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    Date
    From
    SubjectRe: [RFC] virtio: use mandatory barriers for remote processor vdevs
    On 19/12/11 10:19, Amos Kong wrote:
    > On 12/12/11 13:12, Rusty Russell wrote:
    >> On Mon, 12 Dec 2011 11:06:53 +0800, Amos Kong<akong@redhat.com> wrote:
    >>> On 12/12/11 06:27, Benjamin Herrenschmidt wrote:
    >>>> On Sun, 2011-12-11 at 14:25 +0200, Michael S. Tsirkin wrote:
    >>>>
    >>>>> Forwarding some results by Amos, who run multiple netperf streams in
    >>>>> parallel, from an external box to the guest. TCP_STREAM results were
    >>>>> noisy. This could be due to buffering done by TCP, where packet size
    >>>>> varies even as message size is constant.
    >>>>>
    >>>>> TCP_RR results were consistent. In this benchmark, after switching
    >>>>> to mandatory barriers, CPU utilization increased by up to 35% while
    >>>>> throughput went down by up to 14%. the normalized throughput/cpu
    >>>>> regressed consistently, between 7 and 35%
    >>>>>
    >>>>> The "fix" applied was simply this:
    >>>>
    >>>> What machine& processor was this ?
    >>>
    >>> pined guest memory to numa node 1
    >>
    >> Please try this patch. How much does the branch cost us?
    >>
    >> (Compiles, untested).
    >>
    >> Thanks,
    >> Rusty.
    >>
    >> From: Rusty Russell<rusty@rustcorp.com.au>
    >> Subject: virtio: harsher barriers for virtio-mmio.
    >>
    >> We were cheating with our barriers; using the smp ones rather than the
    >> real device ones. That was fine, until virtio-mmio came along, which
    >> could be talking to a real device (a non-SMP CPU).
    >>
    >> Unfortunately, just putting back the real barriers (reverting
    >> d57ed95d) causes a performance regression on virtio-pci. In
    >> particular, Amos reports netbench's TCP_RR over virtio_net CPU
    >> utilization increased up to 35% while throughput went down by up to
    >> 14%.
    >>
    >> By comparison, this branch costs us???
    >>
    >> Reference: https://lkml.org/lkml/2011/12/11/22
    >>
    >> Signed-off-by: Rusty Russell<rusty@rustcorp.com.au>
    >> ---
    >> drivers/lguest/lguest_device.c | 10 ++++++----
    >> drivers/s390/kvm/kvm_virtio.c | 2 +-
    >> drivers/virtio/virtio_mmio.c | 7 ++++---
    >> drivers/virtio/virtio_pci.c | 4 ++--
    >> drivers/virtio/virtio_ring.c | 34 +++++++++++++++++++++-------------
    >> include/linux/virtio_ring.h | 1 +
    >> tools/virtio/linux/virtio.h | 1 +
    >> tools/virtio/virtio_test.c | 3 ++-
    >> 8 files changed, 38 insertions(+), 24 deletions(-)
    >
    > Hi all,
    >
    > I tested with the same environment and scenarios.
    > tested one scenarios for three times and compute the average for more
    > precision.
    >
    > Thanks, Amos
    >
    > --------- compare results -----------
    > Mon Dec 19 09:51:09 2011
    >
    > 1 - avg-old.netperf.exhost_guest.txt
    > 2 - avg-fixed.netperf.exhost_guest.txt
    >
    > ======
    > TCP_STREAM
    > sessions| size|throughput| cpu| normalize| #tx-pkts| #rx-pkts| #tx-byts|
    > #rx-byts| #re-trans| #tx-intr| #rx-intr| #io_exit| #irq_inj|#tpkt/#exit|
    > #rpkt/#irq
    > 1 1| 64| 1073.54| 10.50| 102| 0| 31| 0| 1612| 0| 16| 487641| 489753|
    > 504764| 0.00| 0.00
    > 2 1| 64| 1079.44| 10.29| 104| 0| 30| 0| 1594| 0| 17| 487156| 488828|
    > 504411| 0.00| 0.00
    > % | 0.0| +0.5| -2.0| +2.0| 0| -3.2| 0| -1.1| 0| +6.2| -0.1| -0.2| -0.1|

    The format is broken in webpage, attached the result file.
