即時 Linux 系統資源管理
Budget-Based Resource Reservation for Real-Time Linux 指導教授: 郭大維博士
研究生: 彭念劬、謝仁偉、劉進雙、魏仲佑
台大資工所 即時暨嵌入式系統實驗室 http://rtlab.csie.ntu.edu.tw/
圖(一) RTAI 及 Linux 整合系統架構圖.
RTAI（Real-Time Application Interface）提供一個輕量（light weight） 且高效能（high performance）的介面，藉由此介面，使用者可以在 Linux 的平台下，能夠實作硬即時（hard real-time）及軟即時（soft real-time）的 應 用 程 式 。 本 研 究 首 先 設 計 一 個 以 「 執 行 額 度 」 為 基 礎 資 源 管 理 （budget-based resource reservation）的 RTAI 實作，延續 RTAI 的既有功 能，允許使用者為他們撰寫的每個即時工作（real-time task）設定一個執
行額度。在此執行額度的時間內，即時工作可以獲得CPU 的執行使用權，
且不會被具有高優先權的工作佔先（preempt）。不同於其他先前的研究， 我們更實作執行額度於使用者空間（user space）的 LXRT 軟即時工作，
這比單純的 RTAI 實作更為複雜。本研究修改了中斷處理、RTAI 排程器、
以及 RTAI 函式 rt_task_wait_period()，並沒有更改任何 Linux 核心原始碼； 同時提供具有使用者介面之即時資源監控器。主要的應用平台建置於 Linux 核心 2.4.0-test10、RTAI 24.1.2，在 PII 和 PIII 的平台上。
Graphic application 1
New Virtual Devices (with Resource Management Functionality)
Framebuffer Devices Gaphics Hareware ... Graphicapplication N 圖(二) 資源保留於 Framebuffer 之架構圖. Framebuffer 裝置是一種將顯示硬體抽象化的裝置。應用程式使用 Framebuffer 裝置的方法是將 Framebuffer 映射（map）至它本身的使用
者空間以達成直接使用 Framebuffer 裝置的目的。為了確保應用程式能 即時使用，我們亦建置了一套應用函式庫以保留 Framebuffer 裝置資源 給應用程式使用。一個新增的「虛擬裝置」用以維護 Framebuffer 裝置 資源管理的內部資料結構，透過此種方式，Framebuffer 裝置的原始碼 （source code）就無需變更。一旦具有此資源保留機制，系統負擔量增 高的時候，應用程式可獲得較為平順的顯示服務。
