mm/damon/core.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Data Access Monitor
   4  *
   5  * Author: SeongJae Park <sjpark@amazon.de>
   6  */
   7
   8 #define pr_fmt(fmt) "damon: " fmt
   9
  10 #include <linux/damon.h>
  11 #include <linux/delay.h>
  12 #include <linux/kthread.h>
  13 #include <linux/mm.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/string.h>
  16
  17 #define CREATE_TRACE_POINTS
  18 #include <trace/events/damon.h>
  19
  20 #ifdef CONFIG_DAMON_KUNIT_TEST
  21 #undef DAMON_MIN_REGION
  22 #define DAMON_MIN_REGION 1
  23 #endif
  24
  25 static DEFINE_MUTEX(damon_lock);
  26 static int nr_running_ctxs;
  27 static bool running_exclusive_ctxs;
  28
  29 static DEFINE_MUTEX(damon_ops_lock);
  30 static struct damon_operations damon_registered_ops[NR_DAMON_OPS];
  31
  32 static struct kmem_cache *damon_region_cache __ro_after_init;
  33
  34 /* Should be called under damon_ops_lock with id smaller than NR_DAMON_OPS */
  35 static bool __damon_is_registered_ops(enum damon_ops_id id)
  36 {
  37         struct damon_operations empty_ops = {};
  38
  39         if (!memcmp(&empty_ops, &damon_registered_ops[id], sizeof(empty_ops)))
  40                 return false;
  41         return true;
  42 }
  43
  44 /**
  45  * damon_is_registered_ops() - Check if a given damon_operations is registered.
  46  * @id: Id of the damon_operations to check if registered.
  47  *
  48  * Return: true if the ops is set, false otherwise.
  49  */
  50 bool damon_is_registered_ops(enum damon_ops_id id)
  51 {
  52         bool registered;
  53
  54         if (id >= NR_DAMON_OPS)
  55                 return false;
  56         mutex_lock(&damon_ops_lock);
  57         registered = __damon_is_registered_ops(id);
  58         mutex_unlock(&damon_ops_lock);
  59         return registered;
  60 }
  61
  62 /**
  63  * damon_register_ops() - Register a monitoring operations set to DAMON.
  64  * @ops:        monitoring operations set to register.
  65  *
  66  * This function registers a monitoring operations set of valid &struct
  67  * damon_operations->id so that others can find and use them later.
  68  *
  69  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
  70  */
  71 int damon_register_ops(struct damon_operations *ops)
  72 {
  73         int err = 0;
  74
  75         if (ops->id >= NR_DAMON_OPS)
  76                 return -EINVAL;
  77         mutex_lock(&damon_ops_lock);
  78         /* Fail for already registered ops */
  79         if (__damon_is_registered_ops(ops->id)) {
  80                 err = -EINVAL;
  81                 goto out;
  82         }
  83         damon_registered_ops[ops->id] = *ops;
  84 out:
  85         mutex_unlock(&damon_ops_lock);
  86         return err;
  87 }
  88
  89 /**
  90  * damon_select_ops() - Select a monitoring operations to use with the context.
  91  * @ctx:        monitoring context to use the operations.
  92  * @id:         id of the registered monitoring operations to select.
  93  *
  94  * This function finds registered monitoring operations set of @id and make
  95  * @ctx to use it.
  96  *
  97  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
  98  */
  99 int damon_select_ops(struct damon_ctx *ctx, enum damon_ops_id id)
 100 {
 101         int err = 0;
 102
 103         if (id >= NR_DAMON_OPS)
 104                 return -EINVAL;
 105
 106         mutex_lock(&damon_ops_lock);
 107         if (!__damon_is_registered_ops(id))
 108                 err = -EINVAL;
 109         else
 110                 ctx->ops = damon_registered_ops[id];
 111         mutex_unlock(&damon_ops_lock);
 112         return err;
 113 }
 114
 115 /*
 116  * Construct a damon_region struct
 117  *
 118  * Returns the pointer to the new struct if success, or NULL otherwise
 119  */
 120 struct damon_region *damon_new_region(unsigned long start, unsigned long end)
 121 {
 122         struct damon_region *region;
 123
 124         region = kmem_cache_alloc(damon_region_cache, GFP_KERNEL);
 125         if (!region)
 126                 return NULL;
 127
 128         region->ar.start = start;
 129         region->ar.end = end;
 130         region->nr_accesses = 0;
 131         INIT_LIST_HEAD(&region->list);
 132
 133         region->age = 0;
 134         region->last_nr_accesses = 0;
 135
 136         return region;
 137 }
 138
 139 void damon_add_region(struct damon_region *r, struct damon_target *t)
 140 {
 141         list_add_tail(&r->list, &t->regions_list);
 142         t->nr_regions++;
 143 }
 144
 145 static void damon_del_region(struct damon_region *r, struct damon_target *t)
 146 {
 147         list_del(&r->list);
 148         t->nr_regions--;
 149 }
 150
 151 static void damon_free_region(struct damon_region *r)
 152 {
 153         kmem_cache_free(damon_region_cache, r);
 154 }
 155
 156 void damon_destroy_region(struct damon_region *r, struct damon_target *t)
 157 {
 158         damon_del_region(r, t);
 159         damon_free_region(r);
 160 }
 161
 162 /*
 163  * Check whether a region is intersecting an address range
 164  *
 165  * Returns true if it is.
 166  */
 167 static bool damon_intersect(struct damon_region *r,
 168                 struct damon_addr_range *re)
 169 {
 170         return !(r->ar.end <= re->start || re->end <= r->ar.start);
 171 }
 172
 173 /*
 174  * Fill holes in regions with new regions.
 175  */
 176 static int damon_fill_regions_holes(struct damon_region *first,
 177                 struct damon_region *last, struct damon_target *t)
 178 {
 179         struct damon_region *r = first;
 180
 181         damon_for_each_region_from(r, t) {
 182                 struct damon_region *next, *newr;
 183
 184                 if (r == last)
 185                         break;
 186                 next = damon_next_region(r);
 187                 if (r->ar.end != next->ar.start) {
 188                         newr = damon_new_region(r->ar.end, next->ar.start);
 189                         if (!newr)
 190                                 return -ENOMEM;
 191                         damon_insert_region(newr, r, next, t);
 192                 }
 193         }
 194         return 0;
 195 }
 196
 197 /*
 198  * damon_set_regions() - Set regions of a target for given address ranges.
 199  * @t:          the given target.
 200  * @ranges:     array of new monitoring target ranges.
 201  * @nr_ranges:  length of @ranges.
 202  *
 203  * This function adds new regions to, or modify existing regions of a
 204  * monitoring target to fit in specific ranges.
 205  *
 206  * Return: 0 if success, or negative error code otherwise.
