Merge tag 'for-linus-6.7-rc1-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / admin-guide / cgroup-v2.rst
1 .. _cgroup-v2:
2
3 ================
4 Control Group v2
5 ================
6
7 :Date: October, 2015
8 :Author: Tejun Heo <tj@kernel.org>
9
10 This is the authoritative documentation on the design, interface and
11 conventions of cgroup v2.  It describes all userland-visible aspects
12 of cgroup including core and specific controller behaviors.  All
13 future changes must be reflected in this document.  Documentation for
14 v1 is available under :ref:`Documentation/admin-guide/cgroup-v1/index.rst <cgroup-v1>`.
15
16 .. CONTENTS
17
18    1. Introduction
19      1-1. Terminology
20      1-2. What is cgroup?
21    2. Basic Operations
22      2-1. Mounting
23      2-2. Organizing Processes and Threads
24        2-2-1. Processes
25        2-2-2. Threads
26      2-3. [Un]populated Notification
27      2-4. Controlling Controllers
28        2-4-1. Enabling and Disabling
29        2-4-2. Top-down Constraint
30        2-4-3. No Internal Process Constraint
31      2-5. Delegation
32        2-5-1. Model of Delegation
33        2-5-2. Delegation Containment
34      2-6. Guidelines
35        2-6-1. Organize Once and Control
36        2-6-2. Avoid Name Collisions
37    3. Resource Distribution Models
38      3-1. Weights
39      3-2. Limits
40      3-3. Protections
41      3-4. Allocations
42    4. Interface Files
43      4-1. Format
44      4-2. Conventions
45      4-3. Core Interface Files
46    5. Controllers
47      5-1. CPU
48        5-1-1. CPU Interface Files
49      5-2. Memory
50        5-2-1. Memory Interface Files
51        5-2-2. Usage Guidelines
52        5-2-3. Memory Ownership
53      5-3. IO
54        5-3-1. IO Interface Files
55        5-3-2. Writeback
56        5-3-3. IO Latency
57          5-3-3-1. How IO Latency Throttling Works
58          5-3-3-2. IO Latency Interface Files
59        5-3-4. IO Priority
60      5-4. PID
61        5-4-1. PID Interface Files
62      5-5. Cpuset
63        5.5-1. Cpuset Interface Files
64      5-6. Device
65      5-7. RDMA
66        5-7-1. RDMA Interface Files
67      5-8. HugeTLB
68        5.8-1. HugeTLB Interface Files
69      5-9. Misc
70        5.9-1 Miscellaneous cgroup Interface Files
71        5.9-2 Migration and Ownership
72      5-10. Others
73        5-10-1. perf_event
74      5-N. Non-normative information
75        5-N-1. CPU controller root cgroup process behaviour
76        5-N-2. IO controller root cgroup process behaviour
77    6. Namespace
78      6-1. Basics
79      6-2. The Root and Views
80      6-3. Migration and setns(2)
81      6-4. Interaction with Other Namespaces
82    P. Information on Kernel Programming
83      P-1. Filesystem Support for Writeback
84    D. Deprecated v1 Core Features
85    R. Issues with v1 and Rationales for v2
86      R-1. Multiple Hierarchies
87      R-2. Thread Granularity
88      R-3. Competition Between Inner Nodes and Threads
89      R-4. Other Interface Issues
90      R-5. Controller Issues and Remedies
91        R-5-1. Memory
92
93
94 Introduction
95 ============
96
97 Terminology
98 -----------
99
100 "cgroup" stands for "control group" and is never capitalized.  The
101 singular form is used to designate the whole feature and also as a
102 qualifier as in "cgroup controllers".  When explicitly referring to
103 multiple individual control groups, the plural form "cgroups" is used.
104
105
106 What is cgroup?
107 ---------------
108
109 cgroup is a mechanism to organize processes hierarchically and
110 distribute system resources along the hierarchy in a controlled and
111 configurable manner.
112
113 cgroup is largely composed of two parts - the core and controllers.
114 cgroup core is primarily responsible for hierarchically organizing
115 processes.  A cgroup controller is usually responsible for
116 distributing a specific type of system resource along the hierarchy
117 although there are utility controllers which serve purposes other than
118 resource distribution.
119
120 cgroups form a tree structure and every process in the system belongs
121 to one and only one cgroup.  All threads of a process belong to the
122 same cgroup.  On creation, all processes are put in the cgroup that
123 the parent process belongs to at the time.  A process can be migrated
124 to another cgroup.  Migration of a process doesn't affect already
125 existing descendant processes.
126
127 Following certain structural constraints, controllers may be enabled or
128 disabled selectively on a cgroup.  All controller behaviors are
129 hierarchical - if a controller is enabled on a cgroup, it affects all
130 processes which belong to the cgroups consisting the inclusive
131 sub-hierarchy of the cgroup.  When a controller is enabled on a nested
132 cgroup, it always restricts the resource distribution further.  The
133 restrictions set closer to the root in the hierarchy can not be
134 overridden from further away.
135
136
137 Basic Operations
138 ================
139
140 Mounting
141 --------
142
143 Unlike v1, cgroup v2 has only single hierarchy.  The cgroup v2
144 hierarchy can be mounted with the following mount command::
145
146   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
147
148 cgroup2 filesystem has the magic number 0x63677270 ("cgrp").  All
149 controllers which support v2 and are not bound to a v1 hierarchy are
150 automatically bound to the v2 hierarchy and show up at the root.
151 Controllers which are not in active use in the v2 hierarchy can be
152 bound to other hierarchies.  This allows mixing v2 hierarchy with the
153 legacy v1 multiple hierarchies in a fully backward compatible way.
154
155 A controller can be moved across hierarchies only after the controller
156 is no longer referenced in its current hierarchy.  Because per-cgroup
157 controller states are destroyed asynchronously and controllers may
158 have lingering references, a controller may not show up immediately on
159 the v2 hierarchy after the final umount of the previous hierarchy.
160 Similarly, a controller should be fully disabled to be moved out of
161 the unified hierarchy and it may take some time for the disabled
162 controller to become available for other hierarchies; furthermore, due
163 to inter-controller dependencies, other controllers may need to be
164 disabled too.
165
166 While useful for development and manual configurations, moving
167 controllers dynamically between the v2 and other hierarchies is
168 strongly discouraged for production use.  It is recommended to decide
169 the hierarchies and controller associations before starting using the
170 controllers after system boot.
171
172 During transition to v2, system management software might still
173 automount the v1 cgroup filesystem and so hijack all controllers
174 during boot, before manual intervention is possible. To make testing
175 and experimenting easier, the kernel parameter cgroup_no_v1= allows
176 disabling controllers in v1 and make them always available in v2.
177
178 cgroup v2 currently supports the following mount options.
179
180   nsdelegate
181         Consider cgroup namespaces as delegation boundaries.  This
182         option is system wide and can only be set on mount or modified
183         through remount from the init namespace.  The mount option is
184         ignored on non-init namespace mounts.  Please refer to the
185         Delegation section for details.
186
187   favordynmods
188         Reduce the latencies of dynamic cgroup modifications such as
189         task migrations and controller on/offs at the cost of making
190         hot path operations such as forks and exits more expensive.
191         The static usage pattern of creating a cgroup, enabling
192         controllers, and then seeding it with CLONE_INTO_CGROUP is
193         not affected by this option.
194
195   memory_localevents
196         Only populate memory.events with data for the current cgroup,
197         and not any subtrees. This is legacy behaviour, the default
198         behaviour without this option is to include subtree counts.
199         This option is system wide and can only be set on mount or
200         modified through remount from the init namespace. The mount
201         option is ignored on non-init namespace mounts.
202
203   memory_recursiveprot
204         Recursively apply memory.min and memory.low protection to
205         entire subtrees, without requiring explicit downward
206         propagation into leaf cgroups.  This allows protecting entire
207         subtrees from one another, while retaining free competition
208         within those subtrees.  This should have been the default
209         behavior but is a mount-option to avoid regressing setups
210         relying on the original semantics (e.g. specifying bogusly
211         high 'bypass' protection values at higher tree levels).
212
213
214 Organizing Processes and Threads
215 --------------------------------
216
217 Processes
218 ~~~~~~~~~
219
220 Initially, only the root cgroup exists to which all processes belong.
221 A child cgroup can be created by creating a sub-directory::
222
223   # mkdir $CGROUP_NAME
224
225 A given cgroup may have multiple child cgroups forming a tree
226 structure.  Each cgroup has a read-writable interface file
227 "cgroup.procs".  When read, it lists the PIDs of all processes which
228 belong to the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
229 same PID may show up more than once if the process got moved to
230 another cgroup and then back or the PID got recycled while reading.
231
232 A process can be migrated into a cgroup by writing its PID to the
233 target cgroup's "cgroup.procs" file.  Only one process can be migrated
234 on a single write(2) call.  If a process is composed of multiple
235 threads, writing the PID of any thread migrates all threads of the
236 process.
237
238 When a process forks a child process, the new process is born into the
239 cgroup that the forking process belongs to at the time of the
240 operation.  After exit, a process stays associated with the cgroup
241 that it belonged to at the time of exit until it's reaped; however, a
242 zombie process does not appear in "cgroup.procs" and thus can't be
243 moved to another cgroup.
244
245 A cgroup which doesn't have any children or live processes can be
246 destroyed by removing the directory.  Note that a cgroup which doesn't
247 have any children and is associated only with zombie processes is
248 considered empty and can be removed::
249
250   # rmdir $CGROUP_NAME
251
252 "/proc/$PID/cgroup" lists a process's cgroup membership.  If legacy
253 cgroup is in use in the system, this file may contain multiple lines,
254 one for each hierarchy.  The entry for cgroup v2 is always in the
255 format "0::$PATH"::
256
257   # cat /proc/842/cgroup
258   ...
259   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested
260
261 If the process becomes a zombie and the cgroup it was associated with
262 is removed subsequently, " (deleted)" is appended to the path::
263
264   # cat /proc/842/cgroup
265   ...
266   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested (deleted)
267
268
269 Threads
270 ~~~~~~~
271
272 cgroup v2 supports thread granularity for a subset of controllers to
273 support use cases requiring hierarchical resource distribution across
274 the threads of a group of processes.  By default, all threads of a
275 process belong to the same cgroup, which also serves as the resource
276 domain to host resource consumptions which are not specific to a
277 process or thread.  The thread mode allows threads to be spread across
278 a subtree while still maintaining the common resource domain for them.
279
280 Controllers which support thread mode are called threaded controllers.
281 The ones which don't are called domain controllers.
282
283 Marking a cgroup threaded makes it join the resource domain of its
284 parent as a threaded cgroup.  The parent may be another threaded
285 cgroup whose resource domain is further up in the hierarchy.  The root
286 of a threaded subtree, that is, the nearest ancestor which is not
287 threaded, is called threaded domain or thread root interchangeably and
288 serves as the resource domain for the entire subtree.
289
290 Inside a threaded subtree, threads of a process can be put in
291 different cgroups and are not subject to the no internal process
292 constraint - threaded controllers can be enabled on non-leaf cgroups
293 whether they have threads in them or not.
294
295 As the threaded domain cgroup hosts all the domain resource
296 consumptions of the subtree, it is considered to have internal
297 resource consumptions whether there are processes in it or not and
298 can't have populated child cgroups which aren't threaded.  Because the
299 root cgroup is not subject to no internal process constraint, it can
300 serve both as a threaded domain and a parent to domain cgroups.
301
302 The current operation mode or type of the cgroup is shown in the
303 "cgroup.type" file which indicates whether the cgroup is a normal
304 domain, a domain which is serving as the domain of a threaded subtree,
305 or a threaded cgroup.
306
307 On creation, a cgroup is always a domain cgroup and can be made
308 threaded by writing "threaded" to the "cgroup.type" file.  The
309 operation is single direction::
310
311   # echo threaded > cgroup.type
312
313 Once threaded, the cgroup can't be made a domain again.  To enable the
314 thread mode, the following conditions must be met.
315
316 - As the cgroup will join the parent's resource domain.  The parent
317   must either be a valid (threaded) domain or a threaded cgroup.
318
319 - When the parent is an unthreaded domain, it must not have any domain
320   controllers enabled or populated domain children.  The root is
321   exempt from this requirement.
322
323 Topology-wise, a cgroup can be in an invalid state.  Please consider
324 the following topology::
325
326   A (threaded domain) - B (threaded) - C (domain, just created)
327
328 C is created as a domain but isn't connected to a parent which can
329 host child domains.  C can't be used until it is turned into a
330 threaded cgroup.  "cgroup.type" file will report "domain (invalid)" in
331 these cases.  Operations which fail due to invalid topology use
332 EOPNOTSUPP as the errno.
333
334 A domain cgroup is turned into a threaded domain when one of its child
335 cgroup becomes threaded or threaded controllers are enabled in the
336 "cgroup.subtree_control" file while there are processes in the cgroup.
337 A threaded domain reverts to a normal domain when the conditions
338 clear.
339
340 When read, "cgroup.threads" contains the list of the thread IDs of all
341 threads in the cgroup.  Except that the operations are per-thread
342 instead of per-process, "cgroup.threads" has the same format and
343 behaves the same way as "cgroup.procs".  While "cgroup.threads" can be
344 written to in any cgroup, as it can only move threads inside the same
345 threaded domain, its operations are confined inside each threaded
346 subtree.
347
348 The threaded domain cgroup serves as the resource domain for the whole
349 subtree, and, while the threads can be scattered across the subtree,
350 all the processes are considered to be in the threaded domain cgroup.
351 "cgroup.procs" in a threaded domain cgroup contains the PIDs of all
352 processes in the subtree and is not readable in the subtree proper.
353 However, "cgroup.procs" can be written to from anywhere in the subtree
354 to migrate all threads of the matching process to the cgroup.
355
356 Only threaded controllers can be enabled in a threaded subtree.  When
357 a threaded controller is enabled inside a threaded subtree, it only
358 accounts for and controls resource consumptions associated with the
359 threads in the cgroup and its descendants.  All consumptions which
360 aren't tied to a specific thread belong to the threaded domain cgroup.
