]> git.hungrycats.org Git - linux/commit
io_uring: switch local task_work to a mpscq
authorJens Axboe <axboe@kernel.dk>
Wed, 10 Jun 2026 21:19:35 +0000 (15:19 -0600)
committerJens Axboe <axboe@kernel.dk>
Sat, 13 Jun 2026 12:27:06 +0000 (06:27 -0600)
commitd46ab2c98ababa19b41a5709b6921d7b1add7f74
treec3cab282d4637eac166b53c59e91e3c6618c93a6
parent50cb44bd0d5f243919a06b17b1d979fdcd72cb2b
io_uring: switch local task_work to a mpscq

The local (DEFER_TASKRUN) task_work list is an llist, which is LIFO
ordered, and hence __io_run_local_work() has to restore the right
running order with an O(n) llist_reverse_order() pass first. On top of
that, a batch that gets capped by max_events needs the leftover entries
parked on a separate ->retry_llist, as they can't be pushed back to the
shared list.

Switch it to the FIFO mpscq. Adds are wait-free instead of a cmpxchg
retry loop, entries are popped in queue order with no reversal pass,
capping a run simply leaves the remainder on the queue, and
->retry_llist goes away entirely. The consumer cursor, ->work_head,
lives with the rest of the ->uring_lock protected state rather than
next to the queue, so that popping entries doesn't dirty the producer
side cacheline.

For low amounts of task_work, this ends up being a bit more efficient
than the existing scheme. As an example of that, doing multishot
receives for 8 clients has the following task_work overhead:

     1.02%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] io_req_local_work_add
     0.88%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] __io_run_local_work_loop
     0.60%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] llist_reverse_order
     0.14%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] __io_run_local_work
     2.64% at ~46Gb/sec

and after this change:

     1.08%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] io_req_local_work_add
     1.03%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] __io_run_local_work
     2.11% at ~53Gb/sec

which has less overhead even though that test run was faster. For a case
of having 1024 clients on a single ring:

     2.22%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] llist_reverse_order
     0.84%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] __io_run_local_work_loop
     0.42%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] io_req_local_work_add
     0.02%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] __io_run_local_work
     3.50% at ~24Gb/sec

we start to see the llist reversing taking a considerable amount of
time, and the total add+run task_work overhead is around 3.5%. After
the change:

     0.90%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] __io_run_local_work
     0.42%  sock-test  [kernel.kallsyms]  [k] io_req_local_work_add
     1.32% at ~26Gb/sec

most of that overhead is gone, and performance is better as well.

Caleb Sander Mateos <csander@purestorage.com> reports that it improves
the performance of a ublk 4kb workload by 4% [1], while testing v1 of
this patchset.

[1] https://lore.kernel.org/io-uring/CADUfDZr-MMYBaP-e+y9+xuRhuiunO2sBTUCmwZyd7AgT8sVtiQ@mail.gmail.com/

Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
include/linux/io_uring_types.h
io_uring/io_uring.c
io_uring/tw.c
io_uring/tw.h
io_uring/wait.c
io_uring/wait.h