]> git.ipfire.org Git - thirdparty/kernel/linux.git/commitdiff
futex: Optimize per-cpu reference counting
authorPeter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Wed, 16 Jul 2025 14:29:46 +0000 (16:29 +0200)
committerPeter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Thu, 6 Nov 2025 11:30:54 +0000 (12:30 +0100)
Shrikanth noted that the per-cpu reference counter was still some 10%
slower than the old immutable option (which removes the reference
counting entirely).

Further optimize the per-cpu reference counter by:

 - switching from RCU to preempt;
 - using __this_cpu_*() since we now have preempt disabled;
 - switching from smp_load_acquire() to READ_ONCE().

This is all safe because disabling preemption inhibits the RCU grace
period exactly like rcu_read_lock().

Having preemption disabled allows using __this_cpu_*() provided the
only access to the variable is in task context -- which is the case
here.

Furthermore, since we know changing fph->state to FR_ATOMIC demands a
full RCU grace period we can rely on the implied smp_mb() from that to
replace the acquire barrier().

This is very similar to the percpu_down_read_internal() fast-path.

The reason this is significant for PowerPC is that it uses the generic
this_cpu_*() implementation which relies on local_irq_disable() (the
x86 implementation relies on it being a single memop instruction to be
IRQ-safe). Switching to preempt_disable() and __this_cpu*() avoids
this IRQ state swizzling. Also, PowerPC needs LWSYNC for the ACQUIRE
barrier, not having to use explicit barriers safes a bunch.

Combined this reduces the performance gap by half, down to some 5%.

Fixes: 760e6f7befba ("futex: Remove support for IMMUTABLE")
Reported-by: Shrikanth Hegde <sshegde@linux.ibm.com>
Tested-by: Shrikanth Hegde <sshegde@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Peter Zijlstra (Intel) <peterz@infradead.org>
Reviewed-by: Sebastian Andrzej Siewior <bigeasy@linutronix.de>
Link: https://patch.msgid.link/20251106092929.GR4067720@noisy.programming.kicks-ass.net
kernel/futex/core.c

index 125804fbb5cb17712555679bb98024fcd7d1b85d..2e77a6e5c8657b3ecfc0ad652816eec25c4ce544 100644 (file)
@@ -1680,10 +1680,10 @@ static bool futex_ref_get(struct futex_private_hash *fph)
 {
        struct mm_struct *mm = fph->mm;
 
-       guard(rcu)();
+       guard(preempt)();
 
-       if (smp_load_acquire(&fph->state) == FR_PERCPU) {
-               this_cpu_inc(*mm->futex_ref);
+       if (READ_ONCE(fph->state) == FR_PERCPU) {
+               __this_cpu_inc(*mm->futex_ref);
                return true;
        }
 
@@ -1694,10 +1694,10 @@ static bool futex_ref_put(struct futex_private_hash *fph)
 {
        struct mm_struct *mm = fph->mm;
 
-       guard(rcu)();
+       guard(preempt)();
 
-       if (smp_load_acquire(&fph->state) == FR_PERCPU) {
-               this_cpu_dec(*mm->futex_ref);
+       if (READ_ONCE(fph->state) == FR_PERCPU) {
+               __this_cpu_dec(*mm->futex_ref);
                return false;
        }