vfs: shave work on failed file open
authorMateusz Guzik <mjguzik@gmail.com>
Tue, 26 Sep 2023 16:22:28 +0000 (18:22 +0200)
committerChristian Brauner <brauner@kernel.org>
Thu, 19 Oct 2023 09:02:48 +0000 (11:02 +0200)
commit93faf426e3cc000c95f1a5d3510b77ce99adac52
treecad9d0928a1b11d56cb87c5c5c3b080974437cd5
parent6036c5f1317526890925576f0efcbc427a32a2ae
vfs: shave work on failed file open

Failed opens (mostly ENOENT) legitimately happen a lot, for example here
are stats from stracing kernel build for few seconds (strace -fc make):

  % time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
  ------ ----------- ----------- --------- --------- ------------------
    0.76    0.076233           5     15040      3688 openat

(this is tons of header files tried in different paths)

In the common case of there being nothing to close (only the file object
to free) there is a lot of overhead which can be avoided.

This is most notably delegation of freeing to task_work, which comes
with an enormous cost (see 021a160abf62 ("fs: use __fput_sync in
close(2)" for an example).

Benchmarked with will-it-scale with a custom testcase based on
tests/open1.c, stuffed into tests/openneg.c:
[snip]
        while (1) {
                int fd = open("/tmp/nonexistent", O_RDONLY);
                assert(fd == -1);

                (*iterations)++;
        }
[/snip]

Sapphire Rapids, openneg_processes -t 1 (ops/s):
before: 1950013
after: 2914973 (+49%)

file refcount is checked as a safety belt against buggy consumers with
an atomic cmpxchg. Technically it is not necessary, but it happens to
not be measurable due to several other atomics which immediately follow.
Optmizing them away to make this atomic into a problem is left as an
exercise for the reader.

v2:
- unexport fput_badopen and move to fs/internal.h
- handle the refcount with cmpxchg, adjust commentary accordingly
- tweak the commit message

Signed-off-by: Mateusz Guzik <mjguzik@gmail.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20230926162228.68666-1-mjguzik@gmail.com
Signed-off-by: Christian Brauner <brauner@kernel.org>
fs/file_table.c
fs/internal.h
fs/namei.c