]> git.proxmox.com Git - mirror_qemu.git/commit - translate-all.c
tb hash: hash phys_pc, pc, and flags with xxhash
authorEmilio G. Cota <cota@braap.org>
Wed, 8 Jun 2016 18:55:25 +0000 (14:55 -0400)
committerRichard Henderson <rth@twiddle.net>
Sat, 11 Jun 2016 23:10:19 +0000 (23:10 +0000)
commit42bd32287f3a18d823f2258b813824a39ed7c6d9
tree1557a4b3e72fe9ae3bf89774f0978f843e992afc
parentdc8b295d05ec35a8c032f9abca421772347ba5d4
tb hash: hash phys_pc, pc, and flags with xxhash

For some workloads such as arm bootup, tb_phys_hash is performance-critical.
The is due to the high frequency of accesses to the hash table, originated
by (frequent) TLB flushes that wipe out the cpu-private tb_jmp_cache's.
More info:
  https://lists.nongnu.org/archive/html/qemu-devel/2016-03/msg05098.html

To dig further into this I modified an arm image booting debian jessie to
immediately shut down after boot. Analysis revealed that quite a bit of time
is unnecessarily spent in tb_phys_hash: the cause is poor hashing that
results in very uneven loading of chains in the hash table's buckets;
the longest observed chain had ~550 elements.

The appended addresses this with two changes:

1) Use xxhash as the hash table's hash function. xxhash is a fast,
   high-quality hashing function.

2) Feed the hashing function with not just tb_phys, but also pc and flags.

This improves performance over using just tb_phys for hashing, since that
resulted in some hash buckets having many TB's, while others getting very few;
with these changes, the longest observed chain on a single hash bucket is
brought down from ~550 to ~40.

Tests show that the other element checked for in tb_find_physical,
cs_base, is always a match when tb_phys+pc+flags are a match,
so hashing cs_base is wasteful. It could be that this is an ARM-only
thing, though. UPDATE:
On Tue, Apr 05, 2016 at 08:41:43 -0700, Richard Henderson wrote:
> The cs_base field is only used by i386 (in 16-bit modes), and sparc (for a TB
> consisting of only a delay slot).
> It may well still turn out to be reasonable to ignore cs_base for hashing.

BTW, after this change the hash table should not be called "tb_hash_phys"
anymore; this is addressed later in this series.

This change gives consistent bootup time improvements. I tested two
host machines:
- Intel Xeon E5-2690: 11.6% less time
- Intel i7-4790K: 19.2% less time

Increasing the number of hash buckets yields further improvements. However,
using a larger, fixed number of buckets can degrade performance for other
workloads that do not translate as many blocks (600K+ for debian-jessie arm
bootup). This is dealt with later in this series.

Reviewed-by: Sergey Fedorov <sergey.fedorov@linaro.org>
Reviewed-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>
Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1465412133-3029-8-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>
cpu-exec.c
include/exec/tb-hash.h
translate-all.c