EDF可调度性证明
EDF调度算法
2 1)
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一、引入 2、国内外研究概况
当然,RM是基于这样一种比较理想的硬实时周期任务模型: i. 所有的任务都是周期任务 ii. 所有的任务都是不相关的,即它们没有共享资源 iii.所有任务都有一个固定的执行时间或最大执行时间 iv.所有任务的相对截止时间 都等于它们的周期 v. 所有任务都是可抢占的 vi.系统只有一个处理器 注:若iv不成立,则RM不是最优的固定优先级调度算法。这 事可采用另一种算法:时限单调(deadline monotonic)调度算 法DM,其按任务的相对时限来分配优先级:相对时限越短, 优先级越高。
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一、引入 2、国内外研究概况
软实时任务和偶发任务的调度 因为软实时任务允许运行时间错过截止期,所以其调度目标 是在保证满足硬实时周期任务的时限前提下,提高软实时任 务的响应时间。目前主要的调度算法有:
i. 后台运行法
ii. 轮询服务器法 iii. 挪用法
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一、引入 2、国内外研究概况
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一、引入 2、国内外研究概况
还有其他的动态优先级调度算法,e.g 最小空闲时间优先 (Least Slack Time First,LST)算法。
一个任务在t时刻的空闲时间等于: 截止时刻- t -该任务的剩余执行时间
虽然LST也是具有最优性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ但需随时监视所有就绪任务,运行 时的开销较大,且如果两个任务的空闲时间接近,很容易产生 调度的颠簸现象,所以实际使用中一般不适用。
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一、引入 1、背景、目的及意义
从实时系统理论的发展来看,主要有以下几个方面: 有资源互斥的硬实时任务调度: 提出几种资源互斥协议来防止优先级反转和死锁问题, 并给出相应的可调度判定条件。 多处理器实时任务调度,前面的研究都是假定系统中只有 一个处理器,忽略实际复杂的因素,将注意力集中到调度算 法、资源访问控制和可调度性分析判定的基本原理上。这部 分将这些理论应用于包含多个处理器的实时系统中,并处理 在单处理器系统中未出现的问题。
最早期限优先调度算法(EDF)的特点和实现
最早期限优先调度算法(EDF)的特点和实现摘要:最早期限优先调度算法是基于优先级的动态调度方法,是最优的单处理器调度算法,具有灵活性高、能充分利用CPU计算能力的特点。
但是同时也具有调度开销增大、不能确定优先级低的任务截止之间能否得到满足的缺点,从而产生了EDF算法的优化算法NEDF和DPDS,较好的解决了上述问题,平衡了CPU使用率、响应时间、公平性和截止时间的问题。
关键词:任务调度;动态调度;优先级;EDF引言:随着计算机的发展,多道程序处理的出现需要强大的调度算法来对多任务进行调度,以确定多任务环境下任务的执行顺序以及占有CPU时间。
相对于静态、不可抢占的调度方法,EDF的出现使之凭借灵活性高、CPU占有率高很快成为最优的单处理器调度算法。
一、任务调度的基本概念在计算机发展的初期,需要使用计算机时,通常要集中在计算机所在的地方,人为的以作业的方式把工作内容一件一件的交给计算机处理,也就不存在调度的概念。
随后,出现了计算机的批处理方式,计算机把作业按照先来先服务的方式进行处理,体现了一种非常简单的调度概念。
随着多道程序处理方式的出现,调度逐渐变得重要和复杂起来。
在多任务的实时操作系统中,调度是一个非常重要的功能,用来确定多任务环境下任务执行的顺序和获得CPU资源后能够执行的时间长度。
操作系统通过一个调度程序看来实现调度功能,调度程序以函数的形式存在,用来实现操作系统的调度算法。
调度程序是影响系统性能(如吞吐率、延迟时间等)的重要部分。
在设计调度程序时,通常要综合考虑如下因素:CPU的使用率、输入、输出设备的吞吐率、响应时间、公平性和截止时间。
这些因素之间有一定的冲突性,在设计调度程序时需要优先考虑最重要的需求,然后再各种因素之间进行折中处理。
