Systèmes en temps réel

1. Systèmes en temps réel Critère d’ordonnancement en temps réel Partie III

2. Synopsis • Revue ordonnancement - Parties I & II • Indépendance des tâches • Inversion de la priorité • Héritage de la priorité et ordonnancement • Temps de blocage • Protocoles d’héritage de priorité plafond (Ceiling Priority Inheritance) • Protocole de priorité plafond original • Protocole de priorité plafond immédiat • Exercice 6 Ordonnancement (partie 3) - 2

3. Revue • Partie I • Mécanismes d’ordonnancement • 2 composantes • Assume un modèle de tâches simple • RMA et le théorème des bornes d’utilisation • Partie II • Analyse du temps de réponse et interférence • Ordonnancement des tâches apériodiques • Ordonnancement priorité avec échéancier monotone DMPO Ordonnancement (partie 3) - 3

4. Indépendance des tâches • La supposition que les tâches sont indépendantes n’est pas raisonnable pour tout système valable • Les tâches partagent normalement des ressources communes avec des sémaphores et moniteurs • Les tâches doivent se synchroniser souvent • Ceci implique que les tâches peuvent être suspendues en attendant un événement futur qui dépend sur une ou plusieurs autres tâches • Quand est-ce que cette dépendance va affecter le critère d’ordonnancement? Ordonnancement (partie 3) - 4

5. Inversion de priorité • Peut se produire quand une tâche de haute priorité et une tâche de basse priorité partagent une ressource commune • La tâche de basse priorité obtient l’accès exclusif à la ressource partagée • La tâche de plus haute priorité cause la préemption de la tâche de plus basse priorité mais se fait bloquer en attendant que la ressource soit relâchée • Entre temps une tâche de priorité médiane cause encore la préemption de la tâche de basse priorité, ce qui délais encore plus l’exécution de la tâche de haute priorité • Parce que la tâche médiane se voit garantir un service de priorité par dessus la tâche de plus haute priorité qui est bloquée => inversion de priorité Ordonnancement (partie 3) - 5

6. Inversion de priorité illustrée médiane haute basse (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Temps (9) (10) (11) Tâche de basse priorité barre ressource partagée Tâche à haute priorité bloque en attendant le relâchement de la ressource La tâche médiane cause la préemption de la tâche à basse (et haute) priorité Ordonnancement (partie 3) - 6

7. Héritage de la priorité et ordonnancement • L’héritage de la priorité simple est une technique pour prévenir l’inversion de priorité • La priorité d’une tâche qui obtient l’accès à une ressource partagée, hérite dynamiquement de la priorité de la tâche de plus haute priorité qui partage cette ressource • théorème : si on emploie l’héritage de priorité, le nombres de fois qu’une tâche peut être bloquée par une tâche de priorité inférieure est le minimum entre: • K – le nombre de sections critique bloquante; ou • N – le nombre de tâches à priorité inférieure Ordonnancement (partie 3) - 7

8. Temps de blocage • À partir du théorème, le temps de blocage de la tâche i est définit comme étant -> Bi =  utilisation(k, i ) CS(k) (1) où utilisation(k,i) = 1 si la ressource k est utilisée par au moins une tâche de priorité < i et au moins une tâche (incluant i) de priorité i = 0 autrement et CS(k) = coût d’exécution de la section critique k K k=1 Ordonnancement (partie 3) - 8

9. Temps de blocage • De l’équation (1) nous obtenons un temps de réponse plus général pour la tâche i: Ri = Ci + Bi + Ii (2) ou Rin = Ci + Bi +  Rin-1/Tj Cj pour n > 1 • Nous avons encore le cas spécial Ri0 = Ci • Malgré que l’emploie de l’héritage de priorité simple va limiter le nombre de blocages qu’une tâche peut souffrir, cela ne prévient pas le blocage transitif ou les interblocages jhp(i) Ordonnancement (partie 3) - 9

10. Protocole de priorité plafond original • Chaque tâche a une priorité statique par défaut • Chaque ressource a une valeur plafond statique, égale à la priorité maximum des tâches qui l’utilisent • Chaque tâche a une priorité dynamique, égale au maximum de sa propre priorité statique et toute priorité héritée dû au blocage de tâches de plus hautes priorités • Une tâche peut seulement barrer une ressource si sa priorité dynamique est supérieure au plafond de toutes les ressources couramment barrées (excluant bien sure celles que cette tâche a barrée) Ordonnancement (partie 3) - 10

11. Protocole de priorité plafond immédiat • Chaque tâche est assignée une priorité statique par défaut (en utilisant une méthode quelconque – peut être DMPO) • Chaque ressource a une valeur statique plafond, égale au maximum de la priorité des tâches qui l’utilisent • Chaque tâche possède aussi une priorité dynamique, égale au maximum de sa propre priorité statique et des valeurs plafonds des ressources qu’elle a barrée Ordonnancement (partie 3) - 11

12. Protocoles de priorité plafond • Éliminent les interblocages • Si une tâche tient une ressource et en demande une autre, alors le plafond de la deuxième ressource ne peut pas être plus bas que le plafond de la première • Éliminent le blocage transitif • En effet, pour toute tâche seulement UN événement de blocage peut se produire, donc • On utilise une équation de temps de blocage modifiée: Bi = max {utilisation(k, i ) CS(k) } (3) K k=1 Ordonnancement (partie 3) - 12

13. Exercice ordonnancement - cas 1 Tâche Ci Ti Dik CS(k)tâche util 1 3 25 7 1 2 1,3,4 2 2 12 - 2 4 2,4 3 5 17 - 4 6 24 - • Utilisez DMPO • Employez l’héritage de priorité simple • Déterminez l’ordonnancement des tâches Ordonnancement (partie 3) - 13

14. Exercice ordonnancement - cas 2 Tâche Ci Ti Dik CS(k) tâche util 1 3 25 7 1 2 1,3,4 2 2 12 - 2 4 2,4 3 5 17 - 4 6 24 - • Utilisez DMPO • Employez PPPI • Déterminez l’ordonnancement des tâches Ordonnancement (partie 3) - 14

15. Références [1] Burns, A. and Wellings, A., “Real-Time Systems and Programming Languages”, Chapter 13, Addison Wesley, 1997 [2] Gomaa, H., “Software Design Methods for Concurrent and Real-Time Systems”, Addison-Wesley, 1993. Ordonnancement (partie 3) - 15