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         ctx->attrs.sample_interval = 5 * 1000;
 427         ctx->attrs.aggr_interval = 100 * 1000;
 428         ctx->attrs.ops_update_interval = 60 * 1000 * 1000;
 429
 430         ktime_get_coarse_ts64(&ctx->last_aggregation);
 431         ctx->last_ops_update = ctx->last_aggregation;
 432
 433         mutex_init(&ctx->kdamond_lock);
 434
 435         ctx->attrs.min_nr_regions = 10;
 436         ctx->attrs.max_nr_regions = 1000;
 437
 438         INIT_LIST_HEAD(&ctx->adaptive_targets);
 439         INIT_LIST_HEAD(&ctx->schemes);
 440
 441         return ctx;
 442 }
 443
 444 static void damon_destroy_targets(struct damon_ctx *ctx)
 445 {
 446         struct damon_target *t, *next_t;
 447
 448         if (ctx->ops.cleanup) {
 449                 ctx->ops.cleanup(ctx);
 450                 return;
 451         }
 452
 453         damon_for_each_target_safe(t, next_t, ctx)
 454                 damon_destroy_target(t);
 455 }
 456
 457 void damon_destroy_ctx(struct damon_ctx *ctx)
 458 {
 459         struct damos *s, *next_s;
 460
 461         damon_destroy_targets(ctx);
 462
 463         damon_for_each_scheme_safe(s, next_s, ctx)
 464                 damon_destroy_scheme(s);
 465
 466         kfree(ctx);
 467 }
 468
 469 static unsigned int damon_age_for_new_attrs(unsigned int age,
 470                 struct damon_attrs *old_attrs, struct damon_attrs *new_attrs)
 471 {
 472         return age * old_attrs->aggr_interval / new_attrs->aggr_interval;
 473 }
 474
 475 /* convert access ratio in bp (per 10,000) to nr_accesses */
 476 static unsigned int damon_accesses_bp_to_nr_accesses(
 477                 unsigned int accesses_bp, struct damon_attrs *attrs)
 478 {
 479         unsigned int max_nr_accesses =
 480                 attrs->aggr_interval / attrs->sample_interval;
 481
 482         return accesses_bp * max_nr_accesses / 10000;
 483 }
 484
 485 /* convert nr_accesses to access ratio in bp (per 10,000) */
 486 static unsigned int damon_nr_accesses_to_accesses_bp(
 487                 unsigned int nr_accesses, struct damon_attrs *attrs)
 488 {
 489         unsigned int max_nr_accesses =
 490                 attrs->aggr_interval / attrs->sample_interval;
 491
 492         return nr_accesses * 10000 / max_nr_accesses;
 493 }
 494
 495 static unsigned int damon_nr_accesses_for_new_attrs(unsigned int nr_accesses,
 496                 struct damon_attrs *old_attrs, struct damon_attrs *new_attrs)
 497 {
 498         return damon_accesses_bp_to_nr_accesses(
 499                         damon_nr_accesses_to_accesses_bp(
 500                                 nr_accesses, old_attrs),
 501                         new_attrs);
 502 }
 503
 504 static void damon_update_monitoring_result(struct damon_region *r,
 505                 struct damon_attrs *old_attrs, struct damon_attrs *new_attrs)
 506 {
 507         r->nr_accesses = damon_nr_accesses_for_new_attrs(r->nr_accesses,
 508                         old_attrs, new_attrs);
 509         r->age = damon_age_for_new_attrs(r->age, old_attrs, new_attrs);
 510 }
 511
 512 /*
 513  * region->nr_accesses is the number of sampling intervals in the last
 514  * aggregation interval that access to the region has found, and region->age is
 515  * the number of aggregation intervals that its access pattern has maintained.
 516  * For the reason, the real meaning of the two fields depend on current
 517  * sampling interval and aggregation interval.  This function updates
 518  * ->nr_accesses and ->age of given damon_ctx's regions for new damon_attrs.
 519  */
 520 static void damon_update_monitoring_results(struct damon_ctx *ctx,
 521                 struct damon_attrs *new_attrs)
 522 {
 523         struct damon_attrs *old_attrs = &ctx->attrs;
 524         struct damon_target *t;
 525         struct damon_region *r;
 526
 527         /* if any interval is zero, simply forgive conversion */
 528         if (!old_attrs->sample_interval || !old_attrs->aggr_interval ||
 529                         !new_attrs->sample_interval ||
 530                         !new_attrs->aggr_interval)
 531                 return;
 532
 533         damon_for_each_target(t, ctx)
 534                 damon_for_each_region(r, t)
 535                         damon_update_monitoring_result(
 536                                         r, old_attrs, new_attrs);
 537 }
 538
 539 /**
 540  * damon_set_attrs() - Set attributes for the monitoring.
 541  * @ctx:                monitoring context
 542  * @attrs:              monitoring attributes
 543  *
 544  * This function should not be called while the kdamond is running.
 545  * Every time interval is in micro-seconds.
