linux PELT算法中的load计算

news2025/2/24 21:03:17

滑窗平均的累加计算

权重y按滑窗距离衰减，y^32 = 0.5，也就是经历32个周期将衰减一半的权重，假设本周期值是Ｖ，本周期的加权累加值为Ｖx，则：

一个完整周期是T，给一个基础值1024

$T = 1024 \\ V_x =T*V×\left \{\frac{(p_1-p_0)}{T}y^{p_3-p_1}+1\sum_{n=1}^{\frac{T}{p_2-p_1}} y^n + (\frac{p_3-p_2}{T})y^{p_1-p_1}\right \} \\ V_{sum}=V_0+V_x \\ V_{avg} = \frac{V_{sum}}{T\times[\sum_{n=0}^{\infty}y^n + ({p3-p2})]}$

其中

$\sum_{0}^{\infty }y^n = \frac{1-y^{\infty}}{1-y}= \frac{1}{1-0.5^\frac{1}{32} } =46 \\ \sum_{1}^{p2-p1} y^n= \sum_{0}^{\infty}y^n-\sum_{p2-p1}^{\infty}y^n-y^0$

Group entity share 的计算

一个entity 的share值指它在计算runqueue上的load时（load_avg）赋予的权重，这个权重用它所在的group的对应cpu上分得的share值来表示（group 在每个cpu上都有一个runqueue，cpu上分得的share用runqueue的share来表示）

runqueue 的 load weight计算，用avg更合适，因为它比实时的weight更稳定，但由于avg的启动比较慢，在极端的场景要保证与用weight来表示的权重一致。例如组内cpu全idle突然启动一个task的场景，这相当于一个只有一个cpu的场景，需要让avg得到的值和单cpu时的值一致，即：

$\frac{Share*W_{avg(rq)}}{\sum W_{avg(rq)}} \rightarrow \frac{Share*W_{rq}}{\sum W_{rq}}$

于是用一个近似的形式来拟合：

$\frac{Share*W_{rq}}{\sum W_{avg(rq)}-W_{avg(rq)}+W_{rq}}$

考虑到Wrq=0时可能有除0问题，分母变为

$\sum W_{avg(rq)}-W_{avg(rq)}+max(W_{avg(rq)},W_{rq})$

Entity 与 runqueue 在 load 计算上的区别

block 的 entity 虽然不在 cpu 的 runqueue 上了，但依然在 cfs runqueue 上，只是 load 会以 0 的值对窗口加权。sleep 时间久了，entity 对应的 load avg 会越来越小。

entity 有两种：task，group

task

load sum：是 runnable 的时间加权和

load avg： 是 load sum × 瞬时权值/ 所有时间窗口加权值

所有时间窗口加权值即前面提过的：

${\sum_{n=0}^{\infty}y^n + (p3-p2)}$

task blocking 时，瞬时值是 0, running 时瞬时值由 nice 值决定，瞬时值与 nice 值关系如下：

const int sched_prio_to_weight[40] = {
 /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
 /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
 /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
 /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
 /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
 /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
 /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
 /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
};