二、调度方法的分类对于大量的实时调度方法来说,主要存在以下几种划分方法:1、离线(off-line)和在线(on-line)调度根据获得调度信息的时机,调度算法可以分为离线调度和在线调度两类。
时限调度算法给出的调度顺序
时限调度算法给出的调度顺序时限调度算法是一种常用的任务调度算法,它主要用于在有限的时间内,合理地安排多个任务的执行顺序,以提高系统的效率和性能。
本文将介绍时限调度算法的基本原理和常见的调度顺序。
一、先来了先服务(FCFS)调度顺序先来了先服务(First-Come-First-Served)调度顺序是最简单的一种调度算法,它按照任务到达的先后顺序进行调度。
当一个任务到达后,系统就立即执行它,直到任务结束或发生阻塞。
这种调度顺序的优点是简单易实现,但缺点是无法根据任务的重要程度和紧急程度进行优先级调度,容易导致低优先级任务长时间等待。
二、最短作业优先(SJF)调度顺序最短作业优先(Shortest-Job-First)调度顺序是根据任务的执行时间长度进行调度的算法。
当多个任务同时到达时,系统会选择执行时间最短的任务先执行。
这种调度顺序的优点是能够最大程度地减少平均等待时间,提高系统的响应速度。
然而,它也存在着一定的缺点,即可能导致长任务的饥饿问题,即长任务可能一直等待短任务执行完毕而得不到执行。
三、优先级调度顺序优先级调度顺序是根据任务的重要程度和紧急程度进行调度的一种算法。
每个任务都有一个优先级,优先级越高的任务越先执行。
这种调度顺序能够根据任务的紧急程度进行调度,保证重要任务得到及时处理。
然而,它也存在着可能导致低优先级任务长时间等待的问题,因此需要合理设置任务的优先级。
四、时间片轮转(RR)调度顺序时间片轮转(Round-Robin)调度顺序是一种基于时间片的调度算法,它将每个任务分配一个固定长度的时间片,当一个任务的时间片用完后,系统会将其放入等待队列,并执行下一个任务。
这种调度顺序能够公平地分配系统资源,避免某个任务长时间占用资源,但也可能导致任务的响应时间较长。
五、最早截止时间优先(EDF)调度顺序最早截止时间优先(Earliest-Deadline-First)调度顺序是根据任务的截止时间进行调度的一种算法。
EDF调度算法在Linux2.6上的实现
_
点和非实时进程动态优先级含义不 同. 以认为, 可 实时进程的静态优先级仅用于计算时间片, 而动态优先级则
收稿 日期 : 0 80 -0 2 0 .31 作者简介 : 张奎 良 (9 1 , 男,成都信息工程学院计算机系 硕: 研究生,研究方向为实时软仆 工程、算法分析 与设计 18 - )
造成 实时性 能更 强更适合嵌入 式应用的 系统.文章 最后介 绍 了对改造后 的 系统所进行 的检验 ,实验结 果证 明改进后 的 实时性能相对原 来的 l u26版本有 明显 的提 高. i x. n
关 键 词 : DF E ;抢 占式 内核 ;调度 ;动 态 中图法分类号: P 1 T 36 文献标识 码: A
.Leabharlann 程的时间片和非实时进程在—个量程内. ‘ 可区分实时进程和非实时进程的地方有两处: 调度策略 p lyS H D R S H D FF ) o c(C E R 或 C E IO 和动态优先级 i ER R _ RO , pi t 于 MA US r (x oJ X T P I) 实际使用上后者作为检验标准. 实时进程的动态优先级在 st hd l0 e ceu r 中设 s e 置( 相当于 a pi i ) 并且不随进程的运行而改变, r ry, ot 所以实时进程总是严格按照设置的优先级进行排序。 这一
2 调度 器的实时性能分析
21 iu . . Ln x26对于 实 时应用 的加 强 Ln x26内核 调 度 系统有 两点新 特 性对 实时应 用至 关重 要 :内核抢 占和 o 1 度 , 两点 都保 证实 时 进程 i . u () 调 这
能在可预计的时间内得到Ⅱ应. 向 这种“ 限时Ⅱ应” 向 的特点符合软实时( fr lm ) s te t e o a i 的要求, 但距“ 立即响应” 的硬实 时(a r l ) hr e t  ̄有一定距离. d ai me 并且, . 2 调度系统仍然 没有提供除 C U以外的其他资源的剥夺运行, 6 P 因此, 它 的实时性并没有得到根本改观. 2 . 2实时进程的优先级 y 2. Lnx .系统中, i 4 u2 实时进程的优先级通过 r pro i t irt 属性表示, 与非实时进程不同. 6在静态优先级之外引
