基於MTK Linux-4.14
一、PELT 中預估利用率簡介
由於在 PELT 算法下任務的 util 增加減少的都比較慢，對於長時間休眠后的重負載任務，其 util 增加的比較慢，導致不能及時觸發提頻和遷核。為了補救 PELT 的這一缺陷，引入了預估負載。在任務(休眠)出隊列時更新任務的預估負載，當任務入隊列時將出隊列時的負載加到cfs_rq的預估負載上。
二、PELT 中預估利用率的賦值和使用
1. 賦值
(1) 調度實體 dequeue 時
static void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep) //fair.c { if (!sched_feat(UTIL_EST)) return; ue.enqueued = 0; //若是沒有任務，默認就是0了 if (cfs_rq->nr_running) { ue.enqueued = cfs_rq->avg.util_est.enqueued; //保證不要被減成負數了，enqueue任務是或上，然后cfs_se_util_change/util_est_dequeue中去除 ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, (_task_util_est(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED)); } WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued); //dequeue時將任務的util_est從rq的util_est中移除 trace_sched_util_est_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq); if (!task_sleep) //只有因為睡眠而觸發的任務切換，task_sleep判斷才是真。也就是說只有是任務睡眠才更新，被強占不更新。 return; ... /* 如果 PELT 值自入隊時間以來未更改，請跳過 util_est 更新 */ ue = p->se.avg.util_est; //對ue做了賦值更改，此時是任務的了。 if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED) //enqueue任務是或上，然后cfs_se_util_change/util_est_dequeue中去除 return; /*當任務的 EWMA 已經接近其上次激活值約 1% 時，跳過更新任務的估計利用率 */ ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED); //p->se.avg.util_avg，enqueued 成員賦值的是此次睡眠時任務的實際 util last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma; if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100))) return; /* ue.ewma的計算公式：ewma(t) = w * task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1) ==> 整理后：w * (last_ewma_diff + ewma(t-1) / w),w 取1/4 */ ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT; ue.ewma += last_ewma_diff; ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT; WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue); //寫回給任務，也就是說任務在出隊列時更新其 p->se.avg.util_est.enqueued 和 ewma trace_sched_util_est_task(p, &p->se.avg); }
先將此任務的 util_est 從 cfs_rq 的 util_est 刪除，然后再更新任務的 util_est。
調用路徑：
dequeue_task_fair //fair.c，dequeue的是task不是entity，最后調用 util_est_dequeue
當任務 dequeue 時，先將其 ue.enqueued 從 cfs_rq->avg.util_est.enqueued 中移除，然后再更新任務的 util_est。也就是說 cfs_rq->avg.util_est.enqueued 只是enqueue到rq上的任務的util_est之和(runnable+runing).
(2) 調度實體 enqueue 時
static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) //fair.c { if (!sched_feat(UTIL_EST)) return; /* Update root cfs_rq's estimated utilization */ enqueued = cfs_rq->avg.util_est.enqueued; enqueued += (_task_util_est(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED); //enqueue任務是或上，然后cfs_se_util_change中去除 WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued); trace_sched_util_est_task(p, &p->se.avg); trace_sched_util_est_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq); }
調用路徑：
enqueue_task_fair //fair.c 最先調用的 util_est_enqueue
當調度實體 enqueue 時，直接將其 util_est 加到 cfs_rq 的 util_est 中。
(3) util_change 中清除標志位
static inline void cfs_se_util_change(struct sched_avg *avg) { if (!sched_feat(UTIL_EST)) return; /* Avoid store if the flag has been already set */ enqueued = avg->util_est.enqueued; if (!(enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)) //沒有這個標志位直接退出 return; /* Reset flag to report util_avg has been updated */ enqueued &= ~UTIL_AVG_UNCHANGED; //從數值中清除這個標志位 WRITE_ONCE(avg->util_est.enqueued, enqueued); }
調用路徑：
