net: sched: use pinned timers
authorEric Dumazet <edumazet@google.com>
Sun, 21 Sep 2014 01:01:30 +0000 (18:01 -0700)
committerDavid S. Miller <davem@davemloft.net>
Fri, 26 Sep 2014 04:26:48 +0000 (00:26 -0400)
While using a MQ + NETEM setup, I had confirmation that the default
timer migration ( /proc/sys/kernel/timer_migration ) is killing us.

Installing this on a receiver side of a TCP_STREAM test, (NIC has 8 TX
queues) :

EST="est 1sec 4sec"
for ETH in eth1
do
 tc qd del dev $ETH root 2>/dev/null
 tc qd add dev $ETH root handle 1: mq
 tc qd add dev $ETH parent 1:1 $EST netem limit 70000 delay 6ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:2 $EST netem limit 70000 delay 8ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:3 $EST netem limit 70000 delay 10ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:4 $EST netem limit 70000 delay 12ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:5 $EST netem limit 70000 delay 14ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:6 $EST netem limit 70000 delay 16ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:7 $EST netem limit 80000 delay 18ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:8 $EST netem limit 90000 delay 20ms
done

We can see that timers get migrated into a single cpu, presumably idle
at the time timers are set up.
Then all qdisc dequeues run from this cpu and huge lock contention
happens. This single cpu is stuck in softirq mode and cannot dequeue
fast enough.

    39.24%  [kernel]          [k] _raw_spin_lock
     2.65%  [kernel]          [k] netem_enqueue
     1.80%  [kernel]          [k] netem_dequeue
     1.63%  [kernel]          [k] copy_user_enhanced_fast_string
     1.45%  [kernel]          [k] _raw_spin_lock_bh

By pinning qdisc timers on the cpu running the qdisc, we respect proper
XPS setting and remove this lock contention.

     5.84%  [kernel]          [k] netem_enqueue
     4.83%  [kernel]          [k] _raw_spin_lock
     2.92%  [kernel]          [k] copy_user_enhanced_fast_string

Current Qdiscs that benefit from this change are :

netem, cbq, fq, hfsc, tbf, htb.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
net/sched/sch_api.c
net/sched/sch_cbq.c
net/sched/sch_htb.c

index ca62483459373131a111e28961382182b0526777..15e7beee266ce05e2788951e5552c3d6c490dc44 100644 (file)
@@ -586,7 +586,7 @@ static enum hrtimer_restart qdisc_watchdog(struct hrtimer *timer)
 
 void qdisc_watchdog_init(struct qdisc_watchdog *wd, struct Qdisc *qdisc)
 {
-       hrtimer_init(&wd->timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
+       hrtimer_init(&wd->timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
        wd->timer.function = qdisc_watchdog;
        wd->qdisc = qdisc;
 }
@@ -602,7 +602,7 @@ void qdisc_watchdog_schedule_ns(struct qdisc_watchdog *wd, u64 expires)
 
        hrtimer_start(&wd->timer,
                      ns_to_ktime(expires),
-                     HRTIMER_MODE_ABS);
+                     HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 }
 EXPORT_SYMBOL(qdisc_watchdog_schedule_ns);
 
index a3244a800501b749491b3d2aff4fefa5bab3f338..d2cd981ba60deea1fc5e53ef1576daf83b3efd77 100644 (file)
@@ -617,7 +617,7 @@ static enum hrtimer_restart cbq_undelay(struct hrtimer *timer)
 
                time = ktime_set(0, 0);
                time = ktime_add_ns(time, PSCHED_TICKS2NS(now + delay));
-               hrtimer_start(&q->delay_timer, time, HRTIMER_MODE_ABS);
+               hrtimer_start(&q->delay_timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
        }
 
        qdisc_unthrottled(sch);
@@ -1386,7 +1386,7 @@ static int cbq_init(struct Qdisc *sch, struct nlattr *opt)
        q->link.minidle = -0x7FFFFFFF;
 
        qdisc_watchdog_init(&q->watchdog, sch);
-       hrtimer_init(&q->delay_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
+       hrtimer_init(&q->delay_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
        q->delay_timer.function = cbq_undelay;
        q->toplevel = TC_CBQ_MAXLEVEL;
        q->now = psched_get_time();
index 14408f262143087f4fb093153c12fd04e810ecfd..063e953d9848afb7e1502462303492787f845503 100644 (file)
@@ -932,7 +932,7 @@ ok:
                        ktime_t time = ns_to_ktime(next_event);
                        qdisc_throttled(q->watchdog.qdisc);
                        hrtimer_start(&q->watchdog.timer, time,
-                                     HRTIMER_MODE_ABS);
+                                     HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
                }
        } else {
                schedule_work(&q->work);