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실시간 스케줄링, 우선순위 역전

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Gracefullight
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Realtime Scheduling의 개념​

  • 실시간 스케쥴링은 특정 태스크가 주어진 데드라인 내에 완료되도록 프로세싱을 보장하는 스케줄링 방법
  • 시스템 제약 만족, 예측 가능성, 응답성, Mission Critical 프로세스 처리

우선순위 기반 스케줄링 기법​

RM, Rate Monotonic​

비율 단조

  • 태스크의 주기가 짧을 수록 높은 우선순위로 스케줄링
  • 스케줄링 예상 가능, 단순 구현, 고정 우선순위, 제한적 CPU 활용, Soft RTOS

EDF, Earliest Deadline First​

최단 마감시간 우선

  • 태스크의 데드라인이 가까울 수록 높은 우선순위로 스케줄링
  • 스케줄링 예상 어려움, 높은 CPU 활용, 동적 우선순위, 효율적, Hard RTOS
  • 주기가 짧거나 데드라인이 긴 태스크가 공유 자원을 선점하는 경우 우선순위 역전현상 발생

우선순위 역전현상 개념 및 세부 절차​

우선순위 역전현상 개념도​

   우선순위
Task1 |
Task2 |
Task3 |
      --------------------------------------------> 시간
       [                 자원R                    ]

우선순위 역전현상 세부 절차​

순번절차내용
1임계영역 진입Task3은 자원R 사용 위해 진입
2프로세스 선점높은 우선순위의 Task1은 Task3의 임계영역 선점 스케줄링 실행
3임계영역 대기Task3이 진입 중이므로, Task1은 대기
4우선순위 역전중간 우선순위의 Task2가 선점하여 스케줄링, Task1은 계속 대기

우선순위 역전현상 해결방안​

우선순위 상속​

    우선순위
Task1 |
Task2 |
Task3 |
      --------------------------------------------> 시간
       [                 자원R                    ]
  • 임계영역에 진입한 낮은 우선순위 태스크의 우선순위를 진입 대기하는 높은 우선순위 태스크와 동일하게 부여

우선순위 올림​

    우선순위
자원 R |
Task1 |
Task2 |
Task3 |
      --------------------------------------------> 시간
       [                 자원R                    ]
  • 임계영역 자원R에 가장 높은 우선순위를 부여하고, 임계영역 진입 태스크의 우선순위를 자원의 우선순위로 올림