IMPLEMENTACIÓN DEL ALGORITMO DE PRIORIDADES DUALES EN RT-LINUX Autor: Luis Antonio Búrdalo Rapa Asignatura: Sistemas de Tiempo Real Curso: 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

DESCRIPCIÓN DEL ALGORITMO DE PRIORIDADES DUALES 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

DESCRIPCIÓN DEL ALGORITMO DE PRIORIDADES DUALES

IMPLEMENTACIÓN Sistema Operativo: Modificaciones 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 include/rtl_sched.h include/linux/sched.h 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 typedef struct STRUCT_PTHREAD_ATTR{ ... int policy; } pthread_attr_t; pthread_attr_init(...) pthread_attr_setschedpolicy(...) pthread_attr_getschedpolicy(...)

IMPLEMENTACIÓN: clock_nanosleep(...) schedulers/rtl_sched.c 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 */

IMPLEMENTACIÓN: rtl_schedule(...) schedulers/rtl_sched.c 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(...) schedulers/rtl_sched.c /* ... */ 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); } (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(...) schedulers/rtl_sched.c /* 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(...) schedulers/rtl_sched.c /* ... */ 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;

Tarea adicional T1 para soporte de traza 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

EJEMPLO SIMPLE

EJEMPLO SIMPLE

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 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 schedulers/rtl_sched.c 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 schedulers/rtl_sched.c 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

MEJORAS MOLONAS (3): change_absolute_promotion_time schedulers/rtl_sched.c 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

IMPLEMENTACIÓN DEL ALGORITMO DE PRIORIDADES DUALES EN RT-LINUX Autor: Luis Antonio Búrdalo Rapa Asignatura: Sistemas de Tiempo Real Curso: 2003 - 2004