361
362 Because a threaded subtree is exempt from no internal process
363 constraint, a threaded controller must be able to handle competition
364 between threads in a non-leaf cgroup and its child cgroups.  Each
365 threaded controller defines how such competitions are handled.
366
367 Currently, the following controllers are threaded and can be enabled
368 in a threaded cgroup::
369
370 - cpu
371 - cpuset
372 - perf_event
373 - pids
374
375 [Un]populated Notification
376 --------------------------
377
378 Each non-root cgroup has a "cgroup.events" file which contains
379 "populated" field indicating whether the cgroup's sub-hierarchy has
380 live processes in it.  Its value is 0 if there is no live process in
381 the cgroup and its descendants; otherwise, 1.  poll and [id]notify
382 events are triggered when the value changes.  This can be used, for
383 example, to start a clean-up operation after all processes of a given
384 sub-hierarchy have exited.  The populated state updates and
385 notifications are recursive.  Consider the following sub-hierarchy
386 where the numbers in the parentheses represent the numbers of processes
387 in each cgroup::
388
389   A(4) - B(0) - C(1)
390               \ D(0)
391
392 A, B and C's "populated" fields would be 1 while D's 0.  After the one
393 process in C exits, B and C's "populated" fields would flip to "0" and
394 file modified events will be generated on the "cgroup.events" files of
395 both cgroups.
396
397
398 Controlling Controllers
399 -----------------------
400
401 Enabling and Disabling
402 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
403
404 Each cgroup has a "cgroup.controllers" file which lists all
405 controllers available for the cgroup to enable::
406
407   # cat cgroup.controllers
408   cpu io memory
409
410 No controller is enabled by default.  Controllers can be enabled and
411 disabled by writing to the "cgroup.subtree_control" file::
412
413   # echo "+cpu +memory -io" > cgroup.subtree_control
414
415 Only controllers which are listed in "cgroup.controllers" can be
416 enabled.  When multiple operations are specified as above, either they
417 all succeed or fail.  If multiple operations on the same controller
418 are specified, the last one is effective.
419
420 Enabling a controller in a cgroup indicates that the distribution of
421 the target resource across its immediate children will be controlled.
422 Consider the following sub-hierarchy.  The enabled controllers are
423 listed in parentheses::
424
425   A(cpu,memory) - B(memory) - C()
426                             \ D()
427
428 As A has "cpu" and "memory" enabled, A will control the distribution
429 of CPU cycles and memory to its children, in this case, B.  As B has
430 "memory" enabled but not "CPU", C and D will compete freely on CPU
431 cycles but their division of memory available to B will be controlled.
432
433 As a controller regulates the distribution of the target resource to
434 the cgroup's children, enabling it creates the controller's interface
435 files in the child cgroups.  In the above example, enabling "cpu" on B
436 would create the "cpu." prefixed controller interface files in C and
437 D.  Likewise, disabling "memory" from B would remove the "memory."
438 prefixed controller interface files from C and D.  This means that the
439 controller interface files - anything which doesn't start with
440 "cgroup." are owned by the parent rather than the cgroup itself.
441
442
443 Top-down Constraint
444 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
445
446 Resources are distributed top-down and a cgroup can further distribute
447 a resource only if the resource has been distributed to it from the
448 parent.  This means that all non-root "cgroup.subtree_control" files
449 can only contain controllers which are enabled in the parent's
450 "cgroup.subtree_control" file.  A controller can be enabled only if
451 the parent has the controller enabled and a controller can't be
452 disabled if one or more children have it enabled.
453
454
455 No Internal Process Constraint
456 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
457
458 Non-root cgroups can distribute domain resources to their children
459 only when they don't have any processes of their own.  In other words,
460 only domain cgroups which don't contain any processes can have domain
461 controllers enabled in their "cgroup.subtree_control" files.
462
463 This guarantees that, when a domain controller is looking at the part
464 of the hierarchy which has it enabled, processes are always only on
465 the leaves.  This rules out situations where child cgroups compete
466 against internal processes of the parent.
467
468 The root cgroup is exempt from this restriction.  Root contains
469 processes and anonymous resource consumption which can't be associated
470 with any other cgroups and requires special treatment from most
471 controllers.  How resource consumption in the root cgroup is governed
472 is up to each controller (for more information on this topic please
473 refer to the Non-normative information section in the Controllers
474 chapter).
475
476 Note that the restriction doesn't get in the way if there is no
477 enabled controller in the cgroup's "cgroup.subtree_control".  This is
478 important as otherwise it wouldn't be possible to create children of a
479 populated cgroup.  To control resource distribution of a cgroup, the
480 cgroup must create children and transfer all its processes to the
481 children before enabling controllers in its "cgroup.subtree_control"
482 file.
483
484
485 Delegation
486 ----------
487
488 Model of Delegation
489 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
490
491 A cgroup can be delegated in two ways.  First, to a less privileged
492 user by granting write access of the directory and its "cgroup.procs",
493 "cgroup.threads" and "cgroup.subtree_control" files to the user.
494 Second, if the "nsdelegate" mount option is set, automatically to a
495 cgroup namespace on namespace creation.
496
497 Because the resource control interface files in a given directory
498 control the distribution of the parent's resources, the delegatee
499 shouldn't be allowed to write to them.  For the first method, this is
500 achieved by not granting access to these files.  For the second, the
501 kernel rejects writes to all files other than "cgroup.procs" and
502 "cgroup.subtree_control" on a namespace root from inside the
503 namespace.
504
505 The end results are equivalent for both delegation types.  Once
506 delegated, the user can build sub-hierarchy under the directory,
507 organize processes inside it as it sees fit and further distribute the
508 resources it received from the parent.  The limits and other settings
509 of all resource controllers are hierarchical and regardless of what
510 happens in the delegated sub-hierarchy, nothing can escape the
511 resource restrictions imposed by the parent.
512
513 Currently, cgroup doesn't impose any restrictions on the number of
514 cgroups in or nesting depth of a delegated sub-hierarchy; however,
515 this may be limited explicitly in the future.
516
517
518 Delegation Containment
519 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
520
521 A delegated sub-hierarchy is contained in the sense that processes
522 can't be moved into or out of the sub-hierarchy by the delegatee.
523
524 For delegations to a less privileged user, this is achieved by
525 requiring the following conditions for a process with a non-root euid
526 to migrate a target process into a cgroup by writing its PID to the
527 "cgroup.procs" file.
528
529 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file.
530
531 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file of the
532   common ancestor of the source and destination cgroups.
533
534 The above two constraints ensure that while a delegatee may migrate
535 processes around freely in the delegated sub-hierarchy it can't pull
536 in from or push out to outside the sub-hierarchy.
537
538 For an example, let's assume cgroups C0 and C1 have been delegated to
539 user U0 who created C00, C01 under C0 and C10 under C1 as follows and
540 all processes under C0 and C1 belong to U0::
541
542   ~~~~~~~~~~~~~ - C0 - C00
543   ~ cgroup    ~      \ C01
544   ~ hierarchy ~
545   ~~~~~~~~~~~~~ - C1 - C10
546
547 Let's also say U0 wants to write the PID of a process which is
548 currently in C10 into "C00/cgroup.procs".  U0 has write access to the
549 file; however, the common ancestor of the source cgroup C10 and the
550 destination cgroup C00 is above the points of delegation and U0 would
551 not have write access to its "cgroup.procs" files and thus the write
552 will be denied with -EACCES.
553
554 For delegations to namespaces, containment is achieved by requiring
555 that both the source and destination cgroups are reachable from the
556 namespace of the process which is attempting the migration.  If either
557 is not reachable, the migration is rejected with -ENOENT.
558
559
560 Guidelines
561 ----------
562
563 Organize Once and Control
564 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
565
566 Migrating a process across cgroups is a relatively expensive operation
567 and stateful resources such as memory are not moved together with the
568 process.  This is an explicit design decision as there often exist
569 inherent trade-offs between migration and various hot paths in terms
570 of synchronization cost.
571
572 As such, migrating processes across cgroups frequently as a means to
573 apply different resource restrictions is discouraged.  A workload
574 should be assigned to a cgroup according to the system's logical and
575 resource structure once on start-up.  Dynamic adjustments to resource
576 distribution can be made by changing controller configuration through
577 the interface files.
578
579
580 Avoid Name Collisions
581 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
582
583 Interface files for a cgroup and its children cgroups occupy the same
584 directory and it is possible to create children cgroups which collide
585 with interface files.
586
587 All cgroup core interface files are prefixed with "cgroup." and each
588 controller's interface files are prefixed with the controller name and
589 a dot.  A controller's name is composed of lower case alphabets and
590 '_'s but never begins with an '_' so it can be used as the prefix
591 character for collision avoidance.  Also, interface file names won't
592 start or end with terms which are often used in categorizing workloads
593 such as job, service, slice, unit or workload.
594
595 cgroup doesn't do anything to prevent name collisions and it's the
596 user's responsibility to avoid them.
597
598
599 Resource Distribution Models
600 ============================
601
602 cgroup controllers implement several resource distribution schemes
603 depending on the resource type and expected use cases.  This section
604 describes major schemes in use along with their expected behaviors.
605
606
607 Weights
608 -------
609
610 A parent's resource is distributed by adding up the weights of all
611 active children and giving each the fraction matching the ratio of its
612 weight against the sum.  As only children which can make use of the
613 resource at the moment participate in the distribution, this is
614 work-conserving.  Due to the dynamic nature, this model is usually
615 used for stateless resources.
616
617 All weights are in the range [1, 10000] with the default at 100.  This
618 allows symmetric multiplicative biases in both directions at fine
619 enough granularity while staying in the intuitive range.
620
621 As long as the weight is in range, all configuration combinations are
622 valid and there is no reason to reject configuration changes or
623 process migrations.
624
625 "cpu.weight" proportionally distributes CPU cycles to active children
626 and is an example of this type.
627
628
629 .. _cgroupv2-limits-distributor:
630
631 Limits
632 ------
633
634 A child can only consume up to the configured amount of the resource.
635 Limits can be over-committed - the sum of the limits of children can
636 exceed the amount of resource available to the parent.
637
638 Limits are in the range [0, max] and defaults to "max", which is noop.
639
640 As limits can be over-committed, all configuration combinations are
641 valid and there is no reason to reject configuration changes or
642 process migrations.
643
644 "io.max" limits the maximum BPS and/or IOPS that a cgroup can consume
645 on an IO device and is an example of this type.
646
647 .. _cgroupv2-protections-distributor:
648
649 Protections
650 -----------
651
652 A cgroup is protected up to the configured amount of the resource
653 as long as the usages of all its ancestors are under their
654 protected levels.  Protections can be hard guarantees or best effort
655 soft boundaries.  Protections can also be over-committed in which case
656 only up to the amount available to the parent is protected among
657 children.
658
659 Protections are in the range [0, max] and defaults to 0, which is
660 noop.
661
662 As protections can be over-committed, all configuration combinations
663 are valid and there is no reason to reject configuration changes or
664 process migrations.
665
666 "memory.low" implements best-effort memory protection and is an
667 example of this type.
668
669
670 Allocations
671 -----------
672
673 A cgroup is exclusively allocated a certain amount of a finite
674 resource.  Allocations can't be over-committed - the sum of the
675 allocations of children can not exceed the amount of resource
676 available to the parent.
677
678 Allocations are in the range [0, max] and defaults to 0, which is no
679 resource.
680
681 As allocations can't be over-committed, some configuration
682 combinations are invalid and should be rejected.  Also, if the
683 resource is mandatory for execution of processes, process migrations
684 may be rejected.
685
686 "cpu.rt.max" hard-allocates realtime slices and is an example of this
687 type.
688
689
690 Interface Files
691 ===============
692
693 Format
694 ------
695
696 All interface files should be in one of the following formats whenever
697 possible::
698
699   New-line separated values
700   (when only one value can be written at once)
701
702         VAL0\n
703         VAL1\n
704         ...
705
706   Space separated values
707   (when read-only or multiple values can be written at once)
708
709         VAL0 VAL1 ...\n
710
711   Flat keyed
712
713         KEY0 VAL0\n
714         KEY1 VAL1\n
715         ...
716
717   Nested keyed
718
719         KEY0 SUB_KEY0=VAL00 SUB_KEY1=VAL01...
720         KEY1 SUB_KEY0=VAL10 SUB_KEY1=VAL11...
721         ...
722
723 For a writable file, the format for writing should generally match
724 reading; however, controllers may allow omitting later fields or
725 implement restricted shortcuts for most common use cases.
726
727 For both flat and nested keyed files, only the values for a single key
728 can be written at a time.  For nested keyed files, the sub key pairs
729 may be specified in any order and not all pairs have to be specified.
730
731
732 Conventions
733 -----------
734
735 - Settings for a single feature should be contained in a single file.
736
737 - The root cgroup should be exempt from resource control and thus
738   shouldn't have resource control interface files.
739
740 - The default time unit is microseconds.  If a different unit is ever
741   used, an explicit unit suffix must be present.
742
743 - A parts-per quantity should use a percentage decimal with at least
744   two digit fractional part - e.g. 13.40.
745
746 - If a controller implements weight based resource distribution, its
747   interface file should be named "weight" and have the range [1,
748   10000] with 100 as the default.  The values are chosen to allow
749   enough and symmetric bias in both directions while keeping it
750   intuitive (the default is 100%).
751
752 - If a controller implements an absolute resource guarantee and/or
753   limit, the interface files should be named "min" and "max"
754   respectively.  If a controller implements best effort resource
755   guarantee and/or limit, the interface files should be named "low"
756   and "high" respectively.
757
758   In the above four control files, the special token "max" should be
759   used to represent upward infinity for both reading and writing.
760
761 - If a setting has a configurable default value and keyed specific
762   overrides, the default entry should be keyed with "default" and
763   appear as the first entry in the file.
764
765   The default value can be updated by writing either "default $VAL" or
766   "$VAL".
767
768   When writing to update a specific override, "default" can be used as
769   the value to indicate removal of the override.  Override entries
770   with "default" as the value must not appear when read.