最早期限优先调度算法(EDF)实验报告
实验报告实验名称:最早期限优先调度算法(EDF)实验一、实验目的1)了解实时调度,了解最早截止期优先算法(EDF算法);2)使用C语言实现最早截止期优先算法(EDF算法);3)计算多个任务的调度顺序。
二、实验原理最早截止期优先算法(EDF),也称为最早死限调度算法(DDS),是一种采用动态调度的优先级调度算法,任务的优先级根据任务的截止时间来确定。
任务的截止时间越近,任务的优先级越高;任务的截止时间越远,任务额优先级越低。
当有新的任务处于就绪状态时,任务的优先级就有可能需要进行调整。
EDF算法的测试如果所有的任务都是周期性的,并且对应的时间限等于它们的周期,对任务集的调度性的测试是非常简单的:如果任务集的总利用率不大于1,那么任务集就可以由EDF算法在一个单处理器上进行合理的调度。
对于那些任务的时间限并不全等于其周期的情况,没有简答的调度性测试。
在这样的情况下,需要使用EDF算法生成一个时间表,来判断是不是在一个给定的时间区间内所有的时间限都被满足。
在这种情况下EDF的一个可调度性测试如下:定义,以及(这里的“lcm”表示最小公倍数)。
定义是任务集T中所有满足其时间限的绝对值小鱼t的任务执行时间之和。
一个由n个任务构成的集合不是可行的EDF的充分必要条件是:或存在某个使得(其中n为任务集中任务的数量;为任务的执行时间;为周期任务的周期;为任务的相对时间限;为在绝对时间不迟于t的任务集合T中,所有重复的任务执行时间和。
)三、实验仪器硬件:PC机;软件:Windows7,Visual Studio 2010集成开发环境四、实验步骤1)理解EDF调度算法的原理并通过实例用EDF算法判断多任务的调度顺序。
2)新建EDF.h 头文件,在其中定义变量,结构体,函数。
3)新建input.c文件,用input函数从键盘获取多个任务的名称、执行时间、周期和释放时间,将任务分成一个个时间片存在数组中,并输出数组和各时间片属性。
两种改进的EDF软实时动态调度算法
LIQi
BA e W i
Байду номын сангаас
( c o l f Elcr nca d I f r t n,Da in U ie s y o eh o o y,D l n Lio ig 1 2 ) S h o eto i n n o mai o o l n v ri f T c n lg a t a i , a nn 0 4 a 1 6 ( a i nS ini i T s a d C n r l c n l n ttt ,D l n io i g 1 6 1 ) D l c t c et n o to h oo Y I s u e a i ,L a nn 1 0 3 a e f Te g i a
第 3 卷 第 5 4 期 21 0 1年 5月
计
算
机
学
报
V o . 34 No. 5 1
M a O11 y2
CHI NES (U RNA L OF COM P TERS E J) U
两 种 改进 的 E DF软 实 时动 态 调 度 算 法
李 琦¨
Abta t s r c
I of e ltm e s s e s he CPU e o c s w a t d by s ic i to ly a d t n s tr a —i y t m ,t r s ur ei s e w t h ng op i na l n he
s he ul b lt ft y t m s d c e s d b hel sng o v r a a ks The c nc pto yn mi c d a iiy o he s s e i e r a e y t o i fo e m ny t s . o e fd a c f z y t r s ol s i r du e n t i pe ,ba e u z h e h d i nt o c d i h s pa r s d on whih t m p ov d EDF c du i g a g — c wO i r e s he ln l o rt m s a e p op e . The d a lne o hee c tng t s sdea e o s v h e ou c n o e a — ih r r os d e d i ft xe u i a k i l y d t a e t e r s r e i n l g ihm n s s r e o i c e s he r to o UC ・ Si heo he .I hi a r,t or ort a d i ho t n t n r a e t a i fS C S n t t r n t s p pe e he f mul eo a f t e c ii a a ue o u z hr s l r v n a d t e s he ul b lt s d s us e h rtc l v l f r f z y t e ho d a e gi e n h c d a iiy i i c s d. Fi ly,t e na l h
