페이지가 선정되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 메모리 확보에 대한 요청으로 2개의 페이지가 요청된 경우에 희생 페이지를 선정하는 과정의 예시가 도시된다.
페이지 캐시의 메모리가 부족한 경우, 페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청이 발생할 수 있다. 여기서, 페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청은 페이지 캐시에서 방출하고자 하는 페이지 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다. 도 3에서는 페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청은 2개의 페이지 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
페이지 2개의 메모리 확보에 대한 요청이 발생하면, 인액티브 리스트(150)에 포함된 페이지들 중에서 2개의 페이지가 희생 페이지로 선정된다. 먼저, 희생 페이지를 선정하기 위해 인액티브 리스트(150)에 포함된 페이지들에 설정된 플래그가 참조될 수 있다. 인액티브 리스트(150)에 포함된 페이지들 중에서 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그가 설정된 페이지가 식별될 수 있다.
예시적으로 도시된 도 3을 참조하면, 인액티브 리스트(150)에는 Very High, Little High, Little Low, Very Low 그룹으로 분류된 페이지들이 존재하며, 각 페이지들은 해당 그룹에 대응하는 플래그들이 설정되어 있다. 플래그를 참조함으로써, 인액티브 리스트(150)에 포함된 페이지들 중에서 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그가 설정된 페이지가 식별될 수 있다. 도 3에서는 페이지 4(310, 320, 330)가 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그가 설정된 페이지로 식별될 수 있다.
그리고, 식별된 페이지 중에서 요청에 따른 희생 페이지가 미리 결정된 규칙에 기초하여 선정될 수 있다. 도 3에서는 페이지 2개의 메모리 확보에 대한 요청이 발생하였으므로, 2개의 희생 페이지를 선정해야 한다. 다만, 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그가 설정된 페이지가 총 3개이므로, 이 중에서 2개를 희생 페이지로 선정해야 한다. 이 때, 미리 결정된 규칙인 LRU 기법이 참조될 수 있다. 다시 말해, 동일한 플래그가 설정된 페이지가 복수인 경우, 복수의 페이지들 중에서 희생 페이지를 선정하기 위해 LRU 기법이 이용될 수 있다.
예를 들어, 페이지 4(310, 320, 330) 중에서 유저 스페이스로부터 커널 스페이스로 이동한 시점이 오래된 페이지부터 희생 페이지로 선정될 수 있다. 또한, 희생 페이지는 페이지 4(310, 320, 330) 각각에 포함된 데이터의 변경 유무 및 페이지 4(310, 320, 330) 각각이 프로세스로부터 참조된 횟수를 고려하여 페이지 4(310, 320, 330) 중에서 선정될 수 있다. 또한, 희생 페이지는 LRU 기법에 따라 페이지 4(310, 320, 330) 중에서 선정될 수 있다.
도 3의 경우, 상술된 기준에 따라 페이지 4(310, 320, 330) 중에서 페이지 4(320, 330)가 희생 페이지로 선정될 수 있다. 그리고, 희생 페이지로 선정된 페이지 4(320, 330)는 프리 페이지 리스트(160)로 이동되고 캐시 페이지에서 방출됨으로써, 페이지 캐시의 메모리가 확보될 수 있다.
도 4를 참조하면, 메모리 확보에 대한 요청으로 5개의 페이지가 요청된 경우에 희생 페이지를 선정하는 과정의 예시가 도시된다.
페이지 5개의 메모리 확보에 대한 요청이 발생하면, 인액티브 리스트(150)에 포함된 페이지들 중에서 5개의 페이지가 희생 페이지로 선정된다. 먼저, 희생 페이지를 선정하기 위해 인액티브 리스트(150)에 포함된 페이지들에 설정된 플래그가 참조될 수 있다.