 207  */
 208 int damon_set_regions(struct damon_target *t, struct damon_addr_range *ranges,
 209                 unsigned int nr_ranges)
 210 {
 211         struct damon_region *r, *next;
 212         unsigned int i;
 213         int err;
 214
 215         /* Remove regions which are not in the new ranges */
 216         damon_for_each_region_safe(r, next, t) {
 217                 for (i = 0; i < nr_ranges; i++) {
 218                         if (damon_intersect(r, &ranges[i]))
 219                                 break;
 220                 }
 221                 if (i == nr_ranges)
 222                         damon_destroy_region(r, t);
 223         }
 224
 225         r = damon_first_region(t);
 226         /* Add new regions or resize existing regions to fit in the ranges */
 227         for (i = 0; i < nr_ranges; i++) {
 228                 struct damon_region *first = NULL, *last, *newr;
 229                 struct damon_addr_range *range;
 230
 231                 range = &ranges[i];
 232                 /* Get the first/last regions intersecting with the range */
 233                 damon_for_each_region_from(r, t) {
 234                         if (damon_intersect(r, range)) {
 235                                 if (!first)
 236                                         first = r;
 237                                 last = r;
 238                         }
 239                         if (r->ar.start >= range->end)
 240                                 break;
 241                 }
 242                 if (!first) {
 243                         /* no region intersects with this range */
 244                         newr = damon_new_region(
 245                                         ALIGN_DOWN(range->start,
 246                                                 DAMON_MIN_REGION),
 247                                         ALIGN(range->end, DAMON_MIN_REGION));
 248                         if (!newr)
 249                                 return -ENOMEM;
 250                         damon_insert_region(newr, damon_prev_region(r), r, t);
 251                 } else {
 252                         /* resize intersecting regions to fit in this range */
 253                         first->ar.start = ALIGN_DOWN(range->start,
 254                                         DAMON_MIN_REGION);
 255                         last->ar.end = ALIGN(range->end, DAMON_MIN_REGION);
 256
 257                         /* fill possible holes in the range */
 258                         err = damon_fill_regions_holes(first, last, t);
 259                         if (err)
 260                                 return err;
 261                 }
 262         }
 263         return 0;
 264 }
 265
 266 struct damos_filter *damos_new_filter(enum damos_filter_type type,
 267                 bool matching)
 268 {
 269         struct damos_filter *filter;
 270
 271         filter = kmalloc(sizeof(*filter), GFP_KERNEL);
 272         if (!filter)
 273                 return NULL;
 274         filter->type = type;
 275         filter->matching = matching;
 276         INIT_LIST_HEAD(&filter->list);
 277         return filter;
 278 }
 279
 280 void damos_add_filter(struct damos *s, struct damos_filter *f)
 281 {
 282         list_add_tail(&f->list, &s->filters);
 283 }
 284
 285 static void damos_del_filter(struct damos_filter *f)
 286 {
 287         list_del(&f->list);
 288 }
 289
 290 static void damos_free_filter(struct damos_filter *f)
 291 {
 292         kfree(f);
 293 }
 294
 295 void damos_destroy_filter(struct damos_filter *f)
 296 {
 297         damos_del_filter(f);
 298         damos_free_filter(f);
 299 }
 300
 301 /* initialize private fields of damos_quota and return the pointer */
 302 static struct damos_quota *damos_quota_init_priv(struct damos_quota *quota)
 303 {
 304         quota->total_charged_sz = 0;
 305         quota->total_charged_ns = 0;
 306         quota->esz = 0;
 307         quota->charged_sz = 0;
 308         quota->charged_from = 0;
 309         quota->charge_target_from = NULL;
 310         quota->charge_addr_from = 0;
 311         return quota;
 312 }
 313
 314 struct damos *damon_new_scheme(struct damos_access_pattern *pattern,
 315                         enum damos_action action, struct damos_quota *quota,
 316                         struct damos_watermarks *wmarks)
 317 {
 318         struct damos *scheme;
 319
 320         scheme = kmalloc(sizeof(*scheme), GFP_KERNEL);
 321         if (!scheme)
 322                 return NULL;
 323         scheme->pattern = *pattern;
 324         scheme->action = action;
 325         INIT_LIST_HEAD(&scheme->filters);
 326         scheme->stat = (struct damos_stat){};
 327         INIT_LIST_HEAD(&scheme->list);
 328
 329         scheme->quota = *(damos_quota_init_priv(quota));
 330
 331         scheme->wmarks = *wmarks;
 332         scheme->wmarks.activated = true;
 333
 334         return scheme;
 335 }
 336
 337 void damon_add_scheme(struct damon_ctx *ctx, struct damos *s)
 338 {
 339         list_add_tail(&s->list, &ctx->schemes);
 340 }
 341
 342 static void damon_del_scheme(struct damos *s)
 343 {
 344         list_del(&s->list);
 345 }
 346
 347 static void damon_free_scheme(struct damos *s)
 348 {
 349         kfree(s);
 350 }
 351
 352 void damon_destroy_scheme(struct damos *s)
 353 {
 354         struct damos_filter *f, *next;
 355
 356         damos_for_each_filter_safe(f, next, s)
 357                 damos_destroy_filter(f);
 358         damon_del_scheme(s);
 359         damon_free_scheme(s);
 360 }
 361
 362 /*
 363  * Construct a damon_target struct
 364  *
 365  * Returns the pointer to the new struct if success, or NULL otherwise
 366  */
 367 struct damon_target *damon_new_target(void)
 368 {
 369         struct damon_target *t;
 370
 371         t = kmalloc(sizeof(*t), GFP_KERNEL);
 372         if (!t)
 373                 return NULL;
 374
 375         t->pid = NULL;
 376         t->nr_regions = 0;
 377         INIT_LIST_HEAD(&t->regions_list);
 378         INIT_LIST_HEAD(&t->list);
 379
 380         return t;
 381 }
 382
 383 void damon_add_target(struct damon_ctx *ctx, struct damon_target *t)
 384 {
 385         list_add_tail(&t->list, &ctx->adaptive_targets);
 386 }
 387
 388 bool damon_targets_empty(struct damon_ctx *ctx)
 389 {
 390         return list_empty(&ctx->adaptive_targets);
 391 }
 392
 393 static void damon_del_target(struct damon_target *t)
 394 {
 395         list_del(&t->list);
 396 }
 397
 398 void damon_free_target(struct damon_target *t)
 399 {
 400         struct damon_region *r, *next;
 401
 402         damon_for_each_region_safe(r, next, t)
 403                 damon_free_region(r);
 404         kfree(t);
 405 }
 406
 407 void damon_destroy_target(struct damon_target *t)
 408 {