基于EDF调度算法的端到端延迟保证方法
E F调度算法是为每个数据包赋予一个期限 , D 并按照期限 由小 到大 的顺序发送数据包 。在单个网络节 点中, 基本 的 E F D 算 法 是 为每 个 流 i 定 一 个 允许 的最 大 延 迟 d 如 果 流 。 设 的一
个 数 据包 P到 达 时 间 为 . 令其 期 限 (e d n ) 则 dal e 为 + 令 A. i 毗 ( ) 表 流 在 时 阃段 , 到 达 的数 据 包 长 度 总 和 -0 , 代 内 > )并 定 义 A.) ( , 为漉 i ( 0f f ) 的流 量 函 数 。若 对 于 任 意 0 有 A (.) A ( s , 中 A () 一 个 增 函 数 , 满 足 tO时 5f< ()t )其 - - f是 且 < A t)O 毋I 且 () t- ,l - 称 1是符 合 ^‘t的 . 作 ^ () 1。A. ) .) 记 ‘ t<^ () ’t ( 称为流 i 的流 量 包 迹 ( I伍c E vl e 函 数 , 即 是 其 流 量 特 _a neo ) r p 也 征 参 数 若对 于 每 个 流 i ^. ) 50, 基 本 E F算 法 为 有 ( < ( 则 D 所 有 数 据 包提 供 延 迟 保 证 的 一 个 充 分条 件 是 … :
传辅 链路 带宽 的调度是提供 服 务质量保证 的重要 手段 。 E F E retD a l e Frt是 一种 高效 的调度算 法 , D ( al s e di i ) i n s 在单 节
点情 况 下 , 连 接 接 纳 能 力 是 最 优 的_ 但 是 , 本 的 E F箅 法 其 l l 。 基 D ( 即根 据 数 据包 的 到 达 时 间 为 其 赋予 期 限 )无 法 直 接 应 用 于 提 供端 列 端 延 迟保 证 这是 固为 在 网络 环境 下 , 个 流 的流 量 特 一 征 在 网络 内 部 与 进 ^ 网 络 时 相 比突 发 性 会 变 得 更强 ; 而 E F D
不可抢占式EDF调度算法的可调度性分析
摘 要 现有的不可抢 占式 E F调 度算法的可调度性 分析 判定条件限定 实时任 务的截止期 必须等 于其周期 , D 限制 了它
的使 用 范 围。论 文 突破 这 一 限制 , 出 了更 具 一般 性 的 可 调 度性 分 析 判 定 充要 条 件 。通过 对 可调 度性 判 定 充 要 条 件 的 分 提
l 引言
实 时 系统 的正 确 性 不 仅 依 赖 于计 算 的 逻 辑 结 果 , 取 决 于 还 获得 计 算 结 果 的时 间 的 正 确 性 。 在航 空 航 天 、 电信 、 造 、 防 制 同 等 领 域 , 实 时 系统 有 着 强烈 的应 用 需 求 。实 时 处 理 和实 时 系 对 统 的研 究 和应 用 T 作 已 经 有 了相 当长 的历 史 , 实 时 任 务 调 度 在 理 论 、 时 操作 系统 、 时 通 信 等 方 面取 得 了 大 量 成 果 。 其 巾 , 实 实 实 时 任 务 调 度 理 论 是 实 时 处 理技 术 的核 心 和 键 。 经 典 的 实 时 调 度 理 论 对 单 处 理 器 上 的 周 期 性 硬 实 时 任 务 研 究 较 多[ 优 先级 驱 动 的 调度 方 法 是 实 时 调 度 方 法 和理 论 中 1 l 。 最 重 要 的 一 类 方 法 . 据 不 同 的 优 先 级 赋 值 策 略 , 以 分 成 静 根 可 态 优 先 级 调 度 和 动 态 优 先 级 调 度 两 类 。 Lu L y n i& al d在 f1 提 a 2中
支持缓存划分的全局EDF实时系统调度策略
关 键 词: 资源管理ꎻ实时嵌入式系统ꎻ最早截止期优先ꎻ多核ꎻ缓存划分
