x86/mm/tlb: Privatize cpu_tlbstate
authorNadav Amit <namit@vmware.com>
Sat, 20 Feb 2021 23:17:08 +0000 (15:17 -0800)
committerIngo Molnar <mingo@kernel.org>
Sat, 6 Mar 2021 11:59:10 +0000 (12:59 +0100)
cpu_tlbstate is mostly private and only the variable is_lazy is shared.
This causes some false-sharing when TLB flushes are performed.

Break cpu_tlbstate intro cpu_tlbstate and cpu_tlbstate_shared, and mark
each one accordingly.

Signed-off-by: Nadav Amit <namit@vmware.com>
Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
Reviewed-by: Dave Hansen <dave.hansen@linux.intel.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20210220231712.2475218-6-namit@vmware.com
arch/x86/include/asm/tlbflush.h
arch/x86/kernel/alternative.c
arch/x86/mm/init.c
arch/x86/mm/tlb.c

index 3c6681def912261a8bcf8c935ce092f3c448de34..fa952eadbc2eb72e6b072d26c1c6b1b8dd1412f6 100644 (file)
@@ -89,23 +89,6 @@ struct tlb_state {
        u16 loaded_mm_asid;
        u16 next_asid;
 
-       /*
-        * We can be in one of several states:
-        *
-        *  - Actively using an mm.  Our CPU's bit will be set in
-        *    mm_cpumask(loaded_mm) and is_lazy == false;
-        *
-        *  - Not using a real mm.  loaded_mm == &init_mm.  Our CPU's bit
-        *    will not be set in mm_cpumask(&init_mm) and is_lazy == false.
-        *
-        *  - Lazily using a real mm.  loaded_mm != &init_mm, our bit
-        *    is set in mm_cpumask(loaded_mm), but is_lazy == true.
-        *    We're heuristically guessing that the CR3 load we
-        *    skipped more than makes up for the overhead added by
-        *    lazy mode.
-        */
-       bool is_lazy;
-
        /*
         * If set we changed the page tables in such a way that we
         * needed an invalidation of all contexts (aka. PCIDs / ASIDs).
@@ -151,7 +134,27 @@ struct tlb_state {
         */
        struct tlb_context ctxs[TLB_NR_DYN_ASIDS];
 };
-DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct tlb_state, cpu_tlbstate);
+DECLARE_PER_CPU_ALIGNED(struct tlb_state, cpu_tlbstate);
+
+struct tlb_state_shared {
+       /*
+        * We can be in one of several states:
+        *
+        *  - Actively using an mm.  Our CPU's bit will be set in
+        *    mm_cpumask(loaded_mm) and is_lazy == false;
+        *
+        *  - Not using a real mm.  loaded_mm == &init_mm.  Our CPU's bit
+        *    will not be set in mm_cpumask(&init_mm) and is_lazy == false.
+        *
+        *  - Lazily using a real mm.  loaded_mm != &init_mm, our bit
+        *    is set in mm_cpumask(loaded_mm), but is_lazy == true.
+        *    We're heuristically guessing that the CR3 load we
+        *    skipped more than makes up for the overhead added by
+        *    lazy mode.
+        */
+       bool is_lazy;
+};
+DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct tlb_state_shared, cpu_tlbstate_shared);
 
 bool nmi_uaccess_okay(void);
 #define nmi_uaccess_okay nmi_uaccess_okay
index 8d778e46725d293ed0659742b636e70c81985d73..94649f86d653aff0280950e6779e56a596af48b5 100644 (file)
@@ -813,7 +813,7 @@ static inline temp_mm_state_t use_temporary_mm(struct mm_struct *mm)
         * with a stale address space WITHOUT being in lazy mode after
         * restoring the previous mm.
         */
-       if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.is_lazy))
+       if (this_cpu_read(cpu_tlbstate_shared.is_lazy))
                leave_mm(smp_processor_id());
 
        temp_state.mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
index dd694fb9391696e8cecfce2c5a8185786af423ba..ed2e36748758ad0a29b84eb3077e571a7d63107e 100644 (file)
@@ -1017,7 +1017,7 @@ void __init zone_sizes_init(void)
        free_area_init(max_zone_pfns);
 }
 
