lists.openwall.net   lists  /  announce  owl-users  owl-dev  john-users  john-dev  passwdqc-users  yescrypt  popa3d-users  /  oss-security  kernel-hardening  musl  sabotage  tlsify  passwords  /  crypt-dev  xvendor  /  Bugtraq  Full-Disclosure  linux-kernel  linux-netdev  linux-ext4  linux-hardening  linux-cve-announce  PHC 
Open Source and information security mailing list archives
 
Hash Suite: Windows password security audit tool. GUI, reports in PDF.
[<prev] [next>] [<thread-prev] [thread-next>] [day] [month] [year] [list]
Message-ID: <daab8b76-edec-d6af-0ef4-91dd4ae2f8e8@gmail.com>
Date:   Fri, 5 Apr 2019 09:11:23 +0200
From:   Rafał Miłecki <zajec5@...il.com>
To:     Toshiaki Makita <makita.toshiaki@....ntt.co.jp>
Cc:     Toshiaki Makita <toshiaki.makita1@...il.com>,
        netdev@...r.kernel.org, "David S. Miller" <davem@...emloft.net>,
        Stefano Brivio <sbrivio@...hat.com>,
        Sabrina Dubroca <sd@...asysnail.net>,
        David Ahern <dsahern@...il.com>, Felix Fietkau <nbd@....name>,
        Jo-Philipp Wich <jo@...n.io>,
        Koen Vandeputte <koen.vandeputte@...ntric.com>
Subject: Re: NAT performance regression caused by vlan GRO support

On 05.04.2019 07:48, Rafał Miłecki wrote:
> On 05.04.2019 06:26, Toshiaki Makita wrote:
>> My test results:
>>
>> Receiving packets from eth0.10, forwarding them to eth0.20 and applying
>> MASQUERADE on eth0.20, using i40e 25G NIC on kernel 4.20.13.
>> Disabled rxvlan by ethtool -K to exercise vlan_gro_receive().
>> Measured TCP throughput by netperf.
>>
>> GRO on : 17 Gbps
>> GRO off:  5 Gbps
>>
>> So I failed to reproduce your problem.
> 
> :( Thanks for trying & checking that!
> 
> 
>> Would you check the CPU usage by "mpstat -P ALL" or similar (like "sar
>> -u ALL -P ALL") to check if the traffic is able to consume 100% CPU on
>> your machine?
> 
> 1) ethtool -K eth0 gro on + iperf running (577 Mb/s)
> root@...nWrt:/# mpstat -P ALL 10 3
> Linux 5.1.0-rc3+ (OpenWrt)      03/27/19        _armv7l_        (2 CPU)
> 
> 16:33:40     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
> 16:33:50     all    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   58.79    0.00    0.00   41.21
> 16:33:50       0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00    0.00    0.00    0.00
> 16:33:50       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   17.58    0.00    0.00   82.42
> 
> 16:33:50     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
> 16:34:00     all    0.00    0.00    0.05    0.00    0.00   59.44    0.00    0.00   40.51
> 16:34:00       0    0.00    0.00    0.10    0.00    0.00   99.90    0.00    0.00    0.00
> 16:34:00       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   18.98    0.00    0.00   81.02
> 
> 16:34:00     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
> 16:34:10     all    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   59.59    0.00    0.00   40.41
> 16:34:10       0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00    0.00    0.00    0.00
> 16:34:10       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   19.18    0.00    0.00   80.82
> 
> Average:     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
> Average:     all    0.00    0.00    0.02    0.00    0.00   59.27    0.00    0.00   40.71
> Average:       0    0.00    0.00    0.03    0.00    0.00   99.97    0.00    0.00    0.00
> Average:       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   18.58    0.00    0.00   81.42
> 
> 
> 2) ethtool -K eth0 gro off + iperf running (941 Mb/s)
> root@...nWrt:/# mpstat -P ALL 10 3
> Linux 5.1.0-rc3+ (OpenWrt)      03/27/19        _armv7l_        (2 CPU)
> 
> 16:34:39     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
> 16:34:49     all    0.00    0.00    0.05    0.00    0.00   86.91    0.00    0.00   13.04
> 16:34:49       0    0.00    0.00    0.10    0.00    0.00   78.22    0.00    0.00   21.68
> 16:34:49       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   95.60    0.00    0.00    4.40
> 
> 16:34:49     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
> 16:34:59     all    0.00    0.00    0.10    0.00    0.00   87.06    0.00    0.00   12.84
> 16:34:59       0    0.00    0.00    0.20    0.00    0.00   79.72    0.00    0.00   20.08
> 16:34:59       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   94.41    0.00    0.00    5.59
> 
> 16:34:59     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
> 16:35:09     all    0.00    0.00    0.05    0.00    0.00   85.71    0.00    0.00   14.24
> 16:35:09       0    0.00    0.00    0.10    0.00    0.00   79.42    0.00    0.00   20.48
> 16:35:09       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   92.01    0.00    0.00    7.99
> 
> Average:     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
> Average:     all    0.00    0.00    0.07    0.00    0.00   86.56    0.00    0.00   13.37
> Average:       0    0.00    0.00    0.13    0.00    0.00   79.12    0.00    0.00   20.75
> Average:       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   94.01    0.00    0.00    5.99
> 
> 
> 3) System idle (no iperf)
> root@...nWrt:/# mpstat -P ALL 10 1
> Linux 5.1.0-rc3+ (OpenWrt)      03/27/19        _armv7l_        (2 CPU)
> 
> 16:35:31     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
> 16:35:41     all    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
> 16:35:41       0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
> 16:35:41       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
> 
> Average:     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest   %idle
> Average:     all    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
> Average:       0    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
> Average:       1    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
> 
> 
>> If CPU is 100%, perf may help us analyze your problem. If it's
>> available, try running below while testing:
>> # perf record -a -g -- sleep 5
>>
>> And then run this after testing:
>> # perf report --no-child
> 
> I can see my CPU 0 is fully loaded when using "gro on". I'll try perf now.

