powerpc/64: add 32 bytes prechecking before using VMX optimization on memcmp()
authorSimon Guo <wei.guo.simon@gmail.com>
Thu, 7 Jun 2018 01:57:54 +0000 (09:57 +0800)
committerMichael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Tue, 24 Jul 2018 12:03:21 +0000 (22:03 +1000)
commitc2a4e54e8b6a89dde574608c47e460a0371e44be
tree4292f3c6c0309c797c35ede312449fc513aca5db
parentd58badfb7cf1792ab4f1d0cd7896d733b85d650f
powerpc/64: add 32 bytes prechecking before using VMX optimization on memcmp()

This patch is based on the previous VMX patch on memcmp().

To optimize ppc64 memcmp() with VMX instruction, we need to think about
the VMX penalty brought with: If kernel uses VMX instruction, it needs
to save/restore current thread's VMX registers. There are 32 x 128 bits
VMX registers in PPC, which means 32 x 16 = 512 bytes for load and store.

The major concern regarding the memcmp() performance in kernel is KSM,
who will use memcmp() frequently to merge identical pages. So it will
make sense to take some measures/enhancement on KSM to see whether any
improvement can be done here.  Cyril Bur indicates that the memcmp() for
KSM has a higher possibility to fail (unmatch) early in previous bytes
in following mail.
https://patchwork.ozlabs.org/patch/817322/#1773629
And I am taking a follow-up on this with this patch.

Per some testing, it shows KSM memcmp() will fail early at previous 32
bytes.  More specifically:
    - 76% cases will fail/unmatch before 16 bytes;
    - 83% cases will fail/unmatch before 32 bytes;
    - 84% cases will fail/unmatch before 64 bytes;
So 32 bytes looks a better choice than other bytes for pre-checking.

The early failure is also true for memcmp() for non-KSM case. With a
non-typical call load, it shows ~73% cases fail before first 32 bytes.

This patch adds a 32 bytes pre-checking firstly before jumping into VMX
operations, to avoid the unnecessary VMX penalty. It is not limited to
KSM case. And the testing shows ~20% improvement on memcmp() average
execution time with this patch.

And note the 32B pre-checking is only performed when the compare size
is long enough (>=4K currently) to allow VMX operation.

The detail data and analysis is at:
https://github.com/justdoitqd/publicFiles/blob/master/memcmp/README.md

Signed-off-by: Simon Guo <wei.guo.simon@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
arch/powerpc/lib/memcmp_64.S