 409         damon_del_target(t);
 410         damon_free_target(t);
 411 }
 412
 413 unsigned int damon_nr_regions(struct damon_target *t)
 414 {
 415         return t->nr_regions;
 416 }
 417
 418 struct damon_ctx *damon_new_ctx(void)
 419 {
 420         struct damon_ctx *ctx;
 421
 422         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 423         if (!ctx)
 424                 return NULL;
 425
 426         init_completion(&ctx->kdamond_started);
 427
 428         ctx->attrs.sample_interval = 5 * 1000;
 429         ctx->attrs.aggr_interval = 100 * 1000;
 430         ctx->attrs.ops_update_interval = 60 * 1000 * 1000;
 431
 432         ctx->passed_sample_intervals = 0;
 433         /* These will be set from kdamond_init_intervals_sis() */
 434         ctx->next_aggregation_sis = 0;
 435         ctx->next_ops_update_sis = 0;
 436
 437         mutex_init(&ctx->kdamond_lock);
 438
 439         ctx->attrs.min_nr_regions = 10;
 440         ctx->attrs.max_nr_regions = 1000;
 441
 442         INIT_LIST_HEAD(&ctx->adaptive_targets);
 443         INIT_LIST_HEAD(&ctx->schemes);
 444
 445         return ctx;
 446 }
 447
 448 static void damon_destroy_targets(struct damon_ctx *ctx)
 449 {
 450         struct damon_target *t, *next_t;
 451
 452         if (ctx->ops.cleanup) {
 453                 ctx->ops.cleanup(ctx);
 454                 return;
 455         }
 456
 457         damon_for_each_target_safe(t, next_t, ctx)
 458                 damon_destroy_target(t);
 459 }
 460
 461 void damon_destroy_ctx(struct damon_ctx *ctx)
 462 {
 463         struct damos *s, *next_s;
 464
 465         damon_destroy_targets(ctx);
 466
 467         damon_for_each_scheme_safe(s, next_s, ctx)
 468                 damon_destroy_scheme(s);
 469
 470         kfree(ctx);
 471 }
 472
 473 static unsigned int damon_age_for_new_attrs(unsigned int age,
 474                 struct damon_attrs *old_attrs, struct damon_attrs *new_attrs)
 475 {
 476         return age * old_attrs->aggr_interval / new_attrs->aggr_interval;
 477 }
 478
 479 /* convert access ratio in bp (per 10,000) to nr_accesses */
 480 static unsigned int damon_accesses_bp_to_nr_accesses(
 481                 unsigned int accesses_bp, struct damon_attrs *attrs)
 482 {
 483         return accesses_bp * damon_max_nr_accesses(attrs) / 10000;
 484 }
 485
 486 /* convert nr_accesses to access ratio in bp (per 10,000) */
 487 static unsigned int damon_nr_accesses_to_accesses_bp(
 488                 unsigned int nr_accesses, struct damon_attrs *attrs)
 489 {
 490         return nr_accesses * 10000 / damon_max_nr_accesses(attrs);
 491 }
 492
 493 static unsigned int damon_nr_accesses_for_new_attrs(unsigned int nr_accesses,
 494                 struct damon_attrs *old_attrs, struct damon_attrs *new_attrs)
 495 {
 496         return damon_accesses_bp_to_nr_accesses(
 497                         damon_nr_accesses_to_accesses_bp(
 498                                 nr_accesses, old_attrs),
 499                         new_attrs);
 500 }
 501
 502 static void damon_update_monitoring_result(struct damon_region *r,
 503                 struct damon_attrs *old_attrs, struct damon_attrs *new_attrs)
 504 {
 505         r->nr_accesses = damon_nr_accesses_for_new_attrs(r->nr_accesses,
 506                         old_attrs, new_attrs);
 507         r->age = damon_age_for_new_attrs(r->age, old_attrs, new_attrs);
 508 }
 509
 510 /*
 511  * region->nr_accesses is the number of sampling intervals in the last
 512  * aggregation interval that access to the region has found, and region->age is
 513  * the number of aggregation intervals that its access pattern has maintained.
 514  * For the reason, the real meaning of the two fields depend on current
 515  * sampling interval and aggregation interval.  This function updates
 516  * ->nr_accesses and ->age of given damon_ctx's regions for new damon_attrs.
 517  */
 518 static void damon_update_monitoring_results(struct damon_ctx *ctx,
 519                 struct damon_attrs *new_attrs)
 520 {
 521         struct damon_attrs *old_attrs = &ctx->attrs;
 522         struct damon_target *t;
 523         struct damon_region *r;
 524
 525         /* if any interval is zero, simply forgive conversion */
 526         if (!old_attrs->sample_interval || !old_attrs->aggr_interval ||
 527                         !new_attrs->sample_interval ||
 528                         !new_attrs->aggr_interval)
 529                 return;
 530
 531         damon_for_each_target(t, ctx)
 532                 damon_for_each_region(r, t)
 533                         damon_update_monitoring_result(
 534                                         r, old_attrs, new_attrs);
 535 }
 536
 537 /**
 538  * damon_set_attrs() - Set attributes for the monitoring.
 539  * @ctx:                monitoring context
 540  * @attrs:              monitoring attributes
 541  *
 542  * This function should not be called while the kdamond is running.
 543  * Every time interval is in micro-seconds.
 544  *
 545  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 546  */
 547 int damon_set_attrs(struct damon_ctx *ctx, struct damon_attrs *attrs)
 548 {
 549         unsigned long sample_interval = attrs->sample_interval ?
 550                 attrs->sample_interval : 1;
 551
 552         if (attrs->min_nr_regions < 3)
 553                 return -EINVAL;
 554         if (attrs->min_nr_regions > attrs->max_nr_regions)
 555                 return -EINVAL;
 556         if (attrs->sample_interval > attrs->aggr_interval)
 557                 return -EINVAL;
 558
 559         ctx->next_aggregation_sis = ctx->passed_sample_intervals +
 560                 attrs->aggr_interval / sample_interval;
 561         ctx->next_ops_update_sis = ctx->passed_sample_intervals +
 562                 attrs->ops_update_interval / sample_interval;
 563
 564         damon_update_monitoring_results(ctx, attrs);
 565         ctx->attrs = *attrs;
 566         return 0;
 567 }
 568
 569 /**
 570  * damon_set_schemes() - Set data access monitoring based operation schemes.
 571  * @ctx:        monitoring context
 572  * @schemes:    array of the schemes
 573  * @nr_schemes: number of entries in @schemes
 574  *
 575  * This function should not be called while the kdamond of the context is
 576  * running.
 577  */
 578 void damon_set_schemes(struct damon_ctx *ctx, struct damos **schemes,
 579                         ssize_t nr_schemes)
 580 {
 581         struct damos *s, *next;
 582         ssize_t i;
 583
 584         damon_for_each_scheme_safe(s, next, ctx)
 585                 damon_destroy_scheme(s);
 586         for (i = 0; i < nr_schemes; i++)
 587                 damon_add_scheme(ctx, schemes[i]);
 588 }
 589
 590 /**
 591  * damon_nr_running_ctxs() - Return number of currently running contexts.