    it's also available here: http://amosk.info/download/rusty-fix-perf.txt
    --------- compare results -----------
    Mon Dec 19 09:51:09 2011
    1 - avg-old.netperf.exhost_guest.txt
    2 - avg-fixed.netperf.exhost_guest.txt

    ======
    TCP_STREAM
    sessions| size|throughput| cpu| normalize| #tx-pkts| #rx-pkts| #tx-byts| #rx-byts| #re-trans| #tx-intr| #rx-intr| #io_exit| #irq_inj|#tpkt/#exit| #rpkt/#irq
    1 1| 64| 1073.54| 10.50| 102| 0| 31| 0| 1612| 0| 16| 487641| 489753| 504764| 0.00| 0.00
    2 1| 64| 1079.44| 10.29| 104| 0| 30| 0| 1594| 0| 17| 487156| 488828| 504411| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.5| -2.0| +2.0| 0| -3.2| 0| -1.1| 0| +6.2| -0.1| -0.2| -0.1| 0| 0
    1 2| 64| 2141.12| 15.72| 136| 0| 33| 0| 1744| 0| 34| 873777| 972303| 928926| 0.00| 0.00
    2 2| 64| 2140.88| 15.64| 137| 0| 33| 0| 1744| 0| 34| 926588| 942841| 974095| 0.00| 0.00
    % | 0.0| -0.0| -0.5| +0.7| 0| 0.0| 0| 0.0| 0| 0.0| +6.0| -3.0| +4.9| 0| 0
    1 4| 64| 4076.80| 19.82| 205| 0| 30| 0| 1577| 0| 67| 1422282| 1166425| 1539219| 0.00| 0.00
    2 4| 64| 4094.32| 20.70| 197| 0| 31| 0| 1612| 0| 68| 1704330| 1314077| 1833394| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.4| +4.4| -3.9| 0| +3.3| 0| +2.2| 0| +1.5| +19.8| +12.7| +19.1| 0| 0
    1 1| 256| 2867.48| 13.44| 213| 0| 32| 0| 1726| 0| 14| 666430| 694922| 690730| 0.00| 0.00
    2 1| 256| 2874.20| 12.71| 226| 0| 32| 0| 1709| 0| 14| 697960| 740407| 721807| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.2| -5.4| +6.1| 0| 0.0| 0| -1.0| 0| 0.0| +4.7| +6.5| +4.5| 0| 0
    1 2| 256| 5642.82| 17.61| 320| 0| 30| 0| 1594| 0| 30| 1226861| 1236081| 1268562| 0.00| 0.00
    2 2| 256| 5661.06| 17.41| 326| 0| 30| 0| 1594| 0| 29| 1175696| 1143490| 1221528| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.3| -1.1| +1.9| 0| 0.0| 0| 0.0| 0| -3.3| -4.2| -7.5| -3.7| 0| 0
    1 4| 256| 9404.27| 23.55| 399| 0| 33| 0| 1744| 0| 37| 1692245| 659975| 1765103| 0.00| 0.00
    2 4| 256| 8761.11| 23.18| 376| 0| 32| 0| 1726| 0| 36| 1699382| 418992| 1870804| 0.00| 0.00
    % | 0.0| -6.8| -1.6| -5.8| 0| -3.0| 0| -1.0| 0| -2.7| +0.4| -36.5| +6.0| 0| 0
    1 1| 512| 3803.66| 14.20| 267| 0| 30| 0| 1594| 0| 14| 693992| 750078| 721107| 0.00| 0.00
    2 1| 512| 3838.02| 15.47| 248| 0| 31| 0| 1612| 0| 15| 811709| 773505| 838788| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.9| +8.9| -7.1| 0| +3.3| 0| +1.1| 0| +7.1| +17.0| +3.1| +16.3| 0| 0
    1 2| 512| 8606.11| 19.34| 444| 0| 32| 0| 1709| 0| 29| 1264624| 647652| 1309740| 0.00| 0.00
