RT-Xen 정리중

2011. RT-Xen paper

RT-Xen 1.0

• Hierarchical realtime scheduling framework
• Budget
• Period
• Priority
• A suite of fixed priority servers
• Deferrable Server
• fixed priority
• VCPU가 준비 상태인경우(task), task가 완료될때까지 혹은 budget을 모두 소진할 때까지 실행
• Guest가 IDLE인 경우 (no task), budget is preserved until the start of its next period
• Periodic Server
• fixed priority
• VCPU가 수행할 task가 없으면(no task), budget 낭비함
• idle task가 budget 소모하듯이
• Polling Server
• =Discarding periodic server
• fixed priority
• task가 없으면 (no task), 잔여 budget 바로 삭제
• Sporadic Server
• 위에 3개는 fixed period마다 invoked되는 반면,
• its budget is continuously replenished as it is used.
• 모든 phys.cores는 3개의 Queue와 연결 - RunQ, RdyQ, RepQ
• Run Q 
• task를 갖고있는 vcpu들이 있음
• sorted by priority
• do_schedule할 때마다 
• 현재 실행중인 vcpu는 RunQ 또는 RdyQ로 재배정
• RunQ내의 highest priority && positive budget의 vcpu를 골라 1 Quantum 동안 실행 
• Ready Q 
• task가 없는 vcpu들이 있음
• Periodic server 를 위해 고안됨. for "as if budgets are idle away" behavior
• Highest priority의 VCPU가 IDLE 상태이면서 Positive budget인 경우,
  해당 IDLE VCPU는 RunQ로 보내서 budget을 소비하도록 함
• VCPU가 task가 없어도 일단 RdyQ에 저장시켜놓고, RunQ의 vcpu와 비교해서
   IDLE VCPU를 RunQ로 스케줄링 시킬지 말지를 결정하기 위해서 ReadyQ 고안.
• Replenishment Q
• Replenishment information for all the VCPUs on phys.cores
• RepQ의 모든 entry는 3개의 요소를 갖고 있음
• VCPU to replenish
• replenishment time
• replenishment amount to perform
• tick() 함수에서 매 scheduling quantum마다  RepQ를 확인하고, 필요애 따라서 대응되는 replenishment를 수행.
• Replenished VCPU가 현재 수행중인 VCPU보다 higher priority인 경우,
  do_schedule() 가 인터럽트를 통해 실행되고, 현재 수행하던 vcpu는 멈추고 다음으로 적절한 vcpu를 골라서 수행함.

1.0과 2.0 사이에 저자들은 4개의 논문을 냈고 그거 바탕으로 2.0 나옴

*

* CSA

* platform overhead

* cache overhead

2014

RT-Xen 2.0

• 2.0 특징
• 멀티코어 환경에서 고려 (기존1.0 은 single core)
• 3가지 feature
• 1] global scheduler vs. partitioned scheduler
• 2] dynamic priority vs. static priority
• 3] run as deferrable vs. periodic
• Compositional Schedulability Anaylsis(CSA) for resource allocation
• Scheduling interface
• budget
• period
• cpu_mask (which gives the subset of PCPUs on which the VCPU is allowed to run)
• Global vs. Partitioned
• rt-global
• schedules all vcpus in the system
• Runqueue
• its runq is shared by all physical cores
• runq내의 vcpu들은 2가지 중 하나로 분류 - budget의 유무 ---> 그리고 분류된 vcpu는 우선순위로 정렬
• spinlock으로 보호
• rt-partition
• schedules vcpus in its own core's runq
• Runqueue
• rt-global과 동일하게 분류기준있음
• 코어마다 runq가 있으므로 spinlock 보호 안함
• scheduling 시, rt-global과 유사하지만, cpu mask 사용ㄴㄴ (local이라서)
• EDF vs. DM priority
• Dynamic priority --> EDF
• rt-global의 do_schedule()에서
• 기존 1.0과 다른 점
• 현재 실행중인 vcpu를 다시 runq에 넣지않음 --> 다른 phys.core가 가져감 
• 그러나 계속 runnable 상태인경우를 핸들링하기 위해 context_saved()를 추가
• Static priority --> DM
• Work conserving deferrable vs. periodic
• 구현에서는 rt-global과 rt-partitioned를 deferrable에서 구현하고 설정을 통해 periodic으로도 가능하게 함
• Evaluation
• 환경
• guest VM의 경우 Litmus RT 이용 (* litmus rt는 soft real-time 지원)
  
• 평가항목
• scheduling overhead
• system schedulability
• real-time performance
• performance of deferrable & periodic server