slab: avoid IPIs when creating kmem caches
authorGreg Thelen <gthelen@google.com>
Wed, 3 May 2017 21:51:47 +0000 (14:51 -0700)
committerLinus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Wed, 3 May 2017 22:52:07 +0000 (15:52 -0700)
commita87c75fbcc8dc8466be6c4b18a45bcaf315883ab
treee9fa7c0d584d8d9a8b151fca6894014604a30fd1
parentd47736fafe779f0843e2d766f76832dec5b672d9
slab: avoid IPIs when creating kmem caches

Each slab kmem cache has per cpu array caches.  The array caches are
created when the kmem_cache is created, either via kmem_cache_create()
or lazily when the first object is allocated in context of a kmem
enabled memcg.  Array caches are replaced by writing to /proc/slabinfo.

Array caches are protected by holding slab_mutex or disabling
interrupts.  Array cache allocation and replacement is done by
__do_tune_cpucache() which holds slab_mutex and calls
kick_all_cpus_sync() to interrupt all remote processors which confirms
there are no references to the old array caches.

IPIs are needed when replacing array caches.  But when creating a new
array cache, there's no need to send IPIs because there cannot be any
references to the new cache.  Outside of memcg kmem accounting these
IPIs occur at boot time, so they're not a problem.  But with memcg kmem
accounting each container can create kmem caches, so the IPIs are
wasteful.

Avoid unnecessary IPIs when creating array caches.

Test which reports the IPI count of allocating slab in 10000 memcg:

import os

def ipi_count():
with open("/proc/interrupts") as f:
for l in f:
if 'Function call interrupts' in l:
return int(l.split()[1])

def echo(val, path):
with open(path, "w") as f:
f.write(val)

n = 10000
os.chdir("/mnt/cgroup/memory")
pid = str(os.getpid())
a = ipi_count()
for i in range(n):
os.mkdir(str(i))
echo("1G\n", "%d/memory.limit_in_bytes" % i)
echo("1G\n", "%d/memory.kmem.limit_in_bytes" % i)
echo(pid, "%d/cgroup.procs" % i)
open("/tmp/x", "w").close()
os.unlink("/tmp/x")
b = ipi_count()
print "%d loops: %d => %d (+%d ipis)" % (n, a, b, b-a)
echo(pid, "cgroup.procs")
for i in range(n):
os.rmdir(str(i))

patched:   10000 loops: 1069 => 1170 (+101 ipis)
unpatched: 10000 loops: 1192 => 48933 (+47741 ipis)

Link: http://lkml.kernel.org/r/20170416214544.109476-1-gthelen@google.com
Signed-off-by: Greg Thelen <gthelen@google.com>
Acked-by: Joonsoo Kim <iamjoonsoo.kim@lge.com>
Acked-by: David Rientjes <rientjes@google.com>
Cc: Christoph Lameter <cl@linux.com>
Cc: Pekka Enberg <penberg@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
mm/slab.c