kernel/sched/psi.c

   1 /*
   2  * Pressure stall information for CPU, memory and IO
   3  *
   4  * Copyright (c) 2018 Facebook, Inc.
   5  * Author: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
   6  *
   7  * When CPU, memory and IO are contended, tasks experience delays that
   8  * reduce throughput and introduce latencies into the workload. Memory
   9  * and IO contention, in addition, can cause a full loss of forward
  10  * progress in which the CPU goes idle.
  11  *
  12  * This code aggregates individual task delays into resource pressure
  13  * metrics that indicate problems with both workload health and
  14  * resource utilization.
  15  *
  16  *                      Model
  17  *
  18  * The time in which a task can execute on a CPU is our baseline for
  19  * productivity. Pressure expresses the amount of time in which this
  20  * potential cannot be realized due to resource contention.
  21  *
  22  * This concept of productivity has two components: the workload and
  23  * the CPU. To measure the impact of pressure on both, we define two
  24  * contention states for a resource: SOME and FULL.
  25  *
  26  * In the SOME state of a given resource, one or more tasks are
  27  * delayed on that resource. This affects the workload's ability to
  28  * perform work, but the CPU may still be executing other tasks.
  29  *
  30  * In the FULL state of a given resource, all non-idle tasks are
  31  * delayed on that resource such that nobody is advancing and the CPU
  32  * goes idle. This leaves both workload and CPU unproductive.
  33  *
  34  * (Naturally, the FULL state doesn't exist for the CPU resource.)
  35  *
  36  *      SOME = nr_delayed_tasks != 0
  37  *      FULL = nr_delayed_tasks != 0 && nr_running_tasks == 0
  38  *
  39  * The percentage of wallclock time spent in those compound stall
  40  * states gives pressure numbers between 0 and 100 for each resource,
  41  * where the SOME percentage indicates workload slowdowns and the FULL
  42  * percentage indicates reduced CPU utilization:
  43  *
  44  *      %SOME = time(SOME) / period
  45  *      %FULL = time(FULL) / period
  46  *
  47  *                      Multiple CPUs
  48  *
  49  * The more tasks and available CPUs there are, the more work can be
  50  * performed concurrently. This means that the potential that can go
  51  * unrealized due to resource contention *also* scales with non-idle
  52  * tasks and CPUs.
  53  *
  54  * Consider a scenario where 257 number crunching tasks are trying to
  55  * run concurrently on 256 CPUs. If we simply aggregated the task
  56  * states, we would have to conclude a CPU SOME pressure number of
  57  * 100%, since *somebody* is waiting on a runqueue at all
  58  * times. However, that is clearly not the amount of contention the
  59  * workload is experiencing: only one out of 256 possible exceution
  60  * threads will be contended at any given time, or about 0.4%.
  61  *
  62  * Conversely, consider a scenario of 4 tasks and 4 CPUs where at any
  63  * given time *one* of the tasks is delayed due to a lack of memory.
  64  * Again, looking purely at the task state would yield a memory FULL
  65  * pressure number of 0%, since *somebody* is always making forward
  66  * progress. But again this wouldn't capture the amount of execution
  67  * potential lost, which is 1 out of 4 CPUs, or 25%.
  68  *
  69  * To calculate wasted potential (pressure) with multiple processors,
  70  * we have to base our calculation on the number of non-idle tasks in
  71  * conjunction with the number of available CPUs, which is the number
  72  * of potential execution threads. SOME becomes then the proportion of
  73  * delayed tasks to possibe threads, and FULL is the share of possible
  74  * threads that are unproductive due to delays:
  75  *
  76  *      threads = min(nr_nonidle_tasks, nr_cpus)
  77  *         SOME = min(nr_delayed_tasks / threads, 1)
  78  *         FULL = (threads - min(nr_running_tasks, threads)) / threads
  79  *
  80  * For the 257 number crunchers on 256 CPUs, this yields:
  81  *
  82  *      threads = min(257, 256)
  83  *         SOME = min(1 / 256, 1)             = 0.4%
  84  *         FULL = (256 - min(257, 256)) / 256 = 0%
  85  *
  86  * For the 1 out of 4 memory-delayed tasks, this yields:
  87  *
  88  *      threads = min(4, 4)
  89  *         SOME = min(1 / 4, 1)               = 25%
  90  *         FULL = (4 - min(3, 4)) / 4         = 25%
  91  *
  92  * [ Substitute nr_cpus with 1, and you can see that it's a natural
  93  *   extension of the single-CPU model. ]
  94  *
  95  *                      Implementation
  96  *
  97  * To assess the precise time spent in each such state, we would have
  98  * to freeze the system on task changes and start/stop the state
  99  * clocks accordingly. Obviously that doesn't scale in practice.