 592  */
 593 int damon_nr_running_ctxs(void)
 594 {
 595         int nr_ctxs;
 596
 597         mutex_lock(&damon_lock);
 598         nr_ctxs = nr_running_ctxs;
 599         mutex_unlock(&damon_lock);
 600
 601         return nr_ctxs;
 602 }
 603
 604 /* Returns the size upper limit for each monitoring region */
 605 static unsigned long damon_region_sz_limit(struct damon_ctx *ctx)
 606 {
 607         struct damon_target *t;
 608         struct damon_region *r;
 609         unsigned long sz = 0;
 610
 611         damon_for_each_target(t, ctx) {
 612                 damon_for_each_region(r, t)
 613                         sz += damon_sz_region(r);
 614         }
 615
 616         if (ctx->attrs.min_nr_regions)
 617                 sz /= ctx->attrs.min_nr_regions;
 618         if (sz < DAMON_MIN_REGION)
 619                 sz = DAMON_MIN_REGION;
 620
 621         return sz;
 622 }
 623
 624 static int kdamond_fn(void *data);
 625
 626 /*
 627  * __damon_start() - Starts monitoring with given context.
 628  * @ctx:        monitoring context
 629  *
 630  * This function should be called while damon_lock is hold.
 631  *
 632  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 633  */
 634 static int __damon_start(struct damon_ctx *ctx)
 635 {
 636         int err = -EBUSY;
 637
 638         mutex_lock(&ctx->kdamond_lock);
 639         if (!ctx->kdamond) {
 640                 err = 0;
 641                 reinit_completion(&ctx->kdamond_started);
 642                 ctx->kdamond = kthread_run(kdamond_fn, ctx, "kdamond.%d",
 643                                 nr_running_ctxs);
 644                 if (IS_ERR(ctx->kdamond)) {
 645                         err = PTR_ERR(ctx->kdamond);
 646                         ctx->kdamond = NULL;
 647                 } else {
 648                         wait_for_completion(&ctx->kdamond_started);
 649                 }
 650         }
 651         mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
 652
 653         return err;
 654 }
 655
 656 /**
 657  * damon_start() - Starts the monitorings for a given group of contexts.
 658  * @ctxs:       an array of the pointers for contexts to start monitoring
 659  * @nr_ctxs:    size of @ctxs
 660  * @exclusive:  exclusiveness of this contexts group
 661  *
 662  * This function starts a group of monitoring threads for a group of monitoring
 663  * contexts.  One thread per each context is created and run in parallel.  The
 664  * caller should handle synchronization between the threads by itself.  If
 665  * @exclusive is true and a group of threads that created by other
 666  * 'damon_start()' call is currently running, this function does nothing but
 667  * returns -EBUSY.
 668  *
 669  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 670  */
 671 int damon_start(struct damon_ctx **ctxs, int nr_ctxs, bool exclusive)
 672 {
 673         int i;
 674         int err = 0;
 675
 676         mutex_lock(&damon_lock);
 677         if ((exclusive && nr_running_ctxs) ||
 678                         (!exclusive && running_exclusive_ctxs)) {
 679                 mutex_unlock(&damon_lock);
 680                 return -EBUSY;
 681         }
 682
 683         for (i = 0; i < nr_ctxs; i++) {
 684                 err = __damon_start(ctxs[i]);
 685                 if (err)
 686                         break;
 687                 nr_running_ctxs++;
 688         }
 689         if (exclusive && nr_running_ctxs)
 690                 running_exclusive_ctxs = true;
 691         mutex_unlock(&damon_lock);
 692
 693         return err;
 694 }
 695
 696 /*
 697  * __damon_stop() - Stops monitoring of a given context.
 698  * @ctx:        monitoring context
 699  *
 700  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 701  */
 702 static int __damon_stop(struct damon_ctx *ctx)
 703 {
 704         struct task_struct *tsk;
 705
 706         mutex_lock(&ctx->kdamond_lock);
 707         tsk = ctx->kdamond;
 708         if (tsk) {
 709                 get_task_struct(tsk);
 710                 mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
 711                 kthread_stop(tsk);
 712                 put_task_struct(tsk);
 713                 return 0;
 714         }
 715         mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
 716
 717         return -EPERM;
 718 }
 719
 720 /**
 721  * damon_stop() - Stops the monitorings for a given group of contexts.
 722  * @ctxs:       an array of the pointers for contexts to stop monitoring
 723  * @nr_ctxs:    size of @ctxs
 724  *
 725  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 726  */
 727 int damon_stop(struct damon_ctx **ctxs, int nr_ctxs)
 728 {
 729         int i, err = 0;
 730
 731         for (i = 0; i < nr_ctxs; i++) {
 732                 /* nr_running_ctxs is decremented in kdamond_fn */
 733                 err = __damon_stop(ctxs[i]);
 734                 if (err)
 735                         break;
 736         }
 737         return err;
 738 }
 739
 740 /*
 741  * Reset the aggregated monitoring results ('nr_accesses' of each region).
 742  */
 743 static void kdamond_reset_aggregated(struct damon_ctx *c)
 744 {
 745         struct damon_target *t;
 746         unsigned int ti = 0;    /* target's index */
 747
 748         damon_for_each_target(t, c) {
 749                 struct damon_region *r;
 750
 751                 damon_for_each_region(r, t) {
 752                         trace_damon_aggregated(t, ti, r, damon_nr_regions(t));
 753                         r->last_nr_accesses = r->nr_accesses;
 754                         r->nr_accesses = 0;
 755                 }
 756                 ti++;
 757         }
 758 }
 759
 760 static void damon_split_region_at(struct damon_target *t,
 761                                   struct damon_region *r, unsigned long sz_r);
 762
 763 static bool __damos_valid_target(struct damon_region *r, struct damos *s)
 764 {
 765         unsigned long sz;
 766
 767         sz = damon_sz_region(r);
 768         return s->pattern.min_sz_region <= sz &&
 769                 sz <= s->pattern.max_sz_region &&
 770                 s->pattern.min_nr_accesses <= r->nr_accesses &&
 771                 r->nr_accesses <= s->pattern.max_nr_accesses &&
 772                 s->pattern.min_age_region <= r->age &&
 773                 r->age <= s->pattern.max_age_region;
 774 }
 775
 776 static bool damos_valid_target(struct damon_ctx *c, struct damon_target *t,
 777                 struct damon_region *r, struct damos *s)
 778 {
 779         bool ret = __damos_valid_target(r, s);
 780
 781         if (!ret || !s->quota.esz || !c->ops.get_scheme_score)
 782                 return ret;
 783
 784         return c->ops.get_scheme_score(c, t, r, s) >= s->quota.min_score;
 785 }
 786
 787 /*
 788  * damos_skip_charged_region() - Check if the given region or starting part of
 789  * it is already charged for the DAMOS quota.
 790  * @t:  The target of the region.
 791  * @rp: The pointer to the region.
 792  * @s:  The scheme to be applied.
 793  *
 794  * If a quota of a scheme has exceeded in a quota charge window, the scheme's
 795  * action would applied to only a part of the target access pattern fulfilling
 796  * regions.  To avoid applying the scheme action to only already applied
 797  * regions, DAMON skips applying the scheme action to the regions that charged
 798  * in the previous charge window.
 799  *
 800  * This function checks if a given region should be skipped or not for the
 801  * reason.  If only the starting part of the region has previously charged,
 802  * this function splits the region into two so that the second one covers the
 803  * area that not charged in the previous charge widnow and saves the second
 804  * region in *rp and returns false, so that the caller can apply DAMON action
 805  * to the second one.
 806  *
 807  * Return: true if the region should be entirely skipped, false otherwise.
 808  */
 809 static bool damos_skip_charged_region(struct damon_target *t,
 810                 struct damon_region **rp, struct damos *s)
 811 {
 812         struct damon_region *r = *rp;
 813         struct damos_quota *quota = &s->quota;
 814         unsigned long sz_to_skip;
 815
 816         /* Skip previously charged regions */
 817         if (quota->charge_target_from) {
 818                 if (t != quota->charge_target_from)
 819                         return true;
 820                 if (r == damon_last_region(t)) {
 821                         quota->charge_target_from = NULL;
 822                         quota->charge_addr_from = 0;
 823                         return true;
 824                 }
 825                 if (quota->charge_addr_from &&
 826                                 r->ar.end <= quota->charge_addr_from)
 827                         return true;
 828
 829                 if (quota->charge_addr_from && r->ar.start <
 830                                 quota->charge_addr_from) {
 831                         sz_to_skip = ALIGN_DOWN(quota->charge_addr_from -
 832                                         r->ar.start, DAMON_MIN_REGION);
 833                         if (!sz_to_skip) {
 834                                 if (damon_sz_region(r) <= DAMON_MIN_REGION)
 835                                         return true;
 836                                 sz_to_skip = DAMON_MIN_REGION;
 837                         }
 838                         damon_split_region_at(t, r, sz_to_skip);
 839                         r = damon_next_region(r);
 840                         *rp = r;
 841                 }
 842                 quota->charge_target_from = NULL;
 843                 quota->charge_addr_from = 0;
 844         }
 845         return false;
 846 }
 847
 848 static void damos_update_stat(struct damos *s,
 849                 unsigned long sz_tried, unsigned long sz_applied)
 850 {
 851         s->stat.nr_tried++;
 852         s->stat.sz_tried += sz_tried;
 853         if (sz_applied)
 854                 s->stat.nr_applied++;
 855         s->stat.sz_applied += sz_applied;
 856 }
 857
 858 static bool __damos_filter_out(struct damon_ctx *ctx, struct damon_target *t,
 859                 struct damon_region *r, struct damos_filter *filter)
 860 {
 861         bool matched = false;
 862         struct damon_target *ti;
 863         int target_idx = 0;
 864         unsigned long start, end;
 865
 866         switch (filter->type) {
 867         case DAMOS_FILTER_TYPE_TARGET:
 868                 damon_for_each_target(ti, ctx) {
 869                         if (ti == t)
 870                                 break;
 871                         target_idx++;
 872                 }
 873                 matched = target_idx == filter->target_idx;
 874                 break;
 875         case DAMOS_FILTER_TYPE_ADDR:
 876                 start = ALIGN_DOWN(filter->addr_range.start, DAMON_MIN_REGION);
 877                 end = ALIGN_DOWN(filter->addr_range.end, DAMON_MIN_REGION);
 878
 879                 /* inside the range */
 880                 if (start <= r->ar.start && r->ar.end <= end) {
 881                         matched = true;
 882                         break;
 883                 }
 884                 /* outside of the range */
 885                 if (r->ar.end <= start || end <= r->ar.start) {
 886                         matched = false;
 887                         break;
 888                 }
 889                 /* start before the range and overlap */
 890                 if (r->ar.start < start) {
 891                         damon_split_region_at(t, r, start - r->ar.start);
 892                         matched = false;
 893                         break;
 894                 }
 895                 /* start inside the range */
 896                 damon_split_region_at(t, r, end - r->ar.start);
 897                 matched = true;
 898                 break;
 899         default:
 900                 return false;
 901         }
 902
 903         return matched == filter->matching;
 904 }
 905
 906 static bool damos_filter_out(struct damon_ctx *ctx, struct damon_target *t,
 907                 struct damon_region *r, struct damos *s)
 908 {
 909         struct damos_filter *filter;
 910
 911         damos_for_each_filter(filter, s) {
 912                 if (__damos_filter_out(ctx, t, r, filter))
 913                         return true;
 914         }
 915         return false;
 916 }
 917
 918 static void damos_apply_scheme(struct damon_ctx *c, struct damon_target *t,
 919                 struct damon_region *r, struct damos *s)
 920 {
 921         struct damos_quota *quota = &s->quota;
 922         unsigned long sz = damon_sz_region(r);
 923         struct timespec64 begin, end;
 924         unsigned long sz_applied = 0;
 925         int err = 0;
 926
 927         if (c->ops.apply_scheme) {
 928                 if (quota->esz && quota->charged_sz + sz > quota->esz) {
 929                         sz = ALIGN_DOWN(quota->esz - quota->charged_sz,
 930                                         DAMON_MIN_REGION);
 931                         if (!sz)
 932                                 goto update_stat;
 933                         damon_split_region_at(t, r, sz);
 934                 }
 935                 if (damos_filter_out(c, t, r, s))
 936                         return;
 937                 ktime_get_coarse_ts64(&begin);
 938                 if (c->callback.before_damos_apply)
 939                         err = c->callback.before_damos_apply(c, t, r, s);
 940                 if (!err)
 941                         sz_applied = c->ops.apply_scheme(c, t, r, s);
 942                 ktime_get_coarse_ts64(&end);
 943                 quota->total_charged_ns += timespec64_to_ns(&end) -
 944                         timespec64_to_ns(&begin);
