EDF可调度性证明
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仍然采用反证法。如 在不可抢占式EDF调度算法下不可调度,令 为作业最早错过截止期的时刻,令 为 前最后一个空闲区间的结束时刻,如 前无空闲区间,则 =0。
因为 为空闲区间的结束时刻,所以 之前被释放的作业在 之前都已被调度完毕。故[ , ]区间内的时间需求:
当所有任务的作业都在 释放时等式成立。
的调度情况可以归纳为以下两种情形:
针对周期性硬实时任务在单处理器上基于不可抢占式EDF调度算法的可调度分析,在时间离散的假设前提以及任务截止期等于周期的情况下,有人提出可调度性判定的充要条件:令 为有n个任务的任务集,其中 是一系列按周期非递减顺序排列的周期性任务, 为任务 的最坏执行时间。 为任务 的周期,则当且仅当以下条件成立, 在不可抢占式EDF调度算法下可调度;
EDF算法可调度性证明
截止期最早的任务优先调度(Earliest Deadline First,EDF)算法。该算法规定任务的截止期限越小,优先级越高。EDF调度又可以分为可抢占模式和不可抢占模式。但如果基于不可抢占模式实现EDF算法,调度的开销要远小于可抢占模式。故而只讨论不可抢占EDF调度算法。
(1)
(2)
该判定条件仅限于任务的截止期等于其周期的情况。在截止期不等于其周期的情况下,以上判定条件并不适用。
定理1:令周期性硬实时任务集 ,其中, 为任务 的最坏执行时间。 为任务 的周期, 为任务 的截止期.则当且仅当以下条件成立, 在不可抢占式EDF调度算法下可调度:
其中, 。
证明:
先证必要性。假设存在一个周期性硬实时任务集 , 在不可抢占式EDF调度算法下可调度,但不满足条件,即 ,使得 ,其中 。令 ,其 中。
而因为 错过截止期,且 内无空闲区间,所以 。
因此, ,
使得 与条件矛盾。
综合情形1和情形2,EDF算法得证。
即 ,Fra Baidu bibliotek
使得 与条件矛盾。
情形2:令 为截止期大于 ,且在[ , ]内被调度的任务中最迟被调度的任务。令 为任务 的最靠近 的被调度时刻,显然 ,且[ , ]内无空闲区间。令 为 在错过截止期的任务。 错过截止期的那个作业必在 间被释放(否则将先调度kT而非iT),所以 ,故 。
由于 截止期大于 且在[ , ]内被调度,则所有先于 释放且截止期小于或等于 的所有作业都已调度完成(由EDF调度原则可知),所以 间 的时间需求:
情形1:截止期大于 的所有作业在[ , ]内均未被调度执行,即[ , ]内得到调度的作业均是截止期小于或等于 的。
情形2:存在着某个(或某些)截止期大于 的作业在[ , ]内被调度执行。
以下将分别按这两种情形来讨论。
情形1:因有任务在 错过截止期,故 。由式(2)有:
由于 为空闲区间的结束时刻,所以[ , ]区间内调度的作业都在 或者 后被释放,且[ , ]内调度的作业其截止期小于或等于 ,即存在作业在[ , ]内释放,又在[ , ]内到达截止期,所以 。
如任务iT的作业在时刻0释放,而其他任务的作业均在时刻 释放,其中 满足条件: ,(对任意 ,总存在某个 满足不等式),则[0 ,t]内 的时间需求:
即存在 中任务的一组释放时刻( 的作业在时刻0释放,而其他任务的作业均在时刻 释放),使得 ,与 可调度矛盾。
故必要性成立,即如果 在不可抢占式EDF调度算法下可调度,以上条件总成立,再证充分性。
因为 为空闲区间的结束时刻,所以 之前被释放的作业在 之前都已被调度完毕。故[ , ]区间内的时间需求:
当所有任务的作业都在 释放时等式成立。
的调度情况可以归纳为以下两种情形:
针对周期性硬实时任务在单处理器上基于不可抢占式EDF调度算法的可调度分析,在时间离散的假设前提以及任务截止期等于周期的情况下,有人提出可调度性判定的充要条件:令 为有n个任务的任务集,其中 是一系列按周期非递减顺序排列的周期性任务, 为任务 的最坏执行时间。 为任务 的周期,则当且仅当以下条件成立, 在不可抢占式EDF调度算法下可调度;
EDF算法可调度性证明
截止期最早的任务优先调度(Earliest Deadline First,EDF)算法。该算法规定任务的截止期限越小,优先级越高。EDF调度又可以分为可抢占模式和不可抢占模式。但如果基于不可抢占模式实现EDF算法,调度的开销要远小于可抢占模式。故而只讨论不可抢占EDF调度算法。
(1)
(2)
该判定条件仅限于任务的截止期等于其周期的情况。在截止期不等于其周期的情况下,以上判定条件并不适用。
定理1:令周期性硬实时任务集 ,其中, 为任务 的最坏执行时间。 为任务 的周期, 为任务 的截止期.则当且仅当以下条件成立, 在不可抢占式EDF调度算法下可调度:
其中, 。
证明:
先证必要性。假设存在一个周期性硬实时任务集 , 在不可抢占式EDF调度算法下可调度,但不满足条件,即 ,使得 ,其中 。令 ,其 中。
而因为 错过截止期,且 内无空闲区间,所以 。
因此, ,
使得 与条件矛盾。
综合情形1和情形2,EDF算法得证。
即 ,Fra Baidu bibliotek
使得 与条件矛盾。
情形2:令 为截止期大于 ,且在[ , ]内被调度的任务中最迟被调度的任务。令 为任务 的最靠近 的被调度时刻,显然 ,且[ , ]内无空闲区间。令 为 在错过截止期的任务。 错过截止期的那个作业必在 间被释放(否则将先调度kT而非iT),所以 ,故 。
由于 截止期大于 且在[ , ]内被调度,则所有先于 释放且截止期小于或等于 的所有作业都已调度完成(由EDF调度原则可知),所以 间 的时间需求:
情形1:截止期大于 的所有作业在[ , ]内均未被调度执行,即[ , ]内得到调度的作业均是截止期小于或等于 的。
情形2:存在着某个(或某些)截止期大于 的作业在[ , ]内被调度执行。
以下将分别按这两种情形来讨论。
情形1:因有任务在 错过截止期,故 。由式(2)有:
由于 为空闲区间的结束时刻,所以[ , ]区间内调度的作业都在 或者 后被释放,且[ , ]内调度的作业其截止期小于或等于 ,即存在作业在[ , ]内释放,又在[ , ]内到达截止期,所以 。
如任务iT的作业在时刻0释放,而其他任务的作业均在时刻 释放,其中 满足条件: ,(对任意 ,总存在某个 满足不等式),则[0 ,t]内 的时间需求:
即存在 中任务的一组释放时刻( 的作业在时刻0释放,而其他任务的作业均在时刻 释放),使得 ,与 可调度矛盾。
故必要性成立,即如果 在不可抢占式EDF调度算法下可调度,以上条件总成立,再证充分性。