sched/loadavg: Fix loadavg artifacts on fully idle and on fully loaded systems
authorSasha Levin <sasha.levin@oracle.com>
Wed, 1 Jun 2016 01:11:00 +0000 (21:11 -0400)
committerSasha Levin <sasha.levin@oracle.com>
Mon, 6 Jun 2016 23:11:03 +0000 (19:11 -0400)
commit8d2ba3ff3ab81345eba35eac4c06e905da62f1c6
tree93bb79c98418354b5e71bdee68f1108670d014b0
parent23b229af85ee9dceef67760cd1724203015c16a6
sched/loadavg: Fix loadavg artifacts on fully idle and on fully loaded systems

[ Upstream commit 20878232c52329f92423d27a60e48b6a6389e0dd ]

Systems show a minimal load average of 0.00, 0.01, 0.05 even when they
have no load at all.

Uptime and /proc/loadavg on all systems with kernels released during the
last five years up until kernel version 4.6-rc5, show a 5- and 15-minute
minimum loadavg of 0.01 and 0.05 respectively. This should be 0.00 on
idle systems, but the way the kernel calculates this value prevents it
from getting lower than the mentioned values.

Likewise but not as obviously noticeable, a fully loaded system with no
processes waiting, shows a maximum 1/5/15 loadavg of 1.00, 0.99, 0.95
(multiplied by number of cores).

Once the (old) load becomes 93 or higher, it mathematically can never
get lower than 93, even when the active (load) remains 0 forever.
This results in the strange 0.00, 0.01, 0.05 uptime values on idle
systems.  Note: 93/2048 = 0.0454..., which rounds up to 0.05.

It is not correct to add a 0.5 rounding (=1024/2048) here, since the
result from this function is fed back into the next iteration again,
so the result of that +0.5 rounding value then gets multiplied by
(2048-2037), and then rounded again, so there is a virtual "ghost"
load created, next to the old and active load terms.

By changing the way the internally kept value is rounded, that internal
value equivalent now can reach 0.00 on idle, and 1.00 on full load. Upon
increasing load, the internally kept load value is rounded up, when the
load is decreasing, the load value is rounded down.

The modified code was tested on nohz=off and nohz kernels. It was tested
on vanilla kernel 4.6-rc5 and on centos 7.1 kernel 3.10.0-327. It was
tested on single, dual, and octal cores system. It was tested on virtual
hosts and bare hardware. No unwanted effects have been observed, and the
problems that the patch intended to fix were indeed gone.

Tested-by: Damien Wyart <damien.wyart@free.fr>
Signed-off-by: Vik Heyndrickx <vik.heyndrickx@veribox.net>
Signed-off-by: Peter Zijlstra (Intel) <peterz@infradead.org>
Cc: <stable@vger.kernel.org>
Cc: Doug Smythies <dsmythies@telus.net>
Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Cc: Mike Galbraith <efault@gmx.de>
Cc: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Fixes: 0f004f5a696a ("sched: Cure more NO_HZ load average woes")
Link: http://lkml.kernel.org/r/e8d32bff-d544-7748-72b5-3c86cc71f09f@veribox.net
Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
Signed-off-by: Sasha Levin <sasha.levin@oracle.com>
kernel/sched/proc.c