中图分类号: TP 316 2 文献标志码: A 文章编号: 1005 - 3026(2021)12 - 1673 - 08
区ꎬ并将任务映射到这些分区上执行ꎬ比如 ARM
的 LbM 技术 [5 - 6] ꎬIntel 的 CAT 技术 [1ꎬ7] 等. 这样
并行执行的任务总是可使用不同的分区ꎬ实现了
调度条件ꎻ并且针对现有分析的缺陷ꎬ提出了一个
优化算法ꎻ综合以上提出了一个基于线性规划的
可调度条件ꎻ最后通过实验验证了调度分析的有
先级. 因此这种调度策略相比于固定优先级更适
用于开放系统( open system) . 文献[8 - 11] 针对
记为 d ji ꎬ它的最晚开始时间记为 l ji ꎬ其中 d ji = r ji +
务当且仅当该任务释放后且没有执行完成. 本文
中ꎬ一个作业 τ ji 满足截止期ꎬ当且仅当 f ji ≤d ji .
作者简介: 林宇晗(1988 - ) ꎬ男ꎬ福建福清人ꎬ东北大学博士研究生ꎻ 邓庆绪(1970 - ) ꎬ男ꎬ河南南阳人ꎬ东北大学教授ꎬ博士生
导师.
东北大学学报( 自然科学版)
1674
都受 到 最 大 的 争 用 延 迟 作 为 最 差 执 行 时 间
(WCET) 的一部分从而为任务预留足够的系统资
个就绪任务ꎬ而在gEDFca中系统还需要考虑可用
缓存分区数量的限制.
具体来说ꎬgEDFca 总是在有作业完成或释放
的时刻做调度决策:在有足够的缓存分区和核的
检查是 否 满 足 当 前 核 和 缓 存 分 区 的 约 束 ( 第 4
最早期限优先调度算法(EDF)实验报告
实验报告实验名称:最早期限优先调度算法(EDF)实验一、实验目的1)了解实时调度,了解最早截止期优先算法(EDF算法);2)使用C语言实现最早截止期优先算法(EDF算法);3)计算多个任务的调度顺序。
二、实验原理最早截止期优先算法(EDF),也称为最早死限调度算法(DDS),是一种采用动态调度的优先级调度算法,任务的优先级根据任务的截止时间来确定。
任务的截止时间越近,任务的优先级越高;任务的截止时间越远,任务额优先级越低.当有新的任务处于就绪状态时,任务的优先级就有可能需要进行调整。
EDF算法的测试如果所有的任务都是周期性的,并且对应的时间限等于它们的周期,对任务集的调度性的测试是非常简单的:如果任务集的总利用率不大于1,那么任务集就可以由EDF算法在一个单处理器上进行合理的调度.对于那些任务的时间限并不全等于其周期的情况,没有简答的调度性测试。
在这样的情况下,需要使用EDF算法生成一个时间表,来判断是不是在一个给定的时间区间内所有的时间限都被满足。
在这种情况下EDF的一个可调度性测试如下:定义,以及(这里的“lcm”表示最小公倍数).定义是任务集T中所有满足其时间限的绝对值小鱼t的任务执行时间之和。
一个由n个任务构成的集合不是可行的EDF的充分必要条件是:或存在某个使得(其中n为任务集中任务的数量;为任务的执行时间;为周期任务的周期;为任务的相对时间限;为在绝对时间不迟于t的任务集合T中,所有重复的任务执行时间和。
)三、实验仪器硬件:PC机;软件:Windows7,Visual Studio 2010集成开发环境四、实验步骤1)理解EDF调度算法的原理并通过实例用EDF算法判断多任务的调度顺序。
2)新建EDF。
h 头文件,在其中定义变量,结构体,函数.3)新建input。
c文件,用input函数从键盘获取多个任务的名称、执行时间、周期和释放时间,将任务分成一个个时间片存在数组中,并输出数组和各时间片属性。
嵌入式系统设计中的实时任务调度算法
嵌入式系统设计中的实时任务调度算法嵌入式系统设计是一个复杂而精密的过程,它需要考虑到多个实时任务的调度,以确保系统的可靠性和稳定性。
而实时任务调度算法则是嵌入式系统设计中至关重要的一部分,它决定了任务的执行顺序和时间分配,直接影响系统的性能和响应能力。
一、实时任务和非实时任务的区别在嵌入式系统中,任务可以分为实时任务和非实时任务。
实时任务是指需要在规定的时间内完成的任务,它们对时间的要求更为严格,如控制系统中的实时数据采集和处理;而非实时任务则是指对时间要求相对较低的任务,如统计数据分析等。
二、静态任务调度算法静态任务调度算法一般在系统设计阶段就确定任务的执行顺序和时间分配,并不会进行动态调整。
最简单的静态任务调度算法是固定优先级算法,即根据任务的重要性和紧急程度来确定优先级。
另一个常用的静态任务调度算法是轮询算法,它按照任务的顺序循环执行,每个任务都会得到平等的时间片。
