mm/damon/core: implement scheme-specific apply interval
authorSeongJae Park <sj@kernel.org>
Sat, 16 Sep 2023 02:09:40 +0000 (02:09 +0000)
committerAndrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Wed, 4 Oct 2023 17:32:31 +0000 (10:32 -0700)
DAMON-based operation schemes are applied for every aggregation interval.
That was mainly because schemes were using nr_accesses, which be complete
to be used for every aggregation interval.  However, the schemes are now
using nr_accesses_bp, which is updated for each sampling interval in a way
that reasonable to be used.  Therefore, there is no reason to apply
schemes for each aggregation interval.

The unnecessary alignment with aggregation interval was also making some
use cases of DAMOS tricky.  Quotas setting under long aggregation interval
is one such example.  Suppose the aggregation interval is ten seconds, and
there is a scheme having CPU quota 100ms per 1s.  The scheme will actually
uses 100ms per ten seconds, since it cannobe be applied before next
aggregation interval.  The feature is working as intended, but the results
might not that intuitive for some users.  This could be fixed by updating
the quota to 1s per 10s.  But, in the case, the CPU usage of DAMOS could
look like spikes, and would actually make a bad effect to other
CPU-sensitive workloads.

Implement a dedicated timing interval for each DAMON-based operation
scheme, namely apply_interval.  The interval will be sampling interval
aligned, and each scheme will be applied for its apply_interval.  The
interval is set to 0 by default, and it means the scheme should use the
aggregation interval instead.  This avoids old users getting any
behavioral difference.

Link: https://lkml.kernel.org/r/20230916020945.47296-5-sj@kernel.org
Signed-off-by: SeongJae Park <sj@kernel.org>
Cc: Jonathan Corbet <corbet@lwn.net>
Cc: Shuah Khan <shuah@kernel.org>
Cc: Steven Rostedt (Google) <rostedt@goodmis.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
include/linux/damon.h
mm/damon/core.c
mm/damon/dbgfs.c
mm/damon/lru_sort.c
mm/damon/reclaim.c
mm/damon/sysfs-schemes.c

index 491fdd3e4c7645b494f9cfbb63fbddd929cd122b..27b995c22497852e9205429514124b8394471a6b 100644 (file)
@@ -314,16 +314,19 @@ struct damos_access_pattern {
  * struct damos - Represents a Data Access Monitoring-based Operation Scheme.
  * @pattern:           Access pattern of target regions.
  * @action:            &damo_action to be applied to the target regions.
+ * @apply_interval_us: The time between applying the @action.
  * @quota:             Control the aggressiveness of this scheme.
  * @wmarks:            Watermarks for automated (in)activation of this scheme.
  * @filters:           Additional set of &struct damos_filter for &action.
  * @stat:              Statistics of this scheme.
  * @list:              List head for siblings.
  *
- * For each aggregation interval, DAMON finds regions which fit in the
+ * For each @apply_interval_us, DAMON finds regions which fit in the
  * &pattern and applies &action to those. To avoid consuming too much
  * CPU time or IO resources for the &action, &quota is used.
  *
+ * If @apply_interval_us is zero, &damon_attrs->aggr_interval is used instead.
+ *
  * To do the work only when needed, schemes can be activated for specific
  * system situations using &wmarks.  If all schemes that registered to the
  * monitoring context are inactive, DAMON stops monitoring either, and just
@@ -340,6 +343,14 @@ struct damos_access_pattern {
 struct damos {
        struct damos_access_pattern pattern;
        enum damos_action action;
+       unsigned long apply_interval_us;
+/* private: internal use only */
+       /*
+        * number of sample intervals that should be passed before applying
+        * @action
+        */
+       unsigned long next_apply_sis;
+/* public: */
        struct damos_quota quota;
        struct damos_watermarks wmarks;
        struct list_head filters;
@@ -641,7 +652,9 @@ void damos_add_filter(struct damos *s, struct damos_filter *f);
 void damos_destroy_filter(struct damos_filter *f);
 