예시적으로 도시된 도 4를 참조하면, 가장 낮은 우선순위를 가지는 VL 플래그가 설정된 페이지는 3개인 것을 확인할 수 있다. 그러면, VL 플래그가 설정된 페이지들은 모두 희생 페이지로 선정될 수 있다.
그리고, 남은 2개의 페이지를 희생 페이지로 선정하기 위해, 아직 희생 페이지로 선정되지 않은 페이지들 중에서 가장 낮은 우선순위를 가지는 LL 플래그가 설정된 페이지 3(410)가 식별될 수 있다. LL 플래그가 설정된 페이지 3(410)는 1개이고, 따라서, 페이지 3(410)는 희생 페이지로 선정될 수 있다.
그리고, 남은 1개의 페이지를 희생 페이지로 선정하기 위해, 아직 희생 페이지로 선정되지 않은 페이지들 중에서 가장 낮은 우선순위를 가지는 LH 플래그가 설정된 페이지가 식별될 수 있다. LH 플래그가 설정된 페이지는 2개이고, 따라서, LH 플래그가 설정된 페이지들 중에서 미리 결정된 규칙에 기초하여 1개의 페이지가 희생 페이지로 선정될 수 있다. 앞서 설명한 미리 결정된 규칙에 따라 LH 플래그가 설정된 페이지들 중에서 페이지 2(420)가 희생 페이지로 선정될 수 있다.
희생 페이지로 선정된 페이지들은 프리 페이지 리스트(160)로 이동되고 페이지 캐시에서 방출됨으로써, 페이지 캐시의 메모리가 확보될 수 있다.
도 5를 참조하면, 메모리 확보에 대한 요청으로 5개의 페이지가 요청된 경우에 희생 페이지를 선정하는 과정의 다른 예시가 도시된다.
도 5에서는 Little Low로 분류된 페이지가 존재하지 않는 경우가 도시된다. 이 경우는 LL 플래그에 대응되는 우선순위를 가진 프로세스에서 페이지가 생성되지 않은 경우를 나타내며, 이는 해당 우선순위를 가진 프로세스가 실행되지 않음에 따라 발생할 수 있다.
그래서, VL 플래그가 설정된 3개의 페이지들이 모두 희생 페이지로 선정된 후, 나머지 2개의 페이지를 희생 페이지로 선정하기 위해, 아직 희생 페이지로 선정되지 않은 인액티브 리스트(150)에 포함된 페이지들 중에서 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그가 식별될 수 있다. 이 때, LL 플래그가 설정된 페이지가 인액티브 리스트(150)에 존재하지 않으므로, 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그는 LH 플래그이고, LH 플래그가 설정된 페이지들이 식별될 수 있다.
LH 플래그가 설정된 페이지는 2개이고, 따라서, LH 플래그가 설정된 2개의 페이지들이 희생 페이지로 선정될 수 있다. 도 4에 도시된 경우에서는 희생 페이지로 선정되지 않은 페이지 2(510)가 도 5에서는 희생 페이지로 선정될 수 있다.
희생 페이지로 선정된 페이지들은 프리 페이지 리스트(160)로 이동되고 페이지 캐시에서 방출됨으로써, 페이지 캐시의 메모리가 확보될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이, 높은 우선순위의 플래그가 설정된 페이지는 낮은 우선순위의 플래그가 설정된 페이지보다 더 오랜 기간동안 페이지 캐시에 존재함으로써, 높은 우선순위의 플래그가 설정된 페이지에 대한 프로세스의 캐시 hit 확률이 보장될 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 페이지 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 페이지 처리 장치의 프로세서에 의해 수행되는 페이지 처리 방법이 도시된다.
단계(610)에서, 페이지 처리 장치는 프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 상기 프로세스의 우선순위에 대응하는 플래그를 설정한다. 페이지 처리 장치는 프로세스의 우선순위를 나타내는 대표 값이 속하는 범위의 플래그를 페이지에 설정할 수 있다.
단계(620)에서, 페이지 처리 장치는 플래그에 기초하여 페이지 캐시의 인액티브 리스트(inactive list)에 상기 페이지를 포함시킨다. 페이지 처리 장치는 인액티브 리스트에 포함된 복수의 그룹들 중 플래그가 나타내는 그룹에 플래그를 분류할 수 있다.
단계(630)에서, 페이지 처리 장치는 인액티브 리스트에 상기 플래그가 설정된 다른 페이지가 존재하는 경우, 상기 페이지와 다른 페이지를 미리 결정된 규칙에 기초하여 배치한다. 미리 결정된 규칙은 페이지에 포함된 데이터의 변경 유무 및 상기 페이지가 프로세스로부터 참조된 횟수에 기초하여 상기 플래그가 설정된 페이지들의 방출 순서를 결정하는 규칙일 수 있다. 또한, 미리 결정된 규칙은 플래그가 설정된 페이지들 중에서 최선성을 고려하여 희생 페이지(victim page)를 선정하는 LRU(least recently used) 기법을 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 5를 통하여 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 7은 다른 일실시예에 따른 페이지 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 페이지 처리 장치의 프로세서에 의해 수행되는 페이지 처리 방법이 도시된다.
단계(710)에서, 페이지 처리 장치는 페이지 처리 장치는 페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청을 식별한다. 페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청은 페이지 캐시에서 방출하고자 하는 페이지 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
단계(720)에서, 페이지 처리 장치는 페이지 처리 장치는 페이지 캐시의 인액티브 리스트에 포함된 페이지들 중에서 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그가 설정된 페이지를 식별한다. 플래그는 인액티브 리스트에 포함된 페이지를 생성한 프로세스의 우선순위에 기초하여 페이지에 설정될 수 있다.
식별된 페이지가 복수인 경우, 단계(730)에서, 페이지 처리 장치는 페이지 처리 장치는 식별된 페이지 중에서 요청에 따른 희생 페이지를 미리 결정된 규칙에 기초하여 선정한다. 페이지 처리 장치는 확보하고자 하는 페이지의 개수만큼 희생 페이지를 선정할 수 있다. 이 때, 희생 페이지는 페이지 캐시 내의 메모리 확보를 위해 페이지 캐시에서 방출될 수 있다.
미리 결정된 규칙은 페이지에 포함된 데이터의 변경 유무 및 페이지가 프로세스로부터 참조된 횟수에 기초하여 식별된 복수의 페이지들의 방출 순서를 결정하는 규칙일 수 있다. 또한, 미리 결정된 규칙은 식별된 복수의 페이지들 중에서 희생 페이지를 선정하는 LRU 기법을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 5를 통하여 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
110: 유저 스페이스
120: CFS(Complete Fair Scheduler)
130: 커널 스페이스
140: 액티브 리스트
141: 페이지 4
143: 페이지 1
150: 인액티브 리스트
210, 220, 230: 페이지 4

Claims (15)

  1. 프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 상기 프로세스의 우선순위에 대응하는 플래그를 설정하는 단계;
    상기 플래그에 기초하여 페이지 캐시의 인액티브 리스트(inactive list)에 상기 페이지를 포함시키는 단계; 및
    상기 인액티브 리스트에 상기 플래그가 설정된 다른 페이지가 존재하는 경우, 상기 페이지와 다른 페이지를 미리 결정된 규칙(rule)에 기초하여 배치하는 단계
    를 포함하는 페이지 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페이지에 플래그를 설정하는 단계는,
    상기 프로세스의 우선순위를 나타내는 대표 값이 속하는 범위의 플래그를 상기 페이지에 설정하는, 페이지 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미리 결정된 규칙은,
    상기 페이지에 포함된 데이터의 변경 유무 및 상기 페이지가 프로세스로부터 참조된 횟수에 기초하여 상기 플래그가 설정된 페이지들의 방출 순서를 결정하는 규칙인, 페이지 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미리 결정된 규칙은,
    상기 플래그가 설정된 페이지들 중에서 최선성을 고려하여 희생 페이지(victim page)를 선정하는 LRU(least recently used) 기법을 포함하는, 페이지 처리 방법.