然而,静态任务调度算法并不适用于复杂的实时系统,因为它无法应对不同任务之间的时序关系和优先级变化。
三、动态任务调度算法动态任务调度算法是实时系统设计中更为复杂和高级的调度算法。
它根据任务的状态和环境变化,在运行时动态地调整任务的执行顺序和时间分配。
1. 最早截止时间优先(EDF)最早截止时间优先(Earliest Deadline First,EDF)是一种常用的动态任务调度算法。
它根据任务的最后期限来确定任务的优先级,越接近最后期限的任务优先级越高。
当一个任务的最后期限即将到达时,系统会停止当前任务的执行,切换到优先级更高的任务,以保证任务按时完成。
2. 最短剩余时间优先(SRTF)最短剩余时间优先(Shortest Remaining Time First,SRTF)是一种基于任务执行时间的动态任务调度算法。
它认为执行时间最短的任务具有最高的优先级,这样可以最大程度地减少任务的等待时间和响应时间。
当一个任务的执行时间被打断时,系统会根据剩余执行时间重新调度任务。
基于Linux系统的SEDF调度算法的研究与分析
的, 这样进程就无法给予事先排序 , 每一个进程结束时, 优先级都必须重新计算 。 由于 E F算 法存 在 的 问题 , 使 Lnx内核 目前还 缺 乏 有 效 的实 时 任务 调 度机 制 和 调度 算 法 , 法 保 证 任 D 致 iu 无
务 在最后 期 限之 前 完成 。加之 内核 的非完 全抢 占, 时任 务 的完 成 期 限无法 预 测 , 且 任 务 的实 时 优 先 级太 少 , 实 并 因同级优 先级任 务 的阻塞 , 时任务 的完成 期 限更无法 预 测 。 实 因此 , 静态 优先 级调 度算法 和 动态 优先 级 调 度算 法 相 结 合 , 出一 种 新 的调 度 算法 —— S D 将 提 E F调 度 算 法 。 静态 优先级 调度算 法 根据应 用 的属性来 分配 优先级 , 有可 控性 较强 的优 点 ; 具 而动 态优 先级 调度 算法 在 资源分 配 和调 度时有 更大 的灵 活性 , E F调 度算法 具备 高 C U 利 用率 和可 以调 度较大 任务集 的特点 , 而实 现对 实时 且 D P 从 任务更 合理 、 更高 效 的任务 调度 。
2 S D (to gE ret edie i tN 算 法 E F Srn als D a l r ) ] i n F s
21 SD . E F算 法说 明
先假 定任 务 的优 先 级均不 相 同。则 在某个 调度 时刻 tS D ,E F算 法先查 找距 截止 期 限最 近 的 任 务 。这 时 , 有
文章 编 号 :17 7 22 0 )60 9 —6 6 114 (0 7 0 6 60
基 于 L n x系统 的 S D iu E F调 度算 法 的研 究与 分 析
曾 占强 , 张 钟澍
基于EDF算法的可行性判定及实现
第 J 6卷 第 ¨ 期 20 06年 l 月 1
计 算 机 技 术 与 发 展
∞ MPU n 、 R TECHN0l GY D AND DEV E M『 U ENT
Vo . 6 No 】J . NO 2 ( V 0t 6
HONG n we r, Ya . i 一 LAI u n , a YANG n J Bi
( .col f nomai c ne&T cn l y Suh sJatn nvri ,C eg u6 0 3 , hn ; 1 S ho o fr t nSi c I o e eh oo .o twet i o gU i s Y h nd 10 1C ia g o e t
关键 词 : 时 ; 实 调度算 法 ; 行性 分析 ; 可 响应 时间 中 图分类 号 : P 1 T 36 文献标 识码 : A 文章 编 号 :63 2 X 20 )1 ( 9 — 3 17 —69 (0 6 1 一I 7 0 ( 1
Fe sb lt s n a i a i n Ba e n EDF g r t a i iiy Te ta d Re lz to s d o Al o ihm
Ke r :e l i ;c e ul gag rtm ;e sblya lss ep ne t y wods ra —tme sh d i lo ih fa lit nay i;rs o s i n i me
0 的基 于 利用 率的测试 . 而且 也 为最早 时 限优先 级算 法 ( D ) 出 了一 个 基 于利 用 率 的 EF给