    2 2| 512| 8127.80| 18.93| 428| 0| 32| 0| 1726| 0| 28| 1216606| 1179269| 1266260| 0.00| 0.00
    % | 0.0| -5.6| -2.1| -3.6| 0| 0.0| 0| +1.0| 0| -3.4| -3.8| +82.1| -3.3| 0| 0
    1 4| 512| 9409.41| 22.88| 413| 0| 30| 0| 1577| 0| 35| 1592587| 1072862| 1746787| 0.00| 0.00
    2 4| 512| 9217.34| 23.05| 400| 0| 30| 0| 1594| 0| 34| 1596515| 513742| 1831538| 0.00| 0.00
    % | 0.0| -2.0| +0.7| -3.1| 0| 0.0| 0| +1.1| 0| -2.9| +0.2| -52.1| +4.9| 0| 0
    1 1| 1024| 4389.75| 14.62| 303| 0| 32| 0| 1726| 0| 14| 663417| 611555| 689028| 0.00| 0.00
    2 1| 1024| 4390.44| 13.66| 321| 0| 32| 0| 1726| 0| 13| 609836| 556090| 634511| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.0| -6.6| +5.9| 0| 0.0| 0| 0.0| 0| -7.1| -8.1| -9.1| -7.9| 0| 0
    1 2| 1024| 9046.18| 19.63| 460| 0| 30| 0| 1594| 0| 28| 1206853| 1054653| 1256203| 0.00| 0.00
    2 2| 1024| 9027.54| 20.15| 447| 0| 30| 0| 1577| 0| 27| 1179555| 884408| 1226843| 0.00| 0.00
    % | 0.0| -0.2| +2.6| -2.8| 0| 0.0| 0| -1.1| 0| -3.6| -2.3| -16.1| -2.3| 0| 0
    1 4| 1024| 9410.41| 22.01| 427| 0| 32| 0| 1726| 0| 36| 1734433| 887190| 1852486| 0.00| 0.00
    2 4| 1024| 9409.11| 23.18| 405| 0| 32| 0| 1726| 0| 34| 1695359| 625268| 1803599| 0.00| 0.00
    % | 0.0| -0.0| +5.3| -5.2| 0| 0.0| 0| 0.0| 0| -5.6| -2.3| -29.5| -2.6| 0| 0
    TCP_MAERTS
    sessions| size|throughput| cpu| normalize| #tx-pkts| #rx-pkts| #tx-byts| #rx-byts| #re-trans| #tx-intr| #rx-intr| #io_exit| #irq_inj|#tpkt/#exit| #rpkt/#irq
    1 1| 64| 1056.13| 17.51| 59| 0| 30| 0| 1594| 3| 86| 476098| 4780186| 538158| 0.00| 0.00
    2 1| 64| 1065.51| 17.64| 60| 0| 30| 0| 1594| 3| 87| 476836| 4823602| 538860| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.9| +0.7| +1.7| 0| 0.0| 0| 0.0| 0.0| +1.2| +0.2| +0.9| +0.1| 0| 0
    1 2| 64| 2472.80| 32.18| 76| 0| 32| 0| 1709| 2| 199| 479119| 2089931| 600119| 0.00| 0.00
    2 2| 64| 2468.76| 32.28| 76| 0| 33| 0| 1744| 1| 199| 479372| 2179342| 600328| 0.00| 0.00
    % | 0.0| -0.2| +0.3| 0.0| 0| +3.1| 0| +2.0| -50.0| 0.0| +0.1| +4.3| +0.0| 0| 0
    1 4| 64| 2453.22| 32.20| 75| 0| 31| 0| 1612| 2| 198| 479223| 2175801| 600081| 0.00| 0.00
    2 4| 64| 2465.68| 32.30| 76| 0| 30| 0| 1594| 3| 200| 479404| 2108293| 600252| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.5| +0.3| +1.3| 0| -3.2| 0| -1.1| +50.0| +1.0| +0.0| -3.1| +0.0| 0| 0
    1 1| 256| 3608.37| 24.59| 146| 0| 32| 0| 1726| 2| 277| 88346| 108310| 150637| 0.00| 0.00
    2 1| 256| 3611.12| 24.95| 144| 0| 32| 0| 1709| 0| 281| 83319| 64354| 145511| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.1| +1.5| -1.4| 0| 0.0| 0| -1.0| -100.0| +1.4| -5.7| -40.6| -3.4| 0| 0