 546  *
 547  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 548  */
 549 int damon_set_attrs(struct damon_ctx *ctx, struct damon_attrs *attrs)
 550 {
 551         if (attrs->min_nr_regions < 3)
 552                 return -EINVAL;
 553         if (attrs->min_nr_regions > attrs->max_nr_regions)
 554                 return -EINVAL;
 555         if (attrs->sample_interval > attrs->aggr_interval)
 556                 return -EINVAL;
 557
 558         damon_update_monitoring_results(ctx, attrs);
 559         ctx->attrs = *attrs;
 560         return 0;
 561 }
 562
 563 /**
 564  * damon_set_schemes() - Set data access monitoring based operation schemes.
 565  * @ctx:        monitoring context
 566  * @schemes:    array of the schemes
 567  * @nr_schemes: number of entries in @schemes
 568  *
 569  * This function should not be called while the kdamond of the context is
 570  * running.
 571  */
 572 void damon_set_schemes(struct damon_ctx *ctx, struct damos **schemes,
 573                         ssize_t nr_schemes)
 574 {
 575         struct damos *s, *next;
 576         ssize_t i;
 577
 578         damon_for_each_scheme_safe(s, next, ctx)
 579                 damon_destroy_scheme(s);
 580         for (i = 0; i < nr_schemes; i++)
 581                 damon_add_scheme(ctx, schemes[i]);
 582 }
 583
 584 /**
 585  * damon_nr_running_ctxs() - Return number of currently running contexts.
 586  */
 587 int damon_nr_running_ctxs(void)
 588 {
 589         int nr_ctxs;
 590
 591         mutex_lock(&damon_lock);
 592         nr_ctxs = nr_running_ctxs;
 593         mutex_unlock(&damon_lock);
 594
 595         return nr_ctxs;
 596 }
 597
 598 /* Returns the size upper limit for each monitoring region */
 599 static unsigned long damon_region_sz_limit(struct damon_ctx *ctx)
 600 {
 601         struct damon_target *t;
 602         struct damon_region *r;
 603         unsigned long sz = 0;
 604
 605         damon_for_each_target(t, ctx) {
 606                 damon_for_each_region(r, t)
 607                         sz += damon_sz_region(r);
 608         }
 609
 610         if (ctx->attrs.min_nr_regions)
 611                 sz /= ctx->attrs.min_nr_regions;
 612         if (sz < DAMON_MIN_REGION)
 613                 sz = DAMON_MIN_REGION;
 614
 615         return sz;
 616 }
 617
 618 static int kdamond_fn(void *data);
 619
 620 /*
 621  * __damon_start() - Starts monitoring with given context.
 622  * @ctx:        monitoring context
 623  *
 624  * This function should be called while damon_lock is hold.
 625  *
 626  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 627  */
 628 static int __damon_start(struct damon_ctx *ctx)
 629 {
 630         int err = -EBUSY;
 631
 632         mutex_lock(&ctx->kdamond_lock);
 633         if (!ctx->kdamond) {
 634                 err = 0;
 635                 ctx->kdamond = kthread_run(kdamond_fn, ctx, "kdamond.%d",
 636                                 nr_running_ctxs);
 637                 if (IS_ERR(ctx->kdamond)) {
 638                         err = PTR_ERR(ctx->kdamond);
 639                         ctx->kdamond = NULL;
 640                 }
 641         }
 642         mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
 643
 644         return err;
 645 }
 646
 647 /**
 648  * damon_start() - Starts the monitorings for a given group of contexts.
 649  * @ctxs:       an array of the pointers for contexts to start monitoring
 650  * @nr_ctxs:    size of @ctxs
 651  * @exclusive:  exclusiveness of this contexts group
 652  *
 653  * This function starts a group of monitoring threads for a group of monitoring
 654  * contexts.  One thread per each context is created and run in parallel.  The
 655  * caller should handle synchronization between the threads by itself.  If
 656  * @exclusive is true and a group of threads that created by other
 657  * 'damon_start()' call is currently running, this function does nothing but
 658  * returns -EBUSY.
 659  *
 660  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 661  */
 662 int damon_start(struct damon_ctx **ctxs, int nr_ctxs, bool exclusive)
 663 {
 664         int i;
 665         int err = 0;
 666
 667         mutex_lock(&damon_lock);
 668         if ((exclusive && nr_running_ctxs) ||
 669                         (!exclusive && running_exclusive_ctxs)) {
 670                 mutex_unlock(&damon_lock);
 671                 return -EBUSY;
 672         }
 673
 674         for (i = 0; i < nr_ctxs; i++) {
 675                 err = __damon_start(ctxs[i]);
 676                 if (err)
 677                         break;
 678                 nr_running_ctxs++;
 679         }
 680         if (exclusive && nr_running_ctxs)
 681                 running_exclusive_ctxs = true;
 682         mutex_unlock(&damon_lock);
 683
 684         return err;
 685 }
 686
 687 /*
 688  * __damon_stop() - Stops monitoring of a given context.
 689  * @ctx:        monitoring context
 690  *
 691  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 692  */
 693 static int __damon_stop(struct damon_ctx *ctx)
 694 {
 695         struct task_struct *tsk;
 696
 697         mutex_lock(&ctx->kdamond_lock);
 698         tsk = ctx->kdamond;
 699         if (tsk) {
 700                 get_task_struct(tsk);
 701                 mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
 702                 kthread_stop(tsk);
 703                 put_task_struct(tsk);
 704                 return 0;
 705         }
 706         mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
 707
 708         return -EPERM;
 709 }
 710
 711 /**
 712  * damon_stop() - Stops the monitorings for a given group of contexts.
 713  * @ctxs:       an array of the pointers for contexts to stop monitoring
 714  * @nr_ctxs:    size of @ctxs
 715  *
 716  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 717  */
 718 int damon_stop(struct damon_ctx **ctxs, int nr_ctxs)
 719 {
 720         int i, err = 0;
 721
 722         for (i = 0; i < nr_ctxs; i++) {
 723                 /* nr_running_ctxs is decremented in kdamond_fn */
 724                 err = __damon_stop(ctxs[i]);
 725                 if (err)
 726                         break;
 727         }
 728         return err;
 729 }
 730
 731 /*
 732  * damon_check_reset_time_interval() - Check if a time interval is elapsed.
 733  * @baseline:   the time to check whether the interval has elapsed since
 734  * @interval:   the time interval (microseconds)
 735  *
 736  * See whether the given time interval has passed since the given baseline
 737  * time.  If so, it also updates the baseline to current time for next check.
 738  *
 739  * Return:      true if the time interval has passed, or false otherwise.
 740  */
 741 static bool damon_check_reset_time_interval(struct timespec64 *baseline,
 742                 unsigned long interval)
 743 {
 744         struct timespec64 now;
 745
 746         ktime_get_coarse_ts64(&now);
 747         if ((timespec64_to_ns(&now) - timespec64_to_ns(baseline)) <
 748                         interval * 1000)
 749                 return false;
 750         *baseline = now;
 751         return true;
 752 }
 753
 754 /*
 755  * Check whether it is time to flush the aggregated information
 756  */
 757 static bool kdamond_aggregate_interval_passed(struct damon_ctx *ctx)
 758 {
 759         return damon_check_reset_time_interval(&ctx->last_aggregation,
 760                         ctx->attrs.aggr_interval);
 761 }
 762
 763 /*
 764  * Reset the aggregated monitoring results ('nr_accesses' of each region).
 765  */
 766 static void kdamond_reset_aggregated(struct damon_ctx *c)
 767 {
 768         struct damon_target *t;
 769         unsigned int ti = 0;    /* target's index */
 770
 771         damon_for_each_target(t, c) {
 772                 struct damon_region *r;
 773
 774                 damon_for_each_region(r, t) {
 775                         trace_damon_aggregated(t, ti, r, damon_nr_regions(t));
 776                         r->last_nr_accesses = r->nr_accesses;
 777                         r->nr_accesses = 0;
 778                 }
 779                 ti++;
 780         }
 781 }
 782
 783 static void damon_split_region_at(struct damon_target *t,
 784                                   struct damon_region *r, unsigned long sz_r);
 785
 786 static bool __damos_valid_target(struct damon_region *r, struct damos *s)
 787 {
 788         unsigned long sz;
 789
 790         sz = damon_sz_region(r);
 791         return s->pattern.min_sz_region <= sz &&
 792                 sz <= s->pattern.max_sz_region &&
 793                 s->pattern.min_nr_accesses <= r->nr_accesses &&
 794                 r->nr_accesses <= s->pattern.max_nr_accesses &&
 795                 s->pattern.min_age_region <= r->age &&
 796                 r->age <= s->pattern.max_age_region;
 797 }
 798
 799 static bool damos_valid_target(struct damon_ctx *c, struct damon_target *t,
 800                 struct damon_region *r, struct damos *s)
 801 {
 802         bool ret = __damos_valid_target(r, s);
 803
 804         if (!ret || !s->quota.esz || !c->ops.get_scheme_score)
 805                 return ret;
 806
 807         return c->ops.get_scheme_score(c, t, r, s) >= s->quota.min_score;
 808 }
 809
 810 /*
 811  * damos_skip_charged_region() - Check if the given region or starting part of
 812  * it is already charged for the DAMOS quota.
 813  * @t:  The target of the region.
 814  * @rp: The pointer to the region.
 815  * @s:  The scheme to be applied.
 816  *
 817  * If a quota of a scheme has exceeded in a quota charge window, the scheme's
 818  * action would applied to only a part of the target access pattern fulfilling
 819  * regions.  To avoid applying the scheme action to only already applied
 820  * regions, DAMON skips applying the scheme action to the regions that charged
 821  * in the previous charge window.
 822  *
 823  * This function checks if a given region should be skipped or not for the
 824  * reason.  If only the starting part of the region has previously charged,
 825  * this function splits the region into two so that the second one covers the
 826  * area that not charged in the previous charge widnow and saves the second
 827  * region in *rp and returns false, so that the caller can apply DAMON action
 828  * to the second one.
 829  *
 830  * Return: true if the region should be entirely skipped, false otherwise.
 831  */
 832 static bool damos_skip_charged_region(struct damon_target *t,
 833                 struct damon_region **rp, struct damos *s)
 834 {
 835         struct damon_region *r = *rp;
 836         struct damos_quota *quota = &s->quota;
 837         unsigned long sz_to_skip;
 838
 839         /* Skip previously charged regions */
 840         if (quota->charge_target_from) {
 841                 if (t != quota->charge_target_from)
 842                         return true;
 843                 if (r == damon_last_region(t)) {
 844                         quota->charge_target_from = NULL;
 845                         quota->charge_addr_from = 0;
 846                         return true;
 847                 }
 848                 if (quota->charge_addr_from &&
 849                                 r->ar.end <= quota->charge_addr_from)
 850                         return true;
 851
 852                 if (quota->charge_addr_from && r->ar.start <
 853                                 quota->charge_addr_from) {
 854                         sz_to_skip = ALIGN_DOWN(quota->charge_addr_from -
 855                                         r->ar.start, DAMON_MIN_REGION);
 856                         if (!sz_to_skip) {
 857                                 if (damon_sz_region(r) <= DAMON_MIN_REGION)
 858                                         return true;
 859                                 sz_to_skip = DAMON_MIN_REGION;
 860                         }
 861                         damon_split_region_at(t, r, sz_to_skip);
 862                         r = damon_next_region(r);
 863                         *rp = r;
 864                 }
 865                 quota->charge_target_from = NULL;
 866                 quota->charge_addr_from = 0;
 867         }
 868         return false;
 869 }
 870
 871 static void damos_update_stat(struct damos *s,
 872                 unsigned long sz_tried, unsigned long sz_applied)
 873 {
 874         s->stat.nr_tried++;
 875         s->stat.sz_tried += sz_tried;
 876         if (sz_applied)
 877                 s->stat.nr_applied++;
 878         s->stat.sz_applied += sz_applied;
 879 }
 880
 881 static bool __damos_filter_out(struct damon_ctx *ctx, struct damon_target *t,
 882                 struct damon_region *r, struct damos_filter *filter)
 883 {
 884         bool matched = false;
 885         struct damon_target *ti;
 886         int target_idx = 0;
 887         unsigned long start, end;
 888
 889         switch (filter->type) {
 890         case DAMOS_FILTER_TYPE_TARGET:
 891                 damon_for_each_target(ti, ctx) {
 892                         if (ti == t)
 893                                 break;
 894                         target_idx++;
 895                 }
 896                 matched = target_idx == filter->target_idx;
 897                 break;
 898         case DAMOS_FILTER_TYPE_ADDR:
 899                 start = ALIGN_DOWN(filter->addr_range.start, DAMON_MIN_REGION);
 900                 end = ALIGN_DOWN(filter->addr_range.end, DAMON_MIN_REGION);
 901
 902                 /* inside the range */
 903                 if (start <= r->ar.start && r->ar.end <= end) {
 904                         matched = true;
 905                         break;
 906                 }
 907                 /* outside of the range */
 908                 if (r->ar.end <= start || end <= r->ar.start) {
 909                         matched = false;
 910                         break;
 911                 }
 912                 /* start before the range and overlap */
 913                 if (r->ar.start < start) {
 914                         damon_split_region_at(t, r, start - r->ar.start);
 915                         matched = false;
 916                         break;
 917                 }
 918                 /* start inside the range */
 919                 damon_split_region_at(t, r, end - r->ar.start);
 920                 matched = true;
 921                 break;
 922         default:
 923                 break;
 924         }
 925
 926         return matched == filter->matching;
 927 }
 928
 929 static bool damos_filter_out(struct damon_ctx *ctx, struct damon_target *t,
 930                 struct damon_region *r, struct damos *s)
 931 {
 932         struct damos_filter *filter;
 933
 934         damos_for_each_filter(filter, s) {
 935                 if (__damos_filter_out(ctx, t, r, filter))
 936                         return true;
 937         }
 938         return false;
 939 }
 940
 941 static void damos_apply_scheme(struct damon_ctx *c, struct damon_target *t,
 942                 struct damon_region *r, struct damos *s)
 943 {
 944         struct damos_quota *quota = &s->quota;
 945         unsigned long sz = damon_sz_region(r);
 946         struct timespec64 begin, end;
 947         unsigned long sz_applied = 0;
 948         int err = 0;
 949
 950         if (c->ops.apply_scheme) {
 951                 if (quota->esz && quota->charged_sz + sz > quota->esz) {
 952                         sz = ALIGN_DOWN(quota->esz - quota->charged_sz,
 953                                         DAMON_MIN_REGION);
 954                         if (!sz)
 955                                 goto update_stat;
 956                         damon_split_region_at(t, r, sz);
 957                 }
 958                 if (damos_filter_out(c, t, r, s))
 959                         return;
 960                 ktime_get_coarse_ts64(&begin);
 961                 if (c->callback.before_damos_apply)
 962                         err = c->callback.before_damos_apply(c, t, r, s);
 963                 if (!err)
 964                         sz_applied = c->ops.apply_scheme(c, t, r, s);
 965                 ktime_get_coarse_ts64(&end);
 966                 quota->total_charged_ns += timespec64_to_ns(&end) -
 967                         timespec64_to_ns(&begin);
 968                 quota->charged_sz += sz;
 969                 if (quota->esz && quota->charged_sz >= quota->esz) {
 970                         quota->charge_target_from = t;
 971                         quota->charge_addr_from = r->ar.end + 1;
 972                 }
 973         }
 974         if (s->action != DAMOS_STAT)
 975                 r->age = 0;
 976
 977 update_stat:
 978         damos_update_stat(s, sz, sz_applied);
 979 }
 980
 981 static void damon_do_apply_schemes(struct damon_ctx *c,
 982                                    struct damon_target *t,
 983                                    struct damon_region *r)
 984 {
 985         struct damos *s;
 986
 987         damon_for_each_scheme(s, c) {
 988                 struct damos_quota *quota = &s->quota;
 989
 990                 if (!s->wmarks.activated)
 991                         continue;
 992
 993                 /* Check the quota */
 994                 if (quota->esz && quota->charged_sz >= quota->esz)
 995                         continue;
 996
 997                 if (damos_skip_charged_region(t, &r, s))
 998                         continue;
 999
1000                 if (!damos_valid_target(c, t, r, s))
1001                         continue;
1002
1003                 damos_apply_scheme(c, t, r, s);
1004         }
1005 }
1006
1007 /* Shouldn't be called if quota->ms and quota->sz are zero */
1008 static void damos_set_effective_quota(struct damos_quota *quota)
1009 {
1010         unsigned long throughput;
1011         unsigned long esz;
1012
1013         if (!quota->ms) {
1014                 quota->esz = quota->sz;
1015                 return;
1016         }
1017
1018         if (quota->total_charged_ns)
1019                 throughput = quota->total_charged_sz * 1000000 /
1020                         quota->total_charged_ns;
1021         else
1022                 throughput = PAGE_SIZE * 1024;
1023         esz = throughput * quota->ms;
1024
1025         if (quota->sz && quota->sz < esz)
1026                 esz = quota->sz;
1027         quota->esz = esz;
1028 }
1029
1030 static void damos_adjust_quota(struct damon_ctx *c, struct damos *s)
1031 {
1032         struct damos_quota *quota = &s->quota;
1033         struct damon_target *t;
1034         struct damon_region *r;
1035         unsigned long cumulated_sz;
1036         unsigned int score, max_score = 0;
1037
1038         if (!quota->ms && !quota->sz)
1039                 return;
1040
1041         /* New charge window starts */
1042         if (time_after_eq(jiffies, quota->charged_from +
1043                                 msecs_to_jiffies(quota->reset_interval))) {
1044                 if (quota->esz && quota->charged_sz >= quota->esz)
1045                         s->stat.qt_exceeds++;
1046                 quota->total_charged_sz += quota->charged_sz;
1047                 quota->charged_from = jiffies;
1048                 quota->charged_sz = 0;
1049                 damos_set_effective_quota(quota);
1050         }
1051
1052         if (!c->ops.get_scheme_score)
1053                 return;
1054
1055         /* Fill up the score histogram */
1056         memset(quota->histogram, 0, sizeof(quota->histogram));
1057         damon_for_each_target(t, c) {
1058                 damon_for_each_region(r, t) {
1059                         if (!__damos_valid_target(r, s))
1060                                 continue;
1061                         score = c->ops.get_scheme_score(c, t, r, s);
1062                         quota->histogram[score] += damon_sz_region(r);
1063                         if (score > max_score)
1064                                 max_score = score;
1065                 }
1066         }
1067
1068         /* Set the min score limit */
1069         for (cumulated_sz = 0, score = max_score; ; score--) {
1070                 cumulated_sz += quota->histogram[score];
1071                 if (cumulated_sz >= quota->esz || !score)
1072                         break;
1073         }
1074         quota->min_score = score;
1075 }
1076
1077 static void kdamond_apply_schemes(struct damon_ctx *c)
1078 {
1079         struct damon_target *t;
1080         struct damon_region *r, *next_r;
1081         struct damos *s;
1082
1083         damon_for_each_scheme(s, c) {
1084                 if (!s->wmarks.activated)
1085                         continue;
1086
1087                 damos_adjust_quota(c, s);
1088         }
1089
1090         damon_for_each_target(t, c) {
1091                 damon_for_each_region_safe(r, next_r, t)
1092                         damon_do_apply_schemes(c, t, r);
1093         }
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Merge two adjacent regions into one region
1098  */
1099 static void damon_merge_two_regions(struct damon_target *t,
1100                 struct damon_region *l, struct damon_region *r)
1101 {
1102         unsigned long sz_l = damon_sz_region(l), sz_r = damon_sz_region(r);
1103
1104         l->nr_accesses = (l->nr_accesses * sz_l + r->nr_accesses * sz_r) /
1105                         (sz_l + sz_r);
1106         l->age = (l->age * sz_l + r->age * sz_r) / (sz_l + sz_r);
1107         l->ar.end = r->ar.end;
1108         damon_destroy_region(r, t);
