Merge existing fixes from spi/for-5.9
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / admin-guide / cgroup-v2.rst
1 ================
2 Control Group v2
3 ================
4
5 :Date: October, 2015
6 :Author: Tejun Heo <tj@kernel.org>
7
8 This is the authoritative documentation on the design, interface and
9 conventions of cgroup v2.  It describes all userland-visible aspects
10 of cgroup including core and specific controller behaviors.  All
11 future changes must be reflected in this document.  Documentation for
12 v1 is available under :ref:`Documentation/admin-guide/cgroup-v1/index.rst <cgroup-v1>`.
13
14 .. CONTENTS
15
16    1. Introduction
17      1-1. Terminology
18      1-2. What is cgroup?
19    2. Basic Operations
20      2-1. Mounting
21      2-2. Organizing Processes and Threads
22        2-2-1. Processes
23        2-2-2. Threads
24      2-3. [Un]populated Notification
25      2-4. Controlling Controllers
26        2-4-1. Enabling and Disabling
27        2-4-2. Top-down Constraint
28        2-4-3. No Internal Process Constraint
29      2-5. Delegation
30        2-5-1. Model of Delegation
31        2-5-2. Delegation Containment
32      2-6. Guidelines
33        2-6-1. Organize Once and Control
34        2-6-2. Avoid Name Collisions
35    3. Resource Distribution Models
36      3-1. Weights
37      3-2. Limits
38      3-3. Protections
39      3-4. Allocations
40    4. Interface Files
41      4-1. Format
42      4-2. Conventions
43      4-3. Core Interface Files
44    5. Controllers
45      5-1. CPU
46        5-1-1. CPU Interface Files
47      5-2. Memory
48        5-2-1. Memory Interface Files
49        5-2-2. Usage Guidelines
50        5-2-3. Memory Ownership
51      5-3. IO
52        5-3-1. IO Interface Files
53        5-3-2. Writeback
54        5-3-3. IO Latency
55          5-3-3-1. How IO Latency Throttling Works
56          5-3-3-2. IO Latency Interface Files
57      5-4. PID
58        5-4-1. PID Interface Files
59      5-5. Cpuset
60        5.5-1. Cpuset Interface Files
61      5-6. Device
62      5-7. RDMA
63        5-7-1. RDMA Interface Files
64      5-8. HugeTLB
65        5.8-1. HugeTLB Interface Files
66      5-8. Misc
67        5-8-1. perf_event
68      5-N. Non-normative information
69        5-N-1. CPU controller root cgroup process behaviour
70        5-N-2. IO controller root cgroup process behaviour
71    6. Namespace
72      6-1. Basics
73      6-2. The Root and Views
74      6-3. Migration and setns(2)
75      6-4. Interaction with Other Namespaces
76    P. Information on Kernel Programming
77      P-1. Filesystem Support for Writeback
78    D. Deprecated v1 Core Features
79    R. Issues with v1 and Rationales for v2
80      R-1. Multiple Hierarchies
81      R-2. Thread Granularity
82      R-3. Competition Between Inner Nodes and Threads
83      R-4. Other Interface Issues
84      R-5. Controller Issues and Remedies
85        R-5-1. Memory
86
87
88 Introduction
89 ============
90
91 Terminology
92 -----------
93
94 "cgroup" stands for "control group" and is never capitalized.  The
95 singular form is used to designate the whole feature and also as a
96 qualifier as in "cgroup controllers".  When explicitly referring to
97 multiple individual control groups, the plural form "cgroups" is used.
98
99
100 What is cgroup?
101 ---------------
102
103 cgroup is a mechanism to organize processes hierarchically and
104 distribute system resources along the hierarchy in a controlled and
105 configurable manner.
106
107 cgroup is largely composed of two parts - the core and controllers.
108 cgroup core is primarily responsible for hierarchically organizing
109 processes.  A cgroup controller is usually responsible for
110 distributing a specific type of system resource along the hierarchy
111 although there are utility controllers which serve purposes other than
112 resource distribution.
113
114 cgroups form a tree structure and every process in the system belongs
115 to one and only one cgroup.  All threads of a process belong to the
116 same cgroup.  On creation, all processes are put in the cgroup that
117 the parent process belongs to at the time.  A process can be migrated
118 to another cgroup.  Migration of a process doesn't affect already
119 existing descendant processes.
120
121 Following certain structural constraints, controllers may be enabled or
122 disabled selectively on a cgroup.  All controller behaviors are
123 hierarchical - if a controller is enabled on a cgroup, it affects all
124 processes which belong to the cgroups consisting the inclusive
125 sub-hierarchy of the cgroup.  When a controller is enabled on a nested
126 cgroup, it always restricts the resource distribution further.  The
127 restrictions set closer to the root in the hierarchy can not be
128 overridden from further away.
129
130
131 Basic Operations
132 ================
133
134 Mounting
135 --------
136
137 Unlike v1, cgroup v2 has only single hierarchy.  The cgroup v2
138 hierarchy can be mounted with the following mount command::
139
140   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
141
142 cgroup2 filesystem has the magic number 0x63677270 ("cgrp").  All
143 controllers which support v2 and are not bound to a v1 hierarchy are
144 automatically bound to the v2 hierarchy and show up at the root.
145 Controllers which are not in active use in the v2 hierarchy can be
146 bound to other hierarchies.  This allows mixing v2 hierarchy with the
147 legacy v1 multiple hierarchies in a fully backward compatible way.
148
149 A controller can be moved across hierarchies only after the controller
150 is no longer referenced in its current hierarchy.  Because per-cgroup
151 controller states are destroyed asynchronously and controllers may
152 have lingering references, a controller may not show up immediately on
153 the v2 hierarchy after the final umount of the previous hierarchy.
154 Similarly, a controller should be fully disabled to be moved out of
155 the unified hierarchy and it may take some time for the disabled
156 controller to become available for other hierarchies; furthermore, due
157 to inter-controller dependencies, other controllers may need to be
158 disabled too.
159
160 While useful for development and manual configurations, moving
161 controllers dynamically between the v2 and other hierarchies is
162 strongly discouraged for production use.  It is recommended to decide
163 the hierarchies and controller associations before starting using the
164 controllers after system boot.
165
166 During transition to v2, system management software might still
167 automount the v1 cgroup filesystem and so hijack all controllers
168 during boot, before manual intervention is possible. To make testing
169 and experimenting easier, the kernel parameter cgroup_no_v1= allows
170 disabling controllers in v1 and make them always available in v2.
171
172 cgroup v2 currently supports the following mount options.
173
174   nsdelegate
175
176         Consider cgroup namespaces as delegation boundaries.  This
177         option is system wide and can only be set on mount or modified
178         through remount from the init namespace.  The mount option is
179         ignored on non-init namespace mounts.  Please refer to the
180         Delegation section for details.
181
182   memory_localevents
183
184         Only populate memory.events with data for the current cgroup,
185         and not any subtrees. This is legacy behaviour, the default
186         behaviour without this option is to include subtree counts.
187         This option is system wide and can only be set on mount or
188         modified through remount from the init namespace. The mount
189         option is ignored on non-init namespace mounts.
190
191   memory_recursiveprot
192
193         Recursively apply memory.min and memory.low protection to
194         entire subtrees, without requiring explicit downward
195         propagation into leaf cgroups.  This allows protecting entire
196         subtrees from one another, while retaining free competition
197         within those subtrees.  This should have been the default
198         behavior but is a mount-option to avoid regressing setups
199         relying on the original semantics (e.g. specifying bogusly
200         high 'bypass' protection values at higher tree levels).
201
202
203 Organizing Processes and Threads
204 --------------------------------
205
206 Processes
207 ~~~~~~~~~
208
209 Initially, only the root cgroup exists to which all processes belong.
210 A child cgroup can be created by creating a sub-directory::
211
212   # mkdir $CGROUP_NAME
213
214 A given cgroup may have multiple child cgroups forming a tree
215 structure.  Each cgroup has a read-writable interface file
216 "cgroup.procs".  When read, it lists the PIDs of all processes which
217 belong to the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
218 same PID may show up more than once if the process got moved to
219 another cgroup and then back or the PID got recycled while reading.
220
221 A process can be migrated into a cgroup by writing its PID to the
222 target cgroup's "cgroup.procs" file.  Only one process can be migrated
223 on a single write(2) call.  If a process is composed of multiple
224 threads, writing the PID of any thread migrates all threads of the
225 process.
226
227 When a process forks a child process, the new process is born into the
228 cgroup that the forking process belongs to at the time of the
229 operation.  After exit, a process stays associated with the cgroup
230 that it belonged to at the time of exit until it's reaped; however, a
231 zombie process does not appear in "cgroup.procs" and thus can't be
232 moved to another cgroup.
233
234 A cgroup which doesn't have any children or live processes can be
235 destroyed by removing the directory.  Note that a cgroup which doesn't
236 have any children and is associated only with zombie processes is
237 considered empty and can be removed::
238
239   # rmdir $CGROUP_NAME
240
241 "/proc/$PID/cgroup" lists a process's cgroup membership.  If legacy
242 cgroup is in use in the system, this file may contain multiple lines,
243 one for each hierarchy.  The entry for cgroup v2 is always in the
244 format "0::$PATH"::
245
246   # cat /proc/842/cgroup
247   ...
248   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested
249
250 If the process becomes a zombie and the cgroup it was associated with
251 is removed subsequently, " (deleted)" is appended to the path::
252
253   # cat /proc/842/cgroup
254   ...
255   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested (deleted)
256
257
258 Threads
259 ~~~~~~~
260
261 cgroup v2 supports thread granularity for a subset of controllers to
262 support use cases requiring hierarchical resource distribution across
263 the threads of a group of processes.  By default, all threads of a
264 process belong to the same cgroup, which also serves as the resource
265 domain to host resource consumptions which are not specific to a
266 process or thread.  The thread mode allows threads to be spread across
267 a subtree while still maintaining the common resource domain for them.
268
269 Controllers which support thread mode are called threaded controllers.
270 The ones which don't are called domain controllers.
271
272 Marking a cgroup threaded makes it join the resource domain of its
273 parent as a threaded cgroup.  The parent may be another threaded
274 cgroup whose resource domain is further up in the hierarchy.  The root
275 of a threaded subtree, that is, the nearest ancestor which is not
276 threaded, is called threaded domain or thread root interchangeably and
277 serves as the resource domain for the entire subtree.
278
279 Inside a threaded subtree, threads of a process can be put in
280 different cgroups and are not subject to the no internal process
281 constraint - threaded controllers can be enabled on non-leaf cgroups
282 whether they have threads in them or not.
283
284 As the threaded domain cgroup hosts all the domain resource
285 consumptions of the subtree, it is considered to have internal
286 resource consumptions whether there are processes in it or not and
287 can't have populated child cgroups which aren't threaded.  Because the
288 root cgroup is not subject to no internal process constraint, it can
289 serve both as a threaded domain and a parent to domain cgroups.
290
291 The current operation mode or type of the cgroup is shown in the
292 "cgroup.type" file which indicates whether the cgroup is a normal
293 domain, a domain which is serving as the domain of a threaded subtree,
294 or a threaded cgroup.
295
296 On creation, a cgroup is always a domain cgroup and can be made
297 threaded by writing "threaded" to the "cgroup.type" file.  The
298 operation is single direction::
299
300   # echo threaded > cgroup.type
301
302 Once threaded, the cgroup can't be made a domain again.  To enable the
303 thread mode, the following conditions must be met.
304
305 - As the cgroup will join the parent's resource domain.  The parent
306   must either be a valid (threaded) domain or a threaded cgroup.
307
308 - When the parent is an unthreaded domain, it must not have any domain
309   controllers enabled or populated domain children.  The root is
310   exempt from this requirement.
