基于MTK Linux-4.14
一、PELT 中预估利用率简介
由于在 PELT 算法下任务的 util 增加减少的都比较慢，对于长时间休眠后的重负载任务，其 util 增加的比较慢，导致不能及时触发提频和迁核。为了补救 PELT 的这一缺陷，引入了预估负载。在任务(休眠)出队列时更新任务的预估负载，当任务入队列时将出队列时的负载加到cfs_rq的预估负载上。
二、PELT 中预估利用率的赋值和使用
1. 赋值
(1) 调度实体 dequeue 时
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; //若是没有任务，默认就是0了 if (cfs_rq->nr_running) { ue.enqueued = cfs_rq->avg.util_est.enqueued; //保证不要被减成负数了，enqueue任务是或上，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时将任务的util_est从rq的util_est中移除 trace_sched_util_est_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq); if (!task_sleep) //只有因为睡眠而触发的任务切换，task_sleep判断才是真。也就是说只有是任务睡眠才更新，被强占不更新。 return; ... /* 如果 PELT 值自入队时间以来未更改，请跳过 util_est 更新 */ ue = p->se.avg.util_est; //对ue做了赋值更改，此时是任务的了。 if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED) //enqueue任务是或上，然后cfs_se_util_change/util_est_dequeue中去除 return; /*当任务的 EWMA 已经接近其上次激活值约 1% 时，跳过更新任务的估计利用率 */ ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED); //p->se.avg.util_avg，enqueued 成员赋值的是此次睡眠时任务的实际 util last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma; if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100))) return; /* ue.ewma的计算公式：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); //写回给任务，也就是说任务在出队列时更新其 p->se.avg.util_est.enqueued 和 ewma trace_sched_util_est_task(p, &p->se.avg); }
先将此任务的 util_est 从 cfs_rq 的 util_est 删除，然后再更新任务的 util_est。
调用路径：
dequeue_task_fair //fair.c，dequeue的是task不是entity，最后调用 util_est_dequeue
当任务 dequeue 时，先将其 ue.enqueued 从 cfs_rq->avg.util_est.enqueued 中移除，然后再更新任务的 util_est。
(2) 调度实体 enqueue 时
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任务是或上，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); }
调用路径：
enqueue_task_fair //fair.c 最先调用的 util_est_enqueue
当调度实体 enqueue 时，直接将其 util_est 加到 cfs_rq 的 util_est 中。
(3) util_change 中清除标志位
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)) //没有这个标志位直接退出 return; /* Reset flag to report util_avg has been updated */ enqueued &= ~UTIL_AVG_UNCHANGED; //从数值中清除这个标志位 WRITE_ONCE(avg->util_est.enqueued, enqueued); }
调用路径：
enqueue_task_fair unthrottle_cfs_rq enqueue_entity //fair.c 无条件条调用 dequeue_task_fair throttle_cfs_rq dequeue_entity //fair.c 无条件条调用 set_next_entity //fair.c 只有se->on_rq才调用，选一个cfs任务去运行 put_prev_entity //fair.c 只有se->on_rq才调用，取消一个在运行的cfs任务 entity_tick //fair.c 在scheduler_tick()中对正在运行的任务以Hz为频度更新负载 enqueue_task_fair //fair.c 无条件调用 dequeue_task_fair //fair.c 无条件调用 update_blocked_averages //fair.c 负载均衡路径 propagate_entity_cfs_rq //fair.c fair group sched里面的 detach_entity_cfs_rq //fair.c 无条件条调用 attach_entity_cfs_rq //fair.c 无条件条调用 sched_group_set_shares //fair.c fair group sched cgroup分组 update_load_avg //fair.c __update_load_avg_se //fair.c cfs_se_util_change(&se->avg) //传参是se的sched_avg
这个函数只是将 UTIL_AVG_UNCHANGED 标志位清除掉，这个标志位是 enqueue_entity 时或上的，在 dequeue_task_fair 和 cfs_se_util_change 中清除。在 util_est_enqueue 中已经将任务的预估负载加到 cfs_rq 上了，在这之后的任何时刻应该都可以清除标志位。
2. 使用
(1) 任务的预估负载的获取
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); //兼顾实时性和休眠的历史负载，取二者之间的较大值，rwma记录了历史衰减。 } unsigned long task_util_est(struct task_struct *p) { return max(task_util(p), _task_util_est(p)); }
调用路径：
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 这里对util_est进行trace load_balance //fair.c calc_cpu_util //sched_ctl.c task_util_est
这些路径下都是直接获取带有预估的util数据。
(2) CPU的预估负载的获取
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算法下返回的是这个，是不使用预估负载的 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和预估util的较大值, 此处获取cpu的util直接使用的是enqueued成员，更具有实时性。 return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu)); }
调用路径：
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 调频接口函数 sugov_get_util //cpufreq_schedutil.c 获取的是这个util触发调频的 boosted_cpu_util //fair.c stune还可以对一个cpu进行boost, TODO：看 cpu_util_freq //fair.c cpu_util_without //fair.c 不包括任务p的cpu的util，通常是在任务迁移、唤醒选核时使用 find_energy_efficient_cpu //fair.c 选择能效最高的cpu select_energy_cpu_idx //fair.c compute_energy //fair.c calc_sg_energy //fair.c group_idle_state //fair.c 计算此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 负载均衡时查找最繁忙的组 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相关 trigger_load_balance //fair.c cpu_overutilized //fair.c 主要是负载均衡和迁核功能中调用 update_sg_lb_stats //fair.c 对一个组内的sg_lb_stats.group_util进行累加赋值 cpu_util(cpu)
触发调频使用的是 boosted_cpu_util() 获取的cpu util，任务迁移和均衡使用的是 cpu_overutilized() 进行判断的。