io_uring: optimise ctx referencing by requests
authorPavel Begunkov <asml.silence@gmail.com>
Mon, 4 Oct 2021 19:02:53 +0000 (20:02 +0100)
committerJens Axboe <axboe@kernel.dk>
Tue, 19 Oct 2021 11:49:54 +0000 (05:49 -0600)
Currenlty, we allocate one ctx reference per request at submission time
and put them at free. It's batched and not so expensive but it still
bloats the kernel, adds 2 function calls for rcu and adds some overhead
for request counting in io_free_batch_list().

Always keep one reference with a request, even when it's freed and in
io_uring request caches. There is extra work at ring exit / quiesce
paths, which now need to put all cached requests. io_ring_exit_work() is
already looping, so it's not a problem. Add hybrid-busy waiting to
io_ctx_quiesce() as well for now.

Signed-off-by: Pavel Begunkov <asml.silence@gmail.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/99613fbe396e80777228cde39bbda1aa8938554e.1633373302.git.asml.silence@gmail.com
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
fs/io_uring.c

index c9e6f4b6871846fc9a37822f286f505f17d719d6..9ec86e35668f5ad1c03226717ac9ed657e7ef52e 100644 (file)
@@ -1807,7 +1807,6 @@ static void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, long res,
                io_put_task(req->task, 1);
                wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
                ctx->locked_free_nr++;
-               percpu_ref_put(&ctx->refs);
        }
        io_commit_cqring(ctx);
        spin_unlock(&ctx->completion_lock);
@@ -1929,6 +1928,7 @@ static bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
                ret = 1;
        }
 
+       percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
        for (i = 0; i < ret; i++) {
                req = reqs[i];
 
@@ -1986,8 +1986,6 @@ static void __io_free_req(struct io_kiocb *req)
        wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
        ctx->locked_free_nr++;
        spin_unlock(&ctx->completion_lock);
-
-       percpu_ref_put(&ctx->refs);
 }
 
 static inline void io_remove_next_linked(struct io_kiocb *req)
@@ -2276,7 +2274,7 @@ static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
        __must_hold(&ctx->uring_lock)
 {
        struct task_struct *task = NULL;
-       int task_refs = 0, ctx_refs = 0;
+       int task_refs = 0;
 
        do {
                struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
@@ -2296,12 +2294,9 @@ static void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx,
                        task_refs = 0;
                }
                task_refs++;
-               ctx_refs++;
                wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
        } while (node);
 
-       if (ctx_refs)
-               percpu_ref_put_many(&ctx->refs, ctx_refs);
        if (task)
                io_put_task(task, task_refs);
 }
@@ -7212,8 +7207,6 @@ static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
                return 0;
        /* make sure SQ entry isn't read before tail */
        nr = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
-       if (unlikely(!percpu_ref_tryget_many(&ctx->refs, nr)))
-               return -EAGAIN;
        io_get_task_refs(nr);
 
        io_submit_state_start(&ctx->submit_state, nr);
@@ -7243,7 +7236,6 @@ static int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
                int unused = nr - ref_used;
 
                current->io_uring->cached_refs += unused;
-               percpu_ref_put_many(&ctx->refs, unused);
        }
 
        io_submit_state_end(ctx);
@@ -9164,6 +9156,7 @@ static void io_destroy_buffers(struct io_ring_ctx *ctx)
 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
 {
        struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
+       int nr = 0;
 
        mutex_lock(&ctx->uring_lock);
        io_flush_cached_locked_reqs(ctx, state);
@@ -9175,7 +9168,10 @@ static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
                node = wq_stack_extract(&state->free_list);
                req = container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
                kmem_cache_free(req_cachep, req);
+               nr++;
        }
+       if (nr)
+               percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
        mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 }
 
@@ -9345,6 +9341,8 @@ static void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
                        io_sq_thread_unpark(sqd);
                }
 
+               io_req_caches_free(ctx);
+
                if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
                        /* there is little hope left, don't run it too often */
                        interval = HZ * 60;
@@ -10724,10 +10722,14 @@ static int io_ctx_quiesce(struct io_ring_ctx *ctx)
         */
        mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
        do {
-               ret = wait_for_completion_interruptible(&ctx->ref_comp);
-               if (!ret)
+               ret = wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, HZ);
+               if (ret) {
+                       ret = min(0L, ret);
                        break;
+               }
+
                ret = io_run_task_work_sig();
+               io_req_caches_free(ctx);
        } while (ret >= 0);
        mutex_lock(&ctx->uring_lock);