 945                 quota->charged_sz += sz;
 946                 if (quota->esz && quota->charged_sz >= quota->esz) {
 947                         quota->charge_target_from = t;
 948                         quota->charge_addr_from = r->ar.end + 1;
 949                 }
 950         }
 951         if (s->action != DAMOS_STAT)
 952                 r->age = 0;
 953
 954 update_stat:
 955         damos_update_stat(s, sz, sz_applied);
 956 }
 957
 958 static void damon_do_apply_schemes(struct damon_ctx *c,
 959                                    struct damon_target *t,
 960                                    struct damon_region *r)
 961 {
 962         struct damos *s;
 963
 964         damon_for_each_scheme(s, c) {
 965                 struct damos_quota *quota = &s->quota;
 966
 967                 if (!s->wmarks.activated)
 968                         continue;
 969
 970                 /* Check the quota */
 971                 if (quota->esz && quota->charged_sz >= quota->esz)
 972                         continue;
 973
 974                 if (damos_skip_charged_region(t, &r, s))
 975                         continue;
 976
 977                 if (!damos_valid_target(c, t, r, s))
 978                         continue;
 979
 980                 damos_apply_scheme(c, t, r, s);
 981         }
 982 }
 983
 984 /* Shouldn't be called if quota->ms and quota->sz are zero */
 985 static void damos_set_effective_quota(struct damos_quota *quota)
 986 {
 987         unsigned long throughput;
 988         unsigned long esz;
 989
 990         if (!quota->ms) {
 991                 quota->esz = quota->sz;
 992                 return;
 993         }
 994
 995         if (quota->total_charged_ns)
 996                 throughput = quota->total_charged_sz * 1000000 /
 997                         quota->total_charged_ns;
 998         else
 999                 throughput = PAGE_SIZE * 1024;
1000         esz = throughput * quota->ms;
1001
1002         if (quota->sz && quota->sz < esz)
1003                 esz = quota->sz;
1004         quota->esz = esz;
1005 }
1006
1007 static void damos_adjust_quota(struct damon_ctx *c, struct damos *s)
1008 {
1009         struct damos_quota *quota = &s->quota;
1010         struct damon_target *t;
1011         struct damon_region *r;
1012         unsigned long cumulated_sz;
1013         unsigned int score, max_score = 0;
1014
1015         if (!quota->ms && !quota->sz)
1016                 return;
1017
1018         /* New charge window starts */
1019         if (time_after_eq(jiffies, quota->charged_from +
1020                                 msecs_to_jiffies(quota->reset_interval))) {
1021                 if (quota->esz && quota->charged_sz >= quota->esz)
1022                         s->stat.qt_exceeds++;
1023                 quota->total_charged_sz += quota->charged_sz;
1024                 quota->charged_from = jiffies;
1025                 quota->charged_sz = 0;
1026                 damos_set_effective_quota(quota);
1027         }
1028
1029         if (!c->ops.get_scheme_score)
1030                 return;
1031
1032         /* Fill up the score histogram */
1033         memset(quota->histogram, 0, sizeof(quota->histogram));
1034         damon_for_each_target(t, c) {
1035                 damon_for_each_region(r, t) {
1036                         if (!__damos_valid_target(r, s))
1037                                 continue;
1038                         score = c->ops.get_scheme_score(c, t, r, s);
1039                         quota->histogram[score] += damon_sz_region(r);
1040                         if (score > max_score)
1041                                 max_score = score;
1042                 }
1043         }
1044
1045         /* Set the min score limit */
1046         for (cumulated_sz = 0, score = max_score; ; score--) {
1047                 cumulated_sz += quota->histogram[score];
1048                 if (cumulated_sz >= quota->esz || !score)
1049                         break;
1050         }
1051         quota->min_score = score;
1052 }
1053
1054 static void kdamond_apply_schemes(struct damon_ctx *c)
1055 {
1056         struct damon_target *t;
1057         struct damon_region *r, *next_r;
1058         struct damos *s;
1059
1060         damon_for_each_scheme(s, c) {
1061                 if (!s->wmarks.activated)
1062                         continue;
1063
1064                 damos_adjust_quota(c, s);
1065         }
1066
1067         damon_for_each_target(t, c) {
1068                 damon_for_each_region_safe(r, next_r, t)
1069                         damon_do_apply_schemes(c, t, r);
1070         }
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Merge two adjacent regions into one region
1075  */
1076 static void damon_merge_two_regions(struct damon_target *t,
1077                 struct damon_region *l, struct damon_region *r)
1078 {
1079         unsigned long sz_l = damon_sz_region(l), sz_r = damon_sz_region(r);
1080
1081         l->nr_accesses = (l->nr_accesses * sz_l + r->nr_accesses * sz_r) /
1082                         (sz_l + sz_r);
1083         l->age = (l->age * sz_l + r->age * sz_r) / (sz_l + sz_r);
1084         l->ar.end = r->ar.end;
1085         damon_destroy_region(r, t);
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Merge adjacent regions having similar access frequencies
1090  *
1091  * t            target affected by this merge operation
1092  * thres        '->nr_accesses' diff threshold for the merge
1093  * sz_limit     size upper limit of each region
1094  */
1095 static void damon_merge_regions_of(struct damon_target *t, unsigned int thres,
1096                                    unsigned long sz_limit)
1097 {
1098         struct damon_region *r, *prev = NULL, *next;
1099
1100         damon_for_each_region_safe(r, next, t) {
1101                 if (abs(r->nr_accesses - r->last_nr_accesses) > thres)
1102                         r->age = 0;
1103                 else
1104                         r->age++;
1105
1106                 if (prev && prev->ar.end == r->ar.start &&
1107                     abs(prev->nr_accesses - r->nr_accesses) <= thres &&
1108                     damon_sz_region(prev) + damon_sz_region(r) <= sz_limit)
1109                         damon_merge_two_regions(t, prev, r);
1110                 else
1111                         prev = r;
1112         }
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Merge adjacent regions having similar access frequencies
1117  *
1118  * threshold    '->nr_accesses' diff threshold for the merge
1119  * sz_limit     size upper limit of each region
1120  *
1121  * This function merges monitoring target regions which are adjacent and their
1122  * access frequencies are similar.  This is for minimizing the monitoring
1123  * overhead under the dynamically changeable access pattern.  If a merge was
1124  * unnecessarily made, later 'kdamond_split_regions()' will revert it.
