perf/x86: Optimize intel_pmu_pebs_fixup_ip()
authorPeter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Tue, 15 Oct 2013 10:14:04 +0000 (12:14 +0200)
committerIngo Molnar <mingo@kernel.org>
Wed, 16 Oct 2013 13:44:00 +0000 (15:44 +0200)
There's been reports of high NMI handler overhead, highlighted by
such kernel messages:

  [ 3697.380195] perf samples too long (10009 > 10000), lowering kernel.perf_event_max_sample_rate to 13000
  [ 3697.389509] INFO: NMI handler (perf_event_nmi_handler) took too long to run: 9.331 msecs

Don Zickus analyzed the source of the overhead and reported:

 > While there are a few places that are causing latencies, for now I focused on
 > the longest one first.  It seems to be 'copy_user_from_nmi'
 >
 > intel_pmu_handle_irq ->
 > intel_pmu_drain_pebs_nhm ->
 > __intel_pmu_drain_pebs_nhm ->
 > __intel_pmu_pebs_event ->
 > intel_pmu_pebs_fixup_ip ->
 > copy_from_user_nmi
 >
 > In intel_pmu_pebs_fixup_ip(), if the while-loop goes over 50, the sum of
 > all the copy_from_user_nmi latencies seems to go over 1,000,000 cycles
 > (there are some cases where only 10 iterations are needed to go that high
 > too, but in generall over 50 or so).  At this point copy_user_from_nmi
 > seems to account for over 90% of the nmi latency.

The solution to that is to avoid having to call copy_from_user_nmi() for
every instruction.

Since we already limit the max basic block size, we can easily
pre-allocate a piece of memory to copy the entire thing into in one
go.

Don reported this test result:

 > Your patch made a huge difference in improvement.  The
 > copy_from_user_nmi() no longer hits the million of cycles.  I still
 > have a batch of 100,000-300,000 cycles.  My longest NMI paths used
 > to be dominated by copy_from_user_nmi, now it is not (I have to dig
 > up the new hot path).

Reported-and-tested-by: Don Zickus <dzickus@redhat.com>
Cc: jmario@redhat.com
Cc: acme@infradead.org
Cc: dave.hansen@linux.intel.com
Cc: eranian@google.com
Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Link: http://lkml.kernel.org/r/20131016105755.GX10651@twins.programming.kicks-ass.net
Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
arch/x86/kernel/cpu/perf_event_intel_ds.c

index 32e9ed81cd00e4717f9a3aa27e38ee7a4fe37ad6..c1760ff3c757e35ae804bf6a9625ae701a358e83 100644 (file)
@@ -12,6 +12,7 @@
 
 #define BTS_BUFFER_SIZE                (PAGE_SIZE << 4)
 #define PEBS_BUFFER_SIZE       PAGE_SIZE
+#define PEBS_FIXUP_SIZE                PAGE_SIZE
 
 /*
  * pebs_record_32 for p4 and core not supported
@@ -228,12 +229,14 @@ void fini_debug_store_on_cpu(int cpu)
        wrmsr_on_cpu(cpu, MSR_IA32_DS_AREA, 0, 0);
 }
 
+static DEFINE_PER_CPU(void *, insn_buffer);
+
 static int alloc_pebs_buffer(int cpu)
 {
        struct debug_store *ds = per_cpu(cpu_hw_events, cpu).ds;
        int node = cpu_to_node(cpu);
        int max, thresh = 1; /* always use a single PEBS record */
-       void *buffer;
+       void *buffer, *ibuffer;
 
        if (!x86_pmu.pebs)
                return 0;
@@ -242,6 +245,19 @@ static int alloc_pebs_buffer(int cpu)
        if (unlikely(!buffer))
                return -ENOMEM;
 
+       /*
+        * HSW+ already provides us the eventing ip; no need to allocate this
+        * buffer then.
+        */
+       if (x86_pmu.intel_cap.pebs_format < 2) {
+               ibuffer = kzalloc_node(PEBS_FIXUP_SIZE, GFP_KERNEL, node);
+               if (!ibuffer) {
+                       kfree(buffer);
+                       return -ENOMEM;
+               }
+               per_cpu(insn_buffer, cpu) = ibuffer;
+       }
+
        max = PEBS_BUFFER_SIZE / x86_pmu.pebs_record_size;
 
        ds->pebs_buffer_base = (u64)(unsigned long)buffer;
@@ -262,6 +278,9 @@ static void release_pebs_buffer(int cpu)
        if (!ds || !x86_pmu.pebs)
                return;
 
+       kfree(per_cpu(insn_buffer, cpu));
+       per_cpu(insn_buffer, cpu) = NULL;
+
        kfree((void *)(unsigned long)ds->pebs_buffer_base);
        ds->pebs_buffer_base = 0;
 }
@@ -729,6 +748,7 @@ static int intel_pmu_pebs_fixup_ip(struct pt_regs *regs)
        unsigned long old_to, to = cpuc->lbr_entries[0].to;
        unsigned long ip = regs->ip;
        int is_64bit = 0;
+       void *kaddr;
 
        /*
         * We don't need to fixup if the PEBS assist is fault like
@@ -752,7 +772,7 @@ static int intel_pmu_pebs_fixup_ip(struct pt_regs *regs)
         * unsigned math, either ip is before the start (impossible) or
         * the basic block is larger than 1 page (sanity)
         */
-       if ((ip - to) > PAGE_SIZE)
+       if ((ip - to) > PEBS_FIXUP_SIZE)
                return 0;
 
        /*
@@ -763,29 +783,33 @@ static int intel_pmu_pebs_fixup_ip(struct pt_regs *regs)
                return 1;
        }
 
+       if (!kernel_ip(ip)) {
+               int size, bytes;
+               u8 *buf = this_cpu_read(insn_buffer);
+
+               size = ip - to; /* Must fit our buffer, see above */
+               bytes = copy_from_user_nmi(buf, (void __user *)to, size);
+               if (bytes != size)
+                       return 0;
+
+               kaddr = buf;
+       } else {
+               kaddr = (void *)to;
+       }
+
        do {
                struct insn insn;
-               u8 buf[MAX_INSN_SIZE];
-               void *kaddr;
 
                old_to = to;
-               if (!kernel_ip(ip)) {
-                       int bytes, size = MAX_INSN_SIZE;
-
-                       bytes = copy_from_user_nmi(buf, (void __user *)to, size);
-                       if (bytes != size)
-                               return 0;
-
-                       kaddr = buf;
-               } else
-                       kaddr = (void *)to;
 
 #ifdef CONFIG_X86_64
                is_64bit = kernel_ip(to) || !test_thread_flag(TIF_IA32);
 #endif
                insn_init(&insn, kaddr, is_64bit);
                insn_get_length(&insn);
+
                to += insn.length;
+               kaddr += insn.length;
        } while (to < ip);
 
        if (to == ip) {