2 D p r n f o u e S i c , eh nTec e s ol e L s a 1 0 4 C ia . e a t t mp t c n e L s a a h r C l g , e h n6 4 ( , h ) me o C r e e t n
Linux+26内核O1调度算法剖析
.8.韶关学院学报·自然科学2009年if(unlikely(next一>pfio!=new_prio)){dequeue_task(next,array);next一>pfio=new_pfio;enqueuetask(next,array);)elserequeue_task(next,array);.首先,要在活动数组中的索引位图里找到第一个被设置的优先级位,这里通过sched_find_first_bit函数来实现.如前所述.该函数通过汇编指令从进程优先级由高到低的方向找到第一个为1的位置idx.因为优先级的个数是个定值,所以查找时间恒定,并不受系统到底有多少可执行进程的影响.这是Linux2.6内核实现O(1)调度算法的关键之一【21.此外,Linux对它支持的每一种体系结构都提供了对应的快速查找算法,以保证对位图的快速查找[3].很多体系结构提供了find—first—set指令,这条指令对指定的字操作(在Intelx86体系结构上,这条指令叫做bsfl.在IBMPPC上。
cntlzw用于此目的).在这些系统上,找到第一个要设置的位所花的时间至多是执行这条指令的两倍,这也在很大程度上提高了调度算法的效率.sched_find_first_bit函数找到第一个被设置的优先级位后,再找到该优先级对应的可运行进程队列,接着找到该队列中的第一个进程,最后把找到的进程插入运行队列中.整个过程如下图2所示.图20【1)调度算法找到候选进程的过程图2中的网格为140位索引位图,queue[7]为优先级为7的就绪进程链表.if(1ikely(1:Irev!=next))fprey=context_switch(rq,prey,next);)elsespin_unlockjrq(&rq->lock);.如果候选进程不是当前运行进程,则需要进行进程切换.反之,仅仅释放之前对运行队列所加的锁.2.5.2时间片的计算方法与时机Linux2.4内核在所有就绪进程的时间片都耗完后再在调度器中~次性重算.重算是用for循环实现的,相当耗时.新的Unux调度程序减少了对循环的依赖。
实时调度算法之EDF算法
实时调度算法之EDF算法实时调度算法之EDF算法(Earliest Deadline First)是一种常见的实时任务调度算法,其核心思想是根据任务的最早截止时间来进行任务的调度。
EDF算法首先将任务按照截止时间从小到大排序,然后优先调度具有最早截止时间的任务,以保证任务的截止时间得到满足。
EDF算法的主要步骤如下:1.初始化:将所有的实时任务按照截止时间从小到大排序,初始化系统时钟。
2.选择任务:选择具有最早截止时间的任务进行调度。
3.执行任务:执行所选任务,直到完成或者到达截止时间。
4.更新截止时间:如果任务未完成,则将其截止时间向后移动。
5.返回步骤2在EDF算法中,任务截止时间的选择是至关重要的。
如果存在截止时间无法满足的情况,则系统可能出现任务丢失,导致严重的系统错误。
因此,在设计实时任务系统时,需要合理设置任务的截止时间,以保证任务能够按时完成。
EDF算法的优点是能够满足任务的截止时间要求,具有较高的实时性,适用于对任务响应时间要求较高的场景。
另外,EDF算法可以充分利用系统资源,提高系统的利用率。
然而,EDF算法也存在一些限制和挑战。
首先,EDF算法对任务的截止时间要求较高,如果任务的截止时间无法准确设置,可能导致系统性能下降。
其次,EDF算法无法处理任务的优先级,无法保证低优先级任务的执行。
因此,EDF算法主要适用于任务优先级相同,或者任务的截止时间能够准确设置的场景。
在实际应用中,为了提高EDF算法的性能和可靠性,通常会采取一些优化措施。
例如,引入抢占式调度,通过中断等方式中断当前任务的执行,切换到具有更早截止时间的任务上。
此外,还可以根据任务的执行时间和截止时间间隔,动态调整任务的优先级,以提高系统的负载能力和资源利用率。
总之,EDF算法是一种基于最早截止时间的实时任务调度算法,能够保证任务截止时间的满足,具有较高的实时性和性能。
通过合理设置任务的截止时间和采取优化措施,可以进一步提高EDF算法的性能和可靠性。
基于负载计算的多处理器全局EDF判定方法