    1 2| 256| 7373.32| 26.83| 274| 0| 31| 0| 1612| 0| 4185| 278932| 264031| 377267| 0.00| 0.00
    2 2| 256| 7460.03| 26.93| 276| 0| 30| 0| 1594| 1| 5913| 270840| 246165| 371999| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +1.2| +0.4| +0.7| 0| -3.2| 0| -1.1| 0| +41.3| -2.9| -6.8| -1.4| 0| 0
    1 4| 256| 9322.66| 29.73| 313| 0| 32| 0| 1709| 848| 3041| 363114| 329308| 482586| 0.00| 0.00
    2 4| 256| 9365.52| 29.59| 316| 0| 33| 0| 1744| 414| 2884| 371485| 339191| 491366| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.5| -0.5| +1.0| 0| +3.1| 0| +2.0| -51.2| -5.2| +2.3| +3.0| +1.8| 0| 0
    1 1| 512| 9360.25| 17.20| 543| 0| 30| 0| 1577| 0| 387| 438621| 408062| 499989| 0.00| 0.00
    2 1| 512| 8899.37| 18.17| 495| 0| 30| 0| 1594| 0| 5049| 393341| 371545| 459397| 0.00| 0.00
    % | 0.0| -4.9| +5.6| -8.8| 0| 0.0| 0| +1.1| 0| +1204.7| -10.3| -8.9| -8.1| 0| 0
    1 2| 512| 8713.11| 20.77| 420| 0| 32| 0| 1726| 0| 11227| 296157| 246495| 371632| 0.00| 0.00
    2 2| 512| 8686.31| 20.72| 421| 0| 32| 0| 1709| 0| 11002| 296608| 246597| 371797| 0.00| 0.00
    % | 0.0| -0.3| -0.2| +0.2| 0| 0.0| 0| -1.0| 0| -2.0| +0.2| +0.0| +0.0| 0| 0
    1 4| 512| 8780.40| 22.72| 386| 0| 30| 0| 1594| 0| 10337| 303619| 249822| 385457| 0.00| 0.00
    2 4| 512| 8858.51| 22.66| 390| 0| 30| 0| 1577| 0| 9968| 301847| 246543| 382121| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.9| -0.3| +1.0| 0| 0.0| 0| -1.1| 0| -3.6| -0.6| -1.3| -0.9| 0| 0
    1 1| 1024| 9387.09| 16.43| 571| 0| 32| 0| 1726| 0| 84| 452351| 429483| 504022| 0.00| 0.00
    2 1| 1024| 9388.90| 16.51| 568| 0| 32| 0| 1726| 2| 76| 446994| 422489| 499025| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.0| +0.5| -0.5| 0| 0.0| 0| 0.0| 0| -9.5| -1.2| -1.6| -1.0| 0| 0
    1 2| 1024| 9361.43| 17.26| 542| 0| 30| 0| 1594| 5| 647| 388626| 358303| 442125| 0.00| 0.00
    2 2| 1024| 9364.78| 17.25| 542| 0| 31| 0| 1612| 35| 554| 389326| 360169| 442343| 0.00| 0.00
    % | 0.0| +0.0| -0.1| 0.0| 0| +3.3| 0| +1.1| +600.0| -14.4| +0.2| +0.5| +0.0| 0| 0
    1 4| 1024| 9381.57| 18.35| 510| 0| 32| 0| 1726| 1189| 648| 405900| 376269| 459845| 0.00| 0.00
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    Mon Dec 19 09:51:09 2011

    1 - avg-old.netperf.host_guest.txt
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    TCP_MAERTS
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    TCP_RR
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