]> git.proxmox.com Git - mirror_qemu.git/commitdiff
oslib-posix: initialize backend memory objects in parallel
authorMark Kanda <mark.kanda@oracle.com>
Wed, 31 Jan 2024 16:53:27 +0000 (10:53 -0600)
committerDavid Hildenbrand <david@redhat.com>
Tue, 6 Feb 2024 07:15:22 +0000 (08:15 +0100)
QEMU initializes preallocated backend memory as the objects are parsed from
the command line. This is not optimal in some cases (e.g. memory spanning
multiple NUMA nodes) because the memory objects are initialized in series.

Allow the initialization to occur in parallel (asynchronously). In order to
ensure optimal thread placement, asynchronous initialization requires prealloc
context threads to be in use.

Signed-off-by: Mark Kanda <mark.kanda@oracle.com>
Message-ID: <20240131165327.3154970-2-mark.kanda@oracle.com>
Tested-by: Mario Casquero <mcasquer@redhat.com>
Signed-off-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
backends/hostmem.c
hw/virtio/virtio-mem.c
include/hw/qdev-core.h
include/qemu/osdep.h
system/vl.c
util/oslib-posix.c
util/oslib-win32.c

index 987f6f591e6d972f872d5dcafacfb4376eb8505f..81a72ce40b78fffdd05ed81c314b408288ce0ae3 100644 (file)
@@ -20,6 +20,7 @@
 #include "qom/object_interfaces.h"
 #include "qemu/mmap-alloc.h"
 #include "qemu/madvise.h"
+#include "hw/qdev-core.h"
 
 #ifdef CONFIG_NUMA
 #include <numaif.h>
@@ -237,7 +238,7 @@ static void host_memory_backend_set_prealloc(Object *obj, bool value,
         uint64_t sz = memory_region_size(&backend->mr);
 
         if (!qemu_prealloc_mem(fd, ptr, sz, backend->prealloc_threads,
-                               backend->prealloc_context, errp)) {
+                               backend->prealloc_context, false, errp)) {
             return;
         }
         backend->prealloc = true;
@@ -323,6 +324,7 @@ host_memory_backend_memory_complete(UserCreatable *uc, Error **errp)
     HostMemoryBackendClass *bc = MEMORY_BACKEND_GET_CLASS(uc);
     void *ptr;
     uint64_t sz;
+    bool async = !phase_check(PHASE_LATE_BACKENDS_CREATED);
 
     if (!bc->alloc) {
         return;
@@ -402,7 +404,8 @@ host_memory_backend_memory_complete(UserCreatable *uc, Error **errp)
     if (backend->prealloc && !qemu_prealloc_mem(memory_region_get_fd(&backend->mr),
                                                 ptr, sz,
                                                 backend->prealloc_threads,
-                                                backend->prealloc_context, errp)) {
+                                                backend->prealloc_context,
+                                                async, errp)) {
         return;
     }
 }
index 99ab989852b0a60fcab9f2a25509bf3d21096d4d..ffd119ebacb766773322137a82bb64e1bb7e7b14 100644 (file)
@@ -605,7 +605,7 @@ static int virtio_mem_set_block_state(VirtIOMEM *vmem, uint64_t start_gpa,
         int fd = memory_region_get_fd(&vmem->memdev->mr);
         Error *local_err = NULL;
 
-        if (!qemu_prealloc_mem(fd, area, size, 1, NULL, &local_err)) {
+        if (!qemu_prealloc_mem(fd, area, size, 1, NULL, false, &local_err)) {
             static bool warned;
 
             /*
@@ -1248,7 +1248,7 @@ static int virtio_mem_prealloc_range_cb(VirtIOMEM *vmem, void *arg,
     int fd = memory_region_get_fd(&vmem->memdev->mr);
     Error *local_err = NULL;
 