311
312 Topology-wise, a cgroup can be in an invalid state.  Please consider
313 the following topology::
314
315   A (threaded domain) - B (threaded) - C (domain, just created)
316
317 C is created as a domain but isn't connected to a parent which can
318 host child domains.  C can't be used until it is turned into a
319 threaded cgroup.  "cgroup.type" file will report "domain (invalid)" in
320 these cases.  Operations which fail due to invalid topology use
321 EOPNOTSUPP as the errno.
322
323 A domain cgroup is turned into a threaded domain when one of its child
324 cgroup becomes threaded or threaded controllers are enabled in the
325 "cgroup.subtree_control" file while there are processes in the cgroup.
326 A threaded domain reverts to a normal domain when the conditions
327 clear.
328
329 When read, "cgroup.threads" contains the list of the thread IDs of all
330 threads in the cgroup.  Except that the operations are per-thread
331 instead of per-process, "cgroup.threads" has the same format and
332 behaves the same way as "cgroup.procs".  While "cgroup.threads" can be
333 written to in any cgroup, as it can only move threads inside the same
334 threaded domain, its operations are confined inside each threaded
335 subtree.
336
337 The threaded domain cgroup serves as the resource domain for the whole
338 subtree, and, while the threads can be scattered across the subtree,
339 all the processes are considered to be in the threaded domain cgroup.
340 "cgroup.procs" in a threaded domain cgroup contains the PIDs of all
341 processes in the subtree and is not readable in the subtree proper.
342 However, "cgroup.procs" can be written to from anywhere in the subtree
343 to migrate all threads of the matching process to the cgroup.
344
345 Only threaded controllers can be enabled in a threaded subtree.  When
346 a threaded controller is enabled inside a threaded subtree, it only
347 accounts for and controls resource consumptions associated with the
348 threads in the cgroup and its descendants.  All consumptions which
349 aren't tied to a specific thread belong to the threaded domain cgroup.
350
351 Because a threaded subtree is exempt from no internal process
352 constraint, a threaded controller must be able to handle competition
353 between threads in a non-leaf cgroup and its child cgroups.  Each
354 threaded controller defines how such competitions are handled.
355
356
357 [Un]populated Notification
358 --------------------------
359
360 Each non-root cgroup has a "cgroup.events" file which contains
361 "populated" field indicating whether the cgroup's sub-hierarchy has
362 live processes in it.  Its value is 0 if there is no live process in
363 the cgroup and its descendants; otherwise, 1.  poll and [id]notify
364 events are triggered when the value changes.  This can be used, for
365 example, to start a clean-up operation after all processes of a given
366 sub-hierarchy have exited.  The populated state updates and
367 notifications are recursive.  Consider the following sub-hierarchy
368 where the numbers in the parentheses represent the numbers of processes
369 in each cgroup::
370
371   A(4) - B(0) - C(1)
372               \ D(0)
373
374 A, B and C's "populated" fields would be 1 while D's 0.  After the one
375 process in C exits, B and C's "populated" fields would flip to "0" and
376 file modified events will be generated on the "cgroup.events" files of
377 both cgroups.
378
379
380 Controlling Controllers
381 -----------------------
382
383 Enabling and Disabling
384 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
385
386 Each cgroup has a "cgroup.controllers" file which lists all
387 controllers available for the cgroup to enable::
388
389   # cat cgroup.controllers
390   cpu io memory
391
392 No controller is enabled by default.  Controllers can be enabled and
393 disabled by writing to the "cgroup.subtree_control" file::
394
395   # echo "+cpu +memory -io" > cgroup.subtree_control
396
397 Only controllers which are listed in "cgroup.controllers" can be
398 enabled.  When multiple operations are specified as above, either they
399 all succeed or fail.  If multiple operations on the same controller
400 are specified, the last one is effective.
401
402 Enabling a controller in a cgroup indicates that the distribution of
403 the target resource across its immediate children will be controlled.
404 Consider the following sub-hierarchy.  The enabled controllers are
405 listed in parentheses::
406
407   A(cpu,memory) - B(memory) - C()
408                             \ D()
409
410 As A has "cpu" and "memory" enabled, A will control the distribution
411 of CPU cycles and memory to its children, in this case, B.  As B has
412 "memory" enabled but not "CPU", C and D will compete freely on CPU
413 cycles but their division of memory available to B will be controlled.
414
415 As a controller regulates the distribution of the target resource to
416 the cgroup's children, enabling it creates the controller's interface
417 files in the child cgroups.  In the above example, enabling "cpu" on B
418 would create the "cpu." prefixed controller interface files in C and
419 D.  Likewise, disabling "memory" from B would remove the "memory."
420 prefixed controller interface files from C and D.  This means that the
421 controller interface files - anything which doesn't start with
422 "cgroup." are owned by the parent rather than the cgroup itself.
423
424
425 Top-down Constraint
426 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
427
428 Resources are distributed top-down and a cgroup can further distribute
429 a resource only if the resource has been distributed to it from the
430 parent.  This means that all non-root "cgroup.subtree_control" files
431 can only contain controllers which are enabled in the parent's
432 "cgroup.subtree_control" file.  A controller can be enabled only if
433 the parent has the controller enabled and a controller can't be
434 disabled if one or more children have it enabled.
435
436
437 No Internal Process Constraint
438 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
439
440 Non-root cgroups can distribute domain resources to their children
441 only when they don't have any processes of their own.  In other words,
442 only domain cgroups which don't contain any processes can have domain
443 controllers enabled in their "cgroup.subtree_control" files.
444
445 This guarantees that, when a domain controller is looking at the part
446 of the hierarchy which has it enabled, processes are always only on
447 the leaves.  This rules out situations where child cgroups compete
448 against internal processes of the parent.
449
450 The root cgroup is exempt from this restriction.  Root contains
451 processes and anonymous resource consumption which can't be associated
452 with any other cgroups and requires special treatment from most
453 controllers.  How resource consumption in the root cgroup is governed
454 is up to each controller (for more information on this topic please
455 refer to the Non-normative information section in the Controllers
456 chapter).
457
458 Note that the restriction doesn't get in the way if there is no
459 enabled controller in the cgroup's "cgroup.subtree_control".  This is
460 important as otherwise it wouldn't be possible to create children of a
461 populated cgroup.  To control resource distribution of a cgroup, the
462 cgroup must create children and transfer all its processes to the
463 children before enabling controllers in its "cgroup.subtree_control"
464 file.
465
466
467 Delegation
468 ----------
469
470 Model of Delegation
471 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
472
473 A cgroup can be delegated in two ways.  First, to a less privileged
474 user by granting write access of the directory and its "cgroup.procs",
475 "cgroup.threads" and "cgroup.subtree_control" files to the user.
476 Second, if the "nsdelegate" mount option is set, automatically to a
477 cgroup namespace on namespace creation.
478
479 Because the resource control interface files in a given directory
480 control the distribution of the parent's resources, the delegatee
481 shouldn't be allowed to write to them.  For the first method, this is
482 achieved by not granting access to these files.  For the second, the
483 kernel rejects writes to all files other than "cgroup.procs" and
484 "cgroup.subtree_control" on a namespace root from inside the
485 namespace.
486
487 The end results are equivalent for both delegation types.  Once
488 delegated, the user can build sub-hierarchy under the directory,
489 organize processes inside it as it sees fit and further distribute the
490 resources it received from the parent.  The limits and other settings
491 of all resource controllers are hierarchical and regardless of what
492 happens in the delegated sub-hierarchy, nothing can escape the
493 resource restrictions imposed by the parent.
494
495 Currently, cgroup doesn't impose any restrictions on the number of
496 cgroups in or nesting depth of a delegated sub-hierarchy; however,
497 this may be limited explicitly in the future.
498
499
500 Delegation Containment
501 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
502
503 A delegated sub-hierarchy is contained in the sense that processes
504 can't be moved into or out of the sub-hierarchy by the delegatee.
505
506 For delegations to a less privileged user, this is achieved by
507 requiring the following conditions for a process with a non-root euid
508 to migrate a target process into a cgroup by writing its PID to the
509 "cgroup.procs" file.
510
511 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file.
512
513 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file of the
514   common ancestor of the source and destination cgroups.
515
516 The above two constraints ensure that while a delegatee may migrate
517 processes around freely in the delegated sub-hierarchy it can't pull
518 in from or push out to outside the sub-hierarchy.
519
520 For an example, let's assume cgroups C0 and C1 have been delegated to
521 user U0 who created C00, C01 under C0 and C10 under C1 as follows and
522 all processes under C0 and C1 belong to U0::
523
524   ~~~~~~~~~~~~~ - C0 - C00
525   ~ cgroup    ~      \ C01
526   ~ hierarchy ~
527   ~~~~~~~~~~~~~ - C1 - C10
528
529 Let's also say U0 wants to write the PID of a process which is
530 currently in C10 into "C00/cgroup.procs".  U0 has write access to the
531 file; however, the common ancestor of the source cgroup C10 and the
532 destination cgroup C00 is above the points of delegation and U0 would
533 not have write access to its "cgroup.procs" files and thus the write
534 will be denied with -EACCES.
535
536 For delegations to namespaces, containment is achieved by requiring
537 that both the source and destination cgroups are reachable from the
538 namespace of the process which is attempting the migration.  If either
539 is not reachable, the migration is rejected with -ENOENT.
540
541
542 Guidelines
543 ----------
544
545 Organize Once and Control
546 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
547
548 Migrating a process across cgroups is a relatively expensive operation
549 and stateful resources such as memory are not moved together with the
550 process.  This is an explicit design decision as there often exist
551 inherent trade-offs between migration and various hot paths in terms
552 of synchronization cost.
553
554 As such, migrating processes across cgroups frequently as a means to
555 apply different resource restrictions is discouraged.  A workload
556 should be assigned to a cgroup according to the system's logical and
557 resource structure once on start-up.  Dynamic adjustments to resource
558 distribution can be made by changing controller configuration through
559 the interface files.
560
561
562 Avoid Name Collisions
563 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
564
565 Interface files for a cgroup and its children cgroups occupy the same
566 directory and it is possible to create children cgroups which collide
567 with interface files.
568
569 All cgroup core interface files are prefixed with "cgroup." and each
570 controller's interface files are prefixed with the controller name and
571 a dot.  A controller's name is composed of lower case alphabets and
572 '_'s but never begins with an '_' so it can be used as the prefix
573 character for collision avoidance.  Also, interface file names won't
574 start or end with terms which are often used in categorizing workloads
575 such as job, service, slice, unit or workload.
576
577 cgroup doesn't do anything to prevent name collisions and it's the
578 user's responsibility to avoid them.
579
580
581 Resource Distribution Models
582 ============================
583
584 cgroup controllers implement several resource distribution schemes
585 depending on the resource type and expected use cases.  This section
586 describes major schemes in use along with their expected behaviors.
587
588
589 Weights
590 -------
591
592 A parent's resource is distributed by adding up the weights of all
593 active children and giving each the fraction matching the ratio of its
594 weight against the sum.  As only children which can make use of the
595 resource at the moment participate in the distribution, this is
596 work-conserving.  Due to the dynamic nature, this model is usually
597 used for stateless resources.
598
599 All weights are in the range [1, 10000] with the default at 100.  This
600 allows symmetric multiplicative biases in both directions at fine
601 enough granularity while staying in the intuitive range.
602
603 As long as the weight is in range, all configuration combinations are
604 valid and there is no reason to reject configuration changes or
605 process migrations.
606
607 "cpu.weight" proportionally distributes CPU cycles to active children
608 and is an example of this type.
609
610
611 Limits
612 ------
613
614 A child can only consume upto the configured amount of the resource.
615 Limits can be over-committed - the sum of the limits of children can
616 exceed the amount of resource available to the parent.
617
618 Limits are in the range [0, max] and defaults to "max", which is noop.
619
620 As limits can be over-committed, all configuration combinations are
621 valid and there is no reason to reject configuration changes or
622 process migrations.
623
624 "io.max" limits the maximum BPS and/or IOPS that a cgroup can consume
625 on an IO device and is an example of this type.
626
627
628 Protections
629 -----------
630
631 A cgroup is protected upto the configured amount of the resource
632 as long as the usages of all its ancestors are under their
633 protected levels.  Protections can be hard guarantees or best effort
634 soft boundaries.  Protections can also be over-committed in which case
635 only upto the amount available to the parent is protected among
636 children.
