IMPLEMENTACIÓN DEL ALGORITMO DE PRIORIDADES DUALES EN RT-LINUX Autor: Luis Antonio Búrdalo Rapa...

IMPLEMENTACIÓN DEL ALGORITMO DE PRIORIDADES DUALES

EN RT-LINUX

Autor: Luis Antonio Búrdalo RapaAsignatura: Sistemas de Tiempo RealCurso: 2003 - 2004

IMPLEMENTACIÓN DEL ALGORITMO DE PRIORIDADES DUALES EN RT-LINUX

DESCRIPCIÓN DEL ALGORITMO IMPLEMENTACIÓN EJEMPLOS DE EJECUCIÓN MEJORAS MOLONAS

DESCRIPCIÓN DEL ALGORITMO DE PRIORIDADES DUALES

TRES BANDAS DE PRIORIDADES– ALTA > MEDIA > BAJA

CADA TAREA CRÍTICA– 2 PRIORIDADES: BANDA BAJA y BANDA ALTA

CADA TAREA ACRÍTICA– PRIORIDAD BANDA MEDIA

RESTRICCIÓN– TAREAS CRÍTICAS PLANIFICABLES EN BANDA ALTA


Activación de tareas CRÍTICAS en BANDA BAJA– Expulsadas por banda MEDIA y ALTA

INSTANTE DE PROMOCIÓN:– La prioridad de la tarea CRÍTICA pasa a BANDA ALTA

IMPLEMENTACIÓN

Sistema Operativo:– RT-Linux 3.2-pre1-ptm1.0– Linux kernel 2.4.18

Modificaciones– Soporte básico de la política SCHED_DUAL– Cambios de estado en tareas “duales”:

clock_nanosleep(...), rtl_schedule() y findpreemptor(...)

IMPLEMENTACIÓN: Soporte básico

struct sched_param{int sched_priority;int low_priority;int high priority;struct timespec promotion_time;long long absolute_promotion_time;

}

#define SCHED_OTHER 0#define SCHED_FIFO 1#define SCHED_RR 2#define SCHED_DUAL 3

/* Modificacion de las funciones * pthread_setschedparam * pthread_getschedparam */

include/rtl_sched.h

include/linux/sched.h

typedef struct STRUCT_PTHREAD_ATTR{ ... int policy; ...} pthread_attr_t;

pthread_attr_init(...)pthread_attr_setschedpolicy(...)pthread_attr_getschedpolicy(...)

include/rtl_sched.h

IMPLEMENTACIÓN: clock_nanosleep(...)

int clock_nanosleep(clockid_t clock_id, int flags,const struct timespec *rqtp, struct timespec *rmtp){

/* Prepara todo antes de dormirse */if (self->policy == SCHED_DUAL){

self->sched_param.sched_priority=self->sched_param.low_priority;/* SIEMPRE SE DUERME A BAJA PRIORIDAD!!! */

self->sched_param.absolute_promotion_time = timeout + timespec_to_ns(&self->sched_param.promotion_time);

/* SOLO PARA EVITAR CONVERSIONES ENTRE timespec Y hrtime_t */}

/* Se marca como suspendido y llama a rtl_schedule() * para que entre otra tarea * * A partir de aquí se ejecutara al despertarse */}

schedulers/rtl_sched.c

IMPLEMENTACIÓN: rtl_schedule(...)

int rtl_schedule(){ /* ... */ for (t = sched->rtl_tasks; t; t = t->next) { /* Para cada una de las tareas del sistema: * 1) Comprobar si la tarea esta dormida y le toca despertarse */ /* ... */

if ((t->policy == SCHED_DUAL) && (t->sched_param.sched_priority == t->sched_param.low_priority)){ /* 2) Si la tarea es SCHED_DUAL y esta pendiente de promocion, * comprobar si es hora de promocionarla */ if (now >= t->sched_param.absolute_promotion_time){ t->sched_param.sched_priority=t->sched_param.high_priority; } } /* 3) Quedarse con la tarea activa de mayor prioridad => new_task */ } /* for */

/* ... */


IMPLEMENTACIÓN: rtl_schedule(...)