-    if (!qemu_prealloc_mem(fd, area, size, 1, NULL, &local_err)) {
+    if (!qemu_prealloc_mem(fd, area, size, 1, NULL, false, &local_err)) {
         error_report_err(local_err);
         return -ENOMEM;
     }
index d47536eadb11b76289ac0d4b7e185f91f93a4279..9228e96c87e9af0fe9e6162e011e7813d977ebf4 100644 (file)
@@ -1083,6 +1083,11 @@ typedef enum MachineInitPhase {
      */
     PHASE_ACCEL_CREATED,
 
+    /*
+     * Late backend objects have been created and initialized.
+     */
+    PHASE_LATE_BACKENDS_CREATED,
+
     /*
      * machine_class->init has been called, thus creating any embedded
      * devices and validating machine properties.  Devices created at
index c9692cc31425e64e2d1a09f7eabea21988fd4eb3..7d359dabc46a0990e6f70f319377f350515e4040 100644 (file)
@@ -680,6 +680,8 @@ typedef struct ThreadContext ThreadContext;
  * @area: start address of the are to preallocate
  * @sz: the size of the area to preallocate
  * @max_threads: maximum number of threads to use
+ * @tc: prealloc context threads pointer, NULL if not in use
+ * @async: request asynchronous preallocation, requires @tc
  * @errp: returns an error if this function fails
  *
  * Preallocate memory (populate/prefault page tables writable) for the virtual
@@ -687,10 +689,24 @@ typedef struct ThreadContext ThreadContext;
  * each page in the area was faulted in writable at least once, for example,
  * after allocating file blocks for mapped files.
  *
+ * When setting @async, allocation might be performed asynchronously.
+ * qemu_finish_async_prealloc_mem() must be called to finish any asynchronous
+ * preallocation.
+ *
  * Return: true on success, else false setting @errp with error.
  */
 bool qemu_prealloc_mem(int fd, char *area, size_t sz, int max_threads,
-                       ThreadContext *tc, Error **errp);
+                       ThreadContext *tc, bool async, Error **errp);
+
+/**
+ * qemu_finish_async_prealloc_mem:
+ * @errp: returns an error if this function fails
+ *
+ * Finish all outstanding asynchronous memory preallocation.
+ *
+ * Return: true on success, else false setting @errp with error.
+ */
+bool qemu_finish_async_prealloc_mem(Error **errp);
 
 /**
  * qemu_get_pid_name:
index bb959cbc440b83131ef8f9bb10c96289014b1387..2a0bd08ff19217e5f1c1c393275bc6c3bb8bf251 100644 (file)
@@ -2013,6 +2013,14 @@ static void qemu_create_late_backends(void)
 
     object_option_foreach_add(object_create_late);
 
+    /*
+     * Wait for any outstanding memory prealloc from created memory
+     * backends to complete.
+     */
+    if (!qemu_finish_async_prealloc_mem(&error_fatal)) {
+        exit(1);
+    }
+
     if (tpm_init() < 0) {
         exit(1);
     }
@@ -3699,6 +3707,7 @@ void qemu_init(int argc, char **argv)
      * over memory-backend-file objects).
      */
     qemu_create_late_backends();
+    phase_advance(PHASE_LATE_BACKENDS_CREATED);
 
     /*
      * Note: creates a QOM object, must run only after global and
index 7c297003b9ff27dce09524aaf55ffc451db8469b..3c379f96c26d6b55fe7114f791ece2afa2765272 100644 (file)
@@ -42,6 +42,7 @@
 #include "qemu/cutils.h"
 #include "qemu/units.h"
 #include "qemu/thread-context.h"
+#include "qemu/main-loop.h"
 
 #ifdef CONFIG_LINUX
 #include <sys/syscall.h>
 
 struct MemsetThread;
 
+static QLIST_HEAD(, MemsetContext) memset_contexts =
+    QLIST_HEAD_INITIALIZER(memset_contexts);
+
 typedef struct MemsetContext {
     bool all_threads_created;
     bool any_thread_failed;
     struct MemsetThread *threads;
     int num_threads;
+    QLIST_ENTRY(MemsetContext) next;
 } MemsetContext;
 
 struct MemsetThread {
@@ -412,19 +417,44 @@ static inline int get_memset_num_threads(size_t hpagesize, size_t numpages,
     return ret;
 }
 
