Implement io_uring zero-copy send support

This commit is contained in:
Vitaliy Filippov
2025-05-01 18:47:10 +03:00
parent 96b5a72630
commit 9556eeae45
8 changed files with 215 additions and 11 deletions
+29
View File
@@ -34,6 +34,7 @@ between clients, OSDs and etcd.
- [etcd_ws_keepalive_interval](#etcd_ws_keepalive_interval)
- [etcd_min_reload_interval](#etcd_min_reload_interval)
- [tcp_header_buffer_size](#tcp_header_buffer_size)
- [min_zerocopy_send_size](#min_zerocopy_send_size)
- [use_sync_send_recv](#use_sync_send_recv)
## osd_network
@@ -313,6 +314,34 @@ is received without an additional copy. You can try to play with this
parameter and see how it affects random iops and linear bandwidth if you
want.
## min_zerocopy_send_size
- Type: integer
- Default: 32768
OSDs and clients will attempt to use io_uring-based zero-copy TCP send
for buffers larger than this number of bytes. Zero-copy send with io_uring is
supported since Linux kernel version 6.1. Support is auto-detected and disabled
automatically when not available. It can also be disabled explicitly by setting
this parameter to a negative value.
⚠️ Warning! Zero-copy send performance may vary greatly from CPU to CPU and from
one kernel version to another. Generally, it tends to only make benefit with larger
messages. With smaller messages (say, 4 KB), it may actually be slower. 32 KB is
enough for almost all CPUs, but even smaller values are optimal for some of them.
For example, 4 KB is OK for EPYC Milan/Genoa and 12 KB is OK for Xeon Ice Lake
(but verify it yourself please).
Verification instructions:
1. Add `iommu=pt` into your Linux kernel command line and reboot.
2. Upgrade your kernel. For example, it's very important to use 6.11+ with recent AMD EPYCs.
3. Run some tests with the [send-zerocopy liburing example](https://github.com/axboe/liburing/blob/master/examples/send-zerocopy.c)
to find the minimal message size for which zero-copy is optimal.
Use `./send-zerocopy tcp -4 -R` at the server side and
`time ./send-zerocopy tcp -4 -b 0 -s BUFFER_SIZE -D SERVER_IP` at the client side with
`-z 0` (no zero-copy) and `-z 1` (zero-copy), and compare MB/s and used CPU time
(user+system).
## use_sync_send_recv
- Type: boolean
+29
View File
@@ -34,6 +34,7 @@
- [etcd_ws_keepalive_interval](#etcd_ws_keepalive_interval)
- [etcd_min_reload_interval](#etcd_min_reload_interval)
- [tcp_header_buffer_size](#tcp_header_buffer_size)
- [min_zerocopy_send_size](#min_zerocopy_send_size)
- [use_sync_send_recv](#use_sync_send_recv)
## osd_network
@@ -321,6 +322,34 @@ Vitastor содержат 128-байтные заголовки, за котор
поменять этот параметр и посмотреть, как он влияет на производительность
случайного и линейного доступа.
## min_zerocopy_send_size
- Тип: целое число
- Значение по умолчанию: 32768
OSD и клиенты будут пробовать использовать TCP-отправку без копирования (zero-copy) на
основе io_uring для буферов, больших, чем это число байт. Отправка без копирования
поддерживается в io_uring, начиная с версии ядра Linux 6.1. Наличие поддержки
проверяется автоматически и zero-copy отключается, когда поддержки нет. Также
её можно отключить явно, установив данный параметр в отрицательное значение.
⚠️ Внимание! Производительность данной функции может сильно отличаться на разных
процессорах и на разных версиях ядра Linux. В целом, zero-copy обычно быстрее с
большими сообщениями, а с мелкими (например, 4 КБ) zero-copy может быть даже
медленнее. 32 КБ достаточно почти для всех процессоров, но для каких-то можно
использовать даже меньшие значения. Например, для EPYC Milan/Genoa подходит 4 КБ,
а для Xeon Ice Lake - 12 КБ (но, пожалуйста, перепроверьте это сами).
Инструкция по проверке:
1. Добавьте `iommu=pt` в командную строку загрузки вашего ядра Linux и перезагрузитесь.
2. Обновите ядро. Например, для AMD EPYC очень важно использовать версию 6.11+.