 100  *
 101  * Because the scheduler aims to distribute the compute load evenly
 102  * among the available CPUs, we can track task state locally to each
 103  * CPU and, at much lower frequency, extrapolate the global state for
 104  * the cumulative stall times and the running averages.
 105  *
 106  * For each runqueue, we track:
 107  *
 108  *         tSOME[cpu] = time(nr_delayed_tasks[cpu] != 0)
 109  *         tFULL[cpu] = time(nr_delayed_tasks[cpu] && !nr_running_tasks[cpu])
 110  *      tNONIDLE[cpu] = time(nr_nonidle_tasks[cpu] != 0)
 111  *
 112  * and then periodically aggregate:
 113  *
 114  *      tNONIDLE = sum(tNONIDLE[i])
 115  *
 116  *         tSOME = sum(tSOME[i] * tNONIDLE[i]) / tNONIDLE
 117  *         tFULL = sum(tFULL[i] * tNONIDLE[i]) / tNONIDLE
 118  *
 119  *         %SOME = tSOME / period
 120  *         %FULL = tFULL / period
 121  *
 122  * This gives us an approximation of pressure that is practical
 123  * cost-wise, yet way more sensitive and accurate than periodic
 124  * sampling of the aggregate task states would be.
 125  */
 126
 127 #include <linux/sched/loadavg.h>
 128 #include <linux/seq_file.h>
 129 #include <linux/proc_fs.h>
 130 #include <linux/seqlock.h>
 131 #include <linux/cgroup.h>
 132 #include <linux/module.h>
 133 #include <linux/sched.h>
 134 #include <linux/psi.h>
 135 #include "sched.h"
 136
 137 static int psi_bug __read_mostly;
 138
 139 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(psi_disabled);
 140
 141 #ifdef CONFIG_PSI_DEFAULT_DISABLED
 142 bool psi_enable;
 143 #else
 144 bool psi_enable = true;
 145 #endif
 146 static int __init setup_psi(char *str)
 147 {
 148         return kstrtobool(str, &psi_enable) == 0;
 149 }
 150 __setup("psi=", setup_psi);
 151
 152 /* Running averages - we need to be higher-res than loadavg */
 153 #define PSI_FREQ        (2*HZ+1)        /* 2 sec intervals */
 154 #define EXP_10s         1677            /* 1/exp(2s/10s) as fixed-point */
 155 #define EXP_60s         1981            /* 1/exp(2s/60s) */
 156 #define EXP_300s        2034            /* 1/exp(2s/300s) */
 157
 158 /* Sampling frequency in nanoseconds */
 159 static u64 psi_period __read_mostly;
 160
 161 /* System-level pressure and stall tracking */
 162 static DEFINE_PER_CPU(struct psi_group_cpu, system_group_pcpu);
 163 static struct psi_group psi_system = {
 164         .pcpu = &system_group_pcpu,
 165 };
 166
 167 static void psi_update_work(struct work_struct *work);
 168
 169 static void group_init(struct psi_group *group)
 170 {
 171         int cpu;
 172
 173         for_each_possible_cpu(cpu)
 174                 seqcount_init(&per_cpu_ptr(group->pcpu, cpu)->seq);
 175         group->next_update = sched_clock() + psi_period;
 176         INIT_DELAYED_WORK(&group->clock_work, psi_update_work);
 177         mutex_init(&group->stat_lock);
 178 }
 179
 180 void __init psi_init(void)
 181 {
 182         if (!psi_enable) {
 183                 static_branch_enable(&psi_disabled);
 184                 return;
 185         }
 186
 187         psi_period = jiffies_to_nsecs(PSI_FREQ);
 188         group_init(&psi_system);
 189 }
 190
 191 static bool test_state(unsigned int *tasks, enum psi_states state)
 192 {
 193         switch (state) {
 194         case PSI_IO_SOME:
 195                 return tasks[NR_IOWAIT];
 196         case PSI_IO_FULL:
 197                 return tasks[NR_IOWAIT] && !tasks[NR_RUNNING];
 198         case PSI_MEM_SOME:
 199                 return tasks[NR_MEMSTALL];
 200         case PSI_MEM_FULL:
 201                 return tasks[NR_MEMSTALL] && !tasks[NR_RUNNING];