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Merge adjacent regions having similar access frequencies
1113  *
1114  * t            target affected by this merge operation
1115  * thres        '->nr_accesses' diff threshold for the merge
1116  * sz_limit     size upper limit of each region
1117  */
1118 static void damon_merge_regions_of(struct damon_target *t, unsigned int thres,
1119                                    unsigned long sz_limit)
1120 {
1121         struct damon_region *r, *prev = NULL, *next;
1122
1123         damon_for_each_region_safe(r, next, t) {
1124                 if (abs(r->nr_accesses - r->last_nr_accesses) > thres)
1125                         r->age = 0;
1126                 else
1127                         r->age++;
1128
1129                 if (prev && prev->ar.end == r->ar.start &&
1130                     abs(prev->nr_accesses - r->nr_accesses) <= thres &&
1131                     damon_sz_region(prev) + damon_sz_region(r) <= sz_limit)
1132                         damon_merge_two_regions(t, prev, r);
1133                 else
1134                         prev = r;
1135         }
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Merge adjacent regions having similar access frequencies
1140  *
1141  * threshold    '->nr_accesses' diff threshold for the merge
1142  * sz_limit     size upper limit of each region
1143  *
1144  * This function merges monitoring target regions which are adjacent and their
1145  * access frequencies are similar.  This is for minimizing the monitoring
1146  * overhead under the dynamically changeable access pattern.  If a merge was
1147  * unnecessarily made, later 'kdamond_split_regions()' will revert it.
1148  */
1149 static void kdamond_merge_regions(struct damon_ctx *c, unsigned int threshold,
1150                                   unsigned long sz_limit)
1151 {
1152         struct damon_target *t;
1153
1154         damon_for_each_target(t, c)
1155                 damon_merge_regions_of(t, threshold, sz_limit);
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Split a region in two
1160  *
1161  * r            the region to be split
1162  * sz_r         size of the first sub-region that will be made
1163  */
1164 static void damon_split_region_at(struct damon_target *t,
1165                                   struct damon_region *r, unsigned long sz_r)
1166 {
1167         struct damon_region *new;
1168
1169         new = damon_new_region(r->ar.start + sz_r, r->ar.end);
1170         if (!new)
1171                 return;
1172
1173         r->ar.end = new->ar.start;
1174
1175         new->age = r->age;
1176         new->last_nr_accesses = r->last_nr_accesses;
1177
1178         damon_insert_region(new, r, damon_next_region(r), t);
1179 }
1180
1181 /* Split every region in the given target into 'nr_subs' regions */
1182 static void damon_split_regions_of(struct damon_target *t, int nr_subs)
1183 {
1184         struct damon_region *r, *next;
1185         unsigned long sz_region, sz_sub = 0;
1186         int i;
1187
1188         damon_for_each_region_safe(r, next, t) {
1189                 sz_region = damon_sz_region(r);
1190
1191                 for (i = 0; i < nr_subs - 1 &&
1192                                 sz_region > 2 * DAMON_MIN_REGION; i++) {
1193                         /*
1194                          * Randomly select size of left sub-region to be at
1195                          * least 10 percent and at most 90% of original region
1196                          */
1197                         sz_sub = ALIGN_DOWN(damon_rand(1, 10) *
1198                                         sz_region / 10, DAMON_MIN_REGION);
1199                         /* Do not allow blank region */
1200                         if (sz_sub == 0 || sz_sub >= sz_region)
1201                                 continue;
1202
1203                         damon_split_region_at(t, r, sz_sub);
1204                         sz_region = sz_sub;
1205                 }
1206         }
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Split every target region into randomly-sized small regions
1211  *
1212  * This function splits every target region into random-sized small regions if
1213  * current total number of the regions is equal or smaller than half of the
1214  * user-specified maximum number of regions.  This is for maximizing the
1215  * monitoring accuracy under the dynamically changeable access patterns.  If a
1216  * split was unnecessarily made, later 'kdamond_merge_regions()' will revert
1217  * it.
1218  */
1219 static void kdamond_split_regions(struct damon_ctx *ctx)
1220 {
1221         struct damon_target *t;
1222         unsigned int nr_regions = 0;
1223         static unsigned int last_nr_regions;
1224         int nr_subregions = 2;
1225
1226         damon_for_each_target(t, ctx)
1227                 nr_regions += damon_nr_regions(t);
1228
1229         if (nr_regions > ctx->attrs.max_nr_regions / 2)
1230                 return;
1231
1232         /* Maybe the middle of the region has different access frequency */
1233         if (last_nr_regions == nr_regions &&
1234                         nr_regions < ctx->attrs.max_nr_regions / 3)
1235                 nr_subregions = 3;
1236
1237         damon_for_each_target(t, ctx)
1238                 damon_split_regions_of(t, nr_subregions);
1239
1240         last_nr_regions = nr_regions;
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Check whether it is time to check and apply the operations-related data
1245  * structures.
1246  *
1247  * Returns true if it is.