637
638 Protections are in the range [0, max] and defaults to 0, which is
639 noop.
640
641 As protections can be over-committed, all configuration combinations
642 are valid and there is no reason to reject configuration changes or
643 process migrations.
644
645 "memory.low" implements best-effort memory protection and is an
646 example of this type.
647
648
649 Allocations
650 -----------
651
652 A cgroup is exclusively allocated a certain amount of a finite
653 resource.  Allocations can't be over-committed - the sum of the
654 allocations of children can not exceed the amount of resource
655 available to the parent.
656
657 Allocations are in the range [0, max] and defaults to 0, which is no
658 resource.
659
660 As allocations can't be over-committed, some configuration
661 combinations are invalid and should be rejected.  Also, if the
662 resource is mandatory for execution of processes, process migrations
663 may be rejected.
664
665 "cpu.rt.max" hard-allocates realtime slices and is an example of this
666 type.
667
668
669 Interface Files
670 ===============
671
672 Format
673 ------
674
675 All interface files should be in one of the following formats whenever
676 possible::
677
678   New-line separated values
679   (when only one value can be written at once)
680
681         VAL0\n
682         VAL1\n
683         ...
684
685   Space separated values
686   (when read-only or multiple values can be written at once)
687
688         VAL0 VAL1 ...\n
689
690   Flat keyed
691
692         KEY0 VAL0\n
693         KEY1 VAL1\n
694         ...
695
696   Nested keyed
697
698         KEY0 SUB_KEY0=VAL00 SUB_KEY1=VAL01...
699         KEY1 SUB_KEY0=VAL10 SUB_KEY1=VAL11...
700         ...
701
702 For a writable file, the format for writing should generally match
703 reading; however, controllers may allow omitting later fields or
704 implement restricted shortcuts for most common use cases.
705
706 For both flat and nested keyed files, only the values for a single key
707 can be written at a time.  For nested keyed files, the sub key pairs
708 may be specified in any order and not all pairs have to be specified.
709
710
711 Conventions
712 -----------
713
714 - Settings for a single feature should be contained in a single file.
715
716 - The root cgroup should be exempt from resource control and thus
717   shouldn't have resource control interface files.
718
719 - The default time unit is microseconds.  If a different unit is ever
720   used, an explicit unit suffix must be present.
721
722 - A parts-per quantity should use a percentage decimal with at least
723   two digit fractional part - e.g. 13.40.
724
725 - If a controller implements weight based resource distribution, its
726   interface file should be named "weight" and have the range [1,
727   10000] with 100 as the default.  The values are chosen to allow
728   enough and symmetric bias in both directions while keeping it
729   intuitive (the default is 100%).
730
731 - If a controller implements an absolute resource guarantee and/or
732   limit, the interface files should be named "min" and "max"
733   respectively.  If a controller implements best effort resource
734   guarantee and/or limit, the interface files should be named "low"
735   and "high" respectively.
736
737   In the above four control files, the special token "max" should be
738   used to represent upward infinity for both reading and writing.
739
740 - If a setting has a configurable default value and keyed specific
741   overrides, the default entry should be keyed with "default" and
742   appear as the first entry in the file.
743
744   The default value can be updated by writing either "default $VAL" or
745   "$VAL".
746
747   When writing to update a specific override, "default" can be used as
748   the value to indicate removal of the override.  Override entries
749   with "default" as the value must not appear when read.
750
751   For example, a setting which is keyed by major:minor device numbers
752   with integer values may look like the following::
753
754     # cat cgroup-example-interface-file
755     default 150
756     8:0 300
757
758   The default value can be updated by::
759
760     # echo 125 > cgroup-example-interface-file
761
762   or::
763
764     # echo "default 125" > cgroup-example-interface-file
765
766   An override can be set by::
767
768     # echo "8:16 170" > cgroup-example-interface-file
769
770   and cleared by::
771
772     # echo "8:0 default" > cgroup-example-interface-file
773     # cat cgroup-example-interface-file
774     default 125
775     8:16 170
776
777 - For events which are not very high frequency, an interface file
778   "events" should be created which lists event key value pairs.
779   Whenever a notifiable event happens, file modified event should be
780   generated on the file.
781
782
783 Core Interface Files
784 --------------------
785
786 All cgroup core files are prefixed with "cgroup."
787
788   cgroup.type
789
790         A read-write single value file which exists on non-root
791         cgroups.
792
793         When read, it indicates the current type of the cgroup, which
794         can be one of the following values.
795
796         - "domain" : A normal valid domain cgroup.
797
798         - "domain threaded" : A threaded domain cgroup which is
799           serving as the root of a threaded subtree.
800
801         - "domain invalid" : A cgroup which is in an invalid state.
802           It can't be populated or have controllers enabled.  It may
803           be allowed to become a threaded cgroup.
804
805         - "threaded" : A threaded cgroup which is a member of a
806           threaded subtree.
807
808         A cgroup can be turned into a threaded cgroup by writing
809         "threaded" to this file.
810
811   cgroup.procs
812         A read-write new-line separated values file which exists on
813         all cgroups.
814
815         When read, it lists the PIDs of all processes which belong to
816         the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
817         same PID may show up more than once if the process got moved
818         to another cgroup and then back or the PID got recycled while
819         reading.
820
821         A PID can be written to migrate the process associated with
822         the PID to the cgroup.  The writer should match all of the
823         following conditions.
824
825         - It must have write access to the "cgroup.procs" file.
826
827         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
828           common ancestor of the source and destination cgroups.
829
830         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
831         should be granted along with the containing directory.
832
833         In a threaded cgroup, reading this file fails with EOPNOTSUPP
834         as all the processes belong to the thread root.  Writing is
835         supported and moves every thread of the process to the cgroup.
836
837   cgroup.threads
838         A read-write new-line separated values file which exists on
839         all cgroups.
840
841         When read, it lists the TIDs of all threads which belong to
842         the cgroup one-per-line.  The TIDs are not ordered and the
843         same TID may show up more than once if the thread got moved to
844         another cgroup and then back or the TID got recycled while
845         reading.
846
847         A TID can be written to migrate the thread associated with the
848         TID to the cgroup.  The writer should match all of the
849         following conditions.
850
851         - It must have write access to the "cgroup.threads" file.
852
853         - The cgroup that the thread is currently in must be in the
854           same resource domain as the destination cgroup.
855
856         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
857           common ancestor of the source and destination cgroups.
858
859         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
860         should be granted along with the containing directory.
861
862   cgroup.controllers
863         A read-only space separated values file which exists on all
864         cgroups.
865
866         It shows space separated list of all controllers available to
867         the cgroup.  The controllers are not ordered.
868
869   cgroup.subtree_control
870         A read-write space separated values file which exists on all
871         cgroups.  Starts out empty.
872
873         When read, it shows space separated list of the controllers
874         which are enabled to control resource distribution from the
875         cgroup to its children.
876
877         Space separated list of controllers prefixed with '+' or '-'
878         can be written to enable or disable controllers.  A controller
879         name prefixed with '+' enables the controller and '-'
880         disables.  If a controller appears more than once on the list,
881         the last one is effective.  When multiple enable and disable
882         operations are specified, either all succeed or all fail.
883
884   cgroup.events
885         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
886         The following entries are defined.  Unless specified
887         otherwise, a value change in this file generates a file
888         modified event.
889
890           populated
891                 1 if the cgroup or its descendants contains any live
892                 processes; otherwise, 0.
893           frozen
894                 1 if the cgroup is frozen; otherwise, 0.
895
896   cgroup.max.descendants
897         A read-write single value files.  The default is "max".
898
899         Maximum allowed number of descent cgroups.
900         If the actual number of descendants is equal or larger,
901         an attempt to create a new cgroup in the hierarchy will fail.
902
903   cgroup.max.depth
904         A read-write single value files.  The default is "max".
905
906         Maximum allowed descent depth below the current cgroup.
907         If the actual descent depth is equal or larger,
908         an attempt to create a new child cgroup will fail.
909
910   cgroup.stat
911         A read-only flat-keyed file with the following entries:
912
913           nr_descendants
914                 Total number of visible descendant cgroups.
915
916           nr_dying_descendants
917                 Total number of dying descendant cgroups. A cgroup becomes
918                 dying after being deleted by a user. The cgroup will remain
919                 in dying state for some time undefined time (which can depend
920                 on system load) before being completely destroyed.
921
922                 A process can't enter a dying cgroup under any circumstances,
923                 a dying cgroup can't revive.
924
925                 A dying cgroup can consume system resources not exceeding
926                 limits, which were active at the moment of cgroup deletion.
927
928   cgroup.freeze
929         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
930         Allowed values are "0" and "1". The default is "0".
931
932         Writing "1" to the file causes freezing of the cgroup and all
933         descendant cgroups. This means that all belonging processes will
934         be stopped and will not run until the cgroup will be explicitly
935         unfrozen. Freezing of the cgroup may take some time; when this action
936         is completed, the "frozen" value in the cgroup.events control file
937         will be updated to "1" and the corresponding notification will be
938         issued.
939
940         A cgroup can be frozen either by its own settings, or by settings
941         of any ancestor cgroups. If any of ancestor cgroups is frozen, the
942         cgroup will remain frozen.
943
944         Processes in the frozen cgroup can be killed by a fatal signal.
945         They also can enter and leave a frozen cgroup: either by an explicit
946         move by a user, or if freezing of the cgroup races with fork().
947         If a process is moved to a frozen cgroup, it stops. If a process is
948         moved out of a frozen cgroup, it becomes running.
949
950         Frozen status of a cgroup doesn't affect any cgroup tree operations:
951         it's possible to delete a frozen (and empty) cgroup, as well as
952         create new sub-cgroups.
953
954 Controllers
955 ===========
956
957 CPU
958 ---
959
960 The "cpu" controllers regulates distribution of CPU cycles.  This
961 controller implements weight and absolute bandwidth limit models for
962 normal scheduling policy and absolute bandwidth allocation model for
963 realtime scheduling policy.
964
965 In all the above models, cycles distribution is defined only on a temporal
966 base and it does not account for the frequency at which tasks are executed.
967 The (optional) utilization clamping support allows to hint the schedutil
968 cpufreq governor about the minimum desired frequency which should always be
969 provided by a CPU, as well as the maximum desired frequency, which should not
970 be exceeded by a CPU.
971
972 WARNING: cgroup2 doesn't yet support control of realtime processes and
973 the cpu controller can only be enabled when all RT processes are in
974 the root cgroup.  Be aware that system management software may already
975 have placed RT processes into nonroot cgroups during the system boot
976 process, and these processes may need to be moved to the root cgroup
977 before the cpu controller can be enabled.
978
979
980 CPU Interface Files
981 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
982
983 All time durations are in microseconds.
984
985   cpu.stat
986         A read-only flat-keyed file.
987         This file exists whether the controller is enabled or not.
988
989         It always reports the following three stats:
990
991         - usage_usec
992         - user_usec
993         - system_usec
994
995         and the following three when the controller is enabled:
996
997         - nr_periods
998         - nr_throttled
999         - throttled_usec
1000
1001   cpu.weight
1002         A read-write single value file which exists on non-root
1003         cgroups.  The default is "100".
1004
1005         The weight in the range [1, 10000].
1006
1007   cpu.weight.nice
1008         A read-write single value file which exists on non-root
1009         cgroups.  The default is "0".
1010
1011         The nice value is in the range [-20, 19].
1012
1013         This interface file is an alternative interface for
1014         "cpu.weight" and allows reading and setting weight using the
1015         same values used by nice(2).  Because the range is smaller and
1016         granularity is coarser for the nice values, the read value is
1017         the closest approximation of the current weight.
1018
1019   cpu.max
1020         A read-write two value file which exists on non-root cgroups.
1021         The default is "max 100000".
1022
1023         The maximum bandwidth limit.  It's in the following format::
1024
1025           $MAX $PERIOD
1026
1027         which indicates that the group may consume upto $MAX in each
1028         $PERIOD duration.  "max" for $MAX indicates no limit.  If only
1029         one number is written, $MAX is updated.