 202         case PSI_CPU_SOME:
 203                 return tasks[NR_RUNNING] > 1;
 204         case PSI_NONIDLE:
 205                 return tasks[NR_IOWAIT] || tasks[NR_MEMSTALL] ||
 206                         tasks[NR_RUNNING];
 207         default:
 208                 return false;
 209         }
 210 }
 211
 212 static void get_recent_times(struct psi_group *group, int cpu, u32 *times)
 213 {
 214         struct psi_group_cpu *groupc = per_cpu_ptr(group->pcpu, cpu);
 215         unsigned int tasks[NR_PSI_TASK_COUNTS];
 216         u64 now, state_start;
 217         unsigned int seq;
 218         int s;
 219
 220         /* Snapshot a coherent view of the CPU state */
 221         do {
 222                 seq = read_seqcount_begin(&groupc->seq);
 223                 now = cpu_clock(cpu);
 224                 memcpy(times, groupc->times, sizeof(groupc->times));
 225                 memcpy(tasks, groupc->tasks, sizeof(groupc->tasks));
 226                 state_start = groupc->state_start;
 227         } while (read_seqcount_retry(&groupc->seq, seq));
 228
 229         /* Calculate state time deltas against the previous snapshot */
 230         for (s = 0; s < NR_PSI_STATES; s++) {
 231                 u32 delta;
 232                 /*
 233                  * In addition to already concluded states, we also
 234                  * incorporate currently active states on the CPU,
 235                  * since states may last for many sampling periods.
 236                  *
 237                  * This way we keep our delta sampling buckets small
 238                  * (u32) and our reported pressure close to what's
 239                  * actually happening.
 240                  */
 241                 if (test_state(tasks, s))
 242                         times[s] += now - state_start;
 243
 244                 delta = times[s] - groupc->times_prev[s];
 245                 groupc->times_prev[s] = times[s];
 246
 247                 times[s] = delta;
 248         }
 249 }
 250
 251 static void calc_avgs(unsigned long avg[3], int missed_periods,
 252                       u64 time, u64 period)
 253 {
 254         unsigned long pct;
 255
 256         /* Fill in zeroes for periods of no activity */
 257         if (missed_periods) {
 258                 avg[0] = calc_load_n(avg[0], EXP_10s, 0, missed_periods);
 259                 avg[1] = calc_load_n(avg[1], EXP_60s, 0, missed_periods);
 260                 avg[2] = calc_load_n(avg[2], EXP_300s, 0, missed_periods);
 261         }
 262
 263         /* Sample the most recent active period */
 264         pct = div_u64(time * 100, period);
 265         pct *= FIXED_1;
 266         avg[0] = calc_load(avg[0], EXP_10s, pct);
 267         avg[1] = calc_load(avg[1], EXP_60s, pct);
 268         avg[2] = calc_load(avg[2], EXP_300s, pct);
 269 }
 270
 271 static bool update_stats(struct psi_group *group)
 272 {
 273         u64 deltas[NR_PSI_STATES - 1] = { 0, };
 274         unsigned long missed_periods = 0;
 275         unsigned long nonidle_total = 0;
 276         u64 now, expires, period;
 277         int cpu;
 278         int s;
 279
 280         mutex_lock(&group->stat_lock);
 281
 282         /*
 283          * Collect the per-cpu time buckets and average them into a
 284          * single time sample that is normalized to wallclock time.
 285          *
 286          * For averaging, each CPU is weighted by its non-idle time in
 287          * the sampling period. This eliminates artifacts from uneven
 288          * loading, or even entirely idle CPUs.