1248  */
1249 static bool kdamond_need_update_operations(struct damon_ctx *ctx)
1250 {
1251         return damon_check_reset_time_interval(&ctx->last_ops_update,
1252                         ctx->attrs.ops_update_interval);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Check whether current monitoring should be stopped
1257  *
1258  * The monitoring is stopped when either the user requested to stop, or all
1259  * monitoring targets are invalid.
1260  *
1261  * Returns true if need to stop current monitoring.
1262  */
1263 static bool kdamond_need_stop(struct damon_ctx *ctx)
1264 {
1265         struct damon_target *t;
1266
1267         if (kthread_should_stop())
1268                 return true;
1269
1270         if (!ctx->ops.target_valid)
1271                 return false;
1272
1273         damon_for_each_target(t, ctx) {
1274                 if (ctx->ops.target_valid(t))
1275                         return false;
1276         }
1277
1278         return true;
1279 }
1280
1281 static unsigned long damos_wmark_metric_value(enum damos_wmark_metric metric)
1282 {
1283         struct sysinfo i;
1284
1285         switch (metric) {
1286         case DAMOS_WMARK_FREE_MEM_RATE:
1287                 si_meminfo(&i);
1288                 return i.freeram * 1000 / i.totalram;
1289         default:
1290                 break;
1291         }
1292         return -EINVAL;
1293 }
1294
1295 /*
1296  * Returns zero if the scheme is active.  Else, returns time to wait for next
1297  * watermark check in micro-seconds.
1298  */
1299 static unsigned long damos_wmark_wait_us(struct damos *scheme)
1300 {
1301         unsigned long metric;
1302
1303         if (scheme->wmarks.metric == DAMOS_WMARK_NONE)
1304                 return 0;
1305
1306         metric = damos_wmark_metric_value(scheme->wmarks.metric);
1307         /* higher than high watermark or lower than low watermark */
1308         if (metric > scheme->wmarks.high || scheme->wmarks.low > metric) {
1309                 if (scheme->wmarks.activated)
1310                         pr_debug("deactivate a scheme (%d) for %s wmark\n",
1311                                         scheme->action,
1312                                         metric > scheme->wmarks.high ?
1313                                         "high" : "low");
1314                 scheme->wmarks.activated = false;
1315                 return scheme->wmarks.interval;
1316         }
1317
1318         /* inactive and higher than middle watermark */
1319         if ((scheme->wmarks.high >= metric && metric >= scheme->wmarks.mid) &&
1320                         !scheme->wmarks.activated)
1321                 return scheme->wmarks.interval;
1322
1323         if (!scheme->wmarks.activated)
1324                 pr_debug("activate a scheme (%d)\n", scheme->action);
1325         scheme->wmarks.activated = true;
1326         return 0;
1327 }
1328
1329 static void kdamond_usleep(unsigned long usecs)
1330 {
1331         /* See Documentation/timers/timers-howto.rst for the thresholds */
1332         if (usecs > 20 * USEC_PER_MSEC)
1333                 schedule_timeout_idle(usecs_to_jiffies(usecs));
1334         else
1335                 usleep_idle_range(usecs, usecs + 1);
1336 }
1337
1338 /* Returns negative error code if it's not activated but should return */
1339 static int kdamond_wait_activation(struct damon_ctx *ctx)
1340 {
1341         struct damos *s;
1342         unsigned long wait_time;
1343         unsigned long min_wait_time = 0;
1344         bool init_wait_time = false;
1345
1346         while (!kdamond_need_stop(ctx)) {
1347                 damon_for_each_scheme(s, ctx) {
1348                         wait_time = damos_wmark_wait_us(s);
1349                         if (!init_wait_time || wait_time < min_wait_time) {
1350                                 init_wait_time = true;
1351                                 min_wait_time = wait_time;
1352                         }
1353                 }
1354                 if (!min_wait_time)
1355                         return 0;
1356
1357                 kdamond_usleep(min_wait_time);
1358
1359                 if (ctx->callback.after_wmarks_check &&
1360                                 ctx->callback.after_wmarks_check(ctx))
1361                         break;
1362         }
1363         return -EBUSY;
1364 }
1365
1366 /*
1367  * The monitoring daemon that runs as a kernel thread
1368  */
1369 static int kdamond_fn(void *data)
1370 {
1371         struct damon_ctx *ctx = data;
1372         struct damon_target *t;
1373         struct damon_region *r, *next;
1374         unsigned int max_nr_accesses = 0;
1375         unsigned long sz_limit = 0;
1376
1377         pr_debug("kdamond (%d) starts\n", current->pid);
1378
1379         if (ctx->ops.init)
1380                 ctx->ops.init(ctx);
1381         if (ctx->callback.before_start && ctx->callback.before_start(ctx))
1382                 goto done;
1383
1384         sz_limit = damon_region_sz_limit(ctx);
1385
1386         while (!kdamond_need_stop(ctx)) {
1387                 if (kdamond_wait_activation(ctx))
1388                         break;
1389
1390                 if (ctx->ops.prepare_access_checks)
1391                         ctx->ops.prepare_access_checks(ctx);
1392                 if (ctx->callback.after_sampling &&
1393                                 ctx->callback.after_sampling(ctx))
