sched/uclamp: Extend CPU's cgroup controller
authorPatrick Bellasi <patrick.bellasi@arm.com>
Thu, 22 Aug 2019 13:28:06 +0000 (14:28 +0100)
committerIngo Molnar <mingo@kernel.org>
Tue, 3 Sep 2019 07:17:37 +0000 (09:17 +0200)
commit2480c093130f64ac3a410504fa8b3db1fc4b87ce
tree1dbeca7920dfcadd75249ab41de421bbb2a3ad85
parenta55c7454a8c887b226a01d7eed088ccb5374d81e
sched/uclamp: Extend CPU's cgroup controller

The cgroup CPU bandwidth controller allows to assign a specified
(maximum) bandwidth to the tasks of a group. However this bandwidth is
defined and enforced only on a temporal base, without considering the
actual frequency a CPU is running on. Thus, the amount of computation
completed by a task within an allocated bandwidth can be very different
depending on the actual frequency the CPU is running that task.
The amount of computation can be affected also by the specific CPU a
task is running on, especially when running on asymmetric capacity
systems like Arm's big.LITTLE.

With the availability of schedutil, the scheduler is now able
to drive frequency selections based on actual task utilization.
Moreover, the utilization clamping support provides a mechanism to
bias the frequency selection operated by schedutil depending on
constraints assigned to the tasks currently RUNNABLE on a CPU.

Giving the mechanisms described above, it is now possible to extend the
cpu controller to specify the minimum (or maximum) utilization which
should be considered for tasks RUNNABLE on a cpu.
This makes it possible to better defined the actual computational
power assigned to task groups, thus improving the cgroup CPU bandwidth
controller which is currently based just on time constraints.

Extend the CPU controller with a couple of new attributes uclamp.{min,max}
which allow to enforce utilization boosting and capping for all the
tasks in a group.

Specifically:

- uclamp.min: defines the minimum utilization which should be considered
      i.e. the RUNNABLE tasks of this group will run at least at a
      minimum frequency which corresponds to the uclamp.min
      utilization

- uclamp.max: defines the maximum utilization which should be considered
      i.e. the RUNNABLE tasks of this group will run up to a
      maximum frequency which corresponds to the uclamp.max
      utilization

These attributes:

a) are available only for non-root nodes, both on default and legacy
   hierarchies, while system wide clamps are defined by a generic
   interface which does not depends on cgroups. This system wide
   interface enforces constraints on tasks in the root node.

b) enforce effective constraints at each level of the hierarchy which
   are a restriction of the group requests considering its parent's
   effective constraints. Root group effective constraints are defined
   by the system wide interface.
   This mechanism allows each (non-root) level of the hierarchy to:
   - request whatever clamp values it would like to get
   - effectively get only up to the maximum amount allowed by its parent

c) have higher priority than task-specific clamps, defined via
   sched_setattr(), thus allowing to control and restrict task requests.

Add two new attributes to the cpu controller to collect "requested"
clamp values. Allow that at each non-root level of the hierarchy.
Keep it simple by not caring now about "effective" values computation
and propagation along the hierarchy.

Update sysctl_sched_uclamp_handler() to use the newly introduced
uclamp_mutex so that we serialize system default updates with cgroup
relate updates.

Signed-off-by: Patrick Bellasi <patrick.bellasi@arm.com>
Signed-off-by: Peter Zijlstra (Intel) <peterz@infradead.org>
Reviewed-by: Michal Koutny <mkoutny@suse.com>
Acked-by: Tejun Heo <tj@kernel.org>
Cc: Alessio Balsini <balsini@android.com>
Cc: Dietmar Eggemann <dietmar.eggemann@arm.com>
Cc: Joel Fernandes <joelaf@google.com>
Cc: Juri Lelli <juri.lelli@redhat.com>
Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Cc: Morten Rasmussen <morten.rasmussen@arm.com>
Cc: Paul Turner <pjt@google.com>
Cc: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Cc: Quentin Perret <quentin.perret@arm.com>
Cc: Rafael J . Wysocki <rafael.j.wysocki@intel.com>
Cc: Steve Muckle <smuckle@google.com>
Cc: Suren Baghdasaryan <surenb@google.com>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: Todd Kjos <tkjos@google.com>
Cc: Vincent Guittot <vincent.guittot@linaro.org>
Cc: Viresh Kumar <viresh.kumar@linaro.org>
Link: https://lkml.kernel.org/r/20190822132811.31294-2-patrick.bellasi@arm.com
Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
Documentation/admin-guide/cgroup-v2.rst
init/Kconfig
kernel/sched/core.c
kernel/sched/sched.h