Kaby Lake vs Sandy Bridge

[KDE]

Hello,
I noticed that there is high CPU usage in kernel in many cases on Sandy Bridge CPU.
For example reading small file cached in memory takes at least 0.1 ms kernel CPU time. I haven't tested with non-grsec kernel.
Do new instructions like SMAP/SMEP supported by Kaby Lake CPUs make CPU usage lower?
Is Kaby Lake GPU affected by higher CPU usage of grsec kernel? Kaby Lake GPU is almost same as Sky Lake GPU.

[KDE]

oprofile output from disk read test with 4.9.18 kernel

Code: Select all

Counted CPU_CLK_UNHALTED events (Clock cycles when not halted) with a unit mask of 0x00 (No unit mask) count 100000
samples  %        image name               symbol name
144      23.5679  vmlinux                  __pax_close_userland
134      21.9313  vmlinux                  __pax_open_userland
54        8.8380  vmlinux                  copy_user_generic_string
21        3.4370  vmlinux                  __get_user_1
15        2.4550  ld-2.23.so               do_lookup_x
15        2.4550  vmlinux                  pax_erase_kstack
9         1.4730  ld-2.23.so               _dl_lookup_symbol_x
8         1.3093  vmlinux                  page_fault
7         1.1457  vmlinux                  __radix_tree_lookup
6         0.9820  vmlinux                  find_get_entry
4         0.6547  ld-2.23.so               _dl_relocate_object
4         0.6547  vmlinux                  __access_ok
4         0.6547  vmlinux                  __put_user_1
4         0.6547  vmlinux                  filemap_map_pages
4         0.6547  vmlinux                  patch_pax_enter_kernel_user
4         0.6547  vmlinux                  patch_pax_exit_kernel_user
4         0.6547  vmlinux                  strncpy_from_user
3         0.4910  ld-2.23.so               check_match
3         0.4910  libc-2.23.so             _int_malloc
3         0.4910  libc-2.23.so             getenv
3         0.4910  vmlinux                  __list_del_entry
3         0.4910  vmlinux                  __mod_node_page_state
3         0.4910  vmlinux                  clear_page
3         0.4910  vmlinux                  unmap_page_range
2         0.3273  ld-2.23.so               strcmp
2         0.3273  libQt5Core.so.5.7.1      QFSFileEngine::write(char const*, long long)
2         0.3273  libQt5Core.so.5.7.1      QUtf8::convertToUnicode(char const*, int, QTextCodec::ConverterState*)
2         0.3273  libc-2.23.so             _IO_file_xsputn@@GLIBC_2.2.5
2         0.3273  libc-2.23.so             __tzstring_len
2         0.3273  vmlinux                  __d_lookup_rcu
2         0.3273  vmlinux                  __virt_addr_valid
2         0.3273  vmlinux                  _cond_resched
2         0.3273  vmlinux                  dnotify_flush
2         0.3273  vmlinux                  expand_files
2         0.3273  vmlinux                  filldir
2         0.3273  vmlinux                  link_path_walk
2         0.3273  vmlinux                  lookup_fast
2         0.3273  vmlinux                  page_add_file_rmap
2         0.3273  vmlinux                  pax_enter_kernel
2         0.3273  vmlinux                  pax_randomize_kstack
2         0.3273  vmlinux                  pax_track_stack
2         0.3273  vmlinux                  release_pages
2         0.3273  vmlinux                  vfs_fstat
2         0.3273  vmlinux                  vfs_getattr_nosec
2         0.3273  vmlinux                  vmacache_find
1         0.1637  disk-read-benchmark      main
1         0.1637  ld-2.23.so               _dl_check_map_versions
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QByteArray::isNull() const
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QFSFileEnginePrivate::flushFh()
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QFSFileEnginePrivate::nativeOpen(QFlags<QIODevice::OpenModeFlag>)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QFileDevice::flush()
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QFileDevice::readData(char*, long long)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QFileDevicePrivate::QFileDevicePrivate()
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QFileInfo::isFile() const
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QFileSystemEntry::nativeFilePath() const
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QFileSystemEntry::resolveFilePath() const
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QHashData::rehash(int)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QIODevice::openMode() const
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QIODevicePrivate::setWriteChannelCount(int)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QLocale::QLocale(QLocale::Language, QLocale::Country)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QLocale::~QLocale()
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QObjectPrivate::~QObjectPrivate()
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QString::fromLatin1_helper(char const*, int)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QString::lastIndexOf(QChar, int, Qt::CaseSensitivity) const
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QString::operator=(QString const&)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QString::~QString()
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QTextStream::operator<<(QChar)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QTextStreamPrivate::putString(QLatin1String, bool)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QTextStreamPrivate::write(QLatin1String)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QTime::isValid() const
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QTime::msec() const