 struct damos *damon_new_scheme(struct damos_access_pattern *pattern,
-                       enum damos_action action, struct damos_quota *quota,
+                       enum damos_action action,
+                       unsigned long apply_interval_us,
+                       struct damos_quota *quota,
                        struct damos_watermarks *wmarks);
 void damon_add_scheme(struct damon_ctx *ctx, struct damos *s);
 void damon_destroy_scheme(struct damos *s);
index 79fef5145a4b619f456a0e7765864e9f19204ae0..5eb649bd002f8b42a7e2833f62f729d9f3f2d5a5 100644 (file)
@@ -313,7 +313,9 @@ static struct damos_quota *damos_quota_init_priv(struct damos_quota *quota)
 }
 
 struct damos *damon_new_scheme(struct damos_access_pattern *pattern,
-                       enum damos_action action, struct damos_quota *quota,
+                       enum damos_action action,
+                       unsigned long apply_interval_us,
+                       struct damos_quota *quota,
                        struct damos_watermarks *wmarks)
 {
        struct damos *scheme;
@@ -323,6 +325,13 @@ struct damos *damon_new_scheme(struct damos_access_pattern *pattern,
                return NULL;
        scheme->pattern = *pattern;
        scheme->action = action;
+       scheme->apply_interval_us = apply_interval_us;
+       /*
+        * next_apply_sis will be set when kdamond starts.  While kdamond is
+        * running, it will also updated when it is added to the DAMON context,
+        * or damon_attrs are updated.
+        */
+       scheme->next_apply_sis = 0;
        INIT_LIST_HEAD(&scheme->filters);
        scheme->stat = (struct damos_stat){};
        INIT_LIST_HEAD(&scheme->list);
@@ -335,9 +344,21 @@ struct damos *damon_new_scheme(struct damos_access_pattern *pattern,
        return scheme;
 }
 
+static void damos_set_next_apply_sis(struct damos *s, struct damon_ctx *ctx)
+{
+       unsigned long sample_interval = ctx->attrs.sample_interval ?
+               ctx->attrs.sample_interval : 1;
+       unsigned long apply_interval = s->apply_interval_us ?
+               s->apply_interval_us : ctx->attrs.aggr_interval;
+
+       s->next_apply_sis = ctx->passed_sample_intervals +
+               apply_interval / sample_interval;
+}
+
 void damon_add_scheme(struct damon_ctx *ctx, struct damos *s)
 {
        list_add_tail(&s->list, &ctx->schemes);
+       damos_set_next_apply_sis(s, ctx);
 }
 
 static void damon_del_scheme(struct damos *s)
@@ -558,6 +579,7 @@ int damon_set_attrs(struct damon_ctx *ctx, struct damon_attrs *attrs)
 {
        unsigned long sample_interval = attrs->sample_interval ?
                attrs->sample_interval : 1;
+       struct damos *s;
 
        if (attrs->min_nr_regions < 3)
                return -EINVAL;
@@ -573,6 +595,10 @@ int damon_set_attrs(struct damon_ctx *ctx, struct damon_attrs *attrs)
 
        damon_update_monitoring_results(ctx, attrs);
        ctx->attrs = *attrs;
+
+       damon_for_each_scheme(s, ctx)
+               damos_set_next_apply_sis(s, ctx);
+
        return 0;
 }
 
@@ -1094,14 +1120,29 @@ static void kdamond_apply_schemes(struct damon_ctx *c)
        struct damon_target *t;
        struct damon_region *r, *next_r;
        struct damos *s;
+       unsigned long sample_interval = c->attrs.sample_interval ?
+               c->attrs.sample_interval : 1;
+       bool has_schemes_to_apply = false;
 
        damon_for_each_scheme(s, c) {
+               if (c->passed_sample_intervals != s->next_apply_sis)
+                       continue;
+
+               s->next_apply_sis +=
+                       (s->apply_interval_us ? s->apply_interval_us :
+                        c->attrs.aggr_interval) / sample_interval;
+
                if (!s->wmarks.activated)
                        continue;
 
+               has_schemes_to_apply = true;
+
                damos_adjust_quota(c, s);
        }
 
