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INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE EN INFORMATIQUE ET EN AUTOMATIQUE
ISSN 0249-6399
apport
de recherche
INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE EN INFORMATIQUE ET EN AUTOMATIQUE
Preemptive and Non-Preemptive Real-Time Uni-
Processor Scheduling
Laurent George, Nicolas Rivierre, Marco Spuri
N˚ 2966
Septembre 1996
THEME 1
Réseaux et systèmes
Unité de recherche INRIA Rocquencourt
Domaine de Voluceau - Rocquencourt - B.P. 105 - 78153 LE CHESNAY Cedex (France)
Téléphone : +33 01 39 63 55 11 - Télécopie : +33 01 39 63 53 30
Unité de recherche INRIA Rocquencourt
Domaine de Voluceau - Rocquencourt - BP 105 - 78153 LE CHESNAY Cedex (France)
Téléphone : (33) 01 39 63 55 11 - Télécopie : (33) 01 39 63 53 30
Preemptive and Non-Preemptive Real-Time
Uniprocessor Scheduling
Laurent George, Nicolas Rivierre, Marco Spuri
{Laurent.George, Nicolas.Rivierre, Marco.Spuri}@inria.fr
Thème 1 - Réseaux et systèmes
Projet Reflecs
Rapport de recherche n˚2966 - September 1996
51 pages
Abstract:
Scheduling theory, as it applies to hard-real-time environment, has been widely
studied in the last twenty years and it might be unclear to make it out within the plethora of
results available. Our goal is first to collect in a single paper the results known for uniproces-
sor, non-idling, preemptive/non-preemptive, fixed/dynamic priority driven contexts, consid-
ering general task sets as a central figure for the description of possible processor loads.
Second to establish new results when needed. In particular, optimality, feasibility conditions
and worst-case response times are examined largely by utilizing the concepts of workload,
processor demand and busy period. Some classic extensions such as jitter, resource sharing
are also considered.
Although this work is not oriented toward a formal comparison of these results, it appears
that preemptive and non-preemptive scheduling are closely related and that the analysis of
fixed versus dynamic scheduling might be unified according to the concept of higher priority
busy period. In particular, we introduce the notion of deadline-d busy period for EDF sched-
ules, that we conjecture to be an interesting parallel of the level-i busy period, a concept
already used in the analysis of fixed priority driven scheduling.
Key-words: dynamic priorities, EDF, feasibility, fixed priorities, non-idling, non-preemp-
tive, optimality, preemptive, real-time, worst-case response times, scheduling.
Ordonnancement monoprocesseur temps réel
préemptif et non préemptif
Résumé : La théorie de l’ordonnancement, comme elle s’applique en environnement temps
réel, a été largement étudiée durant les vingt dernières années et il peut apparaître difficile de
s’y retrouver face à la pléthore de résultats existants. Notre objectif est premièrement de réu-
nir ces résultats en contexte centralisé, non-oisif, préemptif/non-préemptif, à priorité fixe/
dynamique. Pour cela nous considérerons des jeux de tâches génériques afin de prendre en
compte le plus de scénarios d’arrivées possibles. Deuxièmement de nouveaux résultats sont
établis si nécessaire. En particulier, l’optimalité des politiques d’ordonnancement, les condi-
tions de faisabilité associées ainsi que l’analyse des pires temps de réponse sont examinées
grâce aux concepts de charge, de demande processeur et de période occupée. Des extensions
classiques telles que la gigue sur les inter-arrivées ou la présence de ressources partagées
sont aussi examinées.
Quoique ce travail ne soit pas orienté vers une comparaison formelle des résultats, il apparaît
cependant que l’ordonnancement préemptif et non-préemptif sont très proches. De plus,
l’analyse de l’ordonnancement à priorité fixe et dynamique peut être unifiée par l’utilisation
des concepts de période occupée relative à une priorité (et donc dépendante de l’ordonnan-
ceur utilisé). En particulier, nous introduisons le concept de “deadline-d busy period” pour
l’ordonnanceur EDF qui nous parait être un point de départ intéressant pour une comparai-
son avec les “level-i busy period” utilisées dans le cas des ordonnanceurs à priorité fixes.
Mots-clé : Faisabilité, EDF, priorités dynamiques, priorités fixes, non-oisif, non-préemptif,
optimalité, ordonnancement, préemptif, pire temps de réponse, temps réel.
3
Contents
1. Introduction 4
2. Model, concepts and notations used in this paper 4
2.1 Model 4
2.2 Classic concepts 5
2.3 Goals 7
3. Preemptive schedulers 8
3.1 Dynamic priority driven schedulers 8
3.1.1 Optimality 8
3.1.2 Feasibility Condition 8
3.1.3 Worst-Case Response times 13
3.2 Fixed priority driven schedulers 15
3.2.1 Optimality 15
3.2.2 Feasibility condition and worst-case response times 16
4. Non-preemptive schedulers 17
4.1 Idling/non-idling for non-preemptive scheduling 17
4.2 Dynamic priority driven schedulers 18
4.2.1 Optimality 18
4.2.2 Feasibility 19
4.2.3 Worst-case response times 23
4.3 Fixed priority driven schedulers 27
4.3.1 Feasibility Condition and Worst-Case Response times 27
4.3.2 Optimality 30
5. Shared resources and release jitter 34
5.1 Dynamic priority driven schedulers 34
5.1.1 Preemptive case 34
5.1.2 Non-preemptive case 35
5.2 Fixed priority driven schedulers 35
5.2.1 Preemptive case 35
5.2.2 Non-preemptive case 36
6. Synthesis 36
7. Conclusion 37
References 38
Annexe A. Busy Periods, Definitions and Properties 40
Annexe B. Polynomial sufficient conditions (SC) 47
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- billhaha2012-12-29仔细研究,取其精华!
yazhouren
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