OpenMP-RT: LinuxにおけるLLVMを用いたリアルタイムタスクおよび同期のためのネイティブプラグマサポート

リアルタイムシステムにおける処理能力の増加する要求は、組み込みアーキテクチャにさらにコアを追加することで対処されています。しかし、従来のプログラミング言語はリアルタイム制約を持つ並列性の適切なサポートが欠如しています。このギャップを埋めるために、時間的保証を確立するためにリアルタイムオペレーティングシステムと組み合わせて使用されるアドオン設計ツールが作成されましたが、粗大粒度および微細粒度のレベルで並列性を表現するためのネイティブ言語サポートは欠けています。OpenMPは、オペレーティングシステムを介して同時実行性を実行ユニットにマッピングするための成熟したコンパイラおよびランタイム技術を備えているため、このような並列性を指定するのに適しています。しかし、OpenMPはデッドライン制約の下でのスケジューリングおよび同期のためのリアルタイムサポートを欠いています。我々は、リアルタイムシステムの粗大粒度並列性に対する既存のOpenMPの適合性を分析し、そのまま使用することを妨げる重要なポイントを特定します。私たちは、定期的なタスクに焦点を当てたリアルタイムタスク構造を作成し、優先度レベルを超えた時間予測可能なロックフリーなタスク間通信をサポートするOpenMP-RTを開発します。私たちはOpenMP 5.1のもとでLLVM CコンパイラにOpenMP-RTを実装します。リアルタイム制約を持つさまざまなベンチマークに基づいたテストスイートを開発し、OpenMP-RTの実装の正確性と使いやすさ、ならびに異なるタスク間通信のさまざまなパラダイムの性能と予測可能性を実証します。