1125  */
1126 static void kdamond_merge_regions(struct damon_ctx *c, unsigned int threshold,
1127                                   unsigned long sz_limit)
1128 {
1129         struct damon_target *t;
1130
1131         damon_for_each_target(t, c)
1132                 damon_merge_regions_of(t, threshold, sz_limit);
1133 }
1134
1135 /*
1136  * Split a region in two
1137  *
1138  * r            the region to be split
1139  * sz_r         size of the first sub-region that will be made
1140  */
1141 static void damon_split_region_at(struct damon_target *t,
1142                                   struct damon_region *r, unsigned long sz_r)
1143 {
1144         struct damon_region *new;
1145
1146         new = damon_new_region(r->ar.start + sz_r, r->ar.end);
1147         if (!new)
1148                 return;
1149
1150         r->ar.end = new->ar.start;
1151
1152         new->age = r->age;
1153         new->last_nr_accesses = r->last_nr_accesses;
1154
1155         damon_insert_region(new, r, damon_next_region(r), t);
1156 }
1157
1158 /* Split every region in the given target into 'nr_subs' regions */
1159 static void damon_split_regions_of(struct damon_target *t, int nr_subs)
1160 {
1161         struct damon_region *r, *next;
1162         unsigned long sz_region, sz_sub = 0;
1163         int i;
1164
1165         damon_for_each_region_safe(r, next, t) {
1166                 sz_region = damon_sz_region(r);
1167
1168                 for (i = 0; i < nr_subs - 1 &&
1169                                 sz_region > 2 * DAMON_MIN_REGION; i++) {
1170                         /*
1171                          * Randomly select size of left sub-region to be at
1172                          * least 10 percent and at most 90% of original region
1173                          */
1174                         sz_sub = ALIGN_DOWN(damon_rand(1, 10) *
1175                                         sz_region / 10, DAMON_MIN_REGION);
1176                         /* Do not allow blank region */
1177                         if (sz_sub == 0 || sz_sub >= sz_region)
1178                                 continue;
1179
1180                         damon_split_region_at(t, r, sz_sub);
1181                         sz_region = sz_sub;
1182                 }
1183         }
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Split every target region into randomly-sized small regions
1188  *
1189  * This function splits every target region into random-sized small regions if
1190  * current total number of the regions is equal or smaller than half of the
1191  * user-specified maximum number of regions.  This is for maximizing the
1192  * monitoring accuracy under the dynamically changeable access patterns.  If a
1193  * split was unnecessarily made, later 'kdamond_merge_regions()' will revert
1194  * it.
1195  */
1196 static void kdamond_split_regions(struct damon_ctx *ctx)
1197 {
1198         struct damon_target *t;
1199         unsigned int nr_regions = 0;
1200         static unsigned int last_nr_regions;
1201         int nr_subregions = 2;
1202
1203         damon_for_each_target(t, ctx)
1204                 nr_regions += damon_nr_regions(t);
1205
1206         if (nr_regions > ctx->attrs.max_nr_regions / 2)
1207                 return;
1208
1209         /* Maybe the middle of the region has different access frequency */
1210         if (last_nr_regions == nr_regions &&
1211                         nr_regions < ctx->attrs.max_nr_regions / 3)
1212                 nr_subregions = 3;
1213
1214         damon_for_each_target(t, ctx)
1215                 damon_split_regions_of(t, nr_subregions);
1216
1217         last_nr_regions = nr_regions;
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Check whether current monitoring should be stopped
1222  *
1223  * The monitoring is stopped when either the user requested to stop, or all
1224  * monitoring targets are invalid.
1225  *
1226  * Returns true if need to stop current monitoring.
1227  */
1228 static bool kdamond_need_stop(struct damon_ctx *ctx)
1229 {
1230         struct damon_target *t;
1231
1232         if (kthread_should_stop())
1233                 return true;
1234
1235         if (!ctx->ops.target_valid)
1236                 return false;
1237
1238         damon_for_each_target(t, ctx) {
1239                 if (ctx->ops.target_valid(t))
1240                         return false;
1241         }
1242
1243         return true;
1244 }
1245
1246 static unsigned long damos_wmark_metric_value(enum damos_wmark_metric metric)
1247 {
1248         struct sysinfo i;
1249
1250         switch (metric) {
1251         case DAMOS_WMARK_FREE_MEM_RATE:
1252                 si_meminfo(&i);
1253                 return i.freeram * 1000 / i.totalram;
1254         default:
1255                 break;
1256         }
1257         return -EINVAL;
1258 }
1259
1260 /*
1261  * Returns zero if the scheme is active.  Else, returns time to wait for next
1262  * watermark check in micro-seconds.
1263  */
1264 static unsigned long damos_wmark_wait_us(struct damos *scheme)
1265 {
1266         unsigned long metric;
1267
1268         if (scheme->wmarks.metric == DAMOS_WMARK_NONE)
1269                 return 0;
1270
1271         metric = damos_wmark_metric_value(scheme->wmarks.metric);
1272         /* higher than high watermark or lower than low watermark */
1273         if (metric > scheme->wmarks.high || scheme->wmarks.low > metric) {
1274                 if (scheme->wmarks.activated)
1275                         pr_debug("deactivate a scheme (%d) for %s wmark\n",
1276                                         scheme->action,
1277                                         metric > scheme->wmarks.high ?
1278                                         "high" : "low");
1279                 scheme->wmarks.activated = false;
1280                 return scheme->wmarks.interval;
1281         }
1282
1283         /* inactive and higher than middle watermark */
1284         if ((scheme->wmarks.high >= metric && metric >= scheme->wmarks.mid) &&
1285                         !scheme->wmarks.activated)
1286                 return scheme->wmarks.interval;
1287
1288         if (!scheme->wmarks.activated)
1289                 pr_debug("activate a scheme (%d)\n", scheme->action);
1290         scheme->wmarks.activated = true;
1291         return 0;
1292 }
1293
1294 static void kdamond_usleep(unsigned long usecs)
1295 {
1296         /* See Documentation/timers/timers-howto.rst for the thresholds */
1297         if (usecs > 20 * USEC_PER_MSEC)
1298                 schedule_timeout_idle(usecs_to_jiffies(usecs));
1299         else
1300                 usleep_idle_range(usecs, usecs + 1);
1301 }
1302
1303 /* Returns negative error code if it's not activated but should return */
1304 static int kdamond_wait_activation(struct damon_ctx *ctx)
1305 {
1306         struct damos *s;
1307         unsigned long wait_time;
1308         unsigned long min_wait_time = 0;
1309         bool init_wait_time = false;
1310
1311         while (!kdamond_need_stop(ctx)) {
1312                 damon_for_each_scheme(s, ctx) {
1313                         wait_time = damos_wmark_wait_us(s);
1314                         if (!init_wait_time || wait_time < min_wait_time) {
1315                                 init_wait_time = true;
1316                                 min_wait_time = wait_time;
1317                         }
1318                 }
1319                 if (!min_wait_time)
1320                         return 0;
1321
1322                 kdamond_usleep(min_wait_time);
1323
1324                 if (ctx->callback.after_wmarks_check &&
1325                                 ctx->callback.after_wmarks_check(ctx))
1326                         break;
1327         }
1328         return -EBUSY;
1329 }
1330
1331 static void kdamond_init_intervals_sis(struct damon_ctx *ctx)
1332 {
1333         unsigned long sample_interval = ctx->attrs.sample_interval ?