+static int wait_and_free_mem_prealloc_context(MemsetContext *context)
+{
+    int i, ret = 0, tmp;
+
+    for (i = 0; i < context->num_threads; i++) {
+        tmp = (uintptr_t)qemu_thread_join(&context->threads[i].pgthread);
+
+        if (tmp) {
+            ret = tmp;
+        }
+    }
+    g_free(context->threads);
+    g_free(context);
+    return ret;
+}
+
 static int touch_all_pages(char *area, size_t hpagesize, size_t numpages,
-                           int max_threads, ThreadContext *tc,
+                           int max_threads, ThreadContext *tc, bool async,
                            bool use_madv_populate_write)
 {
     static gsize initialized = 0;
-    MemsetContext context = {
-        .num_threads = get_memset_num_threads(hpagesize, numpages, max_threads),
-    };
+    MemsetContext *context = g_malloc0(sizeof(MemsetContext));
     size_t numpages_per_thread, leftover;
     void *(*touch_fn)(void *);
-    int ret = 0, i = 0;
+    int ret, i = 0;
     char *addr = area;
 
+    /*
+     * Asynchronous preallocation is only allowed when using MADV_POPULATE_WRITE
+     * and prealloc context for thread placement.
+     */
+    if (!use_madv_populate_write || !tc) {
+        async = false;
+    }
+
+    context->num_threads =
+        get_memset_num_threads(hpagesize, numpages, max_threads);
+
     if (g_once_init_enter(&initialized)) {
         qemu_mutex_init(&page_mutex);
         qemu_cond_init(&page_cond);
@@ -432,8 +462,11 @@ static int touch_all_pages(char *area, size_t hpagesize, size_t numpages,
     }
 
     if (use_madv_populate_write) {
-        /* Avoid creating a single thread for MADV_POPULATE_WRITE */
-        if (context.num_threads == 1) {
+        /*
+         * Avoid creating a single thread for MADV_POPULATE_WRITE when
+         * preallocating synchronously.
+         */
+        if (context->num_threads == 1 && !async) {
             if (qemu_madvise(area, hpagesize * numpages,
                              QEMU_MADV_POPULATE_WRITE)) {
                 return -errno;
@@ -445,50 +478,86 @@ static int touch_all_pages(char *area, size_t hpagesize, size_t numpages,
         touch_fn = do_touch_pages;
     }
 
-    context.threads = g_new0(MemsetThread, context.num_threads);
-    numpages_per_thread = numpages / context.num_threads;
-    leftover = numpages % context.num_threads;
-    for (i = 0; i < context.num_threads; i++) {
-        context.threads[i].addr = addr;
-        context.threads[i].numpages = numpages_per_thread + (i < leftover);
-        context.threads[i].hpagesize = hpagesize;
-        context.threads[i].context = &context;
+    context->threads = g_new0(MemsetThread, context->num_threads);
+    numpages_per_thread = numpages / context->num_threads;
+    leftover = numpages % context->num_threads;
+    for (i = 0; i < context->num_threads; i++) {
+        context->threads[i].addr = addr;
+        context->threads[i].numpages = numpages_per_thread + (i < leftover);
+        context->threads[i].hpagesize = hpagesize;
+        context->threads[i].context = context;
         if (tc) {
-            thread_context_create_thread(tc, &context.threads[i].pgthread,
+            thread_context_create_thread(tc, &context->threads[i].pgthread,
                                          "touch_pages",
-                                         touch_fn, &context.threads[i],
+                                         touch_fn, &context->threads[i],
                                          QEMU_THREAD_JOINABLE);
         } else {
-            qemu_thread_create(&context.threads[i].pgthread, "touch_pages",
-                               touch_fn, &context.threads[i],
+            qemu_thread_create(&context->threads[i].pgthread, "touch_pages",
+                               touch_fn, &context->threads[i],
                                QEMU_THREAD_JOINABLE);
         }
-        addr += context.threads[i].numpages * hpagesize;
+        addr += context->threads[i].numpages * hpagesize;
+    }
+
+    if (async) {
+        /*
+         * async requests currently require the BQL. Add it to the list and kick
+         * preallocation off during qemu_finish_async_prealloc_mem().
+         */
+        assert(bql_locked());
+        QLIST_INSERT_HEAD(&memset_contexts, context, next);
+        return 0;
     }
 