+       if (!has_schemes_to_apply)
+               return;
+
        damon_for_each_target(t, c) {
                damon_for_each_region_safe(r, next_r, t)
                        damon_do_apply_schemes(c, t, r);
@@ -1372,11 +1413,19 @@ static void kdamond_init_intervals_sis(struct damon_ctx *ctx)
 {
        unsigned long sample_interval = ctx->attrs.sample_interval ?
                ctx->attrs.sample_interval : 1;
+       unsigned long apply_interval;
+       struct damos *scheme;
 
        ctx->passed_sample_intervals = 0;
        ctx->next_aggregation_sis = ctx->attrs.aggr_interval / sample_interval;
        ctx->next_ops_update_sis = ctx->attrs.ops_update_interval /
                sample_interval;
+
+       damon_for_each_scheme(scheme, ctx) {
+               apply_interval = scheme->apply_interval_us ?
+                       scheme->apply_interval_us : ctx->attrs.aggr_interval;
+               scheme->next_apply_sis = apply_interval / sample_interval;
+       }
 }
 
 /*
@@ -1428,19 +1477,28 @@ static int kdamond_fn(void *data)
                if (ctx->ops.check_accesses)
                        max_nr_accesses = ctx->ops.check_accesses(ctx);
 
-               sample_interval = ctx->attrs.sample_interval ?
-                       ctx->attrs.sample_interval : 1;
                if (ctx->passed_sample_intervals == next_aggregation_sis) {
-                       ctx->next_aggregation_sis = next_aggregation_sis +
-                               ctx->attrs.aggr_interval / sample_interval;
                        kdamond_merge_regions(ctx,
                                        max_nr_accesses / 10,
                                        sz_limit);
                        if (ctx->callback.after_aggregation &&
                                        ctx->callback.after_aggregation(ctx))
                                break;
-                       if (!list_empty(&ctx->schemes))
-                               kdamond_apply_schemes(ctx);
+               }
+
+               /*
+                * do kdamond_apply_schemes() after kdamond_merge_regions() if
+                * possible, to reduce overhead
+                */
+               if (!list_empty(&ctx->schemes))
+                       kdamond_apply_schemes(ctx);
+
+               sample_interval = ctx->attrs.sample_interval ?
+                       ctx->attrs.sample_interval : 1;
+               if (ctx->passed_sample_intervals == next_aggregation_sis) {
+                       ctx->next_aggregation_sis = next_aggregation_sis +
+                               ctx->attrs.aggr_interval / sample_interval;
+
                        kdamond_reset_aggregated(ctx);
                        kdamond_split_regions(ctx);
                        if (ctx->ops.reset_aggregated)
index 124f0f8c97b755f48a7e88717c5e557925f9c80b..dc0ea1fc30ca5ff0b4377d91735f45be0f20ff8d 100644 (file)
@@ -278,7 +278,8 @@ static struct damos **str_to_schemes(const char *str, ssize_t len,
                        goto fail;
 
                pos += parsed;
-               scheme = damon_new_scheme(&pattern, action, &quota, &wmarks);
+               scheme = damon_new_scheme(&pattern, action, 0, &quota,
+                               &wmarks);
                if (!scheme)
                        goto fail;
 
index 7b8fce2f67a8d6a8e2d949c4846003f043403ddc..3ecdcc02944387a05098be7a80154a46846ab28c 100644 (file)
@@ -158,6 +158,8 @@ static struct damos *damon_lru_sort_new_scheme(
                        pattern,
                        /* (de)prioritize on LRU-lists */
                        action,
+                       /* for each aggregation interval */
+                       0,
                        /* under the quota. */
                        &quota,
                        /* (De)activate this according to the watermarks. */
index 648d2a85523abe613690c9890fd0729cd5a21a40..ab974e477d2f2850f642fbbafac48a8b3a5d136b 100644 (file)
@@ -142,6 +142,8 @@ static struct damos *damon_reclaim_new_scheme(void)
                        &pattern,
                        /* page out those, as soon as found */
                        DAMOS_PAGEOUT,
+                       /* for each aggregation interval */
+                       0,
                        /* under the quota. */
                        &damon_reclaim_quota,
                        /* (De)activate this according to the watermarks. */
index 093700f50b18c8974400035fa9326bf5a666b39d..3d30e85596b04bf6036b483bc9aa619ebb5517a7 100644 (file)
@@ -1610,7 +1610,7 @@ static struct damos *damon_sysfs_mk_scheme(
                .low = sysfs_wmarks->low,
        };
 
-       scheme = damon_new_scheme(&pattern, sysfs_scheme->action, &quota,
+       scheme = damon_new_scheme(&pattern, sysfs_scheme->action, 0, &quota,
                        &wmarks);
        if (!scheme)
                return NULL;