sched/deadline: Track the active utilization
authorLuca Abeni <luca.abeni@unitn.it>
Thu, 18 May 2017 20:13:28 +0000 (22:13 +0200)
committerIngo Molnar <mingo@kernel.org>
Thu, 8 Jun 2017 08:27:56 +0000 (10:27 +0200)
Active utilization is defined as the total utilization of active
(TASK_RUNNING) tasks queued on a runqueue. Hence, it is increased
when a task wakes up and is decreased when a task blocks.

When a task is migrated from CPUi to CPUj, immediately subtract the
task's utilization from CPUi and add it to CPUj. This mechanism is
implemented by modifying the pull and push functions.
Note: this is not fully correct from the theoretical point of view
(the utilization should be removed from CPUi only at the 0 lag
time), a more theoretically sound solution is presented in the
next patches.

Tested-by: Daniel Bristot de Oliveira <bristot@redhat.com>
Signed-off-by: Luca Abeni <luca.abeni@unitn.it>
Signed-off-by: Peter Zijlstra (Intel) <peterz@infradead.org>
Acked-by: Juri Lelli <juri.lelli@arm.com>
Cc: Claudio Scordino <claudio@evidence.eu.com>
Cc: Joel Fernandes <joelaf@google.com>
Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Cc: Mathieu Poirier <mathieu.poirier@linaro.org>
Cc: Mike Galbraith <efault@gmx.de>
Cc: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Cc: Steven Rostedt <rostedt@goodmis.org>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: Tommaso Cucinotta <tommaso.cucinotta@sssup.it>
Link: http://lkml.kernel.org/r/1495138417-6203-2-git-send-email-luca.abeni@santannapisa.it
Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
kernel/sched/deadline.c
kernel/sched/sched.h

index df6c2912bd605b34cfe0a44ea64515d09ace18bf..b36ecc2b1b10c6ce4e316bfaf63faa1a834cfd7e 100644 (file)
@@ -43,6 +43,28 @@ static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
        return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
 }
 
+static inline
+void add_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
+{
+       u64 old = dl_rq->running_bw;
+
+       lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
+       dl_rq->running_bw += dl_bw;
+       SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw < old); /* overflow */
+}
+
+static inline
+void sub_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
+{
+       u64 old = dl_rq->running_bw;
+
+       lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
+       dl_rq->running_bw -= dl_bw;
+       SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > old); /* underflow */
+       if (dl_rq->running_bw > old)
+               dl_rq->running_bw = 0;
+}
+
 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
 {
        struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
@@ -83,6 +105,8 @@ void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
 #else
        init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
 #endif
+
+       dl_rq->running_bw = 0;
 }
 
 #ifdef CONFIG_SMP
@@ -946,10 +970,14 @@ enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
         * parameters of the task might need updating. Otherwise,
         * we want a replenishment of its runtime.
         */
-       if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
+       if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
+               struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
+
+               add_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
                update_dl_entity(dl_se, pi_se);
-       else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH)
+       } else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH) {
                replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
+       }
 
        __enqueue_dl_entity(dl_se);
 }
@@ -998,14 +1026,25 @@ static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
        if (!p->dl.dl_throttled && dl_is_constrained(&p->dl))
                dl_check_constrained_dl(&p->dl);
 
+       if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & ENQUEUE_RESTORE)
+               add_running_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
+
        /*
-        * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
+        * If p is throttled, we do not enqueue it. In fact, if it exhausted
         * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
         * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
         * run yet) will take care of this.
+        * However, the active utilization does not depend on the fact
+        * that the task is on the runqueue or not (but depends on the
+        * task's state - in GRUB parlance, "inactive" vs "active contending").
+        * In other words, even if a task is throttled its utilization must
+        * be counted in the active utilization; hence, we need to call
+        * add_running_bw().
         */
-       if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH))
+       if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH)) {
+               add_running_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
                return;
+       }
 
        enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
 
@@ -1023,6 +1062,20 @@ static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
 {
        update_curr_dl(rq);
        __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
+
+       if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & DEQUEUE_SAVE)
+               sub_running_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
+
+       /*
+        * This check allows to decrease the active utilization in two cases:
+        * when the task blocks and when it is terminating
+        * (p->state == TASK_DEAD). We can handle the two cases in the same
+        * way, because from GRUB's point of view the same thing is happening
+        * (the task moves from "active contending" to "active non contending"
+        * or "inactive")
+        */
+       if (flags & DEQUEUE_SLEEP)
+               sub_running_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
 }
 
 /*
@@ -1551,7 +1604,9 @@ retry:
        }
 
        deactivate_task(rq, next_task, 0);
+       sub_running_bw(next_task->dl.dl_bw, &rq->dl);
        set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
+       add_running_bw(next_task->dl.dl_bw, &later_rq->dl);
        activate_task(later_rq, next_task, 0);
        ret = 1;
 
@@ -1639,7 +1694,9 @@ static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
                        resched = true;
 
                        deactivate_task(src_rq, p, 0);
+                       sub_running_bw(p->dl.dl_bw, &src_rq->dl);
                        set_task_cpu(p, this_cpu);
+                       add_running_bw(p->dl.dl_bw, &this_rq->dl);
                        activate_task(this_rq, p, 0);
                        dmin = p->dl.deadline;
 
index f8cf1d87f0659d50e70409a36d370b233ab9f0fd..ee26867da339aa518c9654b686009d7ffb635bec 100644 (file)
@@ -558,6 +558,12 @@ struct dl_rq {
 #else
        struct dl_bw dl_bw;
 #endif
+       /*
+        * "Active utilization" for this runqueue: increased when a
+        * task wakes up (becomes TASK_RUNNING) and decreased when a
+        * task blocks
+        */
+       u64 running_bw;
 };
 
 #ifdef CONFIG_SMP