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中学校园网网站建设规划书,批量建wordpress,深圳建设集团有限公司地址,甘肃兴华建设集团网站能量感知调度#xff08;Energy Aware Scheduling#xff0c;简称EAS#xff09;是目前Android手机中Linux线程调度器的基础功能#xff0c;它使调度器能预测其决策对CPU能耗的影响。依靠CPU的能量模型#xff08;Energy Model#xff0c;简称EM#xff09;#xff0c;…能量感知调度Energy Aware Scheduling简称EAS是目前Android手机中Linux线程调度器的基础功能它使调度器能预测其决策对CPU能耗的影响。依靠CPU的能量模型Energy Model简称EMEAS能为每个线程选择一个最能节约能量的CPU并把对系统性能的影响降到最低。 EAS仅在异构CPU拓扑(如Arm big.LITTLE)上运行因为这是EAS节约能量潜力最大的CPU拓扑结构。 注本文分析整理基于OPPO Reno9 Pro的开源代码https://github.com/oppo-source/android_kernel_oppo_sm8475 一、关键概念 1.1capacity 算力capacity是CPU调度中的一个基础概念它反映的是一个CPU的计算能力是个规格化的值可以通过读取Android手机的文件节点 /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpu_capacity获得每个CPU的最大算力。 CPU的最大计算能力 capacity-dmips-mhz * cpuinfo_max_freq / 1000。 其中”capacity-dmips-mhz”表示该cpu在1mHz频率下运行时可以执行多少个dmips可以从处理器的device tree文件中获取到 ”cpuinfo_max_freq”表示该CPU支持的最大频率单位kHz所以上面的公式才除以1000把计算单位kHz转为mHz。 为了便于算力的比较与计算把处理器中计算能力最强的CPU的最大算力规格化为了1024。 在CPU算力与频率呈线性关系的处理器中CPU某一频率点的算力
该CPU某一频点频率 / 该CPU最大频率* 该CPU的最大算力。 1.2 opp Operating Performance Point (OPP)表示每个CPU支持的电压频率对(voltage/frequency tuple)。CPU的每个运行频率点都有一个对应的电压。频率与电压正相关频率越高需要的电压越大。 1.3 power 在弄清了CPU某一频率点的算力后再来看看CPU某一频率点的功率。CPU的Energy Model模块提供了相关文件节点可以用来读取到CPU某一频率点的功率。 读取文件节点/sys/kernel/debug/energy_model/pd0/*/power可以获取小核簇CPU各个频率点的功率mW Energy Model代码中通过如下公式来计算CPU每个频率点的功率 P C * V^2 * f其中C是CPU的电容可以从处理器的device tree文件中读取“dynamic-power-coefficient”获取到V和f是一个OPP的电压和频率。 1.4 能效比 CPU每个频率点对应的power/capacity值越低其能效比越好同一CPU低频率比高频率的能效比好。整体上来说小核簇CPU的能效比优于大核簇CPU的能效比大核簇CPU的能效比优于超大核簇CPU的能效比但是小核簇CPU高频段能效比差于大核簇CPU低频段的能效比大核簇CPU高频段的能效比差于超大核簇CPU低频段的能效比。 从上图的能效比曲线上可以清楚地看出如下特点 在同为200 util算力时小核簇CPU比大核簇CPU更耗电因此在系统负载不重时可以让线程倾向性的运行在大核CPU的低频段从而不让小核CPU的频率运行在高频率段来到达到省电而不影响系统性能的目的。超大核簇CPU比大核簇CPU的能效比差很多超大核CPU能不用需尽量不要用。 资料直通车Linux内核源码技术学习路线视频教程内核源码 学习直通车Linux内核源码内存调优文件系统进程管理设备驱动/网络协议栈 二、能量可感知的线程选核 EAS代替CFS的线程唤醒负载均衡代码(task wake-up balancing code )利用CPU的Energy Model和PELT/WALT统计到的CPU、线程负载信息为唤醒线程选择一个最能省电的CPU来运行。 