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QTime::second() const
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QTime::setHMS(int, int, int, int)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QUtf8::convertFromUnicode(QChar const*, int, QTextCodec::ConverterState*)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QVector<QLoggingRule>::~QVector()
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      QVector<QRingBuffer>::reallocData(int, int, QFlags<QArrayData::AllocationOption>)
1         0.1637  libQt5Core.so.5.7.1      doubleToAscii(double, QLocaleData::DoubleForm, int, char*, int, bool&, int&, int&)
1         0.1637  libc-2.23.so             __GI___mempcpy
1         0.1637  libc-2.23.so             __memcmp_sse2
1         0.1637  libc-2.23.so             __memmove_ssse3
1         0.1637  libc-2.23.so             __tzfile_compute
1         0.1637  libc-2.23.so             _dl_addr
1         0.1637  libc-2.23.so             _int_free
1         0.1637  libc-2.23.so             _int_realloc
1         0.1637  libc-2.23.so             fflush
1         0.1637  libc-2.23.so             free
1         0.1637  libc-2.23.so             malloc_consolidate
1         0.1637  libc-2.23.so             readdir_r
1         0.1637  libc-2.23.so             realloc
1         0.1637  libc-2.23.so             sysconf
1         0.1637  libdouble-conversion.so.1.0.0 double_conversion::FastDtoa(double, double_conversion::FastDtoaMode, int, double_conversion::Vector<char>, int*, int*)
1         0.1637  libdouble-conversion.so.1.0.0 double_conversion::PowersOfTenCache::GetCachedPowerForBinaryExponentRange(int, int, double_conversion::DiyFp*, int*)
1         0.1637  libpcre.so.1.2.8         get_ucp.constprop.6
1         0.1637  libstdc++.so.6.0.21      /usr/lib64/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/5.4.0/libstdc++.so.6.0.21
1         0.1637  vmlinux                  __atime_needs_update
1         0.1637  vmlinux                  __call_rcu.constprop.68
1         0.1637  vmlinux                  __check_object_size
1         0.1637  vmlinux                  __fget_light
1         0.1637  vmlinux                  __fsnotify_parent
1         0.1637  vmlinux                  __list_add
1         0.1637  vmlinux                  __mod_zone_page_state
1         0.1637  vmlinux                  __native_flush_tlb_single
1         0.1637  vmlinux                  __rmqueue
1         0.1637  vmlinux                  __slab_free
1         0.1637  vmlinux                  __tlb_remove_page_size.part.96
1         0.1637  vmlinux                  __vma_adjust
1         0.1637  vmlinux                  __vma_rb_erase
1         0.1637  vmlinux                  _raw_spin_lock
1         0.1637  vmlinux                  check_stack_object
1         0.1637  vmlinux                  copy_page
1         0.1637  vmlinux                  copy_page_to_iter
1         0.1637  vmlinux                  dec_zone_page_state
1         0.1637  vmlinux                  do_dentry_open.isra.22
1         0.1637  vmlinux                  do_sys_open
1         0.1637  vmlinux                  down_write
1         0.1637  vmlinux                  dput
1         0.1637  vmlinux                  fd_install
1         0.1637  vmlinux                  find_next_bit
1         0.1637  vmlinux                  find_vma
1         0.1637  vmlinux                  fsnotify
1         0.1637  vmlinux                  generic_file_read_iter
1         0.1637  vmlinux                  generic_fillattr
1         0.1637  vmlinux                  gr_chroot_pathat
1         0.1637  vmlinux                  gr_set_proc_label
1         0.1637  vmlinux                  kmem_cache_alloc
1         0.1637  vmlinux                  kmem_cache_free
1         0.1637  vmlinux                  ldsem_down_read
1         0.1637  vmlinux                  ldsem_up_read
1         0.1637  vmlinux                  legitimize_mnt
1         0.1637  vmlinux                  lockref_put_return
1         0.1637  vmlinux                  lru_cache_add_active_or_unevictable
1         0.1637  vmlinux                  mark_page_accessed
1         0.1637  vmlinux                  memcpy
1         0.1637  vmlinux                  path_lookupat
1         0.1637  vmlinux                  perf_event_mmap
1         0.1637  vmlinux                  perf_lock_task_context
1         0.1637  vmlinux                  queued_spin_unlock_wait
1         0.1637  vmlinux                  radix_tree_lookup_slot
1         0.1637  vmlinux                  rap_sys_getrlimit
1         0.1637  vmlinux                  rb_erase
1         0.1637  vmlinux                  restore_nameidata
1         0.1637  vmlinux                  set_root
1         0.1637  vmlinux                  task_tick_fair
1         0.1637  vmlinux                  task_work_add
1         0.1637  vmlinux                  try_to_wake_up
1         0.1637  vmlinux                  unlink_file_vma
1         0.1637  vmlinux                  up_read
1         0.1637  vmlinux                  up_write
1         0.1637  vmlinux                  vfs_read
1         0.1637  vmlinux                  vma_set_page_prot
1         0.1637  vmlinux                  vsnprintf
1         0.1637  vmlinux                  wp_page_copy


[KDE]

viewtopic.php?f=7&t=3046
It looks like function __pax_open_userland is related to UDEREF which is related to SMAP which means Kaby Lake's SMAP will improve performance.
Is it correct?

[spender]

UDEREF doesn't currently make use of SMAP. Moving from Sandy Bridge to Kaby Lake though may improve UDEREF performance a bit by being able to use the invpcid instruction added around Haswell or so, which UDEREF will use when available.

-Brad