io_uring: Use io_schedule* in cqring wait
authorAndres Freund <andres@anarazel.de>
Sun, 16 Jul 2023 18:13:06 +0000 (12:13 -0600)
committerGreg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
Wed, 19 Jul 2023 14:22:18 +0000 (16:22 +0200)
Commit 8a796565cec3601071cbbd27d6304e202019d014 upstream.

I observed poor performance of io_uring compared to synchronous IO. That
turns out to be caused by deeper CPU idle states entered with io_uring,
due to io_uring using plain schedule(), whereas synchronous IO uses
io_schedule().

The losses due to this are substantial. On my cascade lake workstation,
t/io_uring from the fio repository e.g. yields regressions between 20%
and 40% with the following command:
./t/io_uring -r 5 -X0 -d 1 -s 1 -c 1 -p 0 -S$use_sync -R 0 /mnt/t2/fio/write.0.0

This is repeatable with different filesystems, using raw block devices
and using different block devices.

Use io_schedule_prepare() / io_schedule_finish() in
io_cqring_wait_schedule() to address the difference.

After that using io_uring is on par or surpassing synchronous IO (using
registered files etc makes it reliably win, but arguably is a less fair
comparison).

There are other calls to schedule() in io_uring/, but none immediately
jump out to be similarly situated, so I did not touch them. Similarly,
it's possible that mutex_lock_io() should be used, but it's not clear if
there are cases where that matters.

Cc: stable@vger.kernel.org # 5.10+
Cc: Pavel Begunkov <asml.silence@gmail.com>
Cc: io-uring@vger.kernel.org
Cc: linux-kernel@vger.kernel.org
Signed-off-by: Andres Freund <andres@anarazel.de>
Link: https://lore.kernel.org/r/20230707162007.194068-1-andres@anarazel.de
[axboe: minor style fixup]
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
Signed-off-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
io_uring/io_uring.c

index a85d887..38bc007 100644 (file)
@@ -2346,7 +2346,7 @@ static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
                                          struct io_wait_queue *iowq,
                                          ktime_t *timeout)
 {
-       int ret;
+       int token, ret;
        unsigned long check_cq;
 
        /* make sure we run task_work before checking for signals */
@@ -2362,9 +2362,18 @@ static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
                if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
                        return -EBADR;
        }
+
+       /*
+        * Use io_schedule_prepare/finish, so cpufreq can take into account
+        * that the task is waiting for IO - turns out to be important for low
+        * QD IO.
+        */
+       token = io_schedule_prepare();
+       ret = 1;
        if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
-               return -ETIME;
-       return 1;
+               ret = -ETIME;
+       io_schedule_finish(token);
+       return ret;
 }
 
 /*