 289          */
 290         for_each_possible_cpu(cpu) {
 291                 u32 times[NR_PSI_STATES];
 292                 u32 nonidle;
 293
 294                 get_recent_times(group, cpu, times);
 295
 296                 nonidle = nsecs_to_jiffies(times[PSI_NONIDLE]);
 297                 nonidle_total += nonidle;
 298
 299                 for (s = 0; s < PSI_NONIDLE; s++)
 300                         deltas[s] += (u64)times[s] * nonidle;
 301         }
 302
 303         /*
 304          * Integrate the sample into the running statistics that are
 305          * reported to userspace: the cumulative stall times and the
 306          * decaying averages.
 307          *
 308          * Pressure percentages are sampled at PSI_FREQ. We might be
 309          * called more often when the user polls more frequently than
 310          * that; we might be called less often when there is no task
 311          * activity, thus no data, and clock ticks are sporadic. The
 312          * below handles both.
 313          */
 314
 315         /* total= */
 316         for (s = 0; s < NR_PSI_STATES - 1; s++)
 317                 group->total[s] += div_u64(deltas[s], max(nonidle_total, 1UL));
 318
 319         /* avgX= */
 320         now = sched_clock();
 321         expires = group->next_update;
 322         if (now < expires)
 323                 goto out;
 324         if (now - expires > psi_period)
 325                 missed_periods = div_u64(now - expires, psi_period);
 326
 327         /*
 328          * The periodic clock tick can get delayed for various
 329          * reasons, especially on loaded systems. To avoid clock
 330          * drift, we schedule the clock in fixed psi_period intervals.
 331          * But the deltas we sample out of the per-cpu buckets above
 332          * are based on the actual time elapsing between clock ticks.
 333          */
 334         group->next_update = expires + ((1 + missed_periods) * psi_period);
 335         period = now - (group->last_update + (missed_periods * psi_period));
 336         group->last_update = now;
 337
 338         for (s = 0; s < NR_PSI_STATES - 1; s++) {
 339                 u32 sample;
 340
 341                 sample = group->total[s] - group->total_prev[s];
 342                 /*
 343                  * Due to the lockless sampling of the time buckets,
 344                  * recorded time deltas can slip into the next period,
 345                  * which under full pressure can result in samples in
 346                  * excess of the period length.
 347                  *
 348                  * We don't want to report non-sensical pressures in
 349                  * excess of 100%, nor do we want to drop such events
 350                  * on the floor. Instead we punt any overage into the
 351                  * future until pressure subsides. By doing this we
 352                  * don't underreport the occurring pressure curve, we
 353                  * just report it delayed by one period length.
 354                  *
 355                  * The error isn't cumulative. As soon as another
 356                  * delta slips from a period P to P+1, by definition
 357                  * it frees up its time T in P.
 358                  */
 359                 if (sample > period)
 360                         sample = period;
 361                 group->total_prev[s] += sample;
 362                 calc_avgs(group->avg[s], missed_periods, sample, period);
 363         }
 364 out:
 365         mutex_unlock(&group->stat_lock);
 366         return nonidle_total;
 367 }
 368
 369 static void psi_update_work(struct work_struct *work)
 370 {
 371         struct delayed_work *dwork;
 372         struct psi_group *group;
 373         bool nonidle;
 374
 375         dwork = to_delayed_work(work);
 376         group = container_of(dwork, struct psi_group, clock_work);
 377
 378         /*
 379          * If there is task activity, periodically fold the per-cpu
 380          * times and feed samples into the running averages. If things
 381          * are idle and there is no data to process, stop the clock.
 382          * Once restarted, we'll catch up the running averages in one
 383          * go - see calc_avgs() and missed_periods.
 384          */
 385
 386         nonidle = update_stats(group);
 387
 388         if (nonidle) {
 389                 unsigned long delay = 0;
 390                 u64 now;
 391
 392                 now = sched_clock();
 393                 if (group->next_update > now)
 394                         delay = nsecs_to_jiffies(group->next_update - now) + 1;
 395                 schedule_delayed_work(dwork, delay);
 396         }
 397 }
 398
 399 static void record_times(struct psi_group_cpu *groupc, int cpu,
 400                          bool memstall_tick)
 401 {
 402         u32 delta;
 403         u64 now;
 404
 405         now = cpu_clock(cpu);
 406         delta = now - groupc->state_start;
 407         groupc->state_start = now;
 408
 409         if (test_state(groupc->tasks, PSI_IO_SOME)) {
 410                 groupc->times[PSI_IO_SOME] += delta;
 411                 if (test_state(groupc->tasks, PSI_IO_FULL))
 412                         groupc->times[PSI_IO_FULL] += delta;
 413         }
 414
 415         if (test_state(groupc->tasks, PSI_MEM_SOME)) {
 416                 groupc->times[PSI_MEM_SOME] += delta;
 417                 if (test_state(groupc->tasks, PSI_MEM_FULL))
 418                         groupc->times[PSI_MEM_FULL] += delta;
 419                 else if (memstall_tick) {
 420                         u32 sample;
 421                         /*
 422                          * Since we care about lost potential, a
 423                          * memstall is FULL when there are no other
 424                          * working tasks, but also when the CPU is
 425                          * actively reclaiming and nothing productive
 426                          * could run even if it were runnable.