     if (!use_madv_populate_write) {
-        sigbus_memset_context = &context;
+        sigbus_memset_context = context;
     }
 
     qemu_mutex_lock(&page_mutex);
-    context.all_threads_created = true;
+    context->all_threads_created = true;
     qemu_cond_broadcast(&page_cond);
     qemu_mutex_unlock(&page_mutex);
 
-    for (i = 0; i < context.num_threads; i++) {
-        int tmp = (uintptr_t)qemu_thread_join(&context.threads[i].pgthread);
+    ret = wait_and_free_mem_prealloc_context(context);
 
+    if (!use_madv_populate_write) {
+        sigbus_memset_context = NULL;
+    }
+    return ret;
+}
+
+bool qemu_finish_async_prealloc_mem(Error **errp)
+{
+    int ret = 0, tmp;
+    MemsetContext *context, *next_context;
+
+    /* Waiting for preallocation requires the BQL. */
+    assert(bql_locked());
+    if (QLIST_EMPTY(&memset_contexts)) {
+        return true;
+    }
+
+    qemu_mutex_lock(&page_mutex);
+    QLIST_FOREACH(context, &memset_contexts, next) {
+        context->all_threads_created = true;
+    }
+    qemu_cond_broadcast(&page_cond);
+    qemu_mutex_unlock(&page_mutex);
+
+    QLIST_FOREACH_SAFE(context, &memset_contexts, next, next_context) {
+        QLIST_REMOVE(context, next);
+        tmp = wait_and_free_mem_prealloc_context(context);
         if (tmp) {
             ret = tmp;
         }
     }
 
-    if (!use_madv_populate_write) {
-        sigbus_memset_context = NULL;
+    if (ret) {
+        error_setg_errno(errp, -ret,
+                         "qemu_prealloc_mem: preallocating memory failed");
+        return false;
     }
-    g_free(context.threads);
-
-    return ret;
+    return true;
 }
 
 static bool madv_populate_write_possible(char *area, size_t pagesize)
@@ -498,7 +567,7 @@ static bool madv_populate_write_possible(char *area, size_t pagesize)
 }
 
 bool qemu_prealloc_mem(int fd, char *area, size_t sz, int max_threads,
-                       ThreadContext *tc, Error **errp)
+                       ThreadContext *tc, bool async, Error **errp)
 {
     static gsize initialized;
     int ret;
@@ -540,7 +609,7 @@ bool qemu_prealloc_mem(int fd, char *area, size_t sz, int max_threads,
     }
 
     /* touch pages simultaneously */
-    ret = touch_all_pages(area, hpagesize, numpages, max_threads, tc,
+    ret = touch_all_pages(area, hpagesize, numpages, max_threads, tc, async,
                           use_madv_populate_write);
     if (ret) {
         error_setg_errno(errp, -ret,
index c4a5f05a49ad9c6fc3f5f39314ef20eb4a75b970..b623830d624f28b9cd2876f57684e9e5b69b8da7 100644 (file)
@@ -265,7 +265,7 @@ int getpagesize(void)
 }
 
 bool qemu_prealloc_mem(int fd, char *area, size_t sz, int max_threads,
-                       ThreadContext *tc, Error **errp)
+                       ThreadContext *tc, bool async, Error **errp)
 {
     int i;
     size_t pagesize = qemu_real_host_page_size();
@@ -278,6 +278,12 @@ bool qemu_prealloc_mem(int fd, char *area, size_t sz, int max_threads,
     return true;
 }
 
+bool qemu_finish_async_prealloc_mem(Error **errp)
+{
+    /* async prealloc not supported, there is nothing to finish */
+    return true;
+}
+
 char *qemu_get_pid_name(pid_t pid)
 {
     /* XXX Implement me */