[ s at ntepoeso ce uig o lpo esrra—mess m,tevleo eu prb u d o tr rn eif e cso e Abt clI h rcs fsh d l n mut rc so e li yt h a ft p e o n fi ef e c n u ne n t r n i t e u h n e l h p r r n eo h d lblyts . h o cp f l ki i etdfr eeret ediefs shd l gag rh , n e et ae i ef ma c f ce ua it et T ec ne t a s n ce o al s da l i t c eui loi msa dan w tsb sdO o s i s osc j h t i n r n t l
1 概述
在实时系统设计中 ,为了确保设计 的可靠性 ,可调度性 判定一直是核心问题之一。随着 多核处理器在计算机和嵌入
的执行 时间;
为该任务的相对截止期 ; 为该任务 的执行
周期( 或最小 间隔时间1j 。 定义 2 对于任务 的第 个作业 , 与其关联 的定义有 释放 时刻 ,绝对 截止期 ,完成 时刻 ∥ 等 ,其 中, J
G lb l o a EDF J d m e t e h d f rM u tp o e s r u g n t o o l r c s o M i
Ba e n W 0 kl a lul to s d 0 r o d Ca c a i n
Y UA N Ye YAN Li .
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EDF调度算法的实时性改进
0.5个时间片,以当前的优先级运行完成余下工作,然后才运行T2、T3.这样3个任务都没有超过期限.
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裹1 A-DMR测试结果
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万方数据
第1期
余祖峰等:EDF调度算法的实时性改进
DMR均值计算.测试环境基于酷睿2双核CPU 1.6 GHz的PC计算机硬件平台,内存为1 GB.软件环境 FEDORA 8采用Linux 2.6内核.测试工具是Linux trace toolkit.
根据测试结果可以看出,EDF算法在实时任务超过截止时间100后不能够运行更多的可运行周期.而 基于ISM思想改良的SLAD算法和BACKSLASH算法在超过任务时限后仍然能很好的运行更多的可运行 周期,从而证明其在任务超过时限有着较好的表现.
如图1所示,任务T1的E=2,D=5,P=6;任务T2的E=2,D=6,P=7;任务死的E=2,D=7,
P=8.这里,E为任务被分配的时间片,D为截止时刻,P为任务的下一周期启动时刻.在传统EDF中,如果
T】在规定的2个时间片内没有完成本周期的工作,如图1还需0.5个时间片.剩下的部分将会被挂起,虽然
作业调度时刻到来时的作业调度的具体步骤为:
①在定时器到期,作业调度被触发之后,获取当前时间,并将时间保存到now变量中;
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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。
(1)
(2)
该判定条件仅限于任务的截止期等于其周 Nhomakorabea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。
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 。
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。
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;
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。
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:
即 ,
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: