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         return filter;
 277 }
 278
 279 void damos_add_filter(struct damos *s, struct damos_filter *f)
 280 {
 281         list_add_tail(&f->list, &s->filters);
 282 }
 283
 284 static void damos_del_filter(struct damos_filter *f)
 285 {
 286         list_del(&f->list);
 287 }
 288
 289 static void damos_free_filter(struct damos_filter *f)
 290 {
 291         kfree(f);
 292 }
 293
 294 void damos_destroy_filter(struct damos_filter *f)
 295 {
 296         damos_del_filter(f);
 297         damos_free_filter(f);
 298 }
 299
 300 /* initialize private fields of damos_quota and return the pointer */
 301 static struct damos_quota *damos_quota_init_priv(struct damos_quota *quota)
 302 {
 303         quota->total_charged_sz = 0;
 304         quota->total_charged_ns = 0;
 305         quota->esz = 0;
 306         quota->charged_sz = 0;
 307         quota->charged_from = 0;
 308         quota->charge_target_from = NULL;
 309         quota->charge_addr_from = 0;
 310         return quota;
 311 }
 312
 313 struct damos *damon_new_scheme(struct damos_access_pattern *pattern,
 314                         enum damos_action action, struct damos_quota *quota,
 315                         struct damos_watermarks *wmarks)
 316 {
 317         struct damos *scheme;
 318
 319         scheme = kmalloc(sizeof(*scheme), GFP_KERNEL);
 320         if (!scheme)
 321                 return NULL;
 322         scheme->pattern = *pattern;
 323         scheme->action = action;
 324         INIT_LIST_HEAD(&scheme->filters);
 325         scheme->stat = (struct damos_stat){};
 326         INIT_LIST_HEAD(&scheme->list);
 327
 328         scheme->quota = *(damos_quota_init_priv(quota));
 329
 330         scheme->wmarks = *wmarks;
 331         scheme->wmarks.activated = true;
 332
 333         return scheme;
 334 }
 335
 336 void damon_add_scheme(struct damon_ctx *ctx, struct damos *s)
 337 {
 338         list_add_tail(&s->list, &ctx->schemes);
 339 }
 340
 341 static void damon_del_scheme(struct damos *s)
 342 {
 343         list_del(&s->list);
 344 }
 345
 346 static void damon_free_scheme(struct damos *s)
 347 {
 348         kfree(s);
 349 }
 350
 351 void damon_destroy_scheme(struct damos *s)
 352 {
 353         struct damos_filter *f, *next;
 354
 355         damos_for_each_filter_safe(f, next, s)
 356                 damos_destroy_filter(f);
 357         damon_del_scheme(s);
 358         damon_free_scheme(s);
 359 }
 360
 361 /*
 362  * Construct a damon_target struct
 363  *
 364  * Returns the pointer to the new struct if success, or NULL otherwise
 365  */
 366 struct damon_target *damon_new_target(void)
 367 {
 368         struct damon_target *t;
 369
 370         t = kmalloc(sizeof(*t), GFP_KERNEL);
 371         if (!t)
 372                 return NULL;
 373
 374         t->pid = NULL;
 375         t->nr_regions = 0;
 376         INIT_LIST_HEAD(&t->regions_list);
 377         INIT_LIST_HEAD(&t->list);
 378
 379         return t;
 380 }
 381
 382 void damon_add_target(struct damon_ctx *ctx, struct damon_target *t)
 383 {
 384         list_add_tail(&t->list, &ctx->adaptive_targets);
 385 }
 386
 387 bool damon_targets_empty(struct damon_ctx *ctx)
 388 {
 389         return list_empty(&ctx->adaptive_targets);
 390 }
 391
 392 static void damon_del_target(struct damon_target *t)
 393 {
 394         list_del(&t->list);
 395 }
 396
 397 void damon_free_target(struct damon_target *t)
 398 {
 399         struct damon_region *r, *next;
 400
 401         damon_for_each_region_safe(r, next, t)
 402                 damon_free_region(r);
 403         kfree(t);
 404 }
 405
 406 void damon_destroy_target(struct damon_target *t)
 407 {
 408         damon_del_target(t);
 409         damon_free_target(t);
 410 }
 411
 412 unsigned int damon_nr_regions(struct damon_target *t)
 413 {
 414         return t->nr_regions;
 415 }
 416
 417 struct damon_ctx *damon_new_ctx(void)
 418 {
 419         struct damon_ctx *ctx;
 420
 421         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 422         if (!ctx)
 423                 return NULL;
 424
 425         ctx->attrs.sample_interval = 5 * 1000;
 426         ctx->attrs.aggr_interval = 100 * 1000;
 427         ctx->attrs.ops_update_interval = 60 * 1000 * 1000;
 428
 429         ktime_get_coarse_ts64(&ctx->last_aggregation);
 430         ctx->last_ops_update = ctx->last_aggregation;
 431
 432         mutex_init(&ctx->kdamond_lock);
 433
 434         ctx->attrs.min_nr_regions = 10;
 435         ctx->attrs.max_nr_regions = 1000;
 436
 437         INIT_LIST_HEAD(&ctx->adaptive_targets);
 438         INIT_LIST_HEAD(&ctx->schemes);
 439
 440         return ctx;
 441 }
 442
 443 static void damon_destroy_targets(struct damon_ctx *ctx)
 444 {
 445         struct damon_target *t, *next_t;
 446
 447         if (ctx->ops.cleanup) {
 448                 ctx->ops.cleanup(ctx);
 449                 return;
 450         }
 451
 452         damon_for_each_target_safe(t, next_t, ctx)
 453                 damon_destroy_target(t);
 454 }
 455
 456 void damon_destroy_ctx(struct damon_ctx *ctx)
 457 {
 458         struct damos *s, *next_s;
 459
 460         damon_destroy_targets(ctx);
 461
 462         damon_for_each_scheme_safe(s, next_s, ctx)
 463                 damon_destroy_scheme(s);
 464
 465         kfree(ctx);
 466 }
 467
 468 static unsigned int damon_age_for_new_attrs(unsigned int age,
 469                 struct damon_attrs *old_attrs, struct damon_attrs *new_attrs)
 470 {
 471         return age * old_attrs->aggr_interval / new_attrs->aggr_interval;
 472 }
 473
 474 /* convert access ratio in bp (per 10,000) to nr_accesses */
 475 static unsigned int damon_accesses_bp_to_nr_accesses(
 476                 unsigned int accesses_bp, struct damon_attrs *attrs)
 477 {
 478         unsigned int max_nr_accesses =
 479                 attrs->aggr_interval / attrs->sample_interval;
 480
 481         return accesses_bp * max_nr_accesses / 10000;
 482 }
 483
 484 /* convert nr_accesses to access ratio in bp (per 10,000) */
 485 static unsigned int damon_nr_accesses_to_accesses_bp(
 486                 unsigned int nr_accesses, struct damon_attrs *attrs)
 487 {
 488         unsigned int max_nr_accesses =
 489                 attrs->aggr_interval / attrs->sample_interval;
 490
 491         return nr_accesses * 10000 / max_nr_accesses;
 492 }
 493
 494 static unsigned int damon_nr_accesses_for_new_attrs(unsigned int nr_accesses,
 495                 struct damon_attrs *old_attrs, struct damon_attrs *new_attrs)
 496 {
 497         return damon_accesses_bp_to_nr_accesses(
 498                         damon_nr_accesses_to_accesses_bp(
 499                                 nr_accesses, old_attrs),
 500                         new_attrs);
 501 }
 502
 503 static void damon_update_monitoring_result(struct damon_region *r,
 504                 struct damon_attrs *old_attrs, struct damon_attrs *new_attrs)
 505 {
 506         r->nr_accesses = damon_nr_accesses_for_new_attrs(r->nr_accesses,
 507                         old_attrs, new_attrs);
 508         r->age = damon_age_for_new_attrs(r->age, old_attrs, new_attrs);
 509 }
 510
 511 /*
 512  * region->nr_accesses is the number of sampling intervals in the last
 513  * aggregation interval that access to the region has found, and region->age is
 514  * the number of aggregation intervals that its access pattern has maintained.
 515  * For the reason, the real meaning of the two fields depend on current
 516  * sampling interval and aggregation interval.  This function updates
 517  * ->nr_accesses and ->age of given damon_ctx's regions for new damon_attrs.
 518  */
 519 static void damon_update_monitoring_results(struct damon_ctx *ctx,
 520                 struct damon_attrs *new_attrs)
 521 {
 522         struct damon_attrs *old_attrs = &ctx->attrs;
 523         struct damon_target *t;
 524         struct damon_region *r;
 525
 526         /* if any interval is zero, simply forgive conversion */
 527         if (!old_attrs->sample_interval || !old_attrs->aggr_interval ||
 528                         !new_attrs->sample_interval ||
 529                         !new_attrs->aggr_interval)
 530                 return;
 531
 532         damon_for_each_target(t, ctx)
 533                 damon_for_each_region(r, t)
 534                         damon_update_monitoring_result(
 535                                         r, old_attrs, new_attrs);
 536 }
 537
 538 /**
 539  * damon_set_attrs() - Set attributes for the monitoring.
 540  * @ctx:                monitoring context
 541  * @attrs:              monitoring attributes
 542  *
 543  * This function should not be called while the kdamond is running.
 544  * Every time interval is in micro-seconds.
 545  *
 546  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 547  */
 548 int damon_set_attrs(struct damon_ctx *ctx, struct damon_attrs *attrs)
 549 {
 550         if (attrs->min_nr_regions < 3)
 551                 return -EINVAL;
 552         if (attrs->min_nr_regions > attrs->max_nr_regions)
 553                 return -EINVAL;
 554
 555         damon_update_monitoring_results(ctx, attrs);
 556         ctx->attrs = *attrs;
 557         return 0;
 558 }
 559
 560 /**
 561  * damon_set_schemes() - Set data access monitoring based operation schemes.
 562  * @ctx:        monitoring context
 563  * @schemes:    array of the schemes
 564  * @nr_schemes: number of entries in @schemes
 565  *
 566  * This function should not be called while the kdamond of the context is
 567  * running.
 568  */
 569 void damon_set_schemes(struct damon_ctx *ctx, struct damos **schemes,
 570                         ssize_t nr_schemes)
 571 {
 572         struct damos *s, *next;
 573         ssize_t i;
 574
 575         damon_for_each_scheme_safe(s, next, ctx)
 576                 damon_destroy_scheme(s);
 577         for (i = 0; i < nr_schemes; i++)
 578                 damon_add_scheme(ctx, schemes[i]);
 579 }
 580
 581 /**
 582  * damon_nr_running_ctxs() - Return number of currently running contexts.
 583  */
 584 int damon_nr_running_ctxs(void)
 585 {
 586         int nr_ctxs;
 587
 588         mutex_lock(&damon_lock);
 589         nr_ctxs = nr_running_ctxs;
 590         mutex_unlock(&damon_lock);
 591
 592         return nr_ctxs;
 593 }
 594
 595 /* Returns the size upper limit for each monitoring region */
 596 static unsigned long damon_region_sz_limit(struct damon_ctx *ctx)
 597 {
 598         struct damon_target *t;
 599         struct damon_region *r;
 600         unsigned long sz = 0;
 601
 602         damon_for_each_target(t, ctx) {
 603                 damon_for_each_region(r, t)
 604                         sz += damon_sz_region(r);
 605         }
 606
 607         if (ctx->attrs.min_nr_regions)
 608                 sz /= ctx->attrs.min_nr_regions;
 609         if (sz < DAMON_MIN_REGION)
 610                 sz = DAMON_MIN_REGION;
 611
 612         return sz;
 613 }
 614
 615 static int kdamond_fn(void *data);
 616
 617 /*
 618  * __damon_start() - Starts monitoring with given context.
 619  * @ctx:        monitoring context
 620  *
 621  * This function should be called while damon_lock is hold.
 622  *
 623  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 624  */
 625 static int __damon_start(struct damon_ctx *ctx)
 626 {
 627         int err = -EBUSY;
 628
 629         mutex_lock(&ctx->kdamond_lock);
 630         if (!ctx->kdamond) {
 631                 err = 0;
 632                 ctx->kdamond = kthread_run(kdamond_fn, ctx, "kdamond.%d",
 633                                 nr_running_ctxs);
 634                 if (IS_ERR(ctx->kdamond)) {
 635                         err = PTR_ERR(ctx->kdamond);
 636                         ctx->kdamond = NULL;
 637                 }
 638         }
 639         mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
 640
 641         return err;
 642 }
 643
 644 /**
 645  * damon_start() - Starts the monitorings for a given group of contexts.
 646  * @ctxs:       an array of the pointers for contexts to start monitoring
 647  * @nr_ctxs:    size of @ctxs
 648  * @exclusive:  exclusiveness of this contexts group
 649  *
 650  * This function starts a group of monitoring threads for a group of monitoring
 651  * contexts.  One thread per each context is created and run in parallel.  The
 652  * caller should handle synchronization between the threads by itself.  If
 653  * @exclusive is true and a group of threads that created by other
 654  * 'damon_start()' call is currently running, this function does nothing but
 655  * returns -EBUSY.
 656  *
 657  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 658  */
 659 int damon_start(struct damon_ctx **ctxs, int nr_ctxs, bool exclusive)
 660 {
 661         int i;
 662         int err = 0;
 663
 664         mutex_lock(&damon_lock);
 665         if ((exclusive && nr_running_ctxs) ||
 666                         (!exclusive && running_exclusive_ctxs)) {
 667                 mutex_unlock(&damon_lock);
 668                 return -EBUSY;
 669         }
 670
 671         for (i = 0; i < nr_ctxs; i++) {
 672                 err = __damon_start(ctxs[i]);
 673                 if (err)
 674                         break;
 675                 nr_running_ctxs++;
 676         }
 677         if (exclusive && nr_running_ctxs)
 678                 running_exclusive_ctxs = true;
 679         mutex_unlock(&damon_lock);
 680
 681         return err;
 682 }
 683
 684 /*
 685  * __damon_stop() - Stops monitoring of a given context.
 686  * @ctx:        monitoring context
 687  *
 688  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 689  */
 690 static int __damon_stop(struct damon_ctx *ctx)
 691 {
 692         struct task_struct *tsk;
 693
 694         mutex_lock(&ctx->kdamond_lock);
 695         tsk = ctx->kdamond;
 696         if (tsk) {
 697                 get_task_struct(tsk);
 698                 mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
 699                 kthread_stop(tsk);
 700                 put_task_struct(tsk);
 701                 return 0;
 702         }
 703         mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
 704
 705         return -EPERM;
 706 }
 707
 708 /**
 709  * damon_stop() - Stops the monitorings for a given group of contexts.
 710  * @ctxs:       an array of the pointers for contexts to stop monitoring
 711  * @nr_ctxs:    size of @ctxs
 712  *
 713  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 714  */
 715 int damon_stop(struct damon_ctx **ctxs, int nr_ctxs)
 716 {
 717         int i, err = 0;
 718
 719         for (i = 0; i < nr_ctxs; i++) {
 720                 /* nr_running_ctxs is decremented in kdamond_fn */
 721                 err = __damon_stop(ctxs[i]);
 722                 if (err)
 723                         break;
 724         }
 725         return err;
 726 }
 727
 728 /*
 729  * damon_check_reset_time_interval() - Check if a time interval is elapsed.
 730  * @baseline:   the time to check whether the interval has elapsed since
 731  * @interval:   the time interval (microseconds)
 732  *
 733  * See whether the given time interval has passed since the given baseline
 734  * time.  If so, it also updates the baseline to current time for next check.
 735  *
 736  * Return:      true if the time interval has passed, or false otherwise.
 737  */
 738 static bool damon_check_reset_time_interval(struct timespec64 *baseline,
 739                 unsigned long interval)
 740 {
 741         struct timespec64 now;
 742
 743         ktime_get_coarse_ts64(&now);
 744         if ((timespec64_to_ns(&now) - timespec64_to_ns(baseline)) <
 745                         interval * 1000)
 746                 return false;
 747         *baseline = now;
 748         return true;
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Check whether it is time to flush the aggregated information
 753  */
 754 static bool kdamond_aggregate_interval_passed(struct damon_ctx *ctx)
 755 {
 756         return damon_check_reset_time_interval(&ctx->last_aggregation,
 757                         ctx->attrs.aggr_interval);
 758 }
 759
 760 /*
 761  * Reset the aggregated monitoring results ('nr_accesses' of each region).
 762  */
 763 static void kdamond_reset_aggregated(struct damon_ctx *c)
 764 {
 765         struct damon_target *t;
 766         unsigned int ti = 0;    /* target's index */
 767
 768         damon_for_each_target(t, c) {
 769                 struct damon_region *r;
 770
 771                 damon_for_each_region(r, t) {
 772                         trace_damon_aggregated(t, ti, r, damon_nr_regions(t));
 773                         r->last_nr_accesses = r->nr_accesses;
 774                         r->nr_accesses = 0;
 775                 }
 776                 ti++;
 777         }
 778 }
 779
 780 static void damon_split_region_at(struct damon_target *t,
 781                                   struct damon_region *r, unsigned long sz_r);
 782
 783 static bool __damos_valid_target(struct damon_region *r, struct damos *s)
 784 {
 785         unsigned long sz;
 786
 787         sz = damon_sz_region(r);
 788         return s->pattern.min_sz_region <= sz &&
 789                 sz <= s->pattern.max_sz_region &&
 790                 s->pattern.min_nr_accesses <= r->nr_accesses &&
 791                 r->nr_accesses <= s->pattern.max_nr_accesses &&
 792                 s->pattern.min_age_region <= r->age &&
 793                 r->age <= s->pattern.max_age_region;
 794 }
 795
 796 static bool damos_valid_target(struct damon_ctx *c, struct damon_target *t,
 797                 struct damon_region *r, struct damos *s)
 798 {
 799         bool ret = __damos_valid_target(r, s);
 800
 801         if (!ret || !s->quota.esz || !c->ops.get_scheme_score)
 802                 return ret;
 803
 804         return c->ops.get_scheme_score(c, t, r, s) >= s->quota.min_score;
 805 }
 806
 807 /*
 808  * damos_skip_charged_region() - Check if the given region or starting part of
 809  * it is already charged for the DAMOS quota.
 810  * @t:  The target of the region.
 811  * @rp: The pointer to the region.
 812  * @s:  The scheme to be applied.
 813  *
 814  * If a quota of a scheme has exceeded in a quota charge window, the scheme's
 815  * action would applied to only a part of the target access pattern fulfilling
 816  * regions.  To avoid applying the scheme action to only already applied
 817  * regions, DAMON skips applying the scheme action to the regions that charged
 818  * in the previous charge window.
 819  *
 820  * This function checks if a given region should be skipped or not for the
 821  * reason.  If only the starting part of the region has previously charged,
 822  * this function splits the region into two so that the second one covers the
 823  * area that not charged in the previous charge widnow and saves the second
 824  * region in *rp and returns false, so that the caller can apply DAMON action
 825  * to the second one.
 826  *
 827  * Return: true if the region should be entirely skipped, false otherwise.
 828  */
 829 static bool damos_skip_charged_region(struct damon_target *t,
 830                 struct damon_region **rp, struct damos *s)
 831 {
 832         struct damon_region *r = *rp;
 833         struct damos_quota *quota = &s->quota;
 834         unsigned long sz_to_skip;
 835
 836         /* Skip previously charged regions */
 837         if (quota->charge_target_from) {
 838                 if (t != quota->charge_target_from)
 839                         return true;
 840                 if (r == damon_last_region(t)) {
 841                         quota->charge_target_from = NULL;
 842                         quota->charge_addr_from = 0;
 843                         return true;
 844                 }
 845                 if (quota->charge_addr_from &&
 846                                 r->ar.end <= quota->charge_addr_from)
 847                         return true;
 848
 849                 if (quota->charge_addr_from && r->ar.start <
 850                                 quota->charge_addr_from) {
 851                         sz_to_skip = ALIGN_DOWN(quota->charge_addr_from -
 852                                         r->ar.start, DAMON_MIN_REGION);
 853                         if (!sz_to_skip) {
 854                                 if (damon_sz_region(r) <= DAMON_MIN_REGION)
 855                                         return true;
 856                                 sz_to_skip = DAMON_MIN_REGION;
 857                         }
 858                         damon_split_region_at(t, r, sz_to_skip);
 859                         r = damon_next_region(r);
 860                         *rp = r;
 861                 }
 862                 quota->charge_target_from = NULL;
 863                 quota->charge_addr_from = 0;
 864         }
 865         return false;
 866 }
 867
 868 static void damos_update_stat(struct damos *s,
 869                 unsigned long sz_tried, unsigned long sz_applied)
 870 {
 871         s->stat.nr_tried++;
 872         s->stat.sz_tried += sz_tried;
 873         if (sz_applied)
 874                 s->stat.nr_applied++;
 875         s->stat.sz_applied += sz_applied;
 876 }
 877
 878 static void damos_apply_scheme(struct damon_ctx *c, struct damon_target *t,
 879                 struct damon_region *r, struct damos *s)
 880 {
 881         struct damos_quota *quota = &s->quota;
 882         unsigned long sz = damon_sz_region(r);
 883         struct timespec64 begin, end;
 884         unsigned long sz_applied = 0;
 885         int err = 0;
 886
 887         if (c->ops.apply_scheme) {
 888                 if (quota->esz && quota->charged_sz + sz > quota->esz) {
 889                         sz = ALIGN_DOWN(quota->esz - quota->charged_sz,
 890                                         DAMON_MIN_REGION);
 891                         if (!sz)
 892                                 goto update_stat;
 893                         damon_split_region_at(t, r, sz);
 894                 }
 895                 ktime_get_coarse_ts64(&begin);
 896                 if (c->callback.before_damos_apply)
 897                         err = c->callback.before_damos_apply(c, t, r, s);
 898                 if (!err)
 899                         sz_applied = c->ops.apply_scheme(c, t, r, s);
 900                 ktime_get_coarse_ts64(&end);
 901                 quota->total_charged_ns += timespec64_to_ns(&end) -
 902                         timespec64_to_ns(&begin);
 903                 quota->charged_sz += sz;
 904                 if (quota->esz && quota->charged_sz >= quota->esz) {
 905                         quota->charge_target_from = t;
 906                         quota->charge_addr_from = r->ar.end + 1;
 907                 }
 908         }
 909         if (s->action != DAMOS_STAT)
 910                 r->age = 0;
 911
 912 update_stat:
 913         damos_update_stat(s, sz, sz_applied);
 914 }
 915
 916 static void damon_do_apply_schemes(struct damon_ctx *c,
 917                                    struct damon_target *t,
 918                                    struct damon_region *r)
 919 {
 920         struct damos *s;
 921
 922         damon_for_each_scheme(s, c) {
 923                 struct damos_quota *quota = &s->quota;
 924
 925                 if (!s->wmarks.activated)
 926                         continue;
 927
 928                 /* Check the quota */
 929                 if (quota->esz && quota->charged_sz >= quota->esz)
 930                         continue;
 931
 932                 if (damos_skip_charged_region(t, &r, s))
 933                         continue;
 934
 935                 if (!damos_valid_target(c, t, r, s))
 936                         continue;
 937
 938                 damos_apply_scheme(c, t, r, s);
 939         }
 940 }
 941
 942 /* Shouldn't be called if quota->ms and quota->sz are zero */
 943 static void damos_set_effective_quota(struct damos_quota *quota)
 944 {
 945         unsigned long throughput;
 946         unsigned long esz;
 947
 948         if (!quota->ms) {
 949                 quota->esz = quota->sz;
 950                 return;
 951         }
 952
 953         if (quota->total_charged_ns)
 954                 throughput = quota->total_charged_sz * 1000000 /
 955                         quota->total_charged_ns;
 956         else
 957                 throughput = PAGE_SIZE * 1024;
 958         esz = throughput * quota->ms;
 959
 960         if (quota->sz && quota->sz < esz)
 961                 esz = quota->sz;
 962         quota->esz = esz;
 963 }
 964
 965 static void damos_adjust_quota(struct damon_ctx *c, struct damos *s)
 966 {
 967         struct damos_quota *quota = &s->quota;
 968         struct damon_target *t;
 969         struct damon_region *r;
 970         unsigned long cumulated_sz;
 971         unsigned int score, max_score = 0;
 972
 973         if (!quota->ms && !quota->sz)
 974                 return;
 975
 976         /* New charge window starts */
 977         if (time_after_eq(jiffies, quota->charged_from +
 978                                 msecs_to_jiffies(quota->reset_interval))) {
 979                 if (quota->esz && quota->charged_sz >= quota->esz)
 980                         s->stat.qt_exceeds++;
 981                 quota->total_charged_sz += quota->charged_sz;
 982                 quota->charged_from = jiffies;
 983                 quota->charged_sz = 0;
 984                 damos_set_effective_quota(quota);
 985         }
 986
 987         if (!c->ops.get_scheme_score)
 988                 return;
 989
 990         /* Fill up the score histogram */
 991         memset(quota->histogram, 0, sizeof(quota->histogram));
 992         damon_for_each_target(t, c) {
 993                 damon_for_each_region(r, t) {
 994                         if (!__damos_valid_target(r, s))
 995                                 continue;
 996                         score = c->ops.get_scheme_score(c, t, r, s);
 997                         quota->histogram[score] += damon_sz_region(r);
 998                         if (score > max_score)
 999                                 max_score = score;
1000                 }
1001         }
1002
1003         /* Set the min score limit */
1004         for (cumulated_sz = 0, score = max_score; ; score--) {
1005                 cumulated_sz += quota->histogram[score];
1006                 if (cumulated_sz >= quota->esz || !score)
1007                         break;
1008         }
1009         quota->min_score = score;
1010 }
1011
1012 static void kdamond_apply_schemes(struct damon_ctx *c)
1013 {
1014         struct damon_target *t;
1015         struct damon_region *r, *next_r;
1016         struct damos *s;
1017
1018         damon_for_each_scheme(s, c) {
1019                 if (!s->wmarks.activated)
1020                         continue;
1021
1022                 damos_adjust_quota(c, s);
1023         }
1024
1025         damon_for_each_target(t, c) {
1026                 damon_for_each_region_safe(r, next_r, t)
1027                         damon_do_apply_schemes(c, t, r);
1028         }
1029 }
1030
1031 /*
1032  * Merge two adjacent regions into one region
1033  */
1034 static void damon_merge_two_regions(struct damon_target *t,
1035                 struct damon_region *l, struct damon_region *r)
1036 {
1037         unsigned long sz_l = damon_sz_region(l), sz_r = damon_sz_region(r);
1038
1039         l->nr_accesses = (l->nr_accesses * sz_l + r->nr_accesses * sz_r) /
1040                         (sz_l + sz_r);
1041         l->age = (l->age * sz_l + r->age * sz_r) / (sz_l + sz_r);
1042         l->ar.end = r->ar.end;
1043         damon_destroy_region(r, t);
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Merge adjacent regions having similar access frequencies
1048  *
1049  * t            target affected by this merge operation
1050  * thres        '->nr_accesses' diff threshold for the merge
1051  * sz_limit     size upper limit of each region
1052  */
1053 static void damon_merge_regions_of(struct damon_target *t, unsigned int thres,
1054                                    unsigned long sz_limit)
1055 {
1056         struct damon_region *r, *prev = NULL, *next;
1057
1058         damon_for_each_region_safe(r, next, t) {
1059                 if (abs(r->nr_accesses - r->last_nr_accesses) > thres)
1060                         r->age = 0;
1061                 else
1062                         r->age++;
1063
1064                 if (prev && prev->ar.end == r->ar.start &&
1065                     abs(prev->nr_accesses - r->nr_accesses) <= thres &&
1066                     damon_sz_region(prev) + damon_sz_region(r) <= sz_limit)
1067                         damon_merge_two_regions(t, prev, r);
1068                 else
1069                         prev = r;
1070         }
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Merge adjacent regions having similar access frequencies
1075  *
1076  * threshold    '->nr_accesses' diff threshold for the merge
1077  * sz_limit     size upper limit of each region
1078  *
1079  * This function merges monitoring target regions which are adjacent and their
1080  * access frequencies are similar.  This is for minimizing the monitoring
1081  * overhead under the dynamically changeable access pattern.  If a merge was
1082  * unnecessarily made, later 'kdamond_split_regions()' will revert it.
1083  */
1084 static void kdamond_merge_regions(struct damon_ctx *c, unsigned int threshold,
1085                                   unsigned long sz_limit)
1086 {
1087         struct damon_target *t;
1088
1089         damon_for_each_target(t, c)
1090                 damon_merge_regions_of(t, threshold, sz_limit);
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Split a region in two
1095  *
1096  * r            the region to be split
1097  * sz_r         size of the first sub-region that will be made
1098  */
1099 static void damon_split_region_at(struct damon_target *t,
1100                                   struct damon_region *r, unsigned long sz_r)
1101 {
1102         struct damon_region *new;
1103
1104         new = damon_new_region(r->ar.start + sz_r, r->ar.end);
1105         if (!new)
1106                 return;
1107
1108         r->ar.end = new->ar.start;
1109
1110         new->age = r->age;
1111         new->last_nr_accesses = r->last_nr_accesses;
1112
1113         damon_insert_region(new, r, damon_next_region(r), t);
1114 }
1115
1116 /* Split every region in the given target into 'nr_subs' regions */
1117 static void damon_split_regions_of(struct damon_target *t, int nr_subs)
1118 {
1119         struct damon_region *r, *next;
1120         unsigned long sz_region, sz_sub = 0;
1121         int i;
1122
1123         damon_for_each_region_safe(r, next, t) {
1124                 sz_region = damon_sz_region(r);
1125
1126                 for (i = 0; i < nr_subs - 1 &&
1127                                 sz_region > 2 * DAMON_MIN_REGION; i++) {
1128                         /*
1129                          * Randomly select size of left sub-region to be at
1130                          * least 10 percent and at most 90% of original region
1131                          */
1132                         sz_sub = ALIGN_DOWN(damon_rand(1, 10) *
1133                                         sz_region / 10, DAMON_MIN_REGION);
1134                         /* Do not allow blank region */
1135                         if (sz_sub == 0 || sz_sub >= sz_region)
1136                                 continue;
1137
1138                         damon_split_region_at(t, r, sz_sub);
1139                         sz_region = sz_sub;
1140                 }
1141         }
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Split every target region into randomly-sized small regions
1146  *
1147  * This function splits every target region into random-sized small regions if
1148  * current total number of the regions is equal or smaller than half of the
1149  * user-specified maximum number of regions.  This is for maximizing the
1150  * monitoring accuracy under the dynamically changeable access patterns.  If a
1151  * split was unnecessarily made, later 'kdamond_merge_regions()' will revert
1152  * it.
1153  */
1154 static void kdamond_split_regions(struct damon_ctx *ctx)
1155 {
1156         struct damon_target *t;
1157         unsigned int nr_regions = 0;
1158         static unsigned int last_nr_regions;
1159         int nr_subregions = 2;
1160
1161         damon_for_each_target(t, ctx)
1162                 nr_regions += damon_nr_regions(t);
1163
1164         if (nr_regions > ctx->attrs.max_nr_regions / 2)
1165                 return;
1166
1167         /* Maybe the middle of the region has different access frequency */
1168         if (last_nr_regions == nr_regions &&
1169                         nr_regions < ctx->attrs.max_nr_regions / 3)
1170                 nr_subregions = 3;
1171
1172         damon_for_each_target(t, ctx)
1173                 damon_split_regions_of(t, nr_subregions);
1174
1175         last_nr_regions = nr_regions;
1176 }
1177
1178 /*
1179  * Check whether it is time to check and apply the operations-related data
1180  * structures.
1181  *
1182  * Returns true if it is.
1183  */
1184 static bool kdamond_need_update_operations(struct damon_ctx *ctx)
1185 {
1186         return damon_check_reset_time_interval(&ctx->last_ops_update,
1187                         ctx->attrs.ops_update_interval);
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Check whether current monitoring should be stopped
1192  *
1193  * The monitoring is stopped when either the user requested to stop, or all
1194  * monitoring targets are invalid.
1195  *
1196  * Returns true if need to stop current monitoring.
1197  */
1198 static bool kdamond_need_stop(struct damon_ctx *ctx)
1199 {
1200         struct damon_target *t;
1201
1202         if (kthread_should_stop())
1203                 return true;
1204
1205         if (!ctx->ops.target_valid)
1206                 return false;
1207
1208         damon_for_each_target(t, ctx) {
1209                 if (ctx->ops.target_valid(t))
1210                         return false;
1211         }
1212
1213         return true;
1214 }
1215
1216 static unsigned long damos_wmark_metric_value(enum damos_wmark_metric metric)
1217 {
1218         struct sysinfo i;
1219
1220         switch (metric) {
1221         case DAMOS_WMARK_FREE_MEM_RATE:
1222                 si_meminfo(&i);
1223                 return i.freeram * 1000 / i.totalram;
1224         default:
1225                 break;
1226         }
1227         return -EINVAL;
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Returns zero if the scheme is active.  Else, returns time to wait for next
1232  * watermark check in micro-seconds.
1233  */
1234 static unsigned long damos_wmark_wait_us(struct damos *scheme)
1235 {
1236         unsigned long metric;
1237
1238         if (scheme->wmarks.metric == DAMOS_WMARK_NONE)
1239                 return 0;
1240
1241         metric = damos_wmark_metric_value(scheme->wmarks.metric);
1242         /* higher than high watermark or lower than low watermark */
1243         if (metric > scheme->wmarks.high || scheme->wmarks.low > metric) {
1244                 if (scheme->wmarks.activated)
1245                         pr_debug("deactivate a scheme (%d) for %s wmark\n",
1246                                         scheme->action,
1247                                         metric > scheme->wmarks.high ?
1248                                         "high" : "low");
1249                 scheme->wmarks.activated = false;
1250                 return scheme->wmarks.interval;
1251         }
1252
1253         /* inactive and higher than middle watermark */
1254         if ((scheme->wmarks.high >= metric && metric >= scheme->wmarks.mid) &&
1255                         !scheme->wmarks.activated)
1256                 return scheme->wmarks.interval;
1257
1258         if (!scheme->wmarks.activated)
1259                 pr_debug("activate a scheme (%d)\n", scheme->action);
1260         scheme->wmarks.activated = true;
1261         return 0;
1262 }
1263
1264 static void kdamond_usleep(unsigned long usecs)
1265 {
1266         /* See Documentation/timers/timers-howto.rst for the thresholds */
1267         if (usecs > 20 * USEC_PER_MSEC)
1268                 schedule_timeout_idle(usecs_to_jiffies(usecs));
1269         else
1270                 usleep_idle_range(usecs, usecs + 1);
1271 }
1272
1273 /* Returns negative error code if it's not activated but should return */
1274 static int kdamond_wait_activation(struct damon_ctx *ctx)
1275 {
1276         struct damos *s;
1277         unsigned long wait_time;
1278         unsigned long min_wait_time = 0;
1279         bool init_wait_time = false;
1280
1281         while (!kdamond_need_stop(ctx)) {
1282                 damon_for_each_scheme(s, ctx) {
1283                         wait_time = damos_wmark_wait_us(s);
1284                         if (!init_wait_time || wait_time < min_wait_time) {
1285                                 init_wait_time = true;
1286                                 min_wait_time = wait_time;
1287                         }
1288                 }
1289                 if (!min_wait_time)
1290                         return 0;
1291
1292                 kdamond_usleep(min_wait_time);
1293
1294                 if (ctx->callback.after_wmarks_check &&
1295                                 ctx->callback.after_wmarks_check(ctx))
1296                         break;
1297         }
1298         return -EBUSY;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * The monitoring daemon that runs as a kernel thread
1303  */
1304 static int kdamond_fn(void *data)
1305 {
1306         struct damon_ctx *ctx = data;
1307         struct damon_target *t;
1308         struct damon_region *r, *next;
1309         unsigned int max_nr_accesses = 0;
1310         unsigned long sz_limit = 0;
1311
1312         pr_debug("kdamond (%d) starts\n", current->pid);
1313
1314         if (ctx->ops.init)
1315                 ctx->ops.init(ctx);
1316         if (ctx->callback.before_start && ctx->callback.before_start(ctx))
1317                 goto done;
1318
1319         sz_limit = damon_region_sz_limit(ctx);
1320
1321         while (!kdamond_need_stop(ctx)) {
1322                 if (kdamond_wait_activation(ctx))
1323                         break;
1324
1325                 if (ctx->ops.prepare_access_checks)
1326                         ctx->ops.prepare_access_checks(ctx);
1327                 if (ctx->callback.after_sampling &&
1328                                 ctx->callback.after_sampling(ctx))
1329                         break;
1330
1331                 kdamond_usleep(ctx->attrs.sample_interval);
1332
1333                 if (ctx->ops.check_accesses)
1334                         max_nr_accesses = ctx->ops.check_accesses(ctx);
1335
1336                 if (kdamond_aggregate_interval_passed(ctx)) {
1337                         kdamond_merge_regions(ctx,
1338                                         max_nr_accesses / 10,
1339                                         sz_limit);
1340                         if (ctx->callback.after_aggregation &&
1341                                         ctx->callback.after_aggregation(ctx))
1342                                 break;
1343                         if (!list_empty(&ctx->schemes))
1344                                 kdamond_apply_schemes(ctx);
1345                         kdamond_reset_aggregated(ctx);
1346                         kdamond_split_regions(ctx);
1347                         if (ctx->ops.reset_aggregated)
1348                                 ctx->ops.reset_aggregated(ctx);
1349                 }
1350
1351                 if (kdamond_need_update_operations(ctx)) {
1352                         if (ctx->ops.update)
1353                                 ctx->ops.update(ctx);
1354                         sz_limit = damon_region_sz_limit(ctx);
1355                 }
1356         }
1357 done:
1358         damon_for_each_target(t, ctx) {
1359                 damon_for_each_region_safe(r, next, t)
1360                         damon_destroy_region(r, t);
1361         }
1362
1363         if (ctx->callback.before_terminate)
1364                 ctx->callback.before_terminate(ctx);
1365         if (ctx->ops.cleanup)
1366                 ctx->ops.cleanup(ctx);
1367
1368         pr_debug("kdamond (%d) finishes\n", current->pid);
1369         mutex_lock(&ctx->kdamond_lock);
1370         ctx->kdamond = NULL;
1371         mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
1372
1373         mutex_lock(&damon_lock);
1374         nr_running_ctxs--;
1375         if (!nr_running_ctxs && running_exclusive_ctxs)
1376                 running_exclusive_ctxs = false;
1377         mutex_unlock(&damon_lock);
1378
1379         return 0;
1380 }
1381
1382 /*
1383  * struct damon_system_ram_region - System RAM resource address region of
1384  *                                  [@start, @end).
1385  * @start:      Start address of the region (inclusive).
1386  * @end:        End address of the region (exclusive).
1387  */
1388 struct damon_system_ram_region {
1389         unsigned long start;
1390         unsigned long end;
1391 };
1392
1393 static int walk_system_ram(struct resource *res, void *arg)
1394 {
1395         struct damon_system_ram_region *a = arg;
1396
1397         if (a->end - a->start < resource_size(res)) {
1398                 a->start = res->start;
1399                 a->end = res->end;
1400         }
1401         return 0;
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Find biggest 'System RAM' resource and store its start and end address in
1406  * @start and @end, respectively.  If no System RAM is found, returns false.
1407  */
1408 static bool damon_find_biggest_system_ram(unsigned long *start,
1409                                                 unsigned long *end)
1410
1411 {
1412         struct damon_system_ram_region arg = {};
1413
1414         walk_system_ram_res(0, ULONG_MAX, &arg, walk_system_ram);
1415         if (arg.end <= arg.start)
1416                 return false;
1417
1418         *start = arg.start;
1419         *end = arg.end;
1420         return true;
1421 }
1422
1423 /**
1424  * damon_set_region_biggest_system_ram_default() - Set the region of the given
1425  * monitoring target as requested, or biggest 'System RAM'.
1426  * @t:          The monitoring target to set the region.
1427  * @start:      The pointer to the start address of the region.
1428  * @end:        The pointer to the end address of the region.
1429  *
1430  * This function sets the region of @t as requested by @start and @end.  If the
1431  * values of @start and @end are zero, however, this function finds the biggest
1432  * 'System RAM' resource and sets the region to cover the resource.  In the
1433  * latter case, this function saves the start and end addresses of the resource
1434  * in @start and @end, respectively.
1435  *
1436  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
1437  */
1438 int damon_set_region_biggest_system_ram_default(struct damon_target *t,
1439                         unsigned long *start, unsigned long *end)
1440 {
1441         struct damon_addr_range addr_range;
1442
1443         if (*start > *end)
1444                 return -EINVAL;
1445
1446         if (!*start && !*end &&
1447                 !damon_find_biggest_system_ram(start, end))
1448                 return -EINVAL;
1449
1450         addr_range.start = *start;
1451         addr_range.end = *end;
1452         return damon_set_regions(t, &addr_range, 1);
1453 }
1454
1455 static int __init damon_init(void)
1456 {
1457         damon_region_cache = KMEM_CACHE(damon_region, 0);
1458         if (unlikely(!damon_region_cache)) {
1459                 pr_err("creating damon_region_cache fails\n");
1460                 return -ENOMEM;
1461         }
1462
1463         return 0;
1464 }
1465
1466 subsys_initcall(damon_init);
1467
1468 #include "core-test.h"