]> www.infradead.org Git - users/jedix/linux-maple.git/commitdiff
io_uring: avoid ring quiesce while registering/unregistering eventfd
authorUsama Arif <usama.arif@bytedance.com>
Fri, 4 Feb 2022 14:51:14 +0000 (14:51 +0000)
committerJens Axboe <axboe@kernel.dk>
Thu, 10 Mar 2022 13:32:49 +0000 (06:32 -0700)
This is done by creating a new RCU data structure (io_ev_fd) as part of
io_ring_ctx that holds the eventfd_ctx.

The function io_eventfd_signal is executed under rcu_read_lock with a
single rcu_dereference to io_ev_fd so that if another thread unregisters
the eventfd while io_eventfd_signal is still being executed, the
eventfd_signal for which io_eventfd_signal was called completes
successfully.

The process of registering/unregistering eventfd is already done under
uring_lock so multiple threads won't enter a race condition while
registering/unregistering eventfd.

With the above approach ring quiesce can be avoided which is much more
expensive then using RCU lock. On the system tested, io_uring_register
with IORING_REGISTER_EVENTFD takes less than 1ms with RCU lock, compared
to 15ms before with ring quiesce.

Signed-off-by: Usama Arif <usama.arif@bytedance.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20220204145117.1186568-3-usama.arif@bytedance.com
[axboe: long line fixups]
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
fs/io_uring.c

index 8bddfacc3382ad08076e2cc4915bf7d01c127346..6c35e88be4ea576bb0b7ea49788bf20951ca7d64 100644 (file)
@@ -326,6 +326,11 @@ struct io_submit_state {
        struct blk_plug         plug;
 };
 
+struct io_ev_fd {
+       struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
+       struct rcu_head         rcu;
+};
+
 struct io_ring_ctx {
        /* const or read-mostly hot data */
        struct {
@@ -399,7 +404,7 @@ struct io_ring_ctx {
        struct {
                unsigned                cached_cq_tail;
                unsigned                cq_entries;
-               struct eventfd_ctx      *cq_ev_fd;
+               struct io_ev_fd __rcu   *io_ev_fd;
                struct wait_queue_head  cq_wait;
                unsigned                cq_extra;
                atomic_t                cq_timeouts;
@@ -1726,13 +1731,36 @@ static inline struct io_uring_cqe *io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx)
        return &rings->cqes[tail & mask];
 }
 
-static inline bool io_should_trigger_evfd(struct io_ring_ctx *ctx)
+static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 {
-       if (likely(!ctx->cq_ev_fd))
-               return false;
+       struct io_ev_fd *ev_fd;
+
+       /* Return quickly if ctx->io_ev_fd doesn't exist */
+       if (likely(!rcu_dereference_raw(ctx->io_ev_fd)))
+               return;
+
+       rcu_read_lock();
+       /*
+        * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
+        * and eventfd_signal
+        */
+       ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
+
+       /*
+        * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
+        * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
+        * the function and rcu_read_lock.
+        */
+       if (unlikely(!ev_fd))
+               goto out;
        if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
-               return false;
-       return !ctx->eventfd_async || io_wq_current_is_worker();
+               goto out;
+
+       if (!ctx->eventfd_async || io_wq_current_is_worker())
+               eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
+
+out:
+       rcu_read_unlock();
 }
 
 /*
@@ -1751,8 +1779,7 @@ static void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
         */
        if (wq_has_sleeper(&ctx->cq_wait))
                wake_up_all(&ctx->cq_wait);
-       if (io_should_trigger_evfd(ctx))
-               eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
+       io_eventfd_signal(ctx);
 }
 
 static void io_cqring_ev_posted_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx)
@@ -1764,8 +1791,7 @@ static void io_cqring_ev_posted_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx)
                if (waitqueue_active(&ctx->cq_wait))
                        wake_up_all(&ctx->cq_wait);
        }
-       if (io_should_trigger_evfd(ctx))
-               eventfd_signal(ctx->cq_ev_fd, 1);
+       io_eventfd_signal(ctx);
 }
 
 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
@@ -9361,31 +9387,50 @@ static int __io_sqe_buffers_update(struct io_ring_ctx *ctx,
 
 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
 {
+       struct io_ev_fd *ev_fd;
        __s32 __user *fds = arg;
-       int fd;
+       int fd, ret;
 
-       if (ctx->cq_ev_fd)
+       ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
+                                       lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
+       if (ev_fd)
                return -EBUSY;
 
        if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
                return -EFAULT;
 
-       ctx->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
-       if (IS_ERR(ctx->cq_ev_fd)) {
-               int ret = PTR_ERR(ctx->cq_ev_fd);
+       ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
+       if (!ev_fd)
+               return -ENOMEM;
 
-               ctx->cq_ev_fd = NULL;
+       ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
+       if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
+               ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
+               kfree(ev_fd);
                return ret;
        }
 
-       return 0;
+       rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
+       return ret;
+}
+
+static void io_eventfd_put(struct rcu_head *rcu)
+{
+       struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
+
+       eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
+       kfree(ev_fd);
 }
 
 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 {
-       if (ctx->cq_ev_fd) {
-               eventfd_ctx_put(ctx->cq_ev_fd);
-               ctx->cq_ev_fd = NULL;
+       struct io_ev_fd *ev_fd;
+
+       ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
+                                       lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
+       if (ev_fd) {
+               rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
+               call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_put);
                return 0;
        }
 
@@ -9450,8 +9495,8 @@ static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
                __io_sqe_files_unregister(ctx);
        if (ctx->rings)
                __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
-       mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
        io_eventfd_unregister(ctx);
+       mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
        io_destroy_buffers(ctx);
        if (ctx->sq_creds)
                put_cred(ctx->sq_creds);
@@ -10968,6 +11013,8 @@ static bool io_register_op_must_quiesce(int op)
        case IORING_REGISTER_FILES:
        case IORING_UNREGISTER_FILES:
        case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
+       case IORING_REGISTER_EVENTFD:
+       case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
        case IORING_REGISTER_PROBE:
        case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
        case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY: