Comunicación entre tareas de tiempo real

Transcripción

1 dit UM omunicación entre tareas de tiempo real Juan Antonio de la uente DI/UM opyright 7, Juan Antonio de la uente

2 Interacción entre tareas Juan Antonio de la uente 7 En la mayoría de los sistemas de interés práctico las tareas interaccionan mediante datos comunes (protegidos) mensajes En todos estos casos puede ocurrir que una tarea tenga que esperar un suceso de otra menos prioritaria Esta situación se denomina bloqueo, y produce una inversión de prioridad indeseable La inversión de prioridad no se puede eliminar completamente, pero es posible limitar su duración //7 lanificación de tareas

3 Ejemplo τ τ τ τ Juan Antonio de la uente 7 X Y area ta Acciones NNXYN NYYN NN NXXXXN N: ejecución de código propio X: ejecución con acceso a X Y: ejecución con acceso a Y (durante unidad de tiempo) //7 lanificación de tareas

4 Ejemplo: inversión de prioridad bloqueo Juan Antonio de la uente 7 τ τ τ τ //7 lanificación de tareas

5 Herencia de prioridad Una forma de reducir la duración de los bloqueos es variar dinámicamente la prioridad de las tareas Juan Antonio de la uente 7 uando una tarea está bloqueando a otra más prioritaria, hereda la prioridad de ésta La prioridad dinámica de una tarea es el máximo de su prioridad básica las prioridades de todas las tareas bloqueadas por ella La herencia de prioridad es transitiva //7 lanificación de tareas

6 Ejemplo: herencia de prioridad Juan Antonio de la uente 7 τ τ τ τ //7 lanificación de tareas

7 Duración máxima del bloqueo Juan Antonio de la uente 7 on el protocolo de herencia de prioridad, una tarea se pude bloquear como máximo una vez por cada recurso una vez por cada tarea de prioridad inferior La duración total máxima de los bloqueos es i K k K número de secciones críticas u(k,i) si - la tarea que ejecuta k es τ j, j < i y - algún τj, j > i, accede al recurso que se usa en k si no u( k, i) ( k) k tiempo de ejecución de la sección crítica k //7 lanificación de tareas 6

8 //7 lanificación de tareas 7 Juan Antonio de la uente 7 Ejemplo : cálculo del bloqueo Una tarea puede bloquearse por recursos a los que no accede (por ejemplo, τ ) Una tarea puede sufrir bloqueo aunque no acceda a recursos compartidos (por ejemplo, τ ) La tarea de menor prioridad (τ ) no sufre bloqueo ( ) 6,, X Y X,Y K

9 iempo de respuesta con bloqueos uando hay bloqueos, la ecuación del tiempo de respuesta queda así: Juan Antonio de la uente 7 i i i ' j & hp( i) i j % La solución se obtiene mediante la relación de recurrencia n w i i i ' j hp( i) w n i j j % % & j Ahora el cálculo puede ser pesimista //7 lanificación de tareas 8

10 rotocolos de techo de prioridad El techo de prioridad (ceiling priority) de un recurso es la máxima prioridad de las tareas que lo usan Juan Antonio de la uente 7 El protocolo del techo de prioridad (, ceiling priority protocol) consiste en : la prioridad dinámica de una tarea es el máximo de su prioridad básica y las prioridades de las tareas a las que bloquea una tarea sólo puede usar un recurso si su prioridad dinámica es mayor que el techo de todos los recursos en uso por otras tareas //7 lanificación de tareas 9

11 Ejemplo : techo de prioridad Juan Antonio de la uente 7 τ τ τ τ //7 lanificación de tareas

12 ropiedades Juan Antonio de la uente 7 uando se usa el protocolo del techo de prioridad en un sistema monoprocesador, ada tarea se puede bloquear una vez, como máximo, en cada ciclo No puede haber interbloqueos No puede haber bloqueos encadenados La duración máxima del bloqueo es ahora max u( k, i) i K (.. K ) k //7 lanificación de tareas

13 rotocolo del techo de prioridad inmediato (I) Juan Antonio de la uente 7 on este protocolo, una tarea que accede a un recurso hereda inmediatamente el techo de prioridad del recurso la prioridad dinámica de una tarea es el máximo de su prioridad básica y los techos de prioridad de los recursos que usa Las propiedades son las mismas que las del protocolo del techo de prioridad, y además, si una tarea se bloquea, lo hace al principio del ciclo La duración máxima del bloqueo es igual que en : max u( k, i) i K (.. K ) k //7 lanificación de tareas

14 Ejemplo : techo de prioridad inmediato Juan Antonio de la uente 7 τ τ τ τ //7 lanificación de tareas

15 Ejemplo : cálculo del bloqueo con I Juan Antonio de la uente 7 K ( X,Y, Y, X ) (,,, ) (,,, ) (,,, ) (,,, ) max max max max //7 lanificación de tareas

16 e I Juan Antonio de la uente 7 Los dos protocolos tienen las mismas propiedades,pero I es más fácil de realizar» no hay que seguir las relaciones de bloqueo transitivas I produce menos cambios de contexto» el bloqueo se produce antes de la ejecución I produce más cambios de prioridad» se hereda la prioridad techo aunque no haya bloqueo El protocolo I se conoce también con otros nombres: eiling Locking (Ada 9) riority rotect rotocol (OIX) riority eiling Emulation ( Java) Highest Locker //7 lanificación de tareas

17 Ejemplo τ τ τ τ τ Juan Antonio de la uente 7 F I τ Atributos temporales D Acceso a O τ τ τ 6 τ 6 τ //7 lanificación de tareas 6

18 Ejemplo rioridades Las prioridades de las tareas se asignan por DM (más prioridad a las tareas de menor plazo) El techo de prioridad de cada objeto protegido es la prioridad máxima de las tareas que lo usan Juan Antonio de la uente 7 τ τ τ τ Atributos temporales D 6 Acceso a O τ 6 τ //7 lanificación de tareas 7

19 Ejemplo loqueos max u( k, i) i K (.. K ) k Juan Antonio de la uente 7 τ τ τ τ τ Atributos temporales 6 6 D Acceso a O τ //7 lanificación de tareas 8

20 //7 lanificación de tareas 9 Juan Antonio de la uente 7 Ejemplo iempos de respuesta τ 6 τ τ τ τ D Acceso a O Atributos temporales τ

21 esumen Juan Antonio de la uente 7 uando dos o más tareas se sincronizan se produce una inversión de prioridades e puede limitar la duración de los bloqueos producidos por la inversión de prioridades utilizando un protocolo adecuado (I,, I) sólo sirve en sistemas» planificados con prioridades fijas» con un conjunto estático de tareas periódicas y esporádicas» con comunicación mediante datos comunes protegidos (exclusión mutua) no sirve cuando hay sincronización condicional, paso de mesajes u otras formas de sincronización //7 lanificación de tareas