771
772   For example, a setting which is keyed by major:minor device numbers
773   with integer values may look like the following::
774
775     # cat cgroup-example-interface-file
776     default 150
777     8:0 300
778
779   The default value can be updated by::
780
781     # echo 125 > cgroup-example-interface-file
782
783   or::
784
785     # echo "default 125" > cgroup-example-interface-file
786
787   An override can be set by::
788
789     # echo "8:16 170" > cgroup-example-interface-file
790
791   and cleared by::
792
793     # echo "8:0 default" > cgroup-example-interface-file
794     # cat cgroup-example-interface-file
795     default 125
796     8:16 170
797
798 - For events which are not very high frequency, an interface file
799   "events" should be created which lists event key value pairs.
800   Whenever a notifiable event happens, file modified event should be
801   generated on the file.
802
803
804 Core Interface Files
805 --------------------
806
807 All cgroup core files are prefixed with "cgroup."
808
809   cgroup.type
810         A read-write single value file which exists on non-root
811         cgroups.
812
813         When read, it indicates the current type of the cgroup, which
814         can be one of the following values.
815
816         - "domain" : A normal valid domain cgroup.
817
818         - "domain threaded" : A threaded domain cgroup which is
819           serving as the root of a threaded subtree.
820
821         - "domain invalid" : A cgroup which is in an invalid state.
822           It can't be populated or have controllers enabled.  It may
823           be allowed to become a threaded cgroup.
824
825         - "threaded" : A threaded cgroup which is a member of a
826           threaded subtree.
827
828         A cgroup can be turned into a threaded cgroup by writing
829         "threaded" to this file.
830
831   cgroup.procs
832         A read-write new-line separated values file which exists on
833         all cgroups.
834
835         When read, it lists the PIDs of all processes which belong to
836         the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
837         same PID may show up more than once if the process got moved
838         to another cgroup and then back or the PID got recycled while
839         reading.
840
841         A PID can be written to migrate the process associated with
842         the PID to the cgroup.  The writer should match all of the
843         following conditions.
844
845         - It must have write access to the "cgroup.procs" file.
846
847         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
848           common ancestor of the source and destination cgroups.
849
850         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
851         should be granted along with the containing directory.
852
853         In a threaded cgroup, reading this file fails with EOPNOTSUPP
854         as all the processes belong to the thread root.  Writing is
855         supported and moves every thread of the process to the cgroup.
856
857   cgroup.threads
858         A read-write new-line separated values file which exists on
859         all cgroups.
860
861         When read, it lists the TIDs of all threads which belong to
862         the cgroup one-per-line.  The TIDs are not ordered and the
863         same TID may show up more than once if the thread got moved to
864         another cgroup and then back or the TID got recycled while
865         reading.
866
867         A TID can be written to migrate the thread associated with the
868         TID to the cgroup.  The writer should match all of the
869         following conditions.
870
871         - It must have write access to the "cgroup.threads" file.
872
873         - The cgroup that the thread is currently in must be in the
874           same resource domain as the destination cgroup.
875
876         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
877           common ancestor of the source and destination cgroups.
878
879         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
880         should be granted along with the containing directory.
881
882   cgroup.controllers
883         A read-only space separated values file which exists on all
884         cgroups.
885
886         It shows space separated list of all controllers available to
887         the cgroup.  The controllers are not ordered.
888
889   cgroup.subtree_control
890         A read-write space separated values file which exists on all
891         cgroups.  Starts out empty.
892
893         When read, it shows space separated list of the controllers
894         which are enabled to control resource distribution from the
895         cgroup to its children.
896
897         Space separated list of controllers prefixed with '+' or '-'
898         can be written to enable or disable controllers.  A controller
899         name prefixed with '+' enables the controller and '-'
900         disables.  If a controller appears more than once on the list,
901         the last one is effective.  When multiple enable and disable
902         operations are specified, either all succeed or all fail.
903
904   cgroup.events
905         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
906         The following entries are defined.  Unless specified
907         otherwise, a value change in this file generates a file
908         modified event.
909
910           populated
911                 1 if the cgroup or its descendants contains any live
912                 processes; otherwise, 0.
913           frozen
914                 1 if the cgroup is frozen; otherwise, 0.
915
916   cgroup.max.descendants
917         A read-write single value files.  The default is "max".
918
919         Maximum allowed number of descent cgroups.
920         If the actual number of descendants is equal or larger,
921         an attempt to create a new cgroup in the hierarchy will fail.
922
923   cgroup.max.depth
924         A read-write single value files.  The default is "max".
925
926         Maximum allowed descent depth below the current cgroup.
927         If the actual descent depth is equal or larger,
928         an attempt to create a new child cgroup will fail.
929
930   cgroup.stat
931         A read-only flat-keyed file with the following entries:
932
933           nr_descendants
934                 Total number of visible descendant cgroups.
935
936           nr_dying_descendants
937                 Total number of dying descendant cgroups. A cgroup becomes
938                 dying after being deleted by a user. The cgroup will remain
939                 in dying state for some time undefined time (which can depend
940                 on system load) before being completely destroyed.
941
942                 A process can't enter a dying cgroup under any circumstances,
943                 a dying cgroup can't revive.
944
945                 A dying cgroup can consume system resources not exceeding
946                 limits, which were active at the moment of cgroup deletion.
947
948   cgroup.freeze
949         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
950         Allowed values are "0" and "1". The default is "0".
951
952         Writing "1" to the file causes freezing of the cgroup and all
953         descendant cgroups. This means that all belonging processes will
954         be stopped and will not run until the cgroup will be explicitly
955         unfrozen. Freezing of the cgroup may take some time; when this action
956         is completed, the "frozen" value in the cgroup.events control file
957         will be updated to "1" and the corresponding notification will be
958         issued.
959
960         A cgroup can be frozen either by its own settings, or by settings
961         of any ancestor cgroups. If any of ancestor cgroups is frozen, the
962         cgroup will remain frozen.
963
964         Processes in the frozen cgroup can be killed by a fatal signal.
965         They also can enter and leave a frozen cgroup: either by an explicit
966         move by a user, or if freezing of the cgroup races with fork().
967         If a process is moved to a frozen cgroup, it stops. If a process is
968         moved out of a frozen cgroup, it becomes running.
969
970         Frozen status of a cgroup doesn't affect any cgroup tree operations:
971         it's possible to delete a frozen (and empty) cgroup, as well as
972         create new sub-cgroups.
973
974   cgroup.kill
975         A write-only single value file which exists in non-root cgroups.
976         The only allowed value is "1".
977
978         Writing "1" to the file causes the cgroup and all descendant cgroups to
979         be killed. This means that all processes located in the affected cgroup
980         tree will be killed via SIGKILL.
981
982         Killing a cgroup tree will deal with concurrent forks appropriately and
983         is protected against migrations.
984
985         In a threaded cgroup, writing this file fails with EOPNOTSUPP as
986         killing cgroups is a process directed operation, i.e. it affects
987         the whole thread-group.
988
989   cgroup.pressure
990         A read-write single value file that allowed values are "0" and "1".
991         The default is "1".
992
993         Writing "0" to the file will disable the cgroup PSI accounting.
994         Writing "1" to the file will re-enable the cgroup PSI accounting.
995
996         This control attribute is not hierarchical, so disable or enable PSI
997         accounting in a cgroup does not affect PSI accounting in descendants
998         and doesn't need pass enablement via ancestors from root.
999
1000         The reason this control attribute exists is that PSI accounts stalls for
1001         each cgroup separately and aggregates it at each level of the hierarchy.
1002         This may cause non-negligible overhead for some workloads when under
1003         deep level of the hierarchy, in which case this control attribute can
1004         be used to disable PSI accounting in the non-leaf cgroups.
1005
1006   irq.pressure
1007         A read-write nested-keyed file.
1008
1009         Shows pressure stall information for IRQ/SOFTIRQ. See
1010         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1011
1012 Controllers
1013 ===========
1014
1015 .. _cgroup-v2-cpu:
1016
1017 CPU
1018 ---
1019
1020 The "cpu" controllers regulates distribution of CPU cycles.  This
1021 controller implements weight and absolute bandwidth limit models for
1022 normal scheduling policy and absolute bandwidth allocation model for
1023 realtime scheduling policy.
1024
1025 In all the above models, cycles distribution is defined only on a temporal
1026 base and it does not account for the frequency at which tasks are executed.
1027 The (optional) utilization clamping support allows to hint the schedutil
1028 cpufreq governor about the minimum desired frequency which should always be
1029 provided by a CPU, as well as the maximum desired frequency, which should not
1030 be exceeded by a CPU.
1031
1032 WARNING: cgroup2 doesn't yet support control of realtime processes and
1033 the cpu controller can only be enabled when all RT processes are in
1034 the root cgroup.  Be aware that system management software may already
1035 have placed RT processes into nonroot cgroups during the system boot
1036 process, and these processes may need to be moved to the root cgroup
1037 before the cpu controller can be enabled.
1038
1039
1040 CPU Interface Files
1041 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1042
1043 All time durations are in microseconds.
1044
1045   cpu.stat
1046         A read-only flat-keyed file.
1047         This file exists whether the controller is enabled or not.
1048
1049         It always reports the following three stats:
1050
1051         - usage_usec
1052         - user_usec
1053         - system_usec
1054
1055         and the following five when the controller is enabled:
1056
1057         - nr_periods
1058         - nr_throttled
1059         - throttled_usec
1060         - nr_bursts
1061         - burst_usec
1062
1063   cpu.weight
1064         A read-write single value file which exists on non-root
1065         cgroups.  The default is "100".
1066
1067         The weight in the range [1, 10000].
1068
1069   cpu.weight.nice
1070         A read-write single value file which exists on non-root
1071         cgroups.  The default is "0".
1072
1073         The nice value is in the range [-20, 19].
1074
1075         This interface file is an alternative interface for
1076         "cpu.weight" and allows reading and setting weight using the
1077         same values used by nice(2).  Because the range is smaller and
1078         granularity is coarser for the nice values, the read value is
1079         the closest approximation of the current weight.
1080
1081   cpu.max
1082         A read-write two value file which exists on non-root cgroups.
1083         The default is "max 100000".
1084
1085         The maximum bandwidth limit.  It's in the following format::
1086
1087           $MAX $PERIOD
1088
1089         which indicates that the group may consume up to $MAX in each
1090         $PERIOD duration.  "max" for $MAX indicates no limit.  If only
1091         one number is written, $MAX is updated.
1092
1093   cpu.max.burst
1094         A read-write single value file which exists on non-root
1095         cgroups.  The default is "0".
1096
1097         The burst in the range [0, $MAX].
1098
1099   cpu.pressure
1100         A read-write nested-keyed file.
1101
1102         Shows pressure stall information for CPU. See
1103         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1104
1105   cpu.uclamp.min
1106         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1107         The default is "0", i.e. no utilization boosting.
1108
1109         The requested minimum utilization (protection) as a percentage
1110         rational number, e.g. 12.34 for 12.34%.
1111
1112         This interface allows reading and setting minimum utilization clamp
1113         values similar to the sched_setattr(2). This minimum utilization
1114         value is used to clamp the task specific minimum utilization clamp.
1115
1116         The requested minimum utilization (protection) is always capped by
1117         the current value for the maximum utilization (limit), i.e.
1118         `cpu.uclamp.max`.
1119
1120   cpu.uclamp.max
1121         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1122         The default is "max". i.e. no utilization capping
1123
1124         The requested maximum utilization (limit) as a percentage rational
1125         number, e.g. 98.76 for 98.76%.
1126
1127         This interface allows reading and setting maximum utilization clamp
1128         values similar to the sched_setattr(2). This maximum utilization
1129         value is used to clamp the task specific maximum utilization clamp.
1130
1131
1132
1133 Memory
1134 ------
1135
1136 The "memory" controller regulates distribution of memory.  Memory is
1137 stateful and implements both limit and protection models.  Due to the
1138 intertwining between memory usage and reclaim pressure and the
1139 stateful nature of memory, the distribution model is relatively
1140 complex.
1141
1142 While not completely water-tight, all major memory usages by a given
1143 cgroup are tracked so that the total memory consumption can be
1144 accounted and controlled to a reasonable extent.  Currently, the
1145 following types of memory usages are tracked.
1146
1147 - Userland memory - page cache and anonymous memory.
1148
1149 - Kernel data structures such as dentries and inodes.
1150
1151 - TCP socket buffers.
1152
1153 The above list may expand in the future for better coverage.
1154
1155
1156 Memory Interface Files
1157 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1158
1159 All memory amounts are in bytes.  If a value which is not aligned to
1160 PAGE_SIZE is written, the value may be rounded up to the closest
1161 PAGE_SIZE multiple when read back.
1162
1163   memory.current
1164         A read-only single value file which exists on non-root
1165         cgroups.
1166
1167         The total amount of memory currently being used by the cgroup
1168         and its descendants.
1169
1170   memory.min
1171         A read-write single value file which exists on non-root
1172         cgroups.  The default is "0".
1173
1174         Hard memory protection.  If the memory usage of a cgroup
1175         is within its effective min boundary, the cgroup's memory
1176         won't be reclaimed under any conditions. If there is no
1177         unprotected reclaimable memory available, OOM killer
1178         is invoked. Above the effective min boundary (or
1179         effective low boundary if it is higher), pages are reclaimed
1180         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1181         smaller overages.
1182
1183         Effective min boundary is limited by memory.min values of
1184         all ancestor cgroups. If there is memory.min overcommitment
1185         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1186         than parent will allow), then each child cgroup will get
1187         the part of parent's protection proportional to its
1188         actual memory usage below memory.min.
1189
1190         Putting more memory than generally available under this
1191         protection is discouraged and may lead to constant OOMs.
1192
1193         If a memory cgroup is not populated with processes,
1194         its memory.min is ignored.
1195
1196   memory.low
1197         A read-write single value file which exists on non-root
1198         cgroups.  The default is "0".
1199
1200         Best-effort memory protection.  If the memory usage of a
1201         cgroup is within its effective low boundary, the cgroup's
1202         memory won't be reclaimed unless there is no reclaimable
1203         memory available in unprotected cgroups.
1204         Above the effective low boundary (or 
1205         effective min boundary if it is higher), pages are reclaimed
1206         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1207         smaller overages.
1208
1209         Effective low boundary is limited by memory.low values of
1210         all ancestor cgroups. If there is memory.low overcommitment
1211         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1212         than parent will allow), then each child cgroup will get
1213         the part of parent's protection proportional to its
1214         actual memory usage below memory.low.
1215
1216         Putting more memory than generally available under this
1217         protection is discouraged.
1218
1219   memory.high
1220         A read-write single value file which exists on non-root
1221         cgroups.  The default is "max".
1222
1223         Memory usage throttle limit.  If a cgroup's usage goes
1224         over the high boundary, the processes of the cgroup are
1225         throttled and put under heavy reclaim pressure.
1226
1227         Going over the high limit never invokes the OOM killer and
1228         under extreme conditions the limit may be breached. The high
1229         limit should be used in scenarios where an external process
1230         monitors the limited cgroup to alleviate heavy reclaim
1231         pressure.
1232
1233   memory.max
1234         A read-write single value file which exists on non-root
1235         cgroups.  The default is "max".
1236
1237         Memory usage hard limit.  This is the main mechanism to limit
1238         memory usage of a cgroup.  If a cgroup's memory usage reaches
1239         this limit and can't be reduced, the OOM killer is invoked in
1240         the cgroup. Under certain circumstances, the usage may go
1241         over the limit temporarily.
1242
1243         In default configuration regular 0-order allocations always
1244         succeed unless OOM killer chooses current task as a victim.
1245
1246         Some kinds of allocations don't invoke the OOM killer.
1247         Caller could retry them differently, return into userspace
1248         as -ENOMEM or silently ignore in cases like disk readahead.
1249
1250   memory.reclaim
1251         A write-only nested-keyed file which exists for all cgroups.
1252
1253         This is a simple interface to trigger memory reclaim in the
1254         target cgroup.
1255
1256         This file accepts a single key, the number of bytes to reclaim.
1257         No nested keys are currently supported.
1258
1259         Example::
1260
1261           echo "1G" > memory.reclaim
1262
1263         The interface can be later extended with nested keys to
1264         configure the reclaim behavior. For example, specify the
1265         type of memory to reclaim from (anon, file, ..).
1266
1267         Please note that the kernel can over or under reclaim from
1268         the target cgroup. If less bytes are reclaimed than the
1269         specified amount, -EAGAIN is returned.
1270
1271         Please note that the proactive reclaim (triggered by this
1272         interface) is not meant to indicate memory pressure on the
1273         memory cgroup. Therefore socket memory balancing triggered by
1274         the memory reclaim normally is not exercised in this case.
1275         This means that the networking layer will not adapt based on
1276         reclaim induced by memory.reclaim.
1277
1278   memory.peak
1279         A read-only single value file which exists on non-root
1280         cgroups.
1281
1282         The max memory usage recorded for the cgroup and its
1283         descendants since the creation of the cgroup.
1284
1285   memory.oom.group
1286         A read-write single value file which exists on non-root
1287         cgroups.  The default value is "0".
1288
1289         Determines whether the cgroup should be treated as
1290         an indivisible workload by the OOM killer. If set,
1291         all tasks belonging to the cgroup or to its descendants
1292         (if the memory cgroup is not a leaf cgroup) are killed
1293         together or not at all. This can be used to avoid
1294         partial kills to guarantee workload integrity.
1295
1296         Tasks with the OOM protection (oom_score_adj set to -1000)
1297         are treated as an exception and are never killed.
1298
1299         If the OOM killer is invoked in a cgroup, it's not going
1300         to kill any tasks outside of this cgroup, regardless
1301         memory.oom.group values of ancestor cgroups.
1302
1303   memory.events
1304         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1305         The following entries are defined.  Unless specified
1306         otherwise, a value change in this file generates a file
1307         modified event.
1308
1309         Note that all fields in this file are hierarchical and the
1310         file modified event can be generated due to an event down the
1311         hierarchy. For the local events at the cgroup level see
1312         memory.events.local.
1313
1314           low
1315                 The number of times the cgroup is reclaimed due to
1316                 high memory pressure even though its usage is under
1317                 the low boundary.  This usually indicates that the low
1318                 boundary is over-committed.
1319
1320           high
1321                 The number of times processes of the cgroup are
1322                 throttled and routed to perform direct memory reclaim
1323                 because the high memory boundary was exceeded.  For a
1324                 cgroup whose memory usage is capped by the high limit
1325                 rather than global memory pressure, this event's
1326                 occurrences are expected.
1327
1328           max
1329                 The number of times the cgroup's memory usage was
1330                 about to go over the max boundary.  If direct reclaim
1331                 fails to bring it down, the cgroup goes to OOM state.
1332
1333           oom
1334                 The number of time the cgroup's memory usage was
1335                 reached the limit and allocation was about to fail.
1336
1337                 This event is not raised if the OOM killer is not
1338                 considered as an option, e.g. for failed high-order
1339                 allocations or if caller asked to not retry attempts.
1340
1341           oom_kill
1342                 The number of processes belonging to this cgroup
1343                 killed by any kind of OOM killer.
1344
1345           oom_group_kill
1346                 The number of times a group OOM has occurred.
1347
1348   memory.events.local
1349         Similar to memory.events but the fields in the file are local
1350         to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
1351         generated on this file reflects only the local events.
1352
1353   memory.stat
1354         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1355
1356         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1357         types of memory, type-specific details, and other information
1358         on the state and past events of the memory management system.
1359
1360         All memory amounts are in bytes.
1361
1362         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1363         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1364         fixed position; use the keys to look up specific values!
1365
1366         If the entry has no per-node counter (or not show in the
1367         memory.numa_stat). We use 'npn' (non-per-node) as the tag
1368         to indicate that it will not show in the memory.numa_stat.
1369
1370           anon
1371                 Amount of memory used in anonymous mappings such as
1372                 brk(), sbrk(), and mmap(MAP_ANONYMOUS)
1373
1374           file
1375                 Amount of memory used to cache filesystem data,
1376                 including tmpfs and shared memory.
1377
1378           kernel (npn)
1379                 Amount of total kernel memory, including
1380                 (kernel_stack, pagetables, percpu, vmalloc, slab) in
1381                 addition to other kernel memory use cases.
1382
1383           kernel_stack
1384                 Amount of memory allocated to kernel stacks.
1385
1386           pagetables
1387                 Amount of memory allocated for page tables.
1388
1389           sec_pagetables
1390                 Amount of memory allocated for secondary page tables,
1391                 this currently includes KVM mmu allocations on x86
1392                 and arm64.
1393
1394           percpu (npn)
1395                 Amount of memory used for storing per-cpu kernel
1396                 data structures.
1397
1398           sock (npn)
1399                 Amount of memory used in network transmission buffers
1400
1401           vmalloc (npn)
1402                 Amount of memory used for vmap backed memory.
1403
1404           shmem
1405                 Amount of cached filesystem data that is swap-backed,
1406                 such as tmpfs, shm segments, shared anonymous mmap()s
1407
1408           zswap
1409                 Amount of memory consumed by the zswap compression backend.
1410
1411           zswapped
1412                 Amount of application memory swapped out to zswap.
1413
1414           file_mapped
1415                 Amount of cached filesystem data mapped with mmap()
1416
1417           file_dirty
1418                 Amount of cached filesystem data that was modified but
1419                 not yet written back to disk
1420
1421           file_writeback
1422                 Amount of cached filesystem data that was modified and
1423                 is currently being written back to disk
1424
1425           swapcached
1426                 Amount of swap cached in memory. The swapcache is accounted
1427                 against both memory and swap usage.
1428
1429           anon_thp
1430                 Amount of memory used in anonymous mappings backed by
1431                 transparent hugepages
1432
1433           file_thp
1434                 Amount of cached filesystem data backed by transparent
1435                 hugepages
1436
1437           shmem_thp
1438                 Amount of shm, tmpfs, shared anonymous mmap()s backed by
1439                 transparent hugepages
1440
1441           inactive_anon, active_anon, inactive_file, active_file, unevictable
1442                 Amount of memory, swap-backed and filesystem-backed,
1443                 on the internal memory management lists used by the
1444                 page reclaim algorithm.
1445
1446                 As these represent internal list state (eg. shmem pages are on anon
1447                 memory management lists), inactive_foo + active_foo may not be equal to
1448                 the value for the foo counter, since the foo counter is type-based, not
1449                 list-based.
1450
1451           slab_reclaimable
1452                 Part of "slab" that might be reclaimed, such as
1453                 dentries and inodes.
1454
1455           slab_unreclaimable
1456                 Part of "slab" that cannot be reclaimed on memory
1457                 pressure.
1458
1459           slab (npn)
1460                 Amount of memory used for storing in-kernel data
1461                 structures.
1462
1463           workingset_refault_anon
1464                 Number of refaults of previously evicted anonymous pages.
1465
1466           workingset_refault_file
1467                 Number of refaults of previously evicted file pages.
1468
1469           workingset_activate_anon
1470                 Number of refaulted anonymous pages that were immediately
1471                 activated.
1472
1473           workingset_activate_file
1474                 Number of refaulted file pages that were immediately activated.
1475
1476           workingset_restore_anon
1477                 Number of restored anonymous pages which have been detected as
1478                 an active workingset before they got reclaimed.
1479
1480           workingset_restore_file
1481                 Number of restored file pages which have been detected as an
1482                 active workingset before they got reclaimed.
1483
1484           workingset_nodereclaim
1485                 Number of times a shadow node has been reclaimed
1486
1487           pgscan (npn)
1488                 Amount of scanned pages (in an inactive LRU list)
1489
1490           pgsteal (npn)
1491                 Amount of reclaimed pages
1492
1493           pgscan_kswapd (npn)
1494                 Amount of scanned pages by kswapd (in an inactive LRU list)
1495
1496           pgscan_direct (npn)
1497                 Amount of scanned pages directly  (in an inactive LRU list)
1498
1499           pgscan_khugepaged (npn)
1500                 Amount of scanned pages by khugepaged  (in an inactive LRU list)
1501
1502           pgsteal_kswapd (npn)
1503                 Amount of reclaimed pages by kswapd
1504
1505           pgsteal_direct (npn)
1506                 Amount of reclaimed pages directly
1507
1508           pgsteal_khugepaged (npn)
1509                 Amount of reclaimed pages by khugepaged
1510
1511           pgfault (npn)
1512                 Total number of page faults incurred
1513
1514           pgmajfault (npn)
1515                 Number of major page faults incurred
1516
1517           pgrefill (npn)
1518                 Amount of scanned pages (in an active LRU list)
1519
1520           pgactivate (npn)
1521                 Amount of pages moved to the active LRU list
1522
1523           pgdeactivate (npn)
1524                 Amount of pages moved to the inactive LRU list
1525
1526           pglazyfree (npn)
1527                 Amount of pages postponed to be freed under memory pressure
1528
1529           pglazyfreed (npn)
1530                 Amount of reclaimed lazyfree pages
1531
1532           thp_fault_alloc (npn)
1533                 Number of transparent hugepages which were allocated to satisfy
1534                 a page fault. This counter is not present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1535                 is not set.
1536
1537           thp_collapse_alloc (npn)
1538                 Number of transparent hugepages which were allocated to allow
1539                 collapsing an existing range of pages. This counter is not
1540                 present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE is not set.
1541
1542   memory.numa_stat
1543         A read-only nested-keyed file which exists on non-root cgroups.
1544
1545         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1546         types of memory, type-specific details, and other information
1547         per node on the state of the memory management system.
1548
1549         This is useful for providing visibility into the NUMA locality
1550         information within an memcg since the pages are allowed to be
1551         allocated from any physical node. One of the use case is evaluating
1552         application performance by combining this information with the
1553         application's CPU allocation.
1554
1555         All memory amounts are in bytes.
1556
1557         The output format of memory.numa_stat is::
1558
1559           type N0=<bytes in node 0> N1=<bytes in node 1> ...
1560
1561         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1562         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1563         fixed position; use the keys to look up specific values!
1564
1565         The entries can refer to the memory.stat.
1566
1567   memory.swap.current
1568         A read-only single value file which exists on non-root
1569         cgroups.
1570
1571         The total amount of swap currently being used by the cgroup
1572         and its descendants.
1573
1574   memory.swap.high
1575         A read-write single value file which exists on non-root
1576         cgroups.  The default is "max".
1577
1578         Swap usage throttle limit.  If a cgroup's swap usage exceeds
1579         this limit, all its further allocations will be throttled to
1580         allow userspace to implement custom out-of-memory procedures.
1581
1582         This limit marks a point of no return for the cgroup. It is NOT
1583         designed to manage the amount of swapping a workload does
1584         during regular operation. Compare to memory.swap.max, which
1585         prohibits swapping past a set amount, but lets the cgroup
1586         continue unimpeded as long as other memory can be reclaimed.
1587
1588         Healthy workloads are not expected to reach this limit.
1589
1590   memory.swap.peak
1591         A read-only single value file which exists on non-root
1592         cgroups.
1593
1594         The max swap usage recorded for the cgroup and its
1595         descendants since the creation of the cgroup.
1596
1597   memory.swap.max
1598         A read-write single value file which exists on non-root
1599         cgroups.  The default is "max".
1600
1601         Swap usage hard limit.  If a cgroup's swap usage reaches this
1602         limit, anonymous memory of the cgroup will not be swapped out.
1603
1604   memory.swap.events
1605         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1606         The following entries are defined.  Unless specified
1607         otherwise, a value change in this file generates a file
1608         modified event.
1609
1610           high
1611                 The number of times the cgroup's swap usage was over
1612                 the high threshold.
1613
1614           max
1615                 The number of times the cgroup's swap usage was about
1616                 to go over the max boundary and swap allocation
1617                 failed.
1618
1619           fail
1620                 The number of times swap allocation failed either
1621                 because of running out of swap system-wide or max
1622                 limit.
1623
1624         When reduced under the current usage, the existing swap
1625         entries are reclaimed gradually and the swap usage may stay
1626         higher than the limit for an extended period of time.  This
1627         reduces the impact on the workload and memory management.
1628
1629   memory.zswap.current
1630         A read-only single value file which exists on non-root
1631         cgroups.
1632
1633         The total amount of memory consumed by the zswap compression
1634         backend.
1635
1636   memory.zswap.max
1637         A read-write single value file which exists on non-root
1638         cgroups.  The default is "max".
1639
1640         Zswap usage hard limit. If a cgroup's zswap pool reaches this
1641         limit, it will refuse to take any more stores before existing
1642         entries fault back in or are written out to disk.
1643
1644   memory.pressure
1645         A read-only nested-keyed file.
1646
1647         Shows pressure stall information for memory. See
1648         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1649
1650
1651 Usage Guidelines
1652 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1653
1654 "memory.high" is the main mechanism to control memory usage.
1655 Over-committing on high limit (sum of high limits > available memory)
1656 and letting global memory pressure to distribute memory according to
1657 usage is a viable strategy.
1658
1659 Because breach of the high limit doesn't trigger the OOM killer but
1660 throttles the offending cgroup, a management agent has ample
1661 opportunities to monitor and take appropriate actions such as granting
1662 more memory or terminating the workload.
1663
1664 Determining whether a cgroup has enough memory is not trivial as
1665 memory usage doesn't indicate whether the workload can benefit from
1666 more memory.  For example, a workload which writes data received from
1667 network to a file can use all available memory but can also operate as
1668 performant with a small amount of memory.  A measure of memory
1669 pressure - how much the workload is being impacted due to lack of
1670 memory - is necessary to determine whether a workload needs more
1671 memory; unfortunately, memory pressure monitoring mechanism isn't
1672 implemented yet.
1673
1674
1675 Memory Ownership
1676 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1677
1678 A memory area is charged to the cgroup which instantiated it and stays
1679 charged to the cgroup until the area is released.  Migrating a process
1680 to a different cgroup doesn't move the memory usages that it
1681 instantiated while in the previous cgroup to the new cgroup.
1682
1683 A memory area may be used by processes belonging to different cgroups.
1684 To which cgroup the area will be charged is in-deterministic; however,
1685 over time, the memory area is likely to end up in a cgroup which has
1686 enough memory allowance to avoid high reclaim pressure.
1687
1688 If a cgroup sweeps a considerable amount of memory which is expected
1689 to be accessed repeatedly by other cgroups, it may make sense to use
1690 POSIX_FADV_DONTNEED to relinquish the ownership of memory areas
1691 belonging to the affected files to ensure correct memory ownership.
1692
1693
1694 IO
1695 --
1696
1697 The "io" controller regulates the distribution of IO resources.  This
1698 controller implements both weight based and absolute bandwidth or IOPS
1699 limit distribution; however, weight based distribution is available
1700 only if cfq-iosched is in use and neither scheme is available for
1701 blk-mq devices.
1702
1703
1704 IO Interface Files
1705 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1706
1707   io.stat
1708         A read-only nested-keyed file.
1709
1710         Lines are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.
1711         The following nested keys are defined.
1712
1713           ======        =====================
1714           rbytes        Bytes read
1715           wbytes        Bytes written
1716           rios          Number of read IOs
1717           wios          Number of write IOs
1718           dbytes        Bytes discarded
1719           dios          Number of discard IOs
1720           ======        =====================
1721
1722         An example read output follows::
1723
1724           8:16 rbytes=1459200 wbytes=314773504 rios=192 wios=353 dbytes=0 dios=0
1725           8:0 rbytes=90430464 wbytes=299008000 rios=8950 wios=1252 dbytes=50331648 dios=3021
1726
1727   io.cost.qos
1728         A read-write nested-keyed file which exists only on the root
1729         cgroup.
1730
1731         This file configures the Quality of Service of the IO cost
1732         model based controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which
1733         currently implements "io.weight" proportional control.  Lines
1734         are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The
1735         line for a given device is populated on the first write for
1736         the device on "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following
1737         nested keys are defined.
1738
1739           ======        =====================================
1740           enable        Weight-based control enable
1741           ctrl          "auto" or "user"
1742           rpct          Read latency percentile    [0, 100]
1743           rlat          Read latency threshold
1744           wpct          Write latency percentile   [0, 100]
1745           wlat          Write latency threshold
1746           min           Minimum scaling percentage [1, 10000]
1747           max           Maximum scaling percentage [1, 10000]
1748           ======        =====================================
1749
1750         The controller is disabled by default and can be enabled by
1751         setting "enable" to 1.  "rpct" and "wpct" parameters default
1752         to zero and the controller uses internal device saturation
1753         state to adjust the overall IO rate between "min" and "max".
1754
1755         When a better control quality is needed, latency QoS
1756         parameters can be configured.  For example::
1757
1758           8:16 enable=1 ctrl=auto rpct=95.00 rlat=75000 wpct=95.00 wlat=150000 min=50.00 max=150.0
1759
1760         shows that on sdb, the controller is enabled, will consider
1761         the device saturated if the 95th percentile of read completion
1762         latencies is above 75ms or write 150ms, and adjust the overall
1763         IO issue rate between 50% and 150% accordingly.
1764
1765         The lower the saturation point, the better the latency QoS at
1766         the cost of aggregate bandwidth.  The narrower the allowed
1767         adjustment range between "min" and "max", the more conformant
1768         to the cost model the IO behavior.  Note that the IO issue
1769         base rate may be far off from 100% and setting "min" and "max"
1770         blindly can lead to a significant loss of device capacity or
1771         control quality.  "min" and "max" are useful for regulating
1772         devices which show wide temporary behavior changes - e.g. a
1773         ssd which accepts writes at the line speed for a while and
1774         then completely stalls for multiple seconds.
1775
1776         When "ctrl" is "auto", the parameters are controlled by the
1777         kernel and may change automatically.  Setting "ctrl" to "user"
1778         or setting any of the percentile and latency parameters puts
1779         it into "user" mode and disables the automatic changes.  The
1780         automatic mode can be restored by setting "ctrl" to "auto".
1781
1782   io.cost.model
1783         A read-write nested-keyed file which exists only on the root
1784         cgroup.
1785
1786         This file configures the cost model of the IO cost model based
1787         controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which currently
1788         implements "io.weight" proportional control.  Lines are keyed
1789         by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The line for a
1790         given device is populated on the first write for the device on
1791         "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following nested keys
1792         are defined.
1793
1794           =====         ================================
1795           ctrl          "auto" or "user"
1796           model         The cost model in use - "linear"
1797           =====         ================================
1798
1799         When "ctrl" is "auto", the kernel may change all parameters
1800         dynamically.  When "ctrl" is set to "user" or any other
1801         parameters are written to, "ctrl" become "user" and the
1802         automatic changes are disabled.
1803
1804         When "model" is "linear", the following model parameters are
1805         defined.
1806
1807           ============= ========================================
1808           [r|w]bps      The maximum sequential IO throughput
1809           [r|w]seqiops  The maximum 4k sequential IOs per second
1810           [r|w]randiops The maximum 4k random IOs per second
1811           ============= ========================================
1812
1813         From the above, the builtin linear model determines the base
1814         costs of a sequential and random IO and the cost coefficient
1815         for the IO size.  While simple, this model can cover most
1816         common device classes acceptably.
1817
1818         The IO cost model isn't expected to be accurate in absolute
1819         sense and is scaled to the device behavior dynamically.
1820
1821         If needed, tools/cgroup/iocost_coef_gen.py can be used to
1822         generate device-specific coefficients.
1823
1824   io.weight
1825         A read-write flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1826         The default is "default 100".
1827
1828         The first line is the default weight applied to devices
1829         without specific override.  The rest are overrides keyed by
1830         $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The weights are in
1831         the range [1, 10000] and specifies the relative amount IO time
1832         the cgroup can use in relation to its siblings.
1833
1834         The default weight can be updated by writing either "default
1835         $WEIGHT" or simply "$WEIGHT".  Overrides can be set by writing
1836         "$MAJ:$MIN $WEIGHT" and unset by writing "$MAJ:$MIN default".
1837
1838         An example read output follows::
1839
1840           default 100
1841           8:16 200
1842           8:0 50
1843
1844   io.max
1845         A read-write nested-keyed file which exists on non-root
1846         cgroups.
1847
1848         BPS and IOPS based IO limit.  Lines are keyed by $MAJ:$MIN
1849         device numbers and not ordered.  The following nested keys are
1850         defined.
1851
1852           =====         ==================================
1853           rbps          Max read bytes per second
1854           wbps          Max write bytes per second
1855           riops         Max read IO operations per second
1856           wiops         Max write IO operations per second
1857           =====         ==================================
1858
1859         When writing, any number of nested key-value pairs can be
1860         specified in any order.  "max" can be specified as the value
1861         to remove a specific limit.  If the same key is specified
1862         multiple times, the outcome is undefined.
1863
1864         BPS and IOPS are measured in each IO direction and IOs are
1865         delayed if limit is reached.  Temporary bursts are allowed.
1866
1867         Setting read limit at 2M BPS and write at 120 IOPS for 8:16::
1868
1869           echo "8:16 rbps=2097152 wiops=120" > io.max
1870
1871         Reading returns the following::
1872
1873           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=120
1874
1875         Write IOPS limit can be removed by writing the following::
1876
1877           echo "8:16 wiops=max" > io.max
1878
1879         Reading now returns the following::
1880
1881           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=max
1882
1883   io.pressure
1884         A read-only nested-keyed file.
1885
1886         Shows pressure stall information for IO. See
1887         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1888
1889
1890 Writeback
1891 ~~~~~~~~~
1892
1893 Page cache is dirtied through buffered writes and shared mmaps and
1894 written asynchronously to the backing filesystem by the writeback
1895 mechanism.  Writeback sits between the memory and IO domains and
1896 regulates the proportion of dirty memory by balancing dirtying and
1897 write IOs.
1898
1899 The io controller, in conjunction with the memory controller,
1900 implements control of page cache writeback IOs.  The memory controller
1901 defines the memory domain that dirty memory ratio is calculated and
1902 maintained for and the io controller defines the io domain which
1903 writes out dirty pages for the memory domain.  Both system-wide and
1904 per-cgroup dirty memory states are examined and the more restrictive
1905 of the two is enforced.
1906
1907 cgroup writeback requires explicit support from the underlying
1908 filesystem.  Currently, cgroup writeback is implemented on ext2, ext4,
1909 btrfs, f2fs, and xfs.  On other filesystems, all writeback IOs are 
1910 attributed to the root cgroup.
1911
1912 There are inherent differences in memory and writeback management
1913 which affects how cgroup ownership is tracked.  Memory is tracked per
1914 page while writeback per inode.  For the purpose of writeback, an
1915 inode is assigned to a cgroup and all IO requests to write dirty pages
1916 from the inode are attributed to that cgroup.
1917
1918 As cgroup ownership for memory is tracked per page, there can be pages
1919 which are associated with different cgroups than the one the inode is
1920 associated with.  These are called foreign pages.  The writeback
1921 constantly keeps track of foreign pages and, if a particular foreign
1922 cgroup becomes the majority over a certain period of time, switches
1923 the ownership of the inode to that cgroup.
1924
1925 While this model is enough for most use cases where a given inode is
1926 mostly dirtied by a single cgroup even when the main writing cgroup
1927 changes over time, use cases where multiple cgroups write to a single
1928 inode simultaneously are not supported well.  In such circumstances, a
1929 significant portion of IOs are likely to be attributed incorrectly.
1930 As memory controller assigns page ownership on the first use and
1931 doesn't update it until the page is released, even if writeback
1932 strictly follows page ownership, multiple cgroups dirtying overlapping
1933 areas wouldn't work as expected.  It's recommended to avoid such usage
1934 patterns.
1935
1936 The sysctl knobs which affect writeback behavior are applied to cgroup
1937 writeback as follows.
1938
1939   vm.dirty_background_ratio, vm.dirty_ratio
1940         These ratios apply the same to cgroup writeback with the
1941         amount of available memory capped by limits imposed by the
1942         memory controller and system-wide clean memory.
1943
1944   vm.dirty_background_bytes, vm.dirty_bytes
1945         For cgroup writeback, this is calculated into ratio against
1946         total available memory and applied the same way as
1947         vm.dirty[_background]_ratio.
1948
1949
1950 IO Latency
1951 ~~~~~~~~~~
1952
1953 This is a cgroup v2 controller for IO workload protection.  You provide a group
1954 with a latency target, and if the average latency exceeds that target the
1955 controller will throttle any peers that have a lower latency target than the
1956 protected workload.
1957
1958 The limits are only applied at the peer level in the hierarchy.  This means that
1959 in the diagram below, only groups A, B, and C will influence each other, and
1960 groups D and F will influence each other.  Group G will influence nobody::
1961
1962                         [root]
1963                 /          |            \
1964                 A          B            C
1965                /  \        |
1966               D    F       G
1967
1968
1969 So the ideal way to configure this is to set io.latency in groups A, B, and C.
1970 Generally you do not want to set a value lower than the latency your device
1971 supports.  Experiment to find the value that works best for your workload.
1972 Start at higher than the expected latency for your device and watch the
1973 avg_lat value in io.stat for your workload group to get an idea of the
1974 latency you see during normal operation.  Use the avg_lat value as a basis for
1975 your real setting, setting at 10-15% higher than the value in io.stat.
1976
1977 How IO Latency Throttling Works
1978 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1979
1980 io.latency is work conserving; so as long as everybody is meeting their latency
1981 target the controller doesn't do anything.  Once a group starts missing its
1982 target it begins throttling any peer group that has a higher target than itself.
1983 This throttling takes 2 forms:
1984
1985 - Queue depth throttling.  This is the number of outstanding IO's a group is
1986   allowed to have.  We will clamp down relatively quickly, starting at no limit
1987   and going all the way down to 1 IO at a time.
1988
1989 - Artificial delay induction.  There are certain types of IO that cannot be
1990   throttled without possibly adversely affecting higher priority groups.  This
1991   includes swapping and metadata IO.  These types of IO are allowed to occur
1992   normally, however they are "charged" to the originating group.  If the
1993   originating group is being throttled you will see the use_delay and delay
1994   fields in io.stat increase.  The delay value is how many microseconds that are
1995   being added to any process that runs in this group.  Because this number can
1996   grow quite large if there is a lot of swapping or metadata IO occurring we
1997   limit the individual delay events to 1 second at a time.
1998
1999 Once the victimized group starts meeting its latency target again it will start
2000 unthrottling any peer groups that were throttled previously.  If the victimized
2001 group simply stops doing IO the global counter will unthrottle appropriately.
2002
2003 IO Latency Interface Files
2004 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2005
2006   io.latency
2007         This takes a similar format as the other controllers.
2008
2009                 "MAJOR:MINOR target=<target time in microseconds>"
2010
2011   io.stat
2012         If the controller is enabled you will see extra stats in io.stat in
2013         addition to the normal ones.
2014
2015           depth
2016                 This is the current queue depth for the group.
2017
2018           avg_lat
2019                 This is an exponential moving average with a decay rate of 1/exp
2020                 bound by the sampling interval.  The decay rate interval can be
2021                 calculated by multiplying the win value in io.stat by the
2022                 corresponding number of samples based on the win value.
2023
2024           win
2025                 The sampling window size in milliseconds.  This is the minimum
2026                 duration of time between evaluation events.  Windows only elapse
2027                 with IO activity.  Idle periods extend the most recent window.
2028
2029 IO Priority
2030 ~~~~~~~~~~~
2031
2032 A single attribute controls the behavior of the I/O priority cgroup policy,
2033 namely the blkio.prio.class attribute. The following values are accepted for
2034 that attribute:
2035
2036   no-change
2037         Do not modify the I/O priority class.
2038
2039   promote-to-rt
2040         For requests that have a non-RT I/O priority class, change it into RT.
2041         Also change the priority level of these requests to 4. Do not modify
2042         the I/O priority of requests that have priority class RT.
2043
2044   restrict-to-be
2045         For requests that do not have an I/O priority class or that have I/O
2046         priority class RT, change it into BE. Also change the priority level
2047         of these requests to 0. Do not modify the I/O priority class of
2048         requests that have priority class IDLE.
2049
2050   idle
2051         Change the I/O priority class of all requests into IDLE, the lowest
2052         I/O priority class.
2053
2054   none-to-rt
2055         Deprecated. Just an alias for promote-to-rt.
2056
2057 The following numerical values are associated with the I/O priority policies:
2058
2059 +----------------+---+
2060 | no-change      | 0 |
2061 +----------------+---+
2062 | rt-to-be       | 2 |
2063 +----------------+---+
2064 | all-to-idle    | 3 |
2065 +----------------+---+
2066
2067 The numerical value that corresponds to each I/O priority class is as follows:
2068
2069 +-------------------------------+---+
2070 | IOPRIO_CLASS_NONE             | 0 |
2071 +-------------------------------+---+
2072 | IOPRIO_CLASS_RT (real-time)   | 1 |
2073 +-------------------------------+---+
2074 | IOPRIO_CLASS_BE (best effort) | 2 |
2075 +-------------------------------+---+
2076 | IOPRIO_CLASS_IDLE             | 3 |
2077 +-------------------------------+---+
2078
2079 The algorithm to set the I/O priority class for a request is as follows:
2080
2081 - If I/O priority class policy is promote-to-rt, change the request I/O
2082   priority class to IOPRIO_CLASS_RT and change the request I/O priority
2083   level to 4.
2084 - If I/O priorityt class is not promote-to-rt, translate the I/O priority
2085   class policy into a number, then change the request I/O priority class
2086   into the maximum of the I/O priority class policy number and the numerical
2087   I/O priority class.
2088
2089 PID
2090 ---
2091
2092 The process number controller is used to allow a cgroup to stop any
2093 new tasks from being fork()'d or clone()'d after a specified limit is
2094 reached.
2095
2096 The number of tasks in a cgroup can be exhausted in ways which other
2097 controllers cannot prevent, thus warranting its own controller.  For
2098 example, a fork bomb is likely to exhaust the number of tasks before
2099 hitting memory restrictions.
2100
2101 Note that PIDs used in this controller refer to TIDs, process IDs as
2102 used by the kernel.
2103
2104
2105 PID Interface Files
2106 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2107
2108   pids.max
2109         A read-write single value file which exists on non-root
2110         cgroups.  The default is "max".
2111
2112         Hard limit of number of processes.
2113
2114   pids.current
2115         A read-only single value file which exists on all cgroups.
2116
2117         The number of processes currently in the cgroup and its
2118         descendants.
2119
2120 Organisational operations are not blocked by cgroup policies, so it is
2121 possible to have pids.current > pids.max.  This can be done by either
2122 setting the limit to be smaller than pids.current, or attaching enough
2123 processes to the cgroup such that pids.current is larger than
2124 pids.max.  However, it is not possible to violate a cgroup PID policy
2125 through fork() or clone(). These will return -EAGAIN if the creation
2126 of a new process would cause a cgroup policy to be violated.
2127
2128
2129 Cpuset
2130 ------
2131
2132 The "cpuset" controller provides a mechanism for constraining
2133 the CPU and memory node placement of tasks to only the resources
2134 specified in the cpuset interface files in a task's current cgroup.
2135 This is especially valuable on large NUMA systems where placing jobs
2136 on properly sized subsets of the systems with careful processor and
2137 memory placement to reduce cross-node memory access and contention
2138 can improve overall system performance.
2139
2140 The "cpuset" controller is hierarchical.  That means the controller
2141 cannot use CPUs or memory nodes not allowed in its parent.
2142
2143
2144 Cpuset Interface Files
2145 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2146
2147   cpuset.cpus
2148         A read-write multiple values file which exists on non-root
2149         cpuset-enabled cgroups.
2150
2151         It lists the requested CPUs to be used by tasks within this
2152         cgroup.  The actual list of CPUs to be granted, however, is
2153         subjected to constraints imposed by its parent and can differ
2154         from the requested CPUs.
2155
2156         The CPU numbers are comma-separated numbers or ranges.
2157         For example::
2158
2159           # cat cpuset.cpus
2160           0-4,6,8-10
2161
2162         An empty value indicates that the cgroup is using the same
2163         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
2164         "cpuset.cpus" or all the available CPUs if none is found.
2165
2166         The value of "cpuset.cpus" stays constant until the next update
2167         and won't be affected by any CPU hotplug events.
2168
2169   cpuset.cpus.effective
2170         A read-only multiple values file which exists on all
2171         cpuset-enabled cgroups.
2172
2173         It lists the onlined CPUs that are actually granted to this
2174         cgroup by its parent.  These CPUs are allowed to be used by
2175         tasks within the current cgroup.
2176
2177         If "cpuset.cpus" is empty, the "cpuset.cpus.effective" file shows
2178         all the CPUs from the parent cgroup that can be available to
2179         be used by this cgroup.  Otherwise, it should be a subset of
2180         "cpuset.cpus" unless none of the CPUs listed in "cpuset.cpus"
2181         can be granted.  In this case, it will be treated just like an
2182         empty "cpuset.cpus".
2183
2184         Its value will be affected by CPU hotplug events.
2185
2186   cpuset.mems
2187         A read-write multiple values file which exists on non-root
2188         cpuset-enabled cgroups.
2189
2190         It lists the requested memory nodes to be used by tasks within
2191         this cgroup.  The actual list of memory nodes granted, however,
2192         is subjected to constraints imposed by its parent and can differ
2193         from the requested memory nodes.
2194
2195         The memory node numbers are comma-separated numbers or ranges.
2196         For example::
2197
2198           # cat cpuset.mems
2199           0-1,3
2200
2201         An empty value indicates that the cgroup is using the same
2202         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
2203         "cpuset.mems" or all the available memory nodes if none
2204         is found.
2205
2206         The value of "cpuset.mems" stays constant until the next update
2207         and won't be affected by any memory nodes hotplug events.
2208
2209         Setting a non-empty value to "cpuset.mems" causes memory of
2210         tasks within the cgroup to be migrated to the designated nodes if
2211         they are currently using memory outside of the designated nodes.
2212
2213         There is a cost for this memory migration.  The migration
2214         may not be complete and some memory pages may be left behind.
2215         So it is recommended that "cpuset.mems" should be set properly
2216         before spawning new tasks into the cpuset.  Even if there is
2217         a need to change "cpuset.mems" with active tasks, it shouldn't
2218         be done frequently.
2219
2220   cpuset.mems.effective
2221         A read-only multiple values file which exists on all
2222         cpuset-enabled cgroups.
2223
2224         It lists the onlined memory nodes that are actually granted to
2225         this cgroup by its parent. These memory nodes are allowed to
2226         be used by tasks within the current cgroup.
2227
2228         If "cpuset.mems" is empty, it shows all the memory nodes from the
2229         parent cgroup that will be available to be used by this cgroup.
2230         Otherwise, it should be a subset of "cpuset.mems" unless none of
2231         the memory nodes listed in "cpuset.mems" can be granted.  In this
2232         case, it will be treated just like an empty "cpuset.mems".
2233
2234         Its value will be affected by memory nodes hotplug events.
2235
2236   cpuset.cpus.exclusive
2237         A read-write multiple values file which exists on non-root
2238         cpuset-enabled cgroups.
2239
2240         It lists all the exclusive CPUs that are allowed to be used
2241         to create a new cpuset partition.  Its value is not used
2242         unless the cgroup becomes a valid partition root.  See the
2243         "cpuset.cpus.partition" section below for a description of what
2244         a cpuset partition is.
2245
2246         When the cgroup becomes a partition root, the actual exclusive
2247         CPUs that are allocated to that partition are listed in
2248         "cpuset.cpus.exclusive.effective" which may be different
2249         from "cpuset.cpus.exclusive".  If "cpuset.cpus.exclusive"
2250         has previously been set, "cpuset.cpus.exclusive.effective"
2251         is always a subset of it.
2252
2253         Users can manually set it to a value that is different from
2254         "cpuset.cpus".  The only constraint in setting it is that the
2255         list of CPUs must be exclusive with respect to its sibling.
2256
2257         For a parent cgroup, any one of its exclusive CPUs can only
2258         be distributed to at most one of its child cgroups.  Having an
2259         exclusive CPU appearing in two or more of its child cgroups is
2260         not allowed (the exclusivity rule).  A value that violates the
2261         exclusivity rule will be rejected with a write error.
2262
2263         The root cgroup is a partition root and all its available CPUs
2264         are in its exclusive CPU set.
2265
2266   cpuset.cpus.exclusive.effective
2267         A read-only multiple values file which exists on all non-root
2268         cpuset-enabled cgroups.
2269
2270         This file shows the effective set of exclusive CPUs that
2271         can be used to create a partition root.  The content of this
2272         file will always be a subset of "cpuset.cpus" and its parent's
2273         "cpuset.cpus.exclusive.effective" if its parent is not the root
2274         cgroup.  It will also be a subset of "cpuset.cpus.exclusive"
2275         if it is set.  If "cpuset.cpus.exclusive" is not set, it is
2276         treated to have an implicit value of "cpuset.cpus" in the
2277         formation of local partition.
2278
2279   cpuset.cpus.partition
2280         A read-write single value file which exists on non-root
2281         cpuset-enabled cgroups.  This flag is owned by the parent cgroup
2282         and is not delegatable.
2283
2284         It accepts only the following input values when written to.
2285
2286           ==========    =====================================
2287           "member"      Non-root member of a partition
2288           "root"        Partition root
2289           "isolated"    Partition root without load balancing
2290           ==========    =====================================
2291
2292         A cpuset partition is a collection of cpuset-enabled cgroups with
2293         a partition root at the top of the hierarchy and its descendants
2294         except those that are separate partition roots themselves and
2295         their descendants.  A partition has exclusive access to the
2296         set of exclusive CPUs allocated to it.  Other cgroups outside
2297         of that partition cannot use any CPUs in that set.
2298
2299         There are two types of partitions - local and remote.  A local
2300         partition is one whose parent cgroup is also a valid partition
2301         root.  A remote partition is one whose parent cgroup is not a
2302         valid partition root itself.  Writing to "cpuset.cpus.exclusive"
2303         is optional for the creation of a local partition as its
2304         "cpuset.cpus.exclusive" file will assume an implicit value that
2305         is the same as "cpuset.cpus" if it is not set.  Writing the
2306         proper "cpuset.cpus.exclusive" values down the cgroup hierarchy
2307         before the target partition root is mandatory for the creation
2308         of a remote partition.
2309
2310         Currently, a remote partition cannot be created under a local
2311         partition.  All the ancestors of a remote partition root except
2312         the root cgroup cannot be a partition root.
2313
2314         The root cgroup is always a partition root and its state cannot
2315         be changed.  All other non-root cgroups start out as "member".
2316
2317         When set to "root", the current cgroup is the root of a new
2318         partition or scheduling domain.  The set of exclusive CPUs is
2319         determined by the value of its "cpuset.cpus.exclusive.effective".
2320
2321         When set to "isolated", the CPUs in that partition will
2322         be in an isolated state without any load balancing from the
2323         scheduler.  Tasks placed in such a partition with multiple
2324         CPUs should be carefully distributed and bound to each of the
2325         individual CPUs for optimal performance.
2326
2327         A partition root ("root" or "isolated") can be in one of the
2328         two possible states - valid or invalid.  An invalid partition
2329         root is in a degraded state where some state information may
2330         be retained, but behaves more like a "member".
2331
2332         All possible state transitions among "member", "root" and
2333         "isolated" are allowed.
2334
2335         On read, the "cpuset.cpus.partition" file can show the following
2336         values.
2337
2338           ============================= =====================================
2339           "member"                      Non-root member of a partition
2340           "root"                        Partition root
2341           "isolated"                    Partition root without load balancing
2342           "root invalid (<reason>)"     Invalid partition root
2343           "isolated invalid (<reason>)" Invalid isolated partition root
2344           ============================= =====================================
2345
2346         In the case of an invalid partition root, a descriptive string on
2347         why the partition is invalid is included within parentheses.
2348
2349         For a local partition root to be valid, the following conditions
2350         must be met.
2351
2352         1) The parent cgroup is a valid partition root.
2353         2) The "cpuset.cpus.exclusive.effective" file cannot be empty,
2354            though it may contain offline CPUs.
2355         3) The "cpuset.cpus.effective" cannot be empty unless there is
2356            no task associated with this partition.
2357
2358         For a remote partition root to be valid, all the above conditions
2359         except the first one must be met.
2360
2361         External events like hotplug or changes to "cpuset.cpus" or
2362         "cpuset.cpus.exclusive" can cause a valid partition root to
2363         become invalid and vice versa.  Note that a task cannot be
2364         moved to a cgroup with empty "cpuset.cpus.effective".
2365
2366         A valid non-root parent partition may distribute out all its CPUs
2367         to its child local partitions when there is no task associated
2368         with it.
2369
2370         Care must be taken to change a valid partition root to "member"
2371         as all its child local partitions, if present, will become
2372         invalid causing disruption to tasks running in those child
2373         partitions. These inactivated partitions could be recovered if
2374         their parent is switched back to a partition root with a proper
2375         value in "cpuset.cpus" or "cpuset.cpus.exclusive".
2376
2377         Poll and inotify events are triggered whenever the state of
2378         "cpuset.cpus.partition" changes.  That includes changes caused
2379         by write to "cpuset.cpus.partition", cpu hotplug or other
2380         changes that modify the validity status of the partition.
2381         This will allow user space agents to monitor unexpected changes
2382         to "cpuset.cpus.partition" without the need to do continuous
2383         polling.
2384
2385         A user can pre-configure certain CPUs to an isolated state
2386         with load balancing disabled at boot time with the "isolcpus"
2387         kernel boot command line option.  If those CPUs are to be put
2388         into a partition, they have to be used in an isolated partition.
2389
2390
2391 Device controller
2392 -----------------
2393
2394 Device controller manages access to device files. It includes both
2395 creation of new device files (using mknod), and access to the
2396 existing device files.
2397
2398 Cgroup v2 device controller has no interface files and is implemented
2399 on top of cgroup BPF. To control access to device files, a user may
2400 create bpf programs of type BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE and attach
2401 them to cgroups with BPF_CGROUP_DEVICE flag. On an attempt to access a
2402 device file, corresponding BPF programs will be executed, and depending
2403 on the return value the attempt will succeed or fail with -EPERM.
2404
2405 A BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE program takes a pointer to the
2406 bpf_cgroup_dev_ctx structure, which describes the device access attempt:
2407 access type (mknod/read/write) and device (type, major and minor numbers).
2408 If the program returns 0, the attempt fails with -EPERM, otherwise it
2409 succeeds.
2410
2411 An example of BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE program may be found in
2412 tools/testing/selftests/bpf/progs/dev_cgroup.c in the kernel source tree.
2413
2414
2415 RDMA
2416 ----
2417
2418 The "rdma" controller regulates the distribution and accounting of
2419 RDMA resources.
2420
2421 RDMA Interface Files
2422 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2423
2424   rdma.max
2425         A readwrite nested-keyed file that exists for all the cgroups
2426         except root that describes current configured resource limit
2427         for a RDMA/IB device.
2428
2429         Lines are keyed by device name and are not ordered.
2430         Each line contains space separated resource name and its configured
2431         limit that can be distributed.
2432
2433         The following nested keys are defined.
2434
2435           ==========    =============================
2436           hca_handle    Maximum number of HCA Handles
2437           hca_object    Maximum number of HCA Objects
2438           ==========    =============================
2439
2440         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2441
2442           mlx4_0 hca_handle=2 hca_object=2000
2443           ocrdma1 hca_handle=3 hca_object=max
2444
2445   rdma.current
2446         A read-only file that describes current resource usage.
2447         It exists for all the cgroup except root.
2448
2449         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2450
2451           mlx4_0 hca_handle=1 hca_object=20
2452           ocrdma1 hca_handle=1 hca_object=23
2453
2454 HugeTLB
2455 -------
2456
2457 The HugeTLB controller allows to limit the HugeTLB usage per control group and
2458 enforces the controller limit during page fault.
2459
2460 HugeTLB Interface Files
2461 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2462
2463   hugetlb.<hugepagesize>.current
2464         Show current usage for "hugepagesize" hugetlb.  It exists for all
2465         the cgroup except root.
2466
2467   hugetlb.<hugepagesize>.max
2468         Set/show the hard limit of "hugepagesize" hugetlb usage.
2469         The default value is "max".  It exists for all the cgroup except root.
2470
2471   hugetlb.<hugepagesize>.events
2472         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
2473
2474           max
2475                 The number of allocation failure due to HugeTLB limit
2476
2477   hugetlb.<hugepagesize>.events.local
2478         Similar to hugetlb.<hugepagesize>.events but the fields in the file
2479         are local to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
2480         generated on this file reflects only the local events.
2481
2482   hugetlb.<hugepagesize>.numa_stat
2483         Similar to memory.numa_stat, it shows the numa information of the
2484         hugetlb pages of <hugepagesize> in this cgroup.  Only active in
2485         use hugetlb pages are included.  The per-node values are in bytes.
2486
2487 Misc
2488 ----
2489
2490 The Miscellaneous cgroup provides the resource limiting and tracking
2491 mechanism for the scalar resources which cannot be abstracted like the other
2492 cgroup resources. Controller is enabled by the CONFIG_CGROUP_MISC config
2493 option.
2494
2495 A resource can be added to the controller via enum misc_res_type{} in the
2496 include/linux/misc_cgroup.h file and the corresponding name via misc_res_name[]
2497 in the kernel/cgroup/misc.c file. Provider of the resource must set its
2498 capacity prior to using the resource by calling misc_cg_set_capacity().
2499
2500 Once a capacity is set then the resource usage can be updated using charge and
2501 uncharge APIs. All of the APIs to interact with misc controller are in
2502 include/linux/misc_cgroup.h.
2503
2504 Misc Interface Files
2505 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2506
2507 Miscellaneous controller provides 3 interface files. If two misc resources (res_a and res_b) are registered then:
2508
2509   misc.capacity
2510         A read-only flat-keyed file shown only in the root cgroup.  It shows
2511         miscellaneous scalar resources available on the platform along with
2512         their quantities::
2513
2514           $ cat misc.capacity
2515           res_a 50
2516           res_b 10
2517
2518   misc.current
2519         A read-only flat-keyed file shown in the all cgroups.  It shows
2520         the current usage of the resources in the cgroup and its children.::
2521
2522           $ cat misc.current
2523           res_a 3
2524           res_b 0
2525
2526   misc.max
2527         A read-write flat-keyed file shown in the non root cgroups. Allowed
2528         maximum usage of the resources in the cgroup and its children.::
2529
2530           $ cat misc.max
2531           res_a max
2532           res_b 4
2533
2534         Limit can be set by::
2535
2536           # echo res_a 1 > misc.max
2537
2538         Limit can be set to max by::
2539
2540           # echo res_a max > misc.max
2541
2542         Limits can be set higher than the capacity value in the misc.capacity
2543         file.
2544
2545   misc.events
2546         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups. The
2547         following entries are defined. Unless specified otherwise, a value
2548         change in this file generates a file modified event. All fields in
2549         this file are hierarchical.
2550
2551           max
2552                 The number of times the cgroup's resource usage was
2553                 about to go over the max boundary.
2554
2555 Migration and Ownership
2556 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2557
2558 A miscellaneous scalar resource is charged to the cgroup in which it is used
2559 first, and stays charged to that cgroup until that resource is freed. Migrating
2560 a process to a different cgroup does not move the charge to the destination
2561 cgroup where the process has moved.
2562
2563 Others
2564 ------
2565
2566 perf_event
2567 ~~~~~~~~~~
2568
2569 perf_event controller, if not mounted on a legacy hierarchy, is
2570 automatically enabled on the v2 hierarchy so that perf events can
2571 always be filtered by cgroup v2 path.  The controller can still be
2572 moved to a legacy hierarchy after v2 hierarchy is populated.
2573
2574
2575 Non-normative information
2576 -------------------------
2577
2578 This section contains information that isn't considered to be a part of
2579 the stable kernel API and so is subject to change.
2580
2581
2582 CPU controller root cgroup process behaviour
2583 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2584
2585 When distributing CPU cycles in the root cgroup each thread in this
2586 cgroup is treated as if it was hosted in a separate child cgroup of the
2587 root cgroup. This child cgroup weight is dependent on its thread nice
2588 level.
2589
2590 For details of this mapping see sched_prio_to_weight array in
2591 kernel/sched/core.c file (values from this array should be scaled
2592 appropriately so the neutral - nice 0 - value is 100 instead of 1024).
2593
2594
2595 IO controller root cgroup process behaviour
2596 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2597
2598 Root cgroup processes are hosted in an implicit leaf child node.
2599 When distributing IO resources this implicit child node is taken into
2600 account as if it was a normal child cgroup of the root cgroup with a
2601 weight value of 200.
2602
2603
2604 Namespace
2605 =========
2606
2607 Basics
2608 ------
2609
2610 cgroup namespace provides a mechanism to virtualize the view of the
2611 "/proc/$PID/cgroup" file and cgroup mounts.  The CLONE_NEWCGROUP clone
2612 flag can be used with clone(2) and unshare(2) to create a new cgroup
2613 namespace.  The process running inside the cgroup namespace will have
2614 its "/proc/$PID/cgroup" output restricted to cgroupns root.  The
2615 cgroupns root is the cgroup of the process at the time of creation of
2616 the cgroup namespace.
2617
2618 Without cgroup namespace, the "/proc/$PID/cgroup" file shows the
2619 complete path of the cgroup of a process.  In a container setup where
2620 a set of cgroups and namespaces are intended to isolate processes the
2621 "/proc/$PID/cgroup" file may leak potential system level information
2622 to the isolated processes.  For example::
2623
2624   # cat /proc/self/cgroup
2625   0::/batchjobs/container_id1
2626
2627 The path '/batchjobs/container_id1' can be considered as system-data
2628 and undesirable to expose to the isolated processes.  cgroup namespace
2629 can be used to restrict visibility of this path.  For example, before
2630 creating a cgroup namespace, one would see::
2631
2632   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2633   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:37 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026531835]
2634   # cat /proc/self/cgroup
2635   0::/batchjobs/container_id1
2636
2637 After unsharing a new namespace, the view changes::
2638
2639   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2640   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:35 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026532183]
2641   # cat /proc/self/cgroup
2642   0::/
2643
2644 When some thread from a multi-threaded process unshares its cgroup
2645 namespace, the new cgroupns gets applied to the entire process (all
2646 the threads).  This is natural for the v2 hierarchy; however, for the
2647 legacy hierarchies, this may be unexpected.
2648
2649 A cgroup namespace is alive as long as there are processes inside or
2650 mounts pinning it.  When the last usage goes away, the cgroup
2651 namespace is destroyed.  The cgroupns root and the actual cgroups
2652 remain.
2653
2654
2655 The Root and Views
2656 ------------------
2657
2658 The 'cgroupns root' for a cgroup namespace is the cgroup in which the
2659 process calling unshare(2) is running.  For example, if a process in
2660 /batchjobs/container_id1 cgroup calls unshare, cgroup
2661 /batchjobs/container_id1 becomes the cgroupns root.  For the
2662 init_cgroup_ns, this is the real root ('/') cgroup.
2663
2664 The cgroupns root cgroup does not change even if the namespace creator
2665 process later moves to a different cgroup::
2666
2667   # ~/unshare -c # unshare cgroupns in some cgroup
2668   # cat /proc/self/cgroup
2669   0::/
2670   # mkdir sub_cgrp_1
2671   # echo 0 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2672   # cat /proc/self/cgroup
2673   0::/sub_cgrp_1
2674
2675 Each process gets its namespace-specific view of "/proc/$PID/cgroup"
2676
2677 Processes running inside the cgroup namespace will be able to see
2678 cgroup paths (in /proc/self/cgroup) only inside their root cgroup.
2679 From within an unshared cgroupns::
2680
2681   # sleep 100000 &
2682   [1] 7353
2683   # echo 7353 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2684   # cat /proc/7353/cgroup
2685   0::/sub_cgrp_1
2686
2687 From the initial cgroup namespace, the real cgroup path will be
2688 visible::
2689
2690   $ cat /proc/7353/cgroup
2691   0::/batchjobs/container_id1/sub_cgrp_1
2692
2693 From a sibling cgroup namespace (that is, a namespace rooted at a
2694 different cgroup), the cgroup path relative to its own cgroup
2695 namespace root will be shown.  For instance, if PID 7353's cgroup
2696 namespace root is at '/batchjobs/container_id2', then it will see::
2697
2698   # cat /proc/7353/cgroup
2699   0::/../container_id2/sub_cgrp_1
2700
2701 Note that the relative path always starts with '/' to indicate that
2702 its relative to the cgroup namespace root of the caller.
2703
2704
2705 Migration and setns(2)
2706 ----------------------
2707
2708 Processes inside a cgroup namespace can move into and out of the
2709 namespace root if they have proper access to external cgroups.  For
2710 example, from inside a namespace with cgroupns root at
2711 /batchjobs/container_id1, and assuming that the global hierarchy is
2712 still accessible inside cgroupns::
2713
2714   # cat /proc/7353/cgroup
2715   0::/sub_cgrp_1
2716   # echo 7353 > batchjobs/container_id2/cgroup.procs
2717   # cat /proc/7353/cgroup
2718   0::/../container_id2
2719
2720 Note that this kind of setup is not encouraged.  A task inside cgroup
2721 namespace should only be exposed to its own cgroupns hierarchy.