  5. 페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청을 식별하는 단계;
    상기 페이지 캐시의 인액티브 리스트에 포함된 페이지들 중에서 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그가 설정된 페이지를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 페이지가 복수인 경우, 상기 식별된 페이지 중에서 상기 요청에 따른 희생 페이지를 미리 결정된 규칙에 기초하여 선정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 플래그는, 상기 인액티브 리스트에 포함된 페이지를 생성한 프로세스의 우선순위에 기초하여 상기 페이지에 설정되는, 페이지 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 희생 페이지는, 상기 페이지 캐시 내의 메모리 확보를 위해 상기 페이지 캐시에서 방출되는, 페이지 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청은, 상기 페이지 캐시에서 방출하고자 하는 페이지 개수에 대한 정보를 포함하고,
    상기 희생 페이지를 선정하는 단계는,
    확보하고자 하는 페이지의 개수만큼 상기 희생 페이지를 선정하는, 페이지 처리 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 미리 결정된 규칙은,
    상기 페이지에 포함된 데이터의 변경 유무 및 상기 페이지가 프로세스로부터 참조된 횟수에 기초하여 상기 식별된 복수의 페이지들의 방출 순서를 결정하는 규칙인, 페이지 처리 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 미리 결정된 규칙은,
    상기 식별된 복수의 페이지들 중에서 최선성을 이용하여 희생 페이지를 선정하는 LRU 알고리즘을 포함하는, 페이지 처리 방법.
  10. 페이지 캐시에 포함된 페이지를 처리하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    프로세스의 동작으로 생성된 페이지에 상기 프로세스의 우선순위에 대응하는 플래그를 설정하고,
    상기 플래그에 기초하여 페이지 캐시의 인액티브 리스트에 상기 페이지를 포함시키며,
    상기 인액티브 리스트에 상기 플래그가 설정된 다른 페이지가 존재하는 경우, 상기 페이지와 다른 페이지를 미리 결정된 규칙에 기초하여 배치하는 페이지 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 플래그는,
    상기 프로세스의 우선순위에 대한 대표 값의 범위를 나타내는, 페이지 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 미리 결정된 규칙은,
    상기 페이지에 포함된 데이터의 변경 유무 및 상기 페이지가 프로세스로부터 참조된 횟수에 기초하여 상기 플래그가 설정된 페이지들의 방출 순서를 결정하는 규칙인, 페이지 처리 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 미리 결정된 규칙은,
    상기 플래그가 설정된 페이지들 중에서 최선성을 이용하여 희생 페이지(victim page)를 선정하는 LRU(least recently used) 기법을 포함하는, 페이지 처리 장치.
  14. 페이지 캐시에 포함된 페이지를 처리하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    페이지 캐시 내의 메모리 확보에 대한 요청을 식별하고,
    상기 페이지 캐시의 인액티브 리스트에 포함된 페이지들 중에서 가장 낮은 우선순위를 가지는 플래그가 설정된 페이지를 식별하며,
    상기 식별된 페이지가 복수인 경우, 상기 식별된 페이지 중에서 상기 요청에 따른 희생 페이지를 미리 결정된 규칙에 기초하여 선정하고,
    상기 플래그는, 상기 인액티브 리스트에 포함된 페이지를 생성한 프로세스의 우선순위에 기초하여 페이지에 설정되는, 페이지 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 플래그는,
    상기 프로세스의 우선순위에 대한 대표 값의 범위를 나타내는, 페이지 처리 장치.
KR1020160156682A 2016-04-26 2016-11-23 프로세스의 우선순위를 이용한 페이지 처리 방법 및 페이지 처리 장치 KR101907007B1 (ko)

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