1030
1031   cpu.pressure
1032         A read-only nested-key file which exists on non-root cgroups.
1033
1034         Shows pressure stall information for CPU. See
1035         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1036
1037   cpu.uclamp.min
1038         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1039         The default is "0", i.e. no utilization boosting.
1040
1041         The requested minimum utilization (protection) as a percentage
1042         rational number, e.g. 12.34 for 12.34%.
1043
1044         This interface allows reading and setting minimum utilization clamp
1045         values similar to the sched_setattr(2). This minimum utilization
1046         value is used to clamp the task specific minimum utilization clamp.
1047
1048         The requested minimum utilization (protection) is always capped by
1049         the current value for the maximum utilization (limit), i.e.
1050         `cpu.uclamp.max`.
1051
1052   cpu.uclamp.max
1053         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1054         The default is "max". i.e. no utilization capping
1055
1056         The requested maximum utilization (limit) as a percentage rational
1057         number, e.g. 98.76 for 98.76%.
1058
1059         This interface allows reading and setting maximum utilization clamp
1060         values similar to the sched_setattr(2). This maximum utilization
1061         value is used to clamp the task specific maximum utilization clamp.
1062
1063
1064
1065 Memory
1066 ------
1067
1068 The "memory" controller regulates distribution of memory.  Memory is
1069 stateful and implements both limit and protection models.  Due to the
1070 intertwining between memory usage and reclaim pressure and the
1071 stateful nature of memory, the distribution model is relatively
1072 complex.
1073
1074 While not completely water-tight, all major memory usages by a given
1075 cgroup are tracked so that the total memory consumption can be
1076 accounted and controlled to a reasonable extent.  Currently, the
1077 following types of memory usages are tracked.
1078
1079 - Userland memory - page cache and anonymous memory.
1080
1081 - Kernel data structures such as dentries and inodes.
1082
1083 - TCP socket buffers.
1084
1085 The above list may expand in the future for better coverage.
1086
1087
1088 Memory Interface Files
1089 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1090
1091 All memory amounts are in bytes.  If a value which is not aligned to
1092 PAGE_SIZE is written, the value may be rounded up to the closest
1093 PAGE_SIZE multiple when read back.
1094
1095   memory.current
1096         A read-only single value file which exists on non-root
1097         cgroups.
1098
1099         The total amount of memory currently being used by the cgroup
1100         and its descendants.
1101
1102   memory.min
1103         A read-write single value file which exists on non-root
1104         cgroups.  The default is "0".
1105
1106         Hard memory protection.  If the memory usage of a cgroup
1107         is within its effective min boundary, the cgroup's memory
1108         won't be reclaimed under any conditions. If there is no
1109         unprotected reclaimable memory available, OOM killer
1110         is invoked. Above the effective min boundary (or
1111         effective low boundary if it is higher), pages are reclaimed
1112         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1113         smaller overages.
1114
1115         Effective min boundary is limited by memory.min values of
1116         all ancestor cgroups. If there is memory.min overcommitment
1117         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1118         than parent will allow), then each child cgroup will get
1119         the part of parent's protection proportional to its
1120         actual memory usage below memory.min.
1121
1122         Putting more memory than generally available under this
1123         protection is discouraged and may lead to constant OOMs.
1124
1125         If a memory cgroup is not populated with processes,
1126         its memory.min is ignored.
1127
1128   memory.low
1129         A read-write single value file which exists on non-root
1130         cgroups.  The default is "0".
1131
1132         Best-effort memory protection.  If the memory usage of a
1133         cgroup is within its effective low boundary, the cgroup's
1134         memory won't be reclaimed unless there is no reclaimable
1135         memory available in unprotected cgroups.
1136         Above the effective low boundary (or 
1137         effective min boundary if it is higher), pages are reclaimed
1138         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1139         smaller overages.
1140
1141         Effective low boundary is limited by memory.low values of
1142         all ancestor cgroups. If there is memory.low overcommitment
1143         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1144         than parent will allow), then each child cgroup will get
1145         the part of parent's protection proportional to its
1146         actual memory usage below memory.low.
1147
1148         Putting more memory than generally available under this
1149         protection is discouraged.
1150
1151   memory.high
1152         A read-write single value file which exists on non-root
1153         cgroups.  The default is "max".
1154
1155         Memory usage throttle limit.  This is the main mechanism to
1156         control memory usage of a cgroup.  If a cgroup's usage goes
1157         over the high boundary, the processes of the cgroup are
1158         throttled and put under heavy reclaim pressure.
1159
1160         Going over the high limit never invokes the OOM killer and
1161         under extreme conditions the limit may be breached.
1162
1163   memory.max
1164         A read-write single value file which exists on non-root
1165         cgroups.  The default is "max".
1166
1167         Memory usage hard limit.  This is the final protection
1168         mechanism.  If a cgroup's memory usage reaches this limit and
1169         can't be reduced, the OOM killer is invoked in the cgroup.
1170         Under certain circumstances, the usage may go over the limit
1171         temporarily.
1172
1173         In default configuration regular 0-order allocations always
1174         succeed unless OOM killer chooses current task as a victim.
1175
1176         Some kinds of allocations don't invoke the OOM killer.
1177         Caller could retry them differently, return into userspace
1178         as -ENOMEM or silently ignore in cases like disk readahead.
1179
1180         This is the ultimate protection mechanism.  As long as the
1181         high limit is used and monitored properly, this limit's
1182         utility is limited to providing the final safety net.
1183
1184   memory.oom.group
1185         A read-write single value file which exists on non-root
1186         cgroups.  The default value is "0".
1187
1188         Determines whether the cgroup should be treated as
1189         an indivisible workload by the OOM killer. If set,
1190         all tasks belonging to the cgroup or to its descendants
1191         (if the memory cgroup is not a leaf cgroup) are killed
1192         together or not at all. This can be used to avoid
1193         partial kills to guarantee workload integrity.
1194
1195         Tasks with the OOM protection (oom_score_adj set to -1000)
1196         are treated as an exception and are never killed.
1197
1198         If the OOM killer is invoked in a cgroup, it's not going
1199         to kill any tasks outside of this cgroup, regardless
1200         memory.oom.group values of ancestor cgroups.
1201
1202   memory.events
1203         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1204         The following entries are defined.  Unless specified
1205         otherwise, a value change in this file generates a file
1206         modified event.
1207
1208         Note that all fields in this file are hierarchical and the
1209         file modified event can be generated due to an event down the
1210         hierarchy. For for the local events at the cgroup level see
1211         memory.events.local.
1212
1213           low
1214                 The number of times the cgroup is reclaimed due to
1215                 high memory pressure even though its usage is under
1216                 the low boundary.  This usually indicates that the low
1217                 boundary is over-committed.
1218
1219           high
1220                 The number of times processes of the cgroup are
1221                 throttled and routed to perform direct memory reclaim
1222                 because the high memory boundary was exceeded.  For a
1223                 cgroup whose memory usage is capped by the high limit
1224                 rather than global memory pressure, this event's
1225                 occurrences are expected.
1226
1227           max
1228                 The number of times the cgroup's memory usage was
1229                 about to go over the max boundary.  If direct reclaim
1230                 fails to bring it down, the cgroup goes to OOM state.
1231
1232           oom
1233                 The number of time the cgroup's memory usage was
1234                 reached the limit and allocation was about to fail.
1235
1236                 This event is not raised if the OOM killer is not
1237                 considered as an option, e.g. for failed high-order
1238                 allocations or if caller asked to not retry attempts.
1239
1240           oom_kill
1241                 The number of processes belonging to this cgroup
1242                 killed by any kind of OOM killer.
1243
1244   memory.events.local
1245         Similar to memory.events but the fields in the file are local
1246         to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
1247         generated on this file reflects only the local events.
1248
1249   memory.stat
1250         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1251
1252         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1253         types of memory, type-specific details, and other information
1254         on the state and past events of the memory management system.
1255
1256         All memory amounts are in bytes.
1257
1258         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1259         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1260         fixed position; use the keys to look up specific values!
1261
1262           anon
1263                 Amount of memory used in anonymous mappings such as
1264                 brk(), sbrk(), and mmap(MAP_ANONYMOUS)
1265
1266           file
1267                 Amount of memory used to cache filesystem data,
1268                 including tmpfs and shared memory.
1269
1270           kernel_stack
1271                 Amount of memory allocated to kernel stacks.
1272
1273           slab
1274                 Amount of memory used for storing in-kernel data
1275                 structures.
1276
1277           percpu
1278                 Amount of memory used for storing per-cpu kernel
1279                 data structures.
1280
1281           sock
1282                 Amount of memory used in network transmission buffers
1283
1284           shmem
1285                 Amount of cached filesystem data that is swap-backed,
1286                 such as tmpfs, shm segments, shared anonymous mmap()s
1287
1288           file_mapped
1289                 Amount of cached filesystem data mapped with mmap()
1290
1291           file_dirty
1292                 Amount of cached filesystem data that was modified but
1293                 not yet written back to disk
1294
1295           file_writeback
1296                 Amount of cached filesystem data that was modified and
1297                 is currently being written back to disk
1298
1299           anon_thp
1300                 Amount of memory used in anonymous mappings backed by
1301                 transparent hugepages
1302
1303           inactive_anon, active_anon, inactive_file, active_file, unevictable
1304                 Amount of memory, swap-backed and filesystem-backed,
1305                 on the internal memory management lists used by the
1306                 page reclaim algorithm.
1307
1308                 As these represent internal list state (eg. shmem pages are on anon
1309                 memory management lists), inactive_foo + active_foo may not be equal to
1310                 the value for the foo counter, since the foo counter is type-based, not
1311                 list-based.
1312
1313           slab_reclaimable
1314                 Part of "slab" that might be reclaimed, such as
1315                 dentries and inodes.
1316
1317           slab_unreclaimable
1318                 Part of "slab" that cannot be reclaimed on memory
1319                 pressure.
1320
1321           pgfault
1322                 Total number of page faults incurred
1323
1324           pgmajfault
1325                 Number of major page faults incurred
1326
1327           workingset_refault
1328                 Number of refaults of previously evicted pages
1329
1330           workingset_activate
1331                 Number of refaulted pages that were immediately activated
1332
1333           workingset_restore
1334                 Number of restored pages which have been detected as an active
1335                 workingset before they got reclaimed.
1336
1337           workingset_nodereclaim
1338                 Number of times a shadow node has been reclaimed
1339
1340           pgrefill
1341                 Amount of scanned pages (in an active LRU list)
1342
1343           pgscan
1344                 Amount of scanned pages (in an inactive LRU list)
1345
1346           pgsteal
1347                 Amount of reclaimed pages
1348
1349           pgactivate
1350                 Amount of pages moved to the active LRU list
1351
1352           pgdeactivate
1353                 Amount of pages moved to the inactive LRU list
1354
1355           pglazyfree
1356                 Amount of pages postponed to be freed under memory pressure
1357
1358           pglazyfreed
1359                 Amount of reclaimed lazyfree pages
1360
1361           thp_fault_alloc
1362                 Number of transparent hugepages which were allocated to satisfy
1363                 a page fault. This counter is not present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1364                 is not set.
1365
1366           thp_collapse_alloc
1367                 Number of transparent hugepages which were allocated to allow
1368                 collapsing an existing range of pages. This counter is not
1369                 present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE is not set.
1370
1371   memory.swap.current
1372         A read-only single value file which exists on non-root
1373         cgroups.
1374
1375         The total amount of swap currently being used by the cgroup
1376         and its descendants.
1377
1378   memory.swap.high
1379         A read-write single value file which exists on non-root
1380         cgroups.  The default is "max".
1381
1382         Swap usage throttle limit.  If a cgroup's swap usage exceeds
1383         this limit, all its further allocations will be throttled to
1384         allow userspace to implement custom out-of-memory procedures.
