Многозадачность

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Многозадачность

Содержание

2. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 Вызов сервиса Создать_задачу(…) Программа ‘Х’ Описание действия, выполняемых задачей Создание
3. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 return x: Системный стек Процедура обработки прерывания «Основная» программа Событие
4. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 Обработчик прерывания – при каждом событии активизируется с адреса Р
5. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 Задача А Задача B x1: x0: y0: События s2 SP
6. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 Событие * : Контекст задачи (в том числе адрес возврата
7. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 Инициирование переключения События вызывают прерывания Аппаратные (interrupt) сигналы от аппаратуры
8. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 Таймер Обработчик прерывания t t Дисциплины переключения (диспетчеризация задач) Time-slicing
9. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 Диспетчеризация задач Диспетчеризация - выбор следующей выполняемой задачи из набора
10. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 create_task suspend_task create_timer ... Управление задачами Системные вызовы (trap) case
11. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 Состояния задачи Blocked Ready Running создание задачи активизация вытеснение ресурс
12. 8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 Управление задачами ОЧЕРЕДЬ ГОТОВЫХ (Ready tasks) ПЛАНИРОВЩИК (Scheduler) ИСПОЛНЯЕМАЯ ЗАДАЧА
14. Скачать презентацию

Слайд 2

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4
Вызов сервиса
Создать_задачу(…)
Программа ‘Х’
Описание
действия,
выполняемых
задачей
Создание

дескриптора

Приложение

«Виртуальная машина» (Операционная система)

адрес ‘X’

адрес стека

Дескриптор задачи (ТСВ)

Динамическое создание задачи

Слайд 3

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4
return
x:
Системный стек
Процедура обработки прерывания
«Основная» программа
Событие i
Восстановление

контекста, возврат из прерывания

Контекст «основной программы»
в точке x

Адрес P

Обработка прерывания

Вектор прерывания i-го события

Запоминание контекста, передача управления по адресу Р

Регистр указателя стека (SP)

Р:

return - инструкция возврата из процедуры обработки прерывания, автоматически восстанавливает контекст

Слайд 4

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4
Обработчик прерывания – при каждом событии

активизируется с адреса Р
Активизация задачи – должна производится с той точки, где она была приостановлена
Идея реализации переключения - по событию, требующему активизации новой задачи, обработчик прерывания:
обеспечивает запоминание контекста текущей задачи в ее стеке
из дескриптора новой задачи «достает» адрес стека
делает этот стек текущим
осуществляет возврат в соответствии с контекстом из нового стека

Переключение задач

Слайд 5

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4
Задача А
Задача B
x1:
x0:
y0:
События
s2
SP
s1:
s2:
Стек A
Стек B
Переключение задач,

пример

y1:

адрес программы ‘А’

адрес стека s1

адрес программы ‘В’

адрес стека s2

ТСВ А

ТСВ В

адрес возврата x1

Контекст А
в точке x1

адрес возврата у0

Контекст В
в точке у0

(Обработчики прерываний на рисунке не показаны)

Слайд 6

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4
Событие * :
Контекст задачи (в том

числе адрес возврата x1) помещается в «активный» стек A
Из ТСВ задачи В выбирается адрес стека s2 и помещается в регистр процессора SP – стек задачи В становится «активным»
Передача управления по адресу возврата из нового «активного» стека B - (y0)
Действия задачи B
Событие **:
Контекст задачи (в том числе адрес возврата y1) помещается в «активный» стек B
Из ТСВ задачи А выбирается адрес стека s1 и помещается в регистр процессора SP – «активным» становится стек задачи А
Передача управления по адресу (x1) из нового «активного» стека А с восстановлением контекста
Действия задачи А

Переключение задач, пример (2)

Слайд 7

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4
Инициирование переключения
События вызывают прерывания
Аппаратные (interrupt)
сигналы от

аппаратуры – готовность АЦП, таймер, нажатие кнопки на функцианальной клавиатуре ...
программные (trap)
обращение к функциям, реализующим API (системные вызовы) – создание задачи, завершение задачи, приостановка задачи, вызов семафорной операции ....

Прерывания инициируют переключение задач

Слайд 8

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4
Таймер
Обработчик прерывания
t
t
Дисциплины переключения (диспетчеризация задач)
Time-slicing
Задача 1
t
Задача

Вытеснение (preempting)

Событие

Обработчик прерывания

Задача 1

Задача 2

При ограничениях жесткого реального времени не применяется !

Слайд 9

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4

Диспетчеризация задач
Диспетчеризация - выбор следующей

выполняемой задачи из набора задач, готовых к выполнению
Критерий выбора – приоритет задачи
Приоритет задачи – целое число, характеризующее важность задачи на данный момент времени; устанавливается разработчиком системы на этапе проектирования, может изменяться системой в процессе работы в зависимости от текущих условий

адрес ‘X’

адрес стека

приоритет

Дескриптор задачи (TCB)

Слайд 10

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4
create_task
suspend_task
create_timer
...
Управление задачами
Системные вызовы (trap)
case of
Внешние

прерывания

Прерывания от таймера

Возврат в задачу

Обработка
аппаратных
прерываний

Таймерные
сервисы

Ядро операционной системы

Слайд 11

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4
Состояния задачи
Blocked
Ready
Running
создание задачи
активизация
вытеснение
ресурс занят
ресурс освободился
адрес ‘X’
адрес

стека

приоритет

состояние

TCB

Слайд 12

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4
Управление задачами
ОЧЕРЕДЬ ГОТОВЫХ
(Ready tasks)
ПЛАНИРОВЩИК
(Scheduler)
ИСПОЛНЯЕМАЯ
ЗАДАЧА
(Running task)
Q1
Q2
Qn
ОЧЕРЕДИ БЛОКИРОВАННЫХ
(Blocked

tasks)

ДИСПЕТЧЕР
(Dispatcher)

Многозадачность

Содержание

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4Вызов сервисаСоздать_задачу(…)Программа ‘Х’Описание действия, выполняемых задачейСоздание

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4returnx:Системный стекПроцедура обработки прерывания«Основная» программаСобытие iВосстановление

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4Обработчик прерывания – при каждом событии

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4Задача АЗадача Bx1:x0:y0:Событияs2SPs1:s2:Стек AСтек BПереключение задач,

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4Событие * :Контекст задачи (в том

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4Инициирование переключенияСобытия вызывают прерыванияАппаратные (interrupt)сигналы от

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4ТаймерОбработчик прерыванияttДисциплины переключения (диспетчеризация задач)Time-slicingЗадача 1tЗадача

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4 Диспетчеризация задачДиспетчеризация - выбор следующей

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4create_tasksuspend_taskcreate_timer ...Управление задачамиСистемные вызовы (trap)case ofВнешние

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4Состояния задачиBlockedReadyRunningсоздание задачиактивизациявытеснениересурс занятресурс освободилсяадрес ‘X’адрес

8. Многозадачность, ядро RTOS 2002 v.0.4Управление задачамиОЧЕРЕДЬ ГОТОВЫХ(Ready tasks)ПЛАНИРОВЩИК(Scheduler)ИСПОЛНЯЕМАЯЗАДАЧА(Running task)Q1Q2QnОЧЕРЕДИ БЛОКИРОВАННЫХ(Blocked

Похожие презентации