-__visible DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct tlb_state, cpu_tlbstate) = {
+__visible DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct tlb_state, cpu_tlbstate) = {
        .loaded_mm = &init_mm,
        .next_asid = 1,
        .cr4 = ~0UL,    /* fail hard if we screw up cr4 shadow initialization */
index 8db87cd92e6bbac2f7ba0134cef509429d9c809e..345a0aff5de4fcbead3f1cc799f60156cf172461 100644 (file)
@@ -300,7 +300,7 @@ void leave_mm(int cpu)
                return;
 
        /* Warn if we're not lazy. */
-       WARN_ON(!this_cpu_read(cpu_tlbstate.is_lazy));
+       WARN_ON(!this_cpu_read(cpu_tlbstate_shared.is_lazy));
 
        switch_mm(NULL, &init_mm, NULL);
 }
@@ -424,7 +424,7 @@ void switch_mm_irqs_off(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
 {
        struct mm_struct *real_prev = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
        u16 prev_asid = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid);
-       bool was_lazy = this_cpu_read(cpu_tlbstate.is_lazy);
+       bool was_lazy = this_cpu_read(cpu_tlbstate_shared.is_lazy);
        unsigned cpu = smp_processor_id();
        u64 next_tlb_gen;
        bool need_flush;
@@ -469,7 +469,7 @@ void switch_mm_irqs_off(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
                __flush_tlb_all();
        }
 #endif
-       this_cpu_write(cpu_tlbstate.is_lazy, false);
+       this_cpu_write(cpu_tlbstate_shared.is_lazy, false);
 
        /*
         * The membarrier system call requires a full memory barrier and
@@ -490,7 +490,7 @@ void switch_mm_irqs_off(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
                /*
                 * Even in lazy TLB mode, the CPU should stay set in the
                 * mm_cpumask. The TLB shootdown code can figure out from
-                * cpu_tlbstate.is_lazy whether or not to send an IPI.
+                * cpu_tlbstate_shared.is_lazy whether or not to send an IPI.
                 */
                if (WARN_ON_ONCE(real_prev != &init_mm &&
                                 !cpumask_test_cpu(cpu, mm_cpumask(next))))
@@ -598,7 +598,7 @@ void enter_lazy_tlb(struct mm_struct *mm, struct task_struct *tsk)
        if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) == &init_mm)
                return;
 
-       this_cpu_write(cpu_tlbstate.is_lazy, true);
+       this_cpu_write(cpu_tlbstate_shared.is_lazy, true);
 }
 
 /*
@@ -690,7 +690,7 @@ static void flush_tlb_func(void *info)
        VM_WARN_ON(this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[loaded_mm_asid].ctx_id) !=
                   loaded_mm->context.ctx_id);
 
-       if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.is_lazy)) {
+       if (this_cpu_read(cpu_tlbstate_shared.is_lazy)) {
                /*
                 * We're in lazy mode.  We need to at least flush our
                 * paging-structure cache to avoid speculatively reading
@@ -790,11 +790,14 @@ done:
 
 static bool tlb_is_not_lazy(int cpu)
 {
-       return !per_cpu(cpu_tlbstate.is_lazy, cpu);
+       return !per_cpu(cpu_tlbstate_shared.is_lazy, cpu);
 }
 
 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_t, flush_tlb_mask);
 
+DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct tlb_state_shared, cpu_tlbstate_shared);
+EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_tlbstate_shared);
+
 STATIC_NOPV void native_flush_tlb_multi(const struct cpumask *cpumask,
                                         const struct flush_tlb_info *info)
 {