EAS为线程选运行CPU的代码流程如下 2.1find_energy_efficient_cpu find_energy_efficient_cpu()为唤醒任务找到最节能的目标CPU。在每个性能域中查找空闲算力最大的CPU并将其作为线程运行的潜在候选CPU。然后使用Energy Model来确定哪个CPU候选是最节能的。 一个性能域一般对应一个CPU簇如果线程调度到性能域空闲算力最大的那个CPU上运行能保证该簇的CPU能运行在需求的最低频率。 因为线程迁移的性能代价比较大比如cache失效只有选出的最节能CPU比线程当前运行的CPU节约能量大于6%时线程才会迁移到该CPU运行。 下图列出了find_energy_efficient_cpu()中最核心的代码并对代码进行了详细的注释。 2.2compute_energy compute_energy()预估线程p迁移到dst_cpu运行时性能域pd的能量消耗。compute_energy()预估线程p迁移后pd里util最大的cpu的max _util及所有cpu的util之和sum_util并调用Energy Model提供的API em_cpu_energy()计算线程迁移到性能域pd时的能量消耗。 下图列出了compute_energy ()的代码并对代码进行了详细的注释。 2.3em_cpu_energy em_cpu_energy() 是Energy Model提供的估算性能域所有cpu的能量消耗之和的api。它有4个参数pd需要估算能量消耗的性能域max_util性能域中利用率最高的CPU的利用率它决定了整个性能域CPU的运行频率sum_util性能域中所有CPU的利用率之和用于估算整个性能域的能量消耗allowed_cpu_cap 性能域允许的CPU的最大算力可能由于thermal的限制比原始值小。 em_cpu_energy()运行流程如下 根据性能域中利用率最高的CPU的利用率max_util估算性能域CPU需要的最低运行频率这里有两点需要注意估算频率用的利用率是1.25倍max_util同时预期的CPU调频Governor是Schedutil或者与其类似的CPU的频率遵循它的利用率的Governor。在CPU能量模型中找到满足frequency需求的最低性能状态ps。根据性能域中所有CPU的利用率之和sum_utilcpu的算力性能状态ps中的cost变量估算整个性能域的能量消耗。计算公式 ps-cost * sum_util / cpu的算力其中ps-cost ps-power * cpu最大频率 / ps-frequency其值在能量模型初始化CPU各个性能状态时已计算好。 下图列出了em_cpu_energy ()的代码并对代码进行了详细的注释。 三、EAS与负载均衡 从一般的角度来看EAS最能提供帮助的是那些轻中等CPU利用率的场景。当重载CPU-bound任务在运行时它们需要尽可能多的CPU算力EAS很难做到在不严重损害性能的情况下节约能量。为了避免EAS影响性能一旦某个CPU的利用率超过其算力的80%整个根域标记为‘overutilized’EAS被禁用。当根域里所有CPU的利用率小于其算力的80%负载均衡被禁用EAS覆盖了唤醒负载均衡代码。在不影响系统性能时EAS会选择最省电的CPU来运行。因此负载均衡被禁用来阻止其对EAS选核规则的破坏。当系统没有overutilized时这样做是安全的。因为低于80%临界点意味着 所有cpu都有空闲时间因此EAS使用的utilization信号可以准确地代表系统中各种任务的“大小”;所有任务都被提供了足够的CPU算力不管它们的nice值是多少因为有空闲CPU算力所有任务能满足规律的blocking/sleeping在唤醒时做了足够的负载均衡。 一旦某个cpu的算力超过80%这个临界点上面三个假设至少有一个是不正确的。在这种情况下整个根域的overutilized标志被置为trueEAS被禁用负载均衡被重新使能。 由于overutilization的概念很大程度上依赖于检测系统中是否有空闲时间因此必须考虑由更高(比CFS)调度类(以及IRQ)“窃取”的CPU算力。因此overutilization的检测不仅包括CFS任务使用的CPU算力还包括其他调度类和IRQ使用的CPU算力。 四、小结 EAS只在系统负载不重时即系统中每个CPU的利用率都低于其算力的80%时才被启用而且选出的最节能CPU只有比线程当前运行的CPU节约能量大于6%时线程才会迁移到该CPU运行。因此EAS为线程选择最节约能量的CPU来运行的前提条件是很苛刻的针对重载场景比如游戏EAS的功能应该很少被使用起来针对重载场景的功耗优化这里可能是一个值得尝试的点。