学习一下kernel6.12中sugov_iowait_apply的函数逻辑
一.函数实现
/**
318 * sugov_iowait_apply() - Apply the IO boost to a CPU.
319 * @sg_cpu: the sugov data for the cpu to boost
320 * @time: the update time from the caller
321 * @max_cap: the max CPU capacity
322 *
323 * A CPU running a task which woken up after an IO operation can have its
324 * utilization boosted to speed up the completion of those IO operations.
325 * The IO boost value is increased each time a task wakes up from IO, in
326 * sugov_iowait_apply(), and it's instead decreased by this function,
327 * each time an increase has not been requested (!iowait_boost_pending).
328 *
329 * A CPU which also appears to have been idle for at least one tick has also
330 * its IO boost utilization reset.
331 *
332 * This mechanism is designed to boost high frequently IO waiting tasks, while
333 * being more conservative on tasks which does sporadic IO operations.
334 */
335 static unsigned long sugov_iowait_apply(struct sugov_cpu *sg_cpu, u64 time,
336 unsigned long max_cap)
337 {
338 /* No boost currently required */// 如果当前无 I/O boost 需求，返回 0
339 if (!sg_cpu->iowait_boost)
340 return 0;
341
342 /* Reset boost if the CPU appears to have been idle enough */// CPU 是否 空闲超过一个 tick（通常 4ms）// 如果是，说明 没有活跃的 I/O 任务，重置 boost
343 if (sugov_iowait_reset(sg_cpu, time, false))
344 return 0;
345 // iowait_boost_pending：由 sugov_update() 在检测到 I/O 唤醒任务 时置为 true// 如果本次调用 没有新 I/O 唤醒（pending == false），说明 I/O 活动减少，逐步衰减 boost// 衰减方式：每次减半（指数衰减），直到低于阈值（IOWAIT_BOOST_MIN）后清零。
346 if (!sg_cpu->iowait_boost_pending) {
347 /*
348 * No boost pending; reduce the boost value.
349 */
350 sg_cpu->iowait_boost >>= 1;
351 if (sg_cpu->iowait_boost < IOWAIT_BOOST_MIN) {
352 sg_cpu->iowait_boost = 0;
353 return 0;
354 }
355 }
356 // 本轮处理完成，重置 pending
357 sg_cpu->iowait_boost_pending = false;
358
359 /*
360 * sg_cpu->util is already in capacity scale; convert iowait_boost
361 * into the same scale so we can compare.
362 */// 此处将其 转换为与 util 相同的算力 scale（0~max_cap）
363 return (sg_cpu->iowait_boost * max_cap) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
364 }
365 这段代码是 Linux schedutil（sugov）调频策略中的 I/O Wait Boost（I/O 等待加速）机制 的核心部分。它的目标是：
当任务因等待 I/O（如磁盘、网络）而阻塞后被唤醒时，临时提升 CPU 频率，加速后续处理，从而改善 I/O 延迟和系统响应性。
🎯 二、为什么需要 I/O Boost？
场景举例：
数据库写入：
- 应用线程写数据到磁盘 → 进入 D 状态（不可中断睡眠）；
- I/O 完成后，线程被唤醒 → 需要快速处理回调、释放锁、响应客户端；
- 如果此时 CPU 频率很低（因之前睡眠被降频），处理延迟会很高。
UI 应用加载资源：
- 从磁盘加载图片 → 睡眠；
- 唤醒后解码、渲染；
- 若 CPU 频率未及时提升，用户会感到卡顿。
❌ 问题：
- 任务在 I/O 睡眠期间，CPU 利用率（util_avg）趋近于 0；
schedutil会因此 大幅降低 CPU 频率；- 但任务唤醒后 立刻需要高性能，频率爬升需要时间（几十~几百毫秒）；
- 结果：I/O 延迟增加，用户体验下降。
✅ I/O Boost 的作用：
在任务因 I/O 唤醒时，强制 CPU 频率快速提升，避免“唤醒后性能饥饿”。
▶ 函数参数：
sg_cpu：当前 CPU 的 sugov 数据；time：当前时间（用于判断是否空闲）；max_cap：该 CPU 的最大算力（如 1024）
🔄 二、I/O Boost 的完整工作流程
- 任务因 I/O 睡眠 →
util_avg下降 → CPU 降频； - I/O 完成，任务被唤醒 → 调度器调用
cpufreq_update_util()； - sugov 检测到
SCHED_CPUFREQ_IOWAIT标志 → 设置：
sg_cpu->iowait_boost = max(sg_cpu->iowait_boost << 1, IOWAIT_BOOST_MIN);
sg_cpu->iowait_boost_pending = true
- 下次频率更新时 →
sugov_iowait_apply()被调用：- 若有 pending → 保持或提升 boost；
- 若无 pending → 衰减 boost；
- boost 值参与最终频率计算：
target_util = max(util, iowait_boost_value);
📌 总结
sugov_iowait_apply()的作用：
管理 I/O wait boost 的 衰减与重置，返回当前应施加的 boost 值。为什么要 I/O boost：
解决 “I/O 唤醒后 CPU 频率滞后” 问题，提升交互响应性和 I/O 吞吐。关键机制：
- 唤醒时提升 boost；
- 无新 I/O 时指数衰减；
- 空闲时重置；
- 仅对高频 I/O 任务持续生效。