/* ... */ if ( (preemptor = find_preemptor(sched,new_task))) { /* Si el preemptor es SCHED_DUAL, hay que tener en cuenta el instante * en el que va a interrumpir a la siguiente tarea (activacion o promocion?) */ if ((preemptor->policy == SCHED_DUAL) && (preemptor->sched_param.sched_priority) <= new_task->sched_param.sched_priority) { /* Promocion */ (sched->clock)->settimer(sched->clock,preemptor->sched_param.absolute_promotion_time-now); } else { (sched->clock)->settimer(sched->clock, preemptor->resume_time - now); } } else { (sched->clock)->settimer(sched->clock, (HRTICKS_PER_SEC / HZ) / 2); } set_bit (RTL_SCHED_TIMER_OK, &sched->sched_flags);/* ... * Cambio de contexto efectivo si procede, etc... */}


IMPLEMENTACIÓN: find_preemptor(...)

/* Solo podra ser preemptor alguien que se despierte con mayor * prioridad o alguien que se promocione a mayor prioridad */inline static struct rtl_thread_struct * find_preemptor(schedule_t *s, struct rtl_thread_struct *chosen){/* ... */ for (t = s->rtl_tasks; t; t = t->next) { /* Para cada una de las tareas del sistema: * 1) Comprobar si la tarea esta dormida y si su activacion puede expulsar * de la cpu a la tarea chosen */ if (test_bit(RTL_THREAD_TIMERARMED, &t->threadflags)) { if (t->sched_param.sched_priority > chosen->sched_param.sched_priority){ if(!preemptor || (t->resume_time < preemption_time)){ /* Por ahora es quien antes se despierta con mayor prioridad que chosen */ preemptor = t; preemption_time=t->resume_time; } } }


IMPLEMENTACIÓN: find_preemptor(...)

/* ... */ if ((t->policy == SCHED_DUAL) && (t->sched_param.sched_priority==t->sched_param.low_priority)){ /* Esta tarea SCHED_DUAL esta esperando su promocion: * Se comprueba su prioridad alta para saber si puede ser preemptor */ if (t->sched_param.high_priority > chosen->sched_param.sched_priority){ /* Se comprueba si la promocion es posterior al preemptor */ if(!preemptor || (t->sched_param.absolute_promotion_time < preemption_time)){ /* Es anterior => Se convierte en el nuevo preemptor! */ preemptor = t; preemption_time=t->sched_param.absolute_promotion_time; } } } } /* for */ return preemptor;}


EJEMPLO SIMPLE

Dos tareas– T2 SCHED_FIFO Prioridad: 9

– T3 SCHED_DUAL Prioridades: 5 y 10

Tiempo de promoción: 5 mseg

Tarea adicional T1 para soporte de traza

EJEMPLO SIMPLE

OTRO EJEMPLO SIMPLE

Tres tareas– T2 SCHED_FIFO Prioridad 7

– T3 SCHED_DUAL Prioridades: 4 y 10 Tiempo de promoción: 5 mseg

– T3 SCHED_DUAL Prioridades: 5 y 11 Tiempo de promoción: 5 mseg

Tarea adicional T1 para soporte de traza

OTRO EJEMPLO SIMPLE

MEJORAS MOLONAS (1):PRIORIDAD DE LINUX

int change_linux_priority(int priority){ struct rtl_sched_param linux_sched_param; linux_sched_param.sched_priority=priority; pthread_setschedparam( , SCHED_FIFO, &linux_sched_param);

return 0;}

MEJORAS MOLONAS (1):PRIORIDAD DE LINUX

int change_linux_priority(int priority){ struct rtl_sched_param linux_sched_param; linux_sched_param.sched_priority=priority; pthread_setschedparam(pthread_linux(), SCHED_FIFO, &linux_sched_param);

return 0;}

MEJORAS MOLONAS (2):clock_nanosleep_until_promotion

clock_nanosleep_until_promotion(clockid_t clock_id,int flags, struct timespec *rmtp)

Duerme al hilo hasta que llega su instante de promoción PARTES INICIALES – PARTES FINALES


MEJORAS MOLONAS (3):change_absolute_promotion_time

change_absolute_promotion_time(hrtime_t nanoseconds, int flags)

Cambia el instante de promoción del hilo:– Adelanta o retrasa el instante– Tiempo absoluto o relativo


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