I guess its GRO + csum_partial() to be blamed for this performance drop.

Maybe csum_partial() is very fast on your powerful machine and few extra calls
don't make a difference? I can imagine it affecting much slower home router with
ARM cores.


1) ethtool -K eth0 gro on

Samples: 34K of event 'cycles', Event count (approx.): 10041345370
   Overhead  Command          Shared Object           Symbol
+   25,46%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] csum_partial
+    8,82%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] v7_dma_inv_range
+    6,03%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] arch_cpu_idle
+    4,08%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] v7_dma_clean_range
+    3,82%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] l2c210_inv_range
+    3,14%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] rcu_idle_exit
+    3,00%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] l2c210_clean_range
+    2,43%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] bgmac_start_xmit
+    1,24%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] csum_partial
+    1,20%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] do_idle
+    1,19%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] skb_segment
+    1,19%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] arm_dma_unmap_page
+    1,00%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] bgmac_poll
+    0,95%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] __slab_free.constprop.3
+    0,80%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] skb_release_data
+    0,77%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] __dev_queue_xmit
+    0,73%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] build_skb
+    0,68%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] skb_segment
+    0,66%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] mmiocpy
+    0,66%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] skb_checksum_help
+    0,65%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] dev_gro_receive
+    0,64%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] page_address
+    0,62%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] __qdisc_run
+    0,62%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] dma_cache_maint_page
+    0,59%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] __kmalloc_track_caller
+    0,59%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] mmiocpy
+    0,58%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] sch_direct_xmit
+    0,55%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] mmioset
+    0,52%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] inet_gro_receive
      0,49%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] netdev_alloc_frag
      0,47%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] __netif_receive_skb_core
      0,45%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] kmem_cache_alloc
      0,45%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] __skb_checksum
      0,43%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] v7_dma_clean_range
      0,39%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] kmem_cache_alloc
      0,36%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] qdisc_dequeue_head
      0,36%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] arm_dma_map_page
      0,35%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] mmioset
      0,34%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] tcp_gro_receive
      0,33%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] __copy_skb_header
      0,33%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] kmem_cache_free
      0,32%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] netif_skb_features
      0,30%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] netif_skb_features
      0,30%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] __skb_flow_dissect

2) ethtool -K eth0 gro off

Samples: 39K of event 'cycles', Event count (approx.): 13065826851
   Overhead  Command          Shared Object           Symbol
+   11,09%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] v7_dma_inv_range
+    5,86%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] v7_dma_clean_range
+    5,77%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] l2c210_inv_range
+    5,38%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] __irqentry_text_end
+    4,44%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] bcma_host_soc_read32
+    3,28%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] __netif_receive_skb_core
+    3,25%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] l2c210_clean_range
+    2,70%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] arch_cpu_idle
+    2,25%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] bgmac_poll
+    2,14%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] bgmac_start_xmit
+    1,79%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] __dev_queue_xmit
+    1,36%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] skb_vlan_untag
+    1,11%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] __skb_flow_dissect
+    1,07%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] netif_skb_features
+    0,98%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] ip_rcv_core.constprop.3
+    0,92%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] sch_direct_xmit
+    0,90%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] __local_bh_enable_ip
+    0,86%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] nf_hook_slow
+    0,82%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] net_rx_action
+    0,80%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] validate_xmit_skb.constprop.30
+    0,75%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] build_skb
+    0,72%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] ip_forward
+    0,71%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] br_handle_frame_finish
+    0,71%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] skb_pull_rcsum
+    0,65%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] arm_dma_unmap_page
+    0,59%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] ip_finish_output2
+    0,59%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] __skb_get_hash
+    0,58%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] dma_cache_maint_page
+    0,55%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] fdb_find_rcu
+    0,54%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] bcma_host_soc_write32
+    0,53%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] vlan_do_receive
+    0,52%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] memmove
+    0,52%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] rcu_idle_exit
+    0,51%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] ip_rcv
+    0,51%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] dev_hard_start_xmit
      0,49%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] ip_output
      0,46%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] vlan_dev_hard_start_xmit
      0,45%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] enqueue_to_backlog
      0,42%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] netdev_alloc_frag
      0,42%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] skb_release_data
      0,41%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] ip_forward_finish
      0,40%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] br_handle_frame
      0,37%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] mmiocpy
      0,37%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] page_address
      0,36%  ksoftirqd/0      [kernel.kallsyms]       [k] v7_dma_inv_range
      0,36%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] memcmp
      0,36%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] netif_receive_skb_internal
      0,34%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] page_address
      0,34%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] mmioset
      0,33%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] br_pass_frame_up
      0,33%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] neigh_connected_output
      0,33%  swapper          [kernel.kallsyms]       [k] kmem_cache_alloc
      0,31%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] mmioset
      0,30%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] ip_finish_output
      0,30%  ksoftirqd/1      [kernel.kallsyms]       [k] bcma_bgmac_write

Powered by blists - more mailing lists

Powered by Openwall GNU/*/Linux Powered by OpenVZ