1385
1386         This limit marks a point of no return for the cgroup. It is NOT
1387         designed to manage the amount of swapping a workload does
1388         during regular operation. Compare to memory.swap.max, which
1389         prohibits swapping past a set amount, but lets the cgroup
1390         continue unimpeded as long as other memory can be reclaimed.
1391
1392         Healthy workloads are not expected to reach this limit.
1393
1394   memory.swap.max
1395         A read-write single value file which exists on non-root
1396         cgroups.  The default is "max".
1397
1398         Swap usage hard limit.  If a cgroup's swap usage reaches this
1399         limit, anonymous memory of the cgroup will not be swapped out.
1400
1401   memory.swap.events
1402         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1403         The following entries are defined.  Unless specified
1404         otherwise, a value change in this file generates a file
1405         modified event.
1406
1407           high
1408                 The number of times the cgroup's swap usage was over
1409                 the high threshold.
1410
1411           max
1412                 The number of times the cgroup's swap usage was about
1413                 to go over the max boundary and swap allocation
1414                 failed.
1415
1416           fail
1417                 The number of times swap allocation failed either
1418                 because of running out of swap system-wide or max
1419                 limit.
1420
1421         When reduced under the current usage, the existing swap
1422         entries are reclaimed gradually and the swap usage may stay
1423         higher than the limit for an extended period of time.  This
1424         reduces the impact on the workload and memory management.
1425
1426   memory.pressure
1427         A read-only nested-key file which exists on non-root cgroups.
1428
1429         Shows pressure stall information for memory. See
1430         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1431
1432
1433 Usage Guidelines
1434 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1435
1436 "memory.high" is the main mechanism to control memory usage.
1437 Over-committing on high limit (sum of high limits > available memory)
1438 and letting global memory pressure to distribute memory according to
1439 usage is a viable strategy.
1440
1441 Because breach of the high limit doesn't trigger the OOM killer but
1442 throttles the offending cgroup, a management agent has ample
1443 opportunities to monitor and take appropriate actions such as granting
1444 more memory or terminating the workload.
1445
1446 Determining whether a cgroup has enough memory is not trivial as
1447 memory usage doesn't indicate whether the workload can benefit from
1448 more memory.  For example, a workload which writes data received from
1449 network to a file can use all available memory but can also operate as
1450 performant with a small amount of memory.  A measure of memory
1451 pressure - how much the workload is being impacted due to lack of
1452 memory - is necessary to determine whether a workload needs more
1453 memory; unfortunately, memory pressure monitoring mechanism isn't
1454 implemented yet.
1455
1456
1457 Memory Ownership
1458 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1459
1460 A memory area is charged to the cgroup which instantiated it and stays
1461 charged to the cgroup until the area is released.  Migrating a process
1462 to a different cgroup doesn't move the memory usages that it
1463 instantiated while in the previous cgroup to the new cgroup.
1464
1465 A memory area may be used by processes belonging to different cgroups.
1466 To which cgroup the area will be charged is in-deterministic; however,
1467 over time, the memory area is likely to end up in a cgroup which has
1468 enough memory allowance to avoid high reclaim pressure.
1469
1470 If a cgroup sweeps a considerable amount of memory which is expected
1471 to be accessed repeatedly by other cgroups, it may make sense to use
1472 POSIX_FADV_DONTNEED to relinquish the ownership of memory areas
1473 belonging to the affected files to ensure correct memory ownership.
1474
1475
1476 IO
1477 --
1478
1479 The "io" controller regulates the distribution of IO resources.  This
1480 controller implements both weight based and absolute bandwidth or IOPS
1481 limit distribution; however, weight based distribution is available
1482 only if cfq-iosched is in use and neither scheme is available for
1483 blk-mq devices.
1484
1485
1486 IO Interface Files
1487 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1488
1489   io.stat
1490         A read-only nested-keyed file.
1491
1492         Lines are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.
1493         The following nested keys are defined.
1494
1495           ======        =====================
1496           rbytes        Bytes read
1497           wbytes        Bytes written
1498           rios          Number of read IOs
1499           wios          Number of write IOs
1500           dbytes        Bytes discarded
1501           dios          Number of discard IOs
1502           ======        =====================
1503
1504         An example read output follows::
1505
1506           8:16 rbytes=1459200 wbytes=314773504 rios=192 wios=353 dbytes=0 dios=0
1507           8:0 rbytes=90430464 wbytes=299008000 rios=8950 wios=1252 dbytes=50331648 dios=3021
1508
1509   io.cost.qos
1510         A read-write nested-keyed file with exists only on the root
1511         cgroup.
1512
1513         This file configures the Quality of Service of the IO cost
1514         model based controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which
1515         currently implements "io.weight" proportional control.  Lines
1516         are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The
1517         line for a given device is populated on the first write for
1518         the device on "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following
1519         nested keys are defined.
1520
1521           ======        =====================================
1522           enable        Weight-based control enable
1523           ctrl          "auto" or "user"
1524           rpct          Read latency percentile    [0, 100]
1525           rlat          Read latency threshold
1526           wpct          Write latency percentile   [0, 100]
1527           wlat          Write latency threshold
1528           min           Minimum scaling percentage [1, 10000]
1529           max           Maximum scaling percentage [1, 10000]
1530           ======        =====================================
1531
1532         The controller is disabled by default and can be enabled by
1533         setting "enable" to 1.  "rpct" and "wpct" parameters default
1534         to zero and the controller uses internal device saturation
1535         state to adjust the overall IO rate between "min" and "max".
1536
1537         When a better control quality is needed, latency QoS
1538         parameters can be configured.  For example::
1539
1540           8:16 enable=1 ctrl=auto rpct=95.00 rlat=75000 wpct=95.00 wlat=150000 min=50.00 max=150.0
1541
1542         shows that on sdb, the controller is enabled, will consider
1543         the device saturated if the 95th percentile of read completion
1544         latencies is above 75ms or write 150ms, and adjust the overall
1545         IO issue rate between 50% and 150% accordingly.
1546
1547         The lower the saturation point, the better the latency QoS at
1548         the cost of aggregate bandwidth.  The narrower the allowed
1549         adjustment range between "min" and "max", the more conformant
1550         to the cost model the IO behavior.  Note that the IO issue
1551         base rate may be far off from 100% and setting "min" and "max"
1552         blindly can lead to a significant loss of device capacity or
1553         control quality.  "min" and "max" are useful for regulating
1554         devices which show wide temporary behavior changes - e.g. a
1555         ssd which accepts writes at the line speed for a while and
1556         then completely stalls for multiple seconds.
1557
1558         When "ctrl" is "auto", the parameters are controlled by the
1559         kernel and may change automatically.  Setting "ctrl" to "user"
1560         or setting any of the percentile and latency parameters puts
1561         it into "user" mode and disables the automatic changes.  The
1562         automatic mode can be restored by setting "ctrl" to "auto".
1563
1564   io.cost.model
1565         A read-write nested-keyed file with exists only on the root
1566         cgroup.
1567
1568         This file configures the cost model of the IO cost model based
1569         controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which currently
1570         implements "io.weight" proportional control.  Lines are keyed
1571         by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The line for a
1572         given device is populated on the first write for the device on
1573         "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following nested keys
1574         are defined.
1575
1576           =====         ================================
1577           ctrl          "auto" or "user"
1578           model         The cost model in use - "linear"
1579           =====         ================================
1580
1581         When "ctrl" is "auto", the kernel may change all parameters
1582         dynamically.  When "ctrl" is set to "user" or any other
1583         parameters are written to, "ctrl" become "user" and the
1584         automatic changes are disabled.
1585
1586         When "model" is "linear", the following model parameters are
1587         defined.
1588
1589           ============= ========================================
1590           [r|w]bps      The maximum sequential IO throughput
1591           [r|w]seqiops  The maximum 4k sequential IOs per second
1592           [r|w]randiops The maximum 4k random IOs per second
1593           ============= ========================================
1594
1595         From the above, the builtin linear model determines the base
1596         costs of a sequential and random IO and the cost coefficient
1597         for the IO size.  While simple, this model can cover most
1598         common device classes acceptably.
1599
1600         The IO cost model isn't expected to be accurate in absolute
1601         sense and is scaled to the device behavior dynamically.
1602
1603         If needed, tools/cgroup/iocost_coef_gen.py can be used to
1604         generate device-specific coefficients.
1605
1606   io.weight
1607         A read-write flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1608         The default is "default 100".
1609
1610         The first line is the default weight applied to devices
1611         without specific override.  The rest are overrides keyed by
1612         $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The weights are in
1613         the range [1, 10000] and specifies the relative amount IO time
1614         the cgroup can use in relation to its siblings.
1615
1616         The default weight can be updated by writing either "default
1617         $WEIGHT" or simply "$WEIGHT".  Overrides can be set by writing
1618         "$MAJ:$MIN $WEIGHT" and unset by writing "$MAJ:$MIN default".
1619
1620         An example read output follows::
1621
1622           default 100
1623           8:16 200
1624           8:0 50
1625
1626   io.max
1627         A read-write nested-keyed file which exists on non-root
1628         cgroups.
1629
1630         BPS and IOPS based IO limit.  Lines are keyed by $MAJ:$MIN
1631         device numbers and not ordered.  The following nested keys are
1632         defined.
1633
1634           =====         ==================================
1635           rbps          Max read bytes per second
1636           wbps          Max write bytes per second
1637           riops         Max read IO operations per second
1638           wiops         Max write IO operations per second
1639           =====         ==================================
1640
1641         When writing, any number of nested key-value pairs can be
1642         specified in any order.  "max" can be specified as the value
1643         to remove a specific limit.  If the same key is specified
1644         multiple times, the outcome is undefined.
1645
1646         BPS and IOPS are measured in each IO direction and IOs are
1647         delayed if limit is reached.  Temporary bursts are allowed.
1648
1649         Setting read limit at 2M BPS and write at 120 IOPS for 8:16::
1650
1651           echo "8:16 rbps=2097152 wiops=120" > io.max
1652
1653         Reading returns the following::
1654
1655           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=120
1656
1657         Write IOPS limit can be removed by writing the following::
1658
1659           echo "8:16 wiops=max" > io.max
1660
1661         Reading now returns the following::
1662
1663           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=max
1664
1665   io.pressure
1666         A read-only nested-key file which exists on non-root cgroups.
1667
1668         Shows pressure stall information for IO. See
1669         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1670
1671
1672 Writeback
1673 ~~~~~~~~~
1674
1675 Page cache is dirtied through buffered writes and shared mmaps and
1676 written asynchronously to the backing filesystem by the writeback
1677 mechanism.  Writeback sits between the memory and IO domains and
1678 regulates the proportion of dirty memory by balancing dirtying and
1679 write IOs.
1680
1681 The io controller, in conjunction with the memory controller,
1682 implements control of page cache writeback IOs.  The memory controller
1683 defines the memory domain that dirty memory ratio is calculated and
1684 maintained for and the io controller defines the io domain which
1685 writes out dirty pages for the memory domain.  Both system-wide and
1686 per-cgroup dirty memory states are examined and the more restrictive
1687 of the two is enforced.
1688
1689 cgroup writeback requires explicit support from the underlying
1690 filesystem.  Currently, cgroup writeback is implemented on ext2, ext4,
1691 btrfs, f2fs, and xfs.  On other filesystems, all writeback IOs are 
1692 attributed to the root cgroup.
1693
1694 There are inherent differences in memory and writeback management
1695 which affects how cgroup ownership is tracked.  Memory is tracked per
1696 page while writeback per inode.  For the purpose of writeback, an
1697 inode is assigned to a cgroup and all IO requests to write dirty pages
1698 from the inode are attributed to that cgroup.
1699
1700 As cgroup ownership for memory is tracked per page, there can be pages
1701 which are associated with different cgroups than the one the inode is
1702 associated with.  These are called foreign pages.  The writeback
1703 constantly keeps track of foreign pages and, if a particular foreign
1704 cgroup becomes the majority over a certain period of time, switches
1705 the ownership of the inode to that cgroup.
1706
1707 While this model is enough for most use cases where a given inode is
1708 mostly dirtied by a single cgroup even when the main writing cgroup
1709 changes over time, use cases where multiple cgroups write to a single
1710 inode simultaneously are not supported well.  In such circumstances, a
1711 significant portion of IOs are likely to be attributed incorrectly.
1712 As memory controller assigns page ownership on the first use and
1713 doesn't update it until the page is released, even if writeback
1714 strictly follows page ownership, multiple cgroups dirtying overlapping
1715 areas wouldn't work as expected.  It's recommended to avoid such usage
1716 patterns.
1717
1718 The sysctl knobs which affect writeback behavior are applied to cgroup
1719 writeback as follows.
1720
1721   vm.dirty_background_ratio, vm.dirty_ratio
1722         These ratios apply the same to cgroup writeback with the
1723         amount of available memory capped by limits imposed by the
1724         memory controller and system-wide clean memory.
1725
1726   vm.dirty_background_bytes, vm.dirty_bytes
1727         For cgroup writeback, this is calculated into ratio against
1728         total available memory and applied the same way as
1729         vm.dirty[_background]_ratio.
1730
1731
1732 IO Latency
1733 ~~~~~~~~~~
1734
1735 This is a cgroup v2 controller for IO workload protection.  You provide a group
1736 with a latency target, and if the average latency exceeds that target the
1737 controller will throttle any peers that have a lower latency target than the
1738 protected workload.
1739
1740 The limits are only applied at the peer level in the hierarchy.  This means that
1741 in the diagram below, only groups A, B, and C will influence each other, and
1742 groups D and F will influence each other.  Group G will influence nobody::
1743
1744                         [root]
1745                 /          |            \
1746                 A          B            C
1747                /  \        |
1748               D    F       G
1749
1750
1751 So the ideal way to configure this is to set io.latency in groups A, B, and C.
1752 Generally you do not want to set a value lower than the latency your device
1753 supports.  Experiment to find the value that works best for your workload.
1754 Start at higher than the expected latency for your device and watch the
1755 avg_lat value in io.stat for your workload group to get an idea of the
1756 latency you see during normal operation.  Use the avg_lat value as a basis for
1757 your real setting, setting at 10-15% higher than the value in io.stat.
1758
1759 How IO Latency Throttling Works
1760 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1761
1762 io.latency is work conserving; so as long as everybody is meeting their latency
1763 target the controller doesn't do anything.  Once a group starts missing its
1764 target it begins throttling any peer group that has a higher target than itself.
1765 This throttling takes 2 forms:
1766
1767 - Queue depth throttling.  This is the number of outstanding IO's a group is
1768   allowed to have.  We will clamp down relatively quickly, starting at no limit
1769   and going all the way down to 1 IO at a time.
1770
1771 - Artificial delay induction.  There are certain types of IO that cannot be
1772   throttled without possibly adversely affecting higher priority groups.  This
1773   includes swapping and metadata IO.  These types of IO are allowed to occur
1774   normally, however they are "charged" to the originating group.  If the
1775   originating group is being throttled you will see the use_delay and delay
1776   fields in io.stat increase.  The delay value is how many microseconds that are
1777   being added to any process that runs in this group.  Because this number can
1778   grow quite large if there is a lot of swapping or metadata IO occurring we
1779   limit the individual delay events to 1 second at a time.
1780
1781 Once the victimized group starts meeting its latency target again it will start
1782 unthrottling any peer groups that were throttled previously.  If the victimized
1783 group simply stops doing IO the global counter will unthrottle appropriately.
1784
1785 IO Latency Interface Files
1786 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1787
1788   io.latency
1789         This takes a similar format as the other controllers.
1790
1791                 "MAJOR:MINOR target=<target time in microseconds"
1792
1793   io.stat
1794         If the controller is enabled you will see extra stats in io.stat in
1795         addition to the normal ones.
1796
1797           depth
1798                 This is the current queue depth for the group.
1799
1800           avg_lat
1801                 This is an exponential moving average with a decay rate of 1/exp
1802                 bound by the sampling interval.  The decay rate interval can be
1803                 calculated by multiplying the win value in io.stat by the
1804                 corresponding number of samples based on the win value.
1805
1806           win
1807                 The sampling window size in milliseconds.  This is the minimum
1808                 duration of time between evaluation events.  Windows only elapse
1809                 with IO activity.  Idle periods extend the most recent window.
1810
1811 PID
1812 ---
1813
1814 The process number controller is used to allow a cgroup to stop any
1815 new tasks from being fork()'d or clone()'d after a specified limit is
1816 reached.
1817
1818 The number of tasks in a cgroup can be exhausted in ways which other
1819 controllers cannot prevent, thus warranting its own controller.  For
1820 example, a fork bomb is likely to exhaust the number of tasks before
1821 hitting memory restrictions.
1822
1823 Note that PIDs used in this controller refer to TIDs, process IDs as
1824 used by the kernel.
1825
1826
1827 PID Interface Files
1828 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1829
1830   pids.max
1831         A read-write single value file which exists on non-root
1832         cgroups.  The default is "max".
1833
1834         Hard limit of number of processes.
1835
1836   pids.current
1837         A read-only single value file which exists on all cgroups.
1838
1839         The number of processes currently in the cgroup and its
1840         descendants.
1841
1842 Organisational operations are not blocked by cgroup policies, so it is
1843 possible to have pids.current > pids.max.  This can be done by either
1844 setting the limit to be smaller than pids.current, or attaching enough
1845 processes to the cgroup such that pids.current is larger than
1846 pids.max.  However, it is not possible to violate a cgroup PID policy
1847 through fork() or clone(). These will return -EAGAIN if the creation
1848 of a new process would cause a cgroup policy to be violated.
1849
1850
1851 Cpuset
1852 ------
1853
1854 The "cpuset" controller provides a mechanism for constraining
1855 the CPU and memory node placement of tasks to only the resources
1856 specified in the cpuset interface files in a task's current cgroup.
1857 This is especially valuable on large NUMA systems where placing jobs
1858 on properly sized subsets of the systems with careful processor and
1859 memory placement to reduce cross-node memory access and contention
1860 can improve overall system performance.
1861
1862 The "cpuset" controller is hierarchical.  That means the controller
1863 cannot use CPUs or memory nodes not allowed in its parent.
1864
1865
1866 Cpuset Interface Files
1867 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1868
1869   cpuset.cpus
1870         A read-write multiple values file which exists on non-root
1871         cpuset-enabled cgroups.
1872
1873         It lists the requested CPUs to be used by tasks within this
1874         cgroup.  The actual list of CPUs to be granted, however, is
1875         subjected to constraints imposed by its parent and can differ
1876         from the requested CPUs.
1877
1878         The CPU numbers are comma-separated numbers or ranges.
1879         For example::
1880
1881           # cat cpuset.cpus
1882           0-4,6,8-10
1883
1884         An empty value indicates that the cgroup is using the same
1885         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
1886         "cpuset.cpus" or all the available CPUs if none is found.
1887
1888         The value of "cpuset.cpus" stays constant until the next update
1889         and won't be affected by any CPU hotplug events.
1890
1891   cpuset.cpus.effective
1892         A read-only multiple values file which exists on all
1893         cpuset-enabled cgroups.
1894
1895         It lists the onlined CPUs that are actually granted to this
1896         cgroup by its parent.  These CPUs are allowed to be used by
1897         tasks within the current cgroup.
1898
1899         If "cpuset.cpus" is empty, the "cpuset.cpus.effective" file shows
1900         all the CPUs from the parent cgroup that can be available to
1901         be used by this cgroup.  Otherwise, it should be a subset of
1902         "cpuset.cpus" unless none of the CPUs listed in "cpuset.cpus"
1903         can be granted.  In this case, it will be treated just like an
1904         empty "cpuset.cpus".
1905
1906         Its value will be affected by CPU hotplug events.
1907
1908   cpuset.mems
1909         A read-write multiple values file which exists on non-root
1910         cpuset-enabled cgroups.
1911
1912         It lists the requested memory nodes to be used by tasks within
1913         this cgroup.  The actual list of memory nodes granted, however,
1914         is subjected to constraints imposed by its parent and can differ
1915         from the requested memory nodes.
1916
1917         The memory node numbers are comma-separated numbers or ranges.
1918         For example::
1919
1920           # cat cpuset.mems
1921           0-1,3
1922
1923         An empty value indicates that the cgroup is using the same
1924         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
1925         "cpuset.mems" or all the available memory nodes if none
1926         is found.
1927
1928         The value of "cpuset.mems" stays constant until the next update
1929         and won't be affected by any memory nodes hotplug events.
1930
1931   cpuset.mems.effective
1932         A read-only multiple values file which exists on all
1933         cpuset-enabled cgroups.
1934
1935         It lists the onlined memory nodes that are actually granted to
1936         this cgroup by its parent. These memory nodes are allowed to
1937         be used by tasks within the current cgroup.
1938
1939         If "cpuset.mems" is empty, it shows all the memory nodes from the
1940         parent cgroup that will be available to be used by this cgroup.
1941         Otherwise, it should be a subset of "cpuset.mems" unless none of
1942         the memory nodes listed in "cpuset.mems" can be granted.  In this
1943         case, it will be treated just like an empty "cpuset.mems".
1944
1945         Its value will be affected by memory nodes hotplug events.
1946
1947   cpuset.cpus.partition
1948         A read-write single value file which exists on non-root
1949         cpuset-enabled cgroups.  This flag is owned by the parent cgroup
1950         and is not delegatable.
1951
1952         It accepts only the following input values when written to.
1953
1954         "root"   - a partition root
1955         "member" - a non-root member of a partition
1956
1957         When set to be a partition root, the current cgroup is the
1958         root of a new partition or scheduling domain that comprises
1959         itself and all its descendants except those that are separate
1960         partition roots themselves and their descendants.  The root
1961         cgroup is always a partition root.
1962
1963         There are constraints on where a partition root can be set.
1964         It can only be set in a cgroup if all the following conditions
1965         are true.
1966
1967         1) The "cpuset.cpus" is not empty and the list of CPUs are
1968            exclusive, i.e. they are not shared by any of its siblings.
1969         2) The parent cgroup is a partition root.
1970         3) The "cpuset.cpus" is also a proper subset of the parent's
1971            "cpuset.cpus.effective".
1972         4) There is no child cgroups with cpuset enabled.  This is for
1973            eliminating corner cases that have to be handled if such a
1974            condition is allowed.
1975
1976         Setting it to partition root will take the CPUs away from the
1977         effective CPUs of the parent cgroup.  Once it is set, this
1978         file cannot be reverted back to "member" if there are any child
1979         cgroups with cpuset enabled.
1980
1981         A parent partition cannot distribute all its CPUs to its
1982         child partitions.  There must be at least one cpu left in the
1983         parent partition.
1984
1985         Once becoming a partition root, changes to "cpuset.cpus" is
1986         generally allowed as long as the first condition above is true,
1987         the change will not take away all the CPUs from the parent
1988         partition and the new "cpuset.cpus" value is a superset of its
1989         children's "cpuset.cpus" values.
1990
1991         Sometimes, external factors like changes to ancestors'
1992         "cpuset.cpus" or cpu hotplug can cause the state of the partition
1993         root to change.  On read, the "cpuset.sched.partition" file
1994         can show the following values.
1995
1996         "member"       Non-root member of a partition
1997         "root"         Partition root
1998         "root invalid" Invalid partition root
1999
2000         It is a partition root if the first 2 partition root conditions
2001         above are true and at least one CPU from "cpuset.cpus" is
2002         granted by the parent cgroup.
2003
2004         A partition root can become invalid if none of CPUs requested
2005         in "cpuset.cpus" can be granted by the parent cgroup or the
2006         parent cgroup is no longer a partition root itself.  In this
2007         case, it is not a real partition even though the restriction
2008         of the first partition root condition above will still apply.
2009         The cpu affinity of all the tasks in the cgroup will then be
2010         associated with CPUs in the nearest ancestor partition.