enqueue_task_fair unthrottle_cfs_rq enqueue_entity //fair.c 無條件條調用 dequeue_task_fair throttle_cfs_rq dequeue_entity //fair.c 無條件條調用 set_next_entity //fair.c 只有se->on_rq才調用，選一個cfs任務去運行 put_prev_entity //fair.c 只有se->on_rq才調用，取消一個在運行的cfs任務 entity_tick //fair.c 在scheduler_tick()中對正在運行的任務以Hz為頻度更新負載 enqueue_task_fair //fair.c 無條件調用 dequeue_task_fair //fair.c 無條件調用 update_blocked_averages //fair.c 負載均衡路徑 propagate_entity_cfs_rq //fair.c fair group sched里面的 detach_entity_cfs_rq //fair.c 無條件條調用 attach_entity_cfs_rq //fair.c 無條件條調用 sched_group_set_shares //fair.c fair group sched cgroup分組 update_load_avg //fair.c __update_load_avg_se //fair.c cfs_se_util_change(&se->avg) //傳參是se的sched_avg
這個函數只是將 UTIL_AVG_UNCHANGED 標志位清除掉，這個標志位是 enqueue_entity 時或上的，在 dequeue_task_fair 和 cfs_se_util_change 中清除。在 util_est_enqueue 中已經將任務的預估負載加到 cfs_rq 上了，在這之后的任何時刻應該都可以清除標志位。
2. 使用
(1) 任務的預估負載的獲取
static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p) { struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est); return max(ue.ewma, ue.enqueued); //兼顧實時性和休眠的歷史負載，取二者之間的較大值，rwma記錄了歷史衰減。 } unsigned long task_util_est(struct task_struct *p) { return max(task_util(p), _task_util_est(p)); }
調用路徑：
update_sg_util //eas_plus.c find_energy_efficient_cpu_enhanced //eas_plus.c schedtune_task_margin //fair.c boosted_task_util //fair.c find_best_target //fair.c get_eenv //fair.c find_energy_efficient_cpu //fair.c wake_energy select_task_rq_fair //fair.c 這里對util_est進行trace load_balance //fair.c calc_cpu_util //sched_ctl.c task_util_est
這些路徑下都是直接獲取帶有預估的util數據。
(2) CPU的預估負載的獲取
static inline unsigned long cpu_util(int cpu) { struct cfs_rq *cfs_rq; unsigned int util; /* WLAT算法下CPU的util */ #ifdef CONFIG_SCHED_WALT if (likely(!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_cpu_util)) { u64 walt_cpu_util = cpu_rq(cpu)->cumulative_runnable_avg; //walt算法下返回的是這個，是不使用預估負載的 walt_cpu_util <<= SCHED_CAPACITY_SHIFT; do_div(walt_cpu_util, walt_ravg_window); return min_t(unsigned long, walt_cpu_util, capacity_orig_of(cpu)); } #endif /* PELT算法下CPU的util */ cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs; util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg); if (sched_feat(UTIL_EST)) util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued)); //取cfs_rq的util和預估util的較大值, 此處獲取cpu的util直接使用的是enqueued成員，更具有實時性。 return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu)); }
調用路徑：
show_eas_info_attr //eas_plus.c 接口/sys/devices/system/cpu/eas/info 打印的util= 241(on)，on表示此cpu是否onlline show_cpu_capacity //eas_plus.c get_cpu_util //fair.c sugov_update_single/sugov_update_shared //cpufreq_schedutil.c 調頻接口函數 sugov_get_util //cpufreq_schedutil.c 獲取的是這個util觸發調頻的 boosted_cpu_util //fair.c stune還可以對一個cpu進行boost, TODO：看 cpu_util_freq //fair.c cpu_util_without //fair.c 不包括任務p的cpu的util，通常是在任務遷移、喚醒選核時使用 find_energy_efficient_cpu //fair.c 選擇能效最高的cpu select_energy_cpu_idx //fair.c compute_energy //fair.c calc_sg_energy //fair.c group_idle_state //fair.c 計算此sched_group中所有cpu的cpu_util只和 enqueue_task_fair task_tick_fair update_overutilized_status //fair.c find_busiest_group //fair.c 負載均衡時查找最繁忙的組 update_sd_lb_stats //fair.c update_sg_lb_stats //fair.c load_balance //fair.c need_active_balance //fair.c SELECT_TASK_RQ_FAIR //fair.c nohz_kick_needed //fair.c no_hz相關 trigger_load_balance //fair.c cpu_overutilized //fair.c 主要是負載均衡和遷核功能中調用 update_sg_lb_stats //fair.c 對一個組內的sg_lb_stats.group_util進行累加賦值 cpu_util(cpu)
觸發調頻使用的是 boosted_cpu_util() 獲取的cpu util，任務遷移和均衡使用的是 cpu_overutilized() 進行判斷的。