 427                          *
 428                          * When the timer tick sees a reclaiming CPU,
 429                          * regardless of runnable tasks, sample a FULL
 430                          * tick (or less if it hasn't been a full tick
 431                          * since the last state change).
 432                          */
 433                         sample = min(delta, (u32)jiffies_to_nsecs(1));
 434                         groupc->times[PSI_MEM_FULL] += sample;
 435                 }
 436         }
 437
 438         if (test_state(groupc->tasks, PSI_CPU_SOME))
 439                 groupc->times[PSI_CPU_SOME] += delta;
 440
 441         if (test_state(groupc->tasks, PSI_NONIDLE))
 442                 groupc->times[PSI_NONIDLE] += delta;
 443 }
 444
 445 static void psi_group_change(struct psi_group *group, int cpu,
 446                              unsigned int clear, unsigned int set)
 447 {
 448         struct psi_group_cpu *groupc;
 449         unsigned int t, m;
 450
 451         groupc = per_cpu_ptr(group->pcpu, cpu);
 452
 453         /*
 454          * First we assess the aggregate resource states this CPU's
 455          * tasks have been in since the last change, and account any
 456          * SOME and FULL time these may have resulted in.
 457          *
 458          * Then we update the task counts according to the state
 459          * change requested through the @clear and @set bits.
 460          */
 461         write_seqcount_begin(&groupc->seq);
 462
 463         record_times(groupc, cpu, false);
 464
 465         for (t = 0, m = clear; m; m &= ~(1 << t), t++) {
 466                 if (!(m & (1 << t)))
 467                         continue;
 468                 if (groupc->tasks[t] == 0 && !psi_bug) {
 469                         printk_deferred(KERN_ERR "psi: task underflow! cpu=%d t=%d tasks=[%u %u %u] clear=%x set=%x\n",
 470                                         cpu, t, groupc->tasks[0],
 471                                         groupc->tasks[1], groupc->tasks[2],
 472                                         clear, set);
 473                         psi_bug = 1;
 474                 }
 475                 groupc->tasks[t]--;
 476         }
 477
 478         for (t = 0; set; set &= ~(1 << t), t++)
 479                 if (set & (1 << t))
 480                         groupc->tasks[t]++;
 481
 482         write_seqcount_end(&groupc->seq);
 483
 484         if (!delayed_work_pending(&group->clock_work))
 485                 schedule_delayed_work(&group->clock_work, PSI_FREQ);
 486 }
 487
 488 static struct psi_group *iterate_groups(struct task_struct *task, void **iter)
 489 {
 490 #ifdef CONFIG_CGROUPS
 491         struct cgroup *cgroup = NULL;
 492
 493         if (!*iter)
 494                 cgroup = task->cgroups->dfl_cgrp;
 495         else if (*iter == &psi_system)
 496                 return NULL;
 497         else
 498                 cgroup = cgroup_parent(*iter);
 499
 500         if (cgroup && cgroup_parent(cgroup)) {
 501                 *iter = cgroup;
 502                 return cgroup_psi(cgroup);
 503         }
 504 #else
 505         if (*iter)
 506                 return NULL;
 507 #endif
 508         *iter = &psi_system;
 509         return &psi_system;
 510 }
 511
 512 void psi_task_change(struct task_struct *task, int clear, int set)
 513 {
 514         int cpu = task_cpu(task);
 515         struct psi_group *group;
 516         void *iter = NULL;
 517
 518         if (!task->pid)
 519                 return;
 520
 521         if (((task->psi_flags & set) ||
 522              (task->psi_flags & clear) != clear) &&
 523             !psi_bug) {
 524                 printk_deferred(KERN_ERR "psi: inconsistent task state! task=%d:%s cpu=%d psi_flags=%x clear=%x set=%x\n",
 525                                 task->pid, task->comm, cpu,
 526                                 task->psi_flags, clear, set);
