]> www.infradead.org Git - users/willy/pagecache.git/commit
filemap: move prefaulting out of hot write path
authorDave Hansen <dave.hansen@linux.intel.com>
Fri, 28 Feb 2025 20:37:22 +0000 (12:37 -0800)
committerAndrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Fri, 14 Mar 2025 22:52:35 +0000 (15:52 -0700)
commitd4ba26c859f62a747245ae4c652f9f19846c5265
treeea94135af5973b07dcf3a6d1e1ce365d8cf14eb3
parent27bf318328fcef5f65154cf5d163bf1c4d9d11f8
filemap: move prefaulting out of hot write path

There is a generic anti-pattern that shows up in the VFS and several
filesystems where the hot write paths touch userspace twice when they
could get away with doing it once.

Dave Chinner suggested that they should all be fixed up[1].  I agree[2].
But, the series to do that fixup spans a bunch of filesystems and a lot of
people.  This patch fixes common code that absolutely everyone uses.  It
has measurable performance benefits[3].

I think this patch can go in and not be held up by the others.

I will post them separately to their separate maintainers for
consideration. But, honestly, I'm not going to lose any sleep if
the maintainers don't pick those up.

1. https://lore.kernel.org/all/Z5f-x278Z3wTIugL@dread.disaster.area/
2. https://lore.kernel.org/all/20250129181749.C229F6F3@davehans-spike.ostc.intel.com/
3. https://lore.kernel.org/all/202502121529.d62a409e-lkp@intel.com/

This patch:

There is a bit of a sordid history here. I originally wrote
998ef75ddb57 ("fs: do not prefault sys_write() user buffer pages")
to fix a performance issue that showed up on early SMAP hardware.
But that was reverted with 00a3d660cbac because it exposed an
underlying filesystem bug.

This is a reimplementation of the original commit along with some
simplification and comment improvements.

The basic problem is that the generic write path has two userspace
accesses: one to prefault the write source buffer and then another to
perform the actual write. On x86, this means an extra STAC/CLAC pair.
These are relatively expensive instructions because they function as
barriers.

Keep the prefaulting behavior but move it into the slow path that gets
run when the write did not make any progress. This avoids livelocks
that can happen when the write's source and destination target the
same folio. Contrary to the existing comments, the fault-in does not
prevent deadlocks. That's accomplished by using an "atomic" usercopy
that disables page faults.

The end result is that the generic write fast path now touches
userspace once instead of twice.

0day has shown some improvements on a couple of microbenchmarks:

https://lore.kernel.org/all/202502121529.d62a409e-lkp@intel.com/

Link: https://lkml.kernel.org/r/20250228203722.CAEB63AC@davehans-spike.ostc.intel.com
Signed-off-by: Dave Hansen <dave.hansen@linux.intel.com>
Link: https://lore.kernel.org/all/yxyuijjfd6yknryji2q64j3keq2ygw6ca6fs5jwyolklzvo45s@4u63qqqyosy2/
Cc: Ted Ts'o <tytso@mit.edu>
Cc: Matthew Wilcox <willy@infradead.org>
Cc: Mateusz Guzik <mjguzik@gmail.com>
Cc: Dave Chinner <david@fromorbit.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
mm/filemap.c