2011
2012         An invalid partition root can be transitioned back to a
2013         real partition root if at least one of the requested CPUs
2014         can now be granted by its parent.  In this case, the cpu
2015         affinity of all the tasks in the formerly invalid partition
2016         will be associated to the CPUs of the newly formed partition.
2017         Changing the partition state of an invalid partition root to
2018         "member" is always allowed even if child cpusets are present.
2019
2020
2021 Device controller
2022 -----------------
2023
2024 Device controller manages access to device files. It includes both
2025 creation of new device files (using mknod), and access to the
2026 existing device files.
2027
2028 Cgroup v2 device controller has no interface files and is implemented
2029 on top of cgroup BPF. To control access to device files, a user may
2030 create bpf programs of the BPF_CGROUP_DEVICE type and attach them
2031 to cgroups. On an attempt to access a device file, corresponding
2032 BPF programs will be executed, and depending on the return value
2033 the attempt will succeed or fail with -EPERM.
2034
2035 A BPF_CGROUP_DEVICE program takes a pointer to the bpf_cgroup_dev_ctx
2036 structure, which describes the device access attempt: access type
2037 (mknod/read/write) and device (type, major and minor numbers).
2038 If the program returns 0, the attempt fails with -EPERM, otherwise
2039 it succeeds.
2040
2041 An example of BPF_CGROUP_DEVICE program may be found in the kernel
2042 source tree in the tools/testing/selftests/bpf/dev_cgroup.c file.
2043
2044
2045 RDMA
2046 ----
2047
2048 The "rdma" controller regulates the distribution and accounting of
2049 RDMA resources.
2050
2051 RDMA Interface Files
2052 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2053
2054   rdma.max
2055         A readwrite nested-keyed file that exists for all the cgroups
2056         except root that describes current configured resource limit
2057         for a RDMA/IB device.
2058
2059         Lines are keyed by device name and are not ordered.
2060         Each line contains space separated resource name and its configured
2061         limit that can be distributed.
2062
2063         The following nested keys are defined.
2064
2065           ==========    =============================
2066           hca_handle    Maximum number of HCA Handles
2067           hca_object    Maximum number of HCA Objects
2068           ==========    =============================
2069
2070         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2071
2072           mlx4_0 hca_handle=2 hca_object=2000
2073           ocrdma1 hca_handle=3 hca_object=max
2074
2075   rdma.current
2076         A read-only file that describes current resource usage.
2077         It exists for all the cgroup except root.
2078
2079         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2080
2081           mlx4_0 hca_handle=1 hca_object=20
2082           ocrdma1 hca_handle=1 hca_object=23
2083
2084 HugeTLB
2085 -------
2086
2087 The HugeTLB controller allows to limit the HugeTLB usage per control group and
2088 enforces the controller limit during page fault.
2089
2090 HugeTLB Interface Files
2091 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2092
2093   hugetlb.<hugepagesize>.current
2094         Show current usage for "hugepagesize" hugetlb.  It exists for all
2095         the cgroup except root.
2096
2097   hugetlb.<hugepagesize>.max
2098         Set/show the hard limit of "hugepagesize" hugetlb usage.
2099         The default value is "max".  It exists for all the cgroup except root.
2100
2101   hugetlb.<hugepagesize>.events
2102         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
2103
2104           max
2105                 The number of allocation failure due to HugeTLB limit
2106
2107   hugetlb.<hugepagesize>.events.local
2108         Similar to hugetlb.<hugepagesize>.events but the fields in the file
2109         are local to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
2110         generated on this file reflects only the local events.
2111
2112 Misc
2113 ----
2114
2115 perf_event
2116 ~~~~~~~~~~
2117
2118 perf_event controller, if not mounted on a legacy hierarchy, is
2119 automatically enabled on the v2 hierarchy so that perf events can
2120 always be filtered by cgroup v2 path.  The controller can still be
2121 moved to a legacy hierarchy after v2 hierarchy is populated.
2122
2123
2124 Non-normative information
2125 -------------------------
2126
2127 This section contains information that isn't considered to be a part of
2128 the stable kernel API and so is subject to change.
2129
2130
2131 CPU controller root cgroup process behaviour
2132 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2133
2134 When distributing CPU cycles in the root cgroup each thread in this
2135 cgroup is treated as if it was hosted in a separate child cgroup of the
2136 root cgroup. This child cgroup weight is dependent on its thread nice
2137 level.
2138
2139 For details of this mapping see sched_prio_to_weight array in
2140 kernel/sched/core.c file (values from this array should be scaled
2141 appropriately so the neutral - nice 0 - value is 100 instead of 1024).
2142
2143
2144 IO controller root cgroup process behaviour
2145 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2146
2147 Root cgroup processes are hosted in an implicit leaf child node.
2148 When distributing IO resources this implicit child node is taken into
2149 account as if it was a normal child cgroup of the root cgroup with a
2150 weight value of 200.
2151
2152
2153 Namespace
2154 =========
2155
2156 Basics
2157 ------
2158
2159 cgroup namespace provides a mechanism to virtualize the view of the
2160 "/proc/$PID/cgroup" file and cgroup mounts.  The CLONE_NEWCGROUP clone
2161 flag can be used with clone(2) and unshare(2) to create a new cgroup
2162 namespace.  The process running inside the cgroup namespace will have
2163 its "/proc/$PID/cgroup" output restricted to cgroupns root.  The
2164 cgroupns root is the cgroup of the process at the time of creation of
2165 the cgroup namespace.
2166
2167 Without cgroup namespace, the "/proc/$PID/cgroup" file shows the
2168 complete path of the cgroup of a process.  In a container setup where
2169 a set of cgroups and namespaces are intended to isolate processes the
2170 "/proc/$PID/cgroup" file may leak potential system level information
2171 to the isolated processes.  For Example::
2172
2173   # cat /proc/self/cgroup
2174   0::/batchjobs/container_id1
2175
2176 The path '/batchjobs/container_id1' can be considered as system-data
2177 and undesirable to expose to the isolated processes.  cgroup namespace
2178 can be used to restrict visibility of this path.  For example, before
2179 creating a cgroup namespace, one would see::
2180
2181   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2182   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:37 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026531835]
2183   # cat /proc/self/cgroup
2184   0::/batchjobs/container_id1
2185
2186 After unsharing a new namespace, the view changes::
2187
2188   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2189   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:35 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026532183]
2190   # cat /proc/self/cgroup
2191   0::/
2192
2193 When some thread from a multi-threaded process unshares its cgroup
2194 namespace, the new cgroupns gets applied to the entire process (all
2195 the threads).  This is natural for the v2 hierarchy; however, for the
2196 legacy hierarchies, this may be unexpected.
2197
2198 A cgroup namespace is alive as long as there are processes inside or
2199 mounts pinning it.  When the last usage goes away, the cgroup
2200 namespace is destroyed.  The cgroupns root and the actual cgroups
2201 remain.
2202
2203
2204 The Root and Views
2205 ------------------
2206
2207 The 'cgroupns root' for a cgroup namespace is the cgroup in which the
2208 process calling unshare(2) is running.  For example, if a process in
2209 /batchjobs/container_id1 cgroup calls unshare, cgroup
2210 /batchjobs/container_id1 becomes the cgroupns root.  For the
2211 init_cgroup_ns, this is the real root ('/') cgroup.
2212
2213 The cgroupns root cgroup does not change even if the namespace creator
2214 process later moves to a different cgroup::
2215
2216   # ~/unshare -c # unshare cgroupns in some cgroup
2217   # cat /proc/self/cgroup
2218   0::/
2219   # mkdir sub_cgrp_1
2220   # echo 0 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2221   # cat /proc/self/cgroup
2222   0::/sub_cgrp_1
2223
2224 Each process gets its namespace-specific view of "/proc/$PID/cgroup"
2225
2226 Processes running inside the cgroup namespace will be able to see
2227 cgroup paths (in /proc/self/cgroup) only inside their root cgroup.
2228 From within an unshared cgroupns::
2229
2230   # sleep 100000 &
2231   [1] 7353
2232   # echo 7353 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2233   # cat /proc/7353/cgroup
2234   0::/sub_cgrp_1
2235
2236 From the initial cgroup namespace, the real cgroup path will be
2237 visible::
2238
2239   $ cat /proc/7353/cgroup
2240   0::/batchjobs/container_id1/sub_cgrp_1
2241
2242 From a sibling cgroup namespace (that is, a namespace rooted at a
2243 different cgroup), the cgroup path relative to its own cgroup
2244 namespace root will be shown.  For instance, if PID 7353's cgroup
2245 namespace root is at '/batchjobs/container_id2', then it will see::
2246
2247   # cat /proc/7353/cgroup
2248   0::/../container_id2/sub_cgrp_1
2249
2250 Note that the relative path always starts with '/' to indicate that
2251 its relative to the cgroup namespace root of the caller.
2252
2253
2254 Migration and setns(2)
2255 ----------------------
2256
2257 Processes inside a cgroup namespace can move into and out of the
2258 namespace root if they have proper access to external cgroups.  For
2259 example, from inside a namespace with cgroupns root at
2260 /batchjobs/container_id1, and assuming that the global hierarchy is
2261 still accessible inside cgroupns::
2262
2263   # cat /proc/7353/cgroup
2264   0::/sub_cgrp_1
2265   # echo 7353 > batchjobs/container_id2/cgroup.procs
2266   # cat /proc/7353/cgroup
2267   0::/../container_id2
2268
2269 Note that this kind of setup is not encouraged.  A task inside cgroup
2270 namespace should only be exposed to its own cgroupns hierarchy.
2271
2272 setns(2) to another cgroup namespace is allowed when:
2273
2274 (a) the process has CAP_SYS_ADMIN against its current user namespace
2275 (b) the process has CAP_SYS_ADMIN against the target cgroup
2276     namespace's userns
2277
2278 No implicit cgroup changes happen with attaching to another cgroup
2279 namespace.  It is expected that the someone moves the attaching
2280 process under the target cgroup namespace root.
2281
2282
2283 Interaction with Other Namespaces
2284 ---------------------------------
2285
2286 Namespace specific cgroup hierarchy can be mounted by a process
2287 running inside a non-init cgroup namespace::
2288
2289   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
2290
2291 This will mount the unified cgroup hierarchy with cgroupns root as the
2292 filesystem root.  The process needs CAP_SYS_ADMIN against its user and
2293 mount namespaces.
2294
2295 The virtualization of /proc/self/cgroup file combined with restricting
2296 the view of cgroup hierarchy by namespace-private cgroupfs mount
2297 provides a properly isolated cgroup view inside the container.
2298
2299
2300 Information on Kernel Programming
2301 =================================
2302
2303 This section contains kernel programming information in the areas
2304 where interacting with cgroup is necessary.  cgroup core and
2305 controllers are not covered.
2306
2307
2308 Filesystem Support for Writeback
2309 --------------------------------
2310
2311 A filesystem can support cgroup writeback by updating
2312 address_space_operations->writepage[s]() to annotate bio's using the
2313 following two functions.
2314
2315   wbc_init_bio(@wbc, @bio)
2316         Should be called for each bio carrying writeback data and
2317         associates the bio with the inode's owner cgroup and the
2318         corresponding request queue.  This must be called after
2319         a queue (device) has been associated with the bio and
2320         before submission.
2321
2322   wbc_account_cgroup_owner(@wbc, @page, @bytes)
2323         Should be called for each data segment being written out.
2324         While this function doesn't care exactly when it's called
2325         during the writeback session, it's the easiest and most
2326         natural to call it as data segments are added to a bio.
2327
2328 With writeback bio's annotated, cgroup support can be enabled per
2329 super_block by setting SB_I_CGROUPWB in ->s_iflags.  This allows for
2330 selective disabling of cgroup writeback support which is helpful when
2331 certain filesystem features, e.g. journaled data mode, are
2332 incompatible.
2333
2334 wbc_init_bio() binds the specified bio to its cgroup.  Depending on
2335 the configuration, the bio may be executed at a lower priority and if
2336 the writeback session is holding shared resources, e.g. a journal
2337 entry, may lead to priority inversion.  There is no one easy solution
2338 for the problem.  Filesystems can try to work around specific problem
2339 cases by skipping wbc_init_bio() and using bio_associate_blkg()
2340 directly.