 527                 psi_bug = 1;
 528         }
 529
 530         task->psi_flags &= ~clear;
 531         task->psi_flags |= set;
 532
 533         while ((group = iterate_groups(task, &iter)))
 534                 psi_group_change(group, cpu, clear, set);
 535 }
 536
 537 void psi_memstall_tick(struct task_struct *task, int cpu)
 538 {
 539         struct psi_group *group;
 540         void *iter = NULL;
 541
 542         while ((group = iterate_groups(task, &iter))) {
 543                 struct psi_group_cpu *groupc;
 544
 545                 groupc = per_cpu_ptr(group->pcpu, cpu);
 546                 write_seqcount_begin(&groupc->seq);
 547                 record_times(groupc, cpu, true);
 548                 write_seqcount_end(&groupc->seq);
 549         }
 550 }
 551
 552 /**
 553  * psi_memstall_enter - mark the beginning of a memory stall section
 554  * @flags: flags to handle nested sections
 555  *
 556  * Marks the calling task as being stalled due to a lack of memory,
 557  * such as waiting for a refault or performing reclaim.
 558  */
 559 void psi_memstall_enter(unsigned long *flags)
 560 {
 561         struct rq_flags rf;
 562         struct rq *rq;
 563
 564         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
 565                 return;
 566
 567         *flags = current->flags & PF_MEMSTALL;
 568         if (*flags)
 569                 return;
 570         /*
 571          * PF_MEMSTALL setting & accounting needs to be atomic wrt
 572          * changes to the task's scheduling state, otherwise we can
 573          * race with CPU migration.
 574          */
 575         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
 576
 577         current->flags |= PF_MEMSTALL;
 578         psi_task_change(current, 0, TSK_MEMSTALL);
 579
 580         rq_unlock_irq(rq, &rf);
 581 }
 582
 583 /**
 584  * psi_memstall_leave - mark the end of an memory stall section
 585  * @flags: flags to handle nested memdelay sections
 586  *
 587  * Marks the calling task as no longer stalled due to lack of memory.
 588  */
 589 void psi_memstall_leave(unsigned long *flags)
 590 {
 591         struct rq_flags rf;
 592         struct rq *rq;
 593
 594         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
 595                 return;
 596
 597         if (*flags)
 598                 return;
 599         /*
 600          * PF_MEMSTALL clearing & accounting needs to be atomic wrt
 601          * changes to the task's scheduling state, otherwise we could
 602          * race with CPU migration.
 603          */
 604         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
 605
 606         current->flags &= ~PF_MEMSTALL;
 607         psi_task_change(current, TSK_MEMSTALL, 0);
 608
 609         rq_unlock_irq(rq, &rf);
 610 }
 611
 612 #ifdef CONFIG_CGROUPS
 613 int psi_cgroup_alloc(struct cgroup *cgroup)
 614 {
 615         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
 616                 return 0;
 617
 618         cgroup->psi.pcpu = alloc_percpu(struct psi_group_cpu);
 619         if (!cgroup->psi.pcpu)
 620                 return -ENOMEM;
 621         group_init(&cgroup->psi);
 622         return 0;
 623 }
 624
 625 void psi_cgroup_free(struct cgroup *cgroup)
 626 {
 627         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
 628                 return;
 629
 630         cancel_delayed_work_sync(&cgroup->psi.clock_work);
 631         free_percpu(cgroup->psi.pcpu);
 632 }
 633
 634 /**
 635  * cgroup_move_task - move task to a different cgroup
 636  * @task: the task
 637  * @to: the target css_set
 638  *
 639  * Move task to a new cgroup and safely migrate its associated stall
 640  * state between the different groups.
 641  *
 642  * This function acquires the task's rq lock to lock out concurrent
 643  * changes to the task's scheduling state and - in case the task is
 644  * running - concurrent changes to its stall state.