1394                         break;
1395
1396                 kdamond_usleep(ctx->attrs.sample_interval);
1397
1398                 if (ctx->ops.check_accesses)
1399                         max_nr_accesses = ctx->ops.check_accesses(ctx);
1400
1401                 if (kdamond_aggregate_interval_passed(ctx)) {
1402                         kdamond_merge_regions(ctx,
1403                                         max_nr_accesses / 10,
1404                                         sz_limit);
1405                         if (ctx->callback.after_aggregation &&
1406                                         ctx->callback.after_aggregation(ctx))
1407                                 break;
1408                         if (!list_empty(&ctx->schemes))
1409                                 kdamond_apply_schemes(ctx);
1410                         kdamond_reset_aggregated(ctx);
1411                         kdamond_split_regions(ctx);
1412                         if (ctx->ops.reset_aggregated)
1413                                 ctx->ops.reset_aggregated(ctx);
1414                 }
1415
1416                 if (kdamond_need_update_operations(ctx)) {
1417                         if (ctx->ops.update)
1418                                 ctx->ops.update(ctx);
1419                         sz_limit = damon_region_sz_limit(ctx);
1420                 }
1421         }
1422 done:
1423         damon_for_each_target(t, ctx) {
1424                 damon_for_each_region_safe(r, next, t)
1425                         damon_destroy_region(r, t);
1426         }
1427
1428         if (ctx->callback.before_terminate)
1429                 ctx->callback.before_terminate(ctx);
1430         if (ctx->ops.cleanup)
1431                 ctx->ops.cleanup(ctx);
1432
1433         pr_debug("kdamond (%d) finishes\n", current->pid);
1434         mutex_lock(&ctx->kdamond_lock);
1435         ctx->kdamond = NULL;
1436         mutex_unlock(&ctx->kdamond_lock);
1437
1438         mutex_lock(&damon_lock);
1439         nr_running_ctxs--;
1440         if (!nr_running_ctxs && running_exclusive_ctxs)
1441                 running_exclusive_ctxs = false;
1442         mutex_unlock(&damon_lock);
1443
1444         return 0;
1445 }
1446
1447 /*
1448  * struct damon_system_ram_region - System RAM resource address region of
1449  *                                  [@start, @end).
1450  * @start:      Start address of the region (inclusive).
1451  * @end:        End address of the region (exclusive).
1452  */
1453 struct damon_system_ram_region {
1454         unsigned long start;
1455         unsigned long end;
1456 };
1457
1458 static int walk_system_ram(struct resource *res, void *arg)
1459 {
1460         struct damon_system_ram_region *a = arg;
1461
1462         if (a->end - a->start < resource_size(res)) {
1463                 a->start = res->start;
1464                 a->end = res->end;
1465         }
1466         return 0;
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Find biggest 'System RAM' resource and store its start and end address in
1471  * @start and @end, respectively.  If no System RAM is found, returns false.
1472  */
1473 static bool damon_find_biggest_system_ram(unsigned long *start,
1474                                                 unsigned long *end)
1475
1476 {
1477         struct damon_system_ram_region arg = {};
1478
1479         walk_system_ram_res(0, ULONG_MAX, &arg, walk_system_ram);
1480         if (arg.end <= arg.start)
1481                 return false;
1482
1483         *start = arg.start;
1484         *end = arg.end;
1485         return true;
1486 }
1487
1488 /**
1489  * damon_set_region_biggest_system_ram_default() - Set the region of the given
1490  * monitoring target as requested, or biggest 'System RAM'.
1491  * @t:          The monitoring target to set the region.
1492  * @start:      The pointer to the start address of the region.
1493  * @end:        The pointer to the end address of the region.
1494  *
1495  * This function sets the region of @t as requested by @start and @end.  If the
1496  * values of @start and @end are zero, however, this function finds the biggest
1497  * 'System RAM' resource and sets the region to cover the resource.  In the
1498  * latter case, this function saves the start and end addresses of the resource
1499  * in @start and @end, respectively.
1500  *
1501  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
1502  */
1503 int damon_set_region_biggest_system_ram_default(struct damon_target *t,
1504                         unsigned long *start, unsigned long *end)
1505 {
1506         struct damon_addr_range addr_range;
1507
1508         if (*start > *end)
1509                 return -EINVAL;
1510
1511         if (!*start && !*end &&
1512                 !damon_find_biggest_system_ram(start, end))
1513                 return -EINVAL;
1514
1515         addr_range.start = *start;
1516         addr_range.end = *end;
1517         return damon_set_regions(t, &addr_range, 1);
1518 }
1519
1520 static int __init damon_init(void)
1521 {
1522         damon_region_cache = KMEM_CACHE(damon_region, 0);
1523         if (unlikely(!damon_region_cache)) {
1524                 pr_err("creating damon_region_cache fails\n");
1525                 return -ENOMEM;
1526         }
1527
1528         return 0;
1529 }
1530
1531 subsys_initcall(damon_init);
1532
1533 #include "core-test.h"