2341
2342
2343 Deprecated v1 Core Features
2344 ===========================
2345
2346 - Multiple hierarchies including named ones are not supported.
2347
2348 - All v1 mount options are not supported.
2349
2350 - The "tasks" file is removed and "cgroup.procs" is not sorted.
2351
2352 - "cgroup.clone_children" is removed.
2353
2354 - /proc/cgroups is meaningless for v2.  Use "cgroup.controllers" file
2355   at the root instead.
2356
2357
2358 Issues with v1 and Rationales for v2
2359 ====================================
2360
2361 Multiple Hierarchies
2362 --------------------
2363
2364 cgroup v1 allowed an arbitrary number of hierarchies and each
2365 hierarchy could host any number of controllers.  While this seemed to
2366 provide a high level of flexibility, it wasn't useful in practice.
2367
2368 For example, as there is only one instance of each controller, utility
2369 type controllers such as freezer which can be useful in all
2370 hierarchies could only be used in one.  The issue is exacerbated by
2371 the fact that controllers couldn't be moved to another hierarchy once
2372 hierarchies were populated.  Another issue was that all controllers
2373 bound to a hierarchy were forced to have exactly the same view of the
2374 hierarchy.  It wasn't possible to vary the granularity depending on
2375 the specific controller.
2376
2377 In practice, these issues heavily limited which controllers could be
2378 put on the same hierarchy and most configurations resorted to putting
2379 each controller on its own hierarchy.  Only closely related ones, such
2380 as the cpu and cpuacct controllers, made sense to be put on the same
2381 hierarchy.  This often meant that userland ended up managing multiple
2382 similar hierarchies repeating the same steps on each hierarchy
2383 whenever a hierarchy management operation was necessary.
2384
2385 Furthermore, support for multiple hierarchies came at a steep cost.
2386 It greatly complicated cgroup core implementation but more importantly
2387 the support for multiple hierarchies restricted how cgroup could be
2388 used in general and what controllers was able to do.
2389
2390 There was no limit on how many hierarchies there might be, which meant
2391 that a thread's cgroup membership couldn't be described in finite
2392 length.  The key might contain any number of entries and was unlimited
2393 in length, which made it highly awkward to manipulate and led to
2394 addition of controllers which existed only to identify membership,
2395 which in turn exacerbated the original problem of proliferating number
2396 of hierarchies.
2397
2398 Also, as a controller couldn't have any expectation regarding the
2399 topologies of hierarchies other controllers might be on, each
2400 controller had to assume that all other controllers were attached to
2401 completely orthogonal hierarchies.  This made it impossible, or at
2402 least very cumbersome, for controllers to cooperate with each other.
2403
2404 In most use cases, putting controllers on hierarchies which are
2405 completely orthogonal to each other isn't necessary.  What usually is
2406 called for is the ability to have differing levels of granularity
2407 depending on the specific controller.  In other words, hierarchy may
2408 be collapsed from leaf towards root when viewed from specific
2409 controllers.  For example, a given configuration might not care about
2410 how memory is distributed beyond a certain level while still wanting
2411 to control how CPU cycles are distributed.
2412
2413
2414 Thread Granularity
2415 ------------------
2416
2417 cgroup v1 allowed threads of a process to belong to different cgroups.
2418 This didn't make sense for some controllers and those controllers
2419 ended up implementing different ways to ignore such situations but
2420 much more importantly it blurred the line between API exposed to
2421 individual applications and system management interface.
2422
2423 Generally, in-process knowledge is available only to the process
2424 itself; thus, unlike service-level organization of processes,
2425 categorizing threads of a process requires active participation from
2426 the application which owns the target process.
2427
2428 cgroup v1 had an ambiguously defined delegation model which got abused
2429 in combination with thread granularity.  cgroups were delegated to
2430 individual applications so that they can create and manage their own
2431 sub-hierarchies and control resource distributions along them.  This
2432 effectively raised cgroup to the status of a syscall-like API exposed
2433 to lay programs.
2434
2435 First of all, cgroup has a fundamentally inadequate interface to be
2436 exposed this way.  For a process to access its own knobs, it has to
2437 extract the path on the target hierarchy from /proc/self/cgroup,
2438 construct the path by appending the name of the knob to the path, open
2439 and then read and/or write to it.  This is not only extremely clunky
2440 and unusual but also inherently racy.  There is no conventional way to
2441 define transaction across the required steps and nothing can guarantee
2442 that the process would actually be operating on its own sub-hierarchy.
2443
2444 cgroup controllers implemented a number of knobs which would never be
2445 accepted as public APIs because they were just adding control knobs to
2446 system-management pseudo filesystem.  cgroup ended up with interface
2447 knobs which were not properly abstracted or refined and directly
2448 revealed kernel internal details.  These knobs got exposed to
2449 individual applications through the ill-defined delegation mechanism
2450 effectively abusing cgroup as a shortcut to implementing public APIs
2451 without going through the required scrutiny.
2452
2453 This was painful for both userland and kernel.  Userland ended up with
2454 misbehaving and poorly abstracted interfaces and kernel exposing and
2455 locked into constructs inadvertently.
2456
2457
2458 Competition Between Inner Nodes and Threads
2459 -------------------------------------------
2460
2461 cgroup v1 allowed threads to be in any cgroups which created an
2462 interesting problem where threads belonging to a parent cgroup and its
2463 children cgroups competed for resources.  This was nasty as two
2464 different types of entities competed and there was no obvious way to
2465 settle it.  Different controllers did different things.
2466
2467 The cpu controller considered threads and cgroups as equivalents and
2468 mapped nice levels to cgroup weights.  This worked for some cases but
2469 fell flat when children wanted to be allocated specific ratios of CPU
2470 cycles and the number of internal threads fluctuated - the ratios
2471 constantly changed as the number of competing entities fluctuated.
2472 There also were other issues.  The mapping from nice level to weight
2473 wasn't obvious or universal, and there were various other knobs which
2474 simply weren't available for threads.
2475
2476 The io controller implicitly created a hidden leaf node for each
2477 cgroup to host the threads.  The hidden leaf had its own copies of all
2478 the knobs with ``leaf_`` prefixed.  While this allowed equivalent
2479 control over internal threads, it was with serious drawbacks.  It
2480 always added an extra layer of nesting which wouldn't be necessary
2481 otherwise, made the interface messy and significantly complicated the
2482 implementation.
2483
2484 The memory controller didn't have a way to control what happened
2485 between internal tasks and child cgroups and the behavior was not
2486 clearly defined.  There were attempts to add ad-hoc behaviors and
2487 knobs to tailor the behavior to specific workloads which would have
2488 led to problems extremely difficult to resolve in the long term.
2489
2490 Multiple controllers struggled with internal tasks and came up with
2491 different ways to deal with it; unfortunately, all the approaches were
2492 severely flawed and, furthermore, the widely different behaviors
2493 made cgroup as a whole highly inconsistent.
2494
2495 This clearly is a problem which needs to be addressed from cgroup core
2496 in a uniform way.
2497
2498
2499 Other Interface Issues
2500 ----------------------
2501
2502 cgroup v1 grew without oversight and developed a large number of
2503 idiosyncrasies and inconsistencies.  One issue on the cgroup core side
2504 was how an empty cgroup was notified - a userland helper binary was
2505 forked and executed for each event.  The event delivery wasn't
2506 recursive or delegatable.  The limitations of the mechanism also led
2507 to in-kernel event delivery filtering mechanism further complicating
2508 the interface.
2509
2510 Controller interfaces were problematic too.  An extreme example is
2511 controllers completely ignoring hierarchical organization and treating
2512 all cgroups as if they were all located directly under the root
2513 cgroup.  Some controllers exposed a large amount of inconsistent
2514 implementation details to userland.
2515
2516 There also was no consistency across controllers.  When a new cgroup
2517 was created, some controllers defaulted to not imposing extra
2518 restrictions while others disallowed any resource usage until
2519 explicitly configured.  Configuration knobs for the same type of
2520 control used widely differing naming schemes and formats.  Statistics
2521 and information knobs were named arbitrarily and used different
2522 formats and units even in the same controller.
2523
2524 cgroup v2 establishes common conventions where appropriate and updates
2525 controllers so that they expose minimal and consistent interfaces.
2526
2527
2528 Controller Issues and Remedies
2529 ------------------------------
2530
2531 Memory
2532 ~~~~~~
2533
2534 The original lower boundary, the soft limit, is defined as a limit
2535 that is per default unset.  As a result, the set of cgroups that
2536 global reclaim prefers is opt-in, rather than opt-out.  The costs for
2537 optimizing these mostly negative lookups are so high that the
2538 implementation, despite its enormous size, does not even provide the
2539 basic desirable behavior.  First off, the soft limit has no
2540 hierarchical meaning.  All configured groups are organized in a global
2541 rbtree and treated like equal peers, regardless where they are located
2542 in the hierarchy.  This makes subtree delegation impossible.  Second,
2543 the soft limit reclaim pass is so aggressive that it not just
2544 introduces high allocation latencies into the system, but also impacts
2545 system performance due to overreclaim, to the point where the feature
2546 becomes self-defeating.
2547
2548 The memory.low boundary on the other hand is a top-down allocated
2549 reserve.  A cgroup enjoys reclaim protection when it's within its
2550 effective low, which makes delegation of subtrees possible. It also
2551 enjoys having reclaim pressure proportional to its overage when
2552 above its effective low.
2553
2554 The original high boundary, the hard limit, is defined as a strict
2555 limit that can not budge, even if the OOM killer has to be called.
2556 But this generally goes against the goal of making the most out of the
2557 available memory.  The memory consumption of workloads varies during
2558 runtime, and that requires users to overcommit.  But doing that with a
2559 strict upper limit requires either a fairly accurate prediction of the
2560 working set size or adding slack to the limit.  Since working set size
2561 estimation is hard and error prone, and getting it wrong results in
2562 OOM kills, most users tend to err on the side of a looser limit and
2563 end up wasting precious resources.
2564
2565 The memory.high boundary on the other hand can be set much more
2566 conservatively.  When hit, it throttles allocations by forcing them
2567 into direct reclaim to work off the excess, but it never invokes the
2568 OOM killer.  As a result, a high boundary that is chosen too
2569 aggressively will not terminate the processes, but instead it will
2570 lead to gradual performance degradation.  The user can monitor this
2571 and make corrections until the minimal memory footprint that still
2572 gives acceptable performance is found.
2573
2574 In extreme cases, with many concurrent allocations and a complete
2575 breakdown of reclaim progress within the group, the high boundary can
2576 be exceeded.  But even then it's mostly better to satisfy the
2577 allocation from the slack available in other groups or the rest of the
2578 system than killing the group.  Otherwise, memory.max is there to
2579 limit this type of spillover and ultimately contain buggy or even
2580 malicious applications.
2581
2582 Setting the original memory.limit_in_bytes below the current usage was
2583 subject to a race condition, where concurrent charges could cause the
2584 limit setting to fail. memory.max on the other hand will first set the
2585 limit to prevent new charges, and then reclaim and OOM kill until the
2586 new limit is met - or the task writing to memory.max is killed.
2587
2588 The combined memory+swap accounting and limiting is replaced by real
2589 control over swap space.
2590
2591 The main argument for a combined memory+swap facility in the original
2592 cgroup design was that global or parental pressure would always be
2593 able to swap all anonymous memory of a child group, regardless of the
2594 child's own (possibly untrusted) configuration.  However, untrusted
2595 groups can sabotage swapping by other means - such as referencing its
2596 anonymous memory in a tight loop - and an admin can not assume full
2597 swappability when overcommitting untrusted jobs.
2598
2599 For trusted jobs, on the other hand, a combined counter is not an
2600 intuitive userspace interface, and it flies in the face of the idea
2601 that cgroup controllers should account and limit specific physical
2602 resources.  Swap space is a resource like all others in the system,
2603 and that's why unified hierarchy allows distributing it separately.