 645  */
 646 void cgroup_move_task(struct task_struct *task, struct css_set *to)
 647 {
 648         unsigned int task_flags = 0;
 649         struct rq_flags rf;
 650         struct rq *rq;
 651
 652         if (static_branch_likely(&psi_disabled)) {
 653                 /*
 654                  * Lame to do this here, but the scheduler cannot be locked
 655                  * from the outside, so we move cgroups from inside sched/.
 656                  */
 657                 rcu_assign_pointer(task->cgroups, to);
 658                 return;
 659         }
 660
 661         rq = task_rq_lock(task, &rf);
 662
 663         if (task_on_rq_queued(task))
 664                 task_flags = TSK_RUNNING;
 665         else if (task->in_iowait)
 666                 task_flags = TSK_IOWAIT;
 667
 668         if (task->flags & PF_MEMSTALL)
 669                 task_flags |= TSK_MEMSTALL;
 670
 671         if (task_flags)
 672                 psi_task_change(task, task_flags, 0);
 673
 674         /* See comment above */
 675         rcu_assign_pointer(task->cgroups, to);
 676
 677         if (task_flags)
 678                 psi_task_change(task, 0, task_flags);
 679
 680         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
 681 }
 682 #endif /* CONFIG_CGROUPS */
 683
 684 int psi_show(struct seq_file *m, struct psi_group *group, enum psi_res res)
 685 {
 686         int full;
 687
 688         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
 689                 return -EOPNOTSUPP;
 690
 691         update_stats(group);
 692
 693         for (full = 0; full < 2 - (res == PSI_CPU); full++) {
 694                 unsigned long avg[3];
 695                 u64 total;
 696                 int w;
 697
 698                 for (w = 0; w < 3; w++)
 699                         avg[w] = group->avg[res * 2 + full][w];
 700                 total = div_u64(group->total[res * 2 + full], NSEC_PER_USEC);
 701
 702                 seq_printf(m, "%s avg10=%lu.%02lu avg60=%lu.%02lu avg300=%lu.%02lu total=%llu\n",
 703                            full ? "full" : "some",
 704                            LOAD_INT(avg[0]), LOAD_FRAC(avg[0]),
 705                            LOAD_INT(avg[1]), LOAD_FRAC(avg[1]),
 706                            LOAD_INT(avg[2]), LOAD_FRAC(avg[2]),
 707                            total);
 708         }
 709
 710         return 0;
 711 }
 712
 713 static int psi_io_show(struct seq_file *m, void *v)
 714 {
 715         return psi_show(m, &psi_system, PSI_IO);
 716 }
 717
 718 static int psi_memory_show(struct seq_file *m, void *v)
 719 {
 720         return psi_show(m, &psi_system, PSI_MEM);
 721 }
 722
 723 static int psi_cpu_show(struct seq_file *m, void *v)
 724 {
 725         return psi_show(m, &psi_system, PSI_CPU);
 726 }
 727
 728 static int psi_io_open(struct inode *inode, struct file *file)
 729 {
 730         return single_open(file, psi_io_show, NULL);
 731 }
 732
 733 static int psi_memory_open(struct inode *inode, struct file *file)
 734 {
 735         return single_open(file, psi_memory_show, NULL);
 736 }
 737
 738 static int psi_cpu_open(struct inode *inode, struct file *file)
 739 {
 740         return single_open(file, psi_cpu_show, NULL);
 741 }
 742
 743 static const struct file_operations psi_io_fops = {
 744         .open           = psi_io_open,
 745         .read           = seq_read,
 746         .llseek         = seq_lseek,
 747         .release        = single_release,
 748 };
 749
 750 static const struct file_operations psi_memory_fops = {
 751         .open           = psi_memory_open,
 752         .read           = seq_read,
 753         .llseek         = seq_lseek,
 754         .release        = single_release,
 755 };
 756
 757 static const struct file_operations psi_cpu_fops = {
 758         .open           = psi_cpu_open,
 759         .read           = seq_read,
 760         .llseek         = seq_lseek,
 761         .release        = single_release,
 762 };
 763
 764 static int __init psi_proc_init(void)
 765 {
 766         proc_mkdir("pressure", NULL);
 767         proc_create("pressure/io", 0, NULL, &psi_io_fops);
 768         proc_create("pressure/memory", 0, NULL, &psi_memory_fops);
 769         proc_create("pressure/cpu", 0, NULL, &psi_cpu_fops);
 770         return 0;
 771 }
 772 module_init(psi_proc_init);