3. Позапускайте тесты с помощью [send-zerocopy из примеров liburing](https://github.com/axboe/liburing/blob/master/examples/send-zerocopy.c),
чтобы найти минимальный размер сообщения, для которого zero-copy отправка оптимальна.
Запускайте `./send-zerocopy tcp -4 -R` на стороне сервера и
`time ./send-zerocopy tcp -4 -b 0 -s РАЗМЕР_БУФЕРА -D АДРЕС_СЕРВЕРА` на стороне клиента
с опцией `-z 0` (обычная отправка) и `-z 1` (отправка без копирования), и сравнивайте
скорость в МБ/с и занятое процессорное время (user+system).
## use_sync_send_recv
- Тип: булево (да/нет)
+49
View File
@@ -373,6 +373,55 @@
параметра читается без дополнительного копирования. Вы можете попробовать
поменять этот параметр и посмотреть, как он влияет на производительность
случайного и линейного доступа.
- name: min_zerocopy_send_size
type: int
default: 32768
info: |
OSDs and clients will attempt to use io_uring-based zero-copy TCP send
for buffers larger than this number of bytes. Zero-copy send with io_uring is
supported since Linux kernel version 6.1. Support is auto-detected and disabled
automatically when not available. It can also be disabled explicitly by setting
this parameter to a negative value.
⚠️ Warning! Zero-copy send performance may vary greatly from CPU to CPU and from
one kernel version to another. Generally, it tends to only make benefit with larger
messages. With smaller messages (say, 4 KB), it may actually be slower. 32 KB is
enough for almost all CPUs, but even smaller values are optimal for some of them.
For example, 4 KB is OK for EPYC Milan/Genoa and 12 KB is OK for Xeon Ice Lake
(but verify it yourself please).
Verification instructions:
1. Add `iommu=pt` into your Linux kernel command line and reboot.
2. Upgrade your kernel. For example, it's very important to use 6.11+ with recent AMD EPYCs.
3. Run some tests with the [send-zerocopy liburing example](https://github.com/axboe/liburing/blob/master/examples/send-zerocopy.c)
to find the minimal message size for which zero-copy is optimal.
Use `./send-zerocopy tcp -4 -R` at the server side and
`time ./send-zerocopy tcp -4 -b 0 -s BUFFER_SIZE -D SERVER_IP` at the client side with
`-z 0` (no zero-copy) and `-z 1` (zero-copy), and compare MB/s and used CPU time
(user+system).
info_ru: |
OSD и клиенты будут пробовать использовать TCP-отправку без копирования (zero-copy) на
основе io_uring для буферов, больших, чем это число байт. Отправка без копирования
поддерживается в io_uring, начиная с версии ядра Linux 6.1. Наличие поддержки
проверяется автоматически и zero-copy отключается, когда поддержки нет. Также
её можно отключить явно, установив данный параметр в отрицательное значение.
⚠️ Внимание! Производительность данной функции может сильно отличаться на разных
процессорах и на разных версиях ядра Linux. В целом, zero-copy обычно быстрее с
большими сообщениями, а с мелкими (например, 4 КБ) zero-copy может быть даже
медленнее. 32 КБ достаточно почти для всех процессоров, но для каких-то можно
использовать даже меньшие значения. Например, для EPYC Milan/Genoa подходит 4 КБ,
а для Xeon Ice Lake - 12 КБ (но, пожалуйста, перепроверьте это сами).
Инструкция по проверке:
1. Добавьте `iommu=pt` в командную строку загрузки вашего ядра Linux и перезагрузитесь.
2. Обновите ядро. Например, для AMD EPYC очень важно использовать версию 6.11+.
3. Позапускайте тесты с помощью [send-zerocopy из примеров liburing](https://github.com/axboe/liburing/blob/master/examples/send-zerocopy.c),
чтобы найти минимальный размер сообщения, для которого zero-copy отправка оптимальна.
Запускайте `./send-zerocopy tcp -4 -R` на стороне сервера и
`time ./send-zerocopy tcp -4 -b 0 -s РАЗМЕР_БУФЕРА -D АДРЕС_СЕРВЕРА` на стороне клиента
с опцией `-z 0` (обычная отправка) и `-z 1` (отправка без копирования), и сравнивайте
скорость в МБ/с и занятое процессорное время (user+system).
- name: use_sync_send_recv
type: bool
default: false