1334                 ctx->attrs.sample_interval : 1;
1335
1336         ctx->passed_sample_intervals = 0;
1337         ctx->next_aggregation_sis = ctx->attrs.aggr_interval / sample_interval;
1338         ctx->next_ops_update_sis = ctx->attrs.ops_update_interval /
1339                 sample_interval;
1340 }
1341
1342 /*
1343  * The monitoring daemon that runs as a kernel thread
1344  */
1345 static int kdamond_fn(void *data)
1346 {
1347         struct damon_ctx *ctx = data;
1348         struct damon_target *t;
1349         struct damon_region *r, *next;
1350         unsigned int max_nr_accesses = 0;
1351         unsigned long sz_limit = 0;
1352
1353         pr_debug("kdamond (%d) starts\n", current->pid);
1354
1355         complete(&ctx->kdamond_started);
1356         kdamond_init_intervals_sis(ctx);
1357
1358         if (ctx->ops.init)
1359                 ctx->ops.init(ctx);
1360         if (ctx->callback.before_start && ctx->callback.before_start(ctx))
1361                 goto done;
1362
1363         sz_limit = damon_region_sz_limit(ctx);
1364
1365         while (!kdamond_need_stop(ctx)) {
1366                 /*
1367                  * ctx->attrs and ctx->next_{aggregation,ops_update}_sis could
1368                  * be changed from after_wmarks_check() or after_aggregation()
1369                  * callbacks.  Read the values here, and use those for this
1370                  * iteration.  That is, damon_set_attrs() updated new values
1371                  * are respected from next iteration.
1372                  */
1373                 unsigned long next_aggregation_sis = ctx->next_aggregation_sis;
1374                 unsigned long next_ops_update_sis = ctx->next_ops_update_sis;
1375                 unsigned long sample_interval = ctx->attrs.sample_interval;
1376
1377                 if (kdamond_wait_activation(ctx))
1378                         break;
1379
1380                 if (ctx->ops.prepare_access_checks)
1381                         ctx->ops.prepare_access_checks(ctx);
1382                 if (ctx->callback.after_sampling &&
1383                                 ctx->callback.after_sampling(ctx))
1384                         break;
1385
1386                 kdamond_usleep(sample_interval);
1387                 ctx->passed_sample_intervals++;
1388
1389                 if (ctx->ops.check_accesses)
1390                         max_nr_accesses = ctx->ops.check_accesses(ctx);
1391
1392                 sample_interval = ctx->attrs.sample_interval ?
1393                         ctx->attrs.sample_interval : 1;
1394                 if (ctx->passed_sample_intervals == next_aggregation_sis) {
1395                         ctx->next_aggregation_sis = next_aggregation_sis +
1396                                 ctx->attrs.aggr_interval / sample_interval;
1397                         kdamond_merge_regions(ctx,
1398                                         max_nr_accesses / 10,
1399                                         sz_limit);
1400                         if (ctx->callback.after_aggregation &&
1401                                         ctx->callback.after_aggregation(ctx))
1402                                 break;
1403                         if (!list_empty(&ctx->schemes))
1404                                 kdamond_apply_schemes(ctx);
1405                         kdamond_reset_aggregated(ctx);
1406                         kdamond_split_regions(ctx);
1407                         if (ctx->ops.reset_aggregated)
1408                                 ctx->ops.reset_aggregated(ctx);
1409                 }
1410
1411                 if (ctx->passed_sample_intervals == next_ops_update_sis) {
1412                         ctx->next_ops_update_sis = next_ops_update_sis +
1413                                 ctx->attrs.ops_update_interval /
1414                                 sample_interval;
1415                         if (ctx->ops.update)
1416                                 ctx->ops.update(ctx);
1417                         sz_limit = damon_region_sz_limit(ctx);
1418                 }
1419         }
1420 done:
1421         damon_for_each_target(t, ctx) {
1422                 damon_for_each_region_safe(r, next, t)
1423                         damon_destroy_region(r, t);
1424         }
1425
1426         if (ctx->callback.before_terminate)
1427                 ctx->callback.before_terminate(ctx);
1428         if (ctx->ops.cleanup)
1429                 ctx->ops.cleanup(ctx);
1430
1431         pr_debug("kdamond (%d) finishes\n", current->pid);
1432         mutex_lock(&ctx->kdamond_lock);
1433         ctx->kdamond = NULL;
1434         mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
1435
1436         mutex_lock(&damon_lock);
1437         nr_running_ctxs--;
1438         if (!nr_running_ctxs && running_exclusive_ctxs)
1439                 running_exclusive_ctxs = false;
1440         mutex_unlock(&damon_lock);
1441
1442         return 0;
1443 }
1444
1445 /*
1446  * struct damon_system_ram_region - System RAM resource address region of
1447  *                                  [@start, @end).
1448  * @start:      Start address of the region (inclusive).
1449  * @end:        End address of the region (exclusive).
1450  */
1451 struct damon_system_ram_region {
1452         unsigned long start;
1453         unsigned long end;
1454 };
1455
1456 static int walk_system_ram(struct resource *res, void *arg)
1457 {
1458         struct damon_system_ram_region *a = arg;
1459
1460         if (a->end - a->start < resource_size(res)) {
1461                 a->start = res->start;
1462                 a->end = res->end;
1463         }
1464         return 0;
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Find biggest 'System RAM' resource and store its start and end address in
1469  * @start and @end, respectively.  If no System RAM is found, returns false.
1470  */
1471 static bool damon_find_biggest_system_ram(unsigned long *start,
1472                                                 unsigned long *end)
1473
1474 {
1475         struct damon_system_ram_region arg = {};
1476
1477         walk_system_ram_res(0, ULONG_MAX, &arg, walk_system_ram);
1478         if (arg.end <= arg.start)
1479                 return false;
1480
1481         *start = arg.start;
1482         *end = arg.end;
1483         return true;
1484 }
1485
1486 /**
1487  * damon_set_region_biggest_system_ram_default() - Set the region of the given
1488  * monitoring target as requested, or biggest 'System RAM'.
1489  * @t:          The monitoring target to set the region.
1490  * @start:      The pointer to the start address of the region.
1491  * @end:        The pointer to the end address of the region.
1492  *
1493  * This function sets the region of @t as requested by @start and @end.  If the
1494  * values of @start and @end are zero, however, this function finds the biggest
1495  * 'System RAM' resource and sets the region to cover the resource.  In the
1496  * latter case, this function saves the start and end addresses of the resource
1497  * in @start and @end, respectively.
1498  *
1499  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
1500  */
1501 int damon_set_region_biggest_system_ram_default(struct damon_target *t,
1502                         unsigned long *start, unsigned long *end)
1503 {
1504         struct damon_addr_range addr_range;
1505
1506         if (*start > *end)
1507                 return -EINVAL;
1508
1509         if (!*start && !*end &&
1510                 !damon_find_biggest_system_ram(start, end))
1511                 return -EINVAL;
1512
1513         addr_range.start = *start;
1514         addr_range.end = *end;
1515         return damon_set_regions(t, &addr_range, 1);
1516 }
1517
1518 static int __init damon_init(void)
1519 {
1520         damon_region_cache = KMEM_CACHE(damon_region, 0);
1521         if (unlikely(!damon_region_cache)) {
1522                 pr_err("creating damon_region_cache fails\n");
1523                 return -ENOMEM;
1524         }
1525
1526         return 0;
1527 }
1528
1529 subsys_initcall(damon_init);
1530
1531 #include "core-test.h"