2722
2723 setns(2) to another cgroup namespace is allowed when:
2724
2725 (a) the process has CAP_SYS_ADMIN against its current user namespace
2726 (b) the process has CAP_SYS_ADMIN against the target cgroup
2727     namespace's userns
2728
2729 No implicit cgroup changes happen with attaching to another cgroup
2730 namespace.  It is expected that the someone moves the attaching
2731 process under the target cgroup namespace root.
2732
2733
2734 Interaction with Other Namespaces
2735 ---------------------------------
2736
2737 Namespace specific cgroup hierarchy can be mounted by a process
2738 running inside a non-init cgroup namespace::
2739
2740   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
2741
2742 This will mount the unified cgroup hierarchy with cgroupns root as the
2743 filesystem root.  The process needs CAP_SYS_ADMIN against its user and
2744 mount namespaces.
2745
2746 The virtualization of /proc/self/cgroup file combined with restricting
2747 the view of cgroup hierarchy by namespace-private cgroupfs mount
2748 provides a properly isolated cgroup view inside the container.
2749
2750
2751 Information on Kernel Programming
2752 =================================
2753
2754 This section contains kernel programming information in the areas
2755 where interacting with cgroup is necessary.  cgroup core and
2756 controllers are not covered.
2757
2758
2759 Filesystem Support for Writeback
2760 --------------------------------
2761
2762 A filesystem can support cgroup writeback by updating
2763 address_space_operations->writepage[s]() to annotate bio's using the
2764 following two functions.
2765
2766   wbc_init_bio(@wbc, @bio)
2767         Should be called for each bio carrying writeback data and
2768         associates the bio with the inode's owner cgroup and the
2769         corresponding request queue.  This must be called after
2770         a queue (device) has been associated with the bio and
2771         before submission.
2772
2773   wbc_account_cgroup_owner(@wbc, @page, @bytes)
2774         Should be called for each data segment being written out.
2775         While this function doesn't care exactly when it's called
2776         during the writeback session, it's the easiest and most
2777         natural to call it as data segments are added to a bio.
2778
2779 With writeback bio's annotated, cgroup support can be enabled per
2780 super_block by setting SB_I_CGROUPWB in ->s_iflags.  This allows for
2781 selective disabling of cgroup writeback support which is helpful when
2782 certain filesystem features, e.g. journaled data mode, are
2783 incompatible.
2784
2785 wbc_init_bio() binds the specified bio to its cgroup.  Depending on
2786 the configuration, the bio may be executed at a lower priority and if
2787 the writeback session is holding shared resources, e.g. a journal
2788 entry, may lead to priority inversion.  There is no one easy solution
2789 for the problem.  Filesystems can try to work around specific problem
2790 cases by skipping wbc_init_bio() and using bio_associate_blkg()
2791 directly.
2792
2793
2794 Deprecated v1 Core Features
2795 ===========================
2796
2797 - Multiple hierarchies including named ones are not supported.
2798
2799 - All v1 mount options are not supported.
2800
2801 - The "tasks" file is removed and "cgroup.procs" is not sorted.
2802
2803 - "cgroup.clone_children" is removed.
2804
2805 - /proc/cgroups is meaningless for v2.  Use "cgroup.controllers" file
2806   at the root instead.
2807
2808
2809 Issues with v1 and Rationales for v2
2810 ====================================
2811
2812 Multiple Hierarchies
2813 --------------------
2814
2815 cgroup v1 allowed an arbitrary number of hierarchies and each
2816 hierarchy could host any number of controllers.  While this seemed to
2817 provide a high level of flexibility, it wasn't useful in practice.
2818
2819 For example, as there is only one instance of each controller, utility
2820 type controllers such as freezer which can be useful in all
2821 hierarchies could only be used in one.  The issue is exacerbated by
2822 the fact that controllers couldn't be moved to another hierarchy once
2823 hierarchies were populated.  Another issue was that all controllers
2824 bound to a hierarchy were forced to have exactly the same view of the
2825 hierarchy.  It wasn't possible to vary the granularity depending on
2826 the specific controller.
2827
2828 In practice, these issues heavily limited which controllers could be
2829 put on the same hierarchy and most configurations resorted to putting
2830 each controller on its own hierarchy.  Only closely related ones, such
2831 as the cpu and cpuacct controllers, made sense to be put on the same
2832 hierarchy.  This often meant that userland ended up managing multiple
2833 similar hierarchies repeating the same steps on each hierarchy
2834 whenever a hierarchy management operation was necessary.
2835
2836 Furthermore, support for multiple hierarchies came at a steep cost.
2837 It greatly complicated cgroup core implementation but more importantly
2838 the support for multiple hierarchies restricted how cgroup could be
2839 used in general and what controllers was able to do.
2840
2841 There was no limit on how many hierarchies there might be, which meant
2842 that a thread's cgroup membership couldn't be described in finite
2843 length.  The key might contain any number of entries and was unlimited
2844 in length, which made it highly awkward to manipulate and led to
2845 addition of controllers which existed only to identify membership,
2846 which in turn exacerbated the original problem of proliferating number
2847 of hierarchies.
2848
2849 Also, as a controller couldn't have any expectation regarding the
2850 topologies of hierarchies other controllers might be on, each
2851 controller had to assume that all other controllers were attached to
2852 completely orthogonal hierarchies.  This made it impossible, or at
2853 least very cumbersome, for controllers to cooperate with each other.
2854
2855 In most use cases, putting controllers on hierarchies which are
2856 completely orthogonal to each other isn't necessary.  What usually is
2857 called for is the ability to have differing levels of granularity
2858 depending on the specific controller.  In other words, hierarchy may
2859 be collapsed from leaf towards root when viewed from specific
2860 controllers.  For example, a given configuration might not care about
2861 how memory is distributed beyond a certain level while still wanting
2862 to control how CPU cycles are distributed.
2863
2864
2865 Thread Granularity
2866 ------------------
2867
2868 cgroup v1 allowed threads of a process to belong to different cgroups.
2869 This didn't make sense for some controllers and those controllers
2870 ended up implementing different ways to ignore such situations but
2871 much more importantly it blurred the line between API exposed to
2872 individual applications and system management interface.
2873
2874 Generally, in-process knowledge is available only to the process
2875 itself; thus, unlike service-level organization of processes,
2876 categorizing threads of a process requires active participation from
2877 the application which owns the target process.
2878
2879 cgroup v1 had an ambiguously defined delegation model which got abused
2880 in combination with thread granularity.  cgroups were delegated to
2881 individual applications so that they can create and manage their own
2882 sub-hierarchies and control resource distributions along them.  This
2883 effectively raised cgroup to the status of a syscall-like API exposed
2884 to lay programs.
2885
2886 First of all, cgroup has a fundamentally inadequate interface to be
2887 exposed this way.  For a process to access its own knobs, it has to
2888 extract the path on the target hierarchy from /proc/self/cgroup,
2889 construct the path by appending the name of the knob to the path, open
2890 and then read and/or write to it.  This is not only extremely clunky
2891 and unusual but also inherently racy.  There is no conventional way to
2892 define transaction across the required steps and nothing can guarantee
2893 that the process would actually be operating on its own sub-hierarchy.
2894
2895 cgroup controllers implemented a number of knobs which would never be
2896 accepted as public APIs because they were just adding control knobs to
2897 system-management pseudo filesystem.  cgroup ended up with interface
2898 knobs which were not properly abstracted or refined and directly
2899 revealed kernel internal details.  These knobs got exposed to
2900 individual applications through the ill-defined delegation mechanism
2901 effectively abusing cgroup as a shortcut to implementing public APIs
2902 without going through the required scrutiny.
2903
2904 This was painful for both userland and kernel.  Userland ended up with
2905 misbehaving and poorly abstracted interfaces and kernel exposing and
2906 locked into constructs inadvertently.
2907
2908
2909 Competition Between Inner Nodes and Threads
2910 -------------------------------------------
2911
2912 cgroup v1 allowed threads to be in any cgroups which created an
2913 interesting problem where threads belonging to a parent cgroup and its
2914 children cgroups competed for resources.  This was nasty as two
2915 different types of entities competed and there was no obvious way to
2916 settle it.  Different controllers did different things.
2917
2918 The cpu controller considered threads and cgroups as equivalents and
2919 mapped nice levels to cgroup weights.  This worked for some cases but
2920 fell flat when children wanted to be allocated specific ratios of CPU
2921 cycles and the number of internal threads fluctuated - the ratios
2922 constantly changed as the number of competing entities fluctuated.
2923 There also were other issues.  The mapping from nice level to weight
2924 wasn't obvious or universal, and there were various other knobs which
2925 simply weren't available for threads.
2926
2927 The io controller implicitly created a hidden leaf node for each
2928 cgroup to host the threads.  The hidden leaf had its own copies of all
2929 the knobs with ``leaf_`` prefixed.  While this allowed equivalent
2930 control over internal threads, it was with serious drawbacks.  It
2931 always added an extra layer of nesting which wouldn't be necessary
2932 otherwise, made the interface messy and significantly complicated the
2933 implementation.
2934
2935 The memory controller didn't have a way to control what happened
2936 between internal tasks and child cgroups and the behavior was not
2937 clearly defined.  There were attempts to add ad-hoc behaviors and
2938 knobs to tailor the behavior to specific workloads which would have
2939 led to problems extremely difficult to resolve in the long term.
2940
2941 Multiple controllers struggled with internal tasks and came up with
2942 different ways to deal with it; unfortunately, all the approaches were
2943 severely flawed and, furthermore, the widely different behaviors
2944 made cgroup as a whole highly inconsistent.
2945
2946 This clearly is a problem which needs to be addressed from cgroup core
2947 in a uniform way.
2948
2949
2950 Other Interface Issues
2951 ----------------------
2952
2953 cgroup v1 grew without oversight and developed a large number of
2954 idiosyncrasies and inconsistencies.  One issue on the cgroup core side
2955 was how an empty cgroup was notified - a userland helper binary was
2956 forked and executed for each event.  The event delivery wasn't
2957 recursive or delegatable.  The limitations of the mechanism also led
2958 to in-kernel event delivery filtering mechanism further complicating
2959 the interface.
2960
2961 Controller interfaces were problematic too.  An extreme example is
2962 controllers completely ignoring hierarchical organization and treating
2963 all cgroups as if they were all located directly under the root
2964 cgroup.  Some controllers exposed a large amount of inconsistent
2965 implementation details to userland.
2966
2967 There also was no consistency across controllers.  When a new cgroup
2968 was created, some controllers defaulted to not imposing extra
2969 restrictions while others disallowed any resource usage until
2970 explicitly configured.  Configuration knobs for the same type of
2971 control used widely differing naming schemes and formats.  Statistics
2972 and information knobs were named arbitrarily and used different
2973 formats and units even in the same controller.
2974
2975 cgroup v2 establishes common conventions where appropriate and updates
2976 controllers so that they expose minimal and consistent interfaces.
2977
2978
2979 Controller Issues and Remedies
2980 ------------------------------
2981
2982 Memory
2983 ~~~~~~
2984
2985 The original lower boundary, the soft limit, is defined as a limit
2986 that is per default unset.  As a result, the set of cgroups that
2987 global reclaim prefers is opt-in, rather than opt-out.  The costs for
2988 optimizing these mostly negative lookups are so high that the
2989 implementation, despite its enormous size, does not even provide the
2990 basic desirable behavior.  First off, the soft limit has no
2991 hierarchical meaning.  All configured groups are organized in a global
2992 rbtree and treated like equal peers, regardless where they are located
2993 in the hierarchy.  This makes subtree delegation impossible.  Second,
2994 the soft limit reclaim pass is so aggressive that it not just
2995 introduces high allocation latencies into the system, but also impacts
2996 system performance due to overreclaim, to the point where the feature
2997 becomes self-defeating.
2998
2999 The memory.low boundary on the other hand is a top-down allocated
3000 reserve.  A cgroup enjoys reclaim protection when it's within its
3001 effective low, which makes delegation of subtrees possible. It also
3002 enjoys having reclaim pressure proportional to its overage when
3003 above its effective low.
3004
3005 The original high boundary, the hard limit, is defined as a strict
3006 limit that can not budge, even if the OOM killer has to be called.
3007 But this generally goes against the goal of making the most out of the
3008 available memory.  The memory consumption of workloads varies during
3009 runtime, and that requires users to overcommit.  But doing that with a
3010 strict upper limit requires either a fairly accurate prediction of the
3011 working set size or adding slack to the limit.  Since working set size
3012 estimation is hard and error prone, and getting it wrong results in
3013 OOM kills, most users tend to err on the side of a looser limit and
3014 end up wasting precious resources.
3015
3016 The memory.high boundary on the other hand can be set much more
3017 conservatively.  When hit, it throttles allocations by forcing them
3018 into direct reclaim to work off the excess, but it never invokes the
3019 OOM killer.  As a result, a high boundary that is chosen too
3020 aggressively will not terminate the processes, but instead it will
3021 lead to gradual performance degradation.  The user can monitor this
3022 and make corrections until the minimal memory footprint that still
3023 gives acceptable performance is found.
3024
3025 In extreme cases, with many concurrent allocations and a complete
3026 breakdown of reclaim progress within the group, the high boundary can
3027 be exceeded.  But even then it's mostly better to satisfy the
3028 allocation from the slack available in other groups or the rest of the
3029 system than killing the group.  Otherwise, memory.max is there to
3030 limit this type of spillover and ultimately contain buggy or even
3031 malicious applications.
3032
3033 Setting the original memory.limit_in_bytes below the current usage was
3034 subject to a race condition, where concurrent charges could cause the
3035 limit setting to fail. memory.max on the other hand will first set the
3036 limit to prevent new charges, and then reclaim and OOM kill until the
3037 new limit is met - or the task writing to memory.max is killed.
3038
3039 The combined memory+swap accounting and limiting is replaced by real
3040 control over swap space.
3041
3042 The main argument for a combined memory+swap facility in the original
3043 cgroup design was that global or parental pressure would always be
3044 able to swap all anonymous memory of a child group, regardless of the
3045 child's own (possibly untrusted) configuration.  However, untrusted
3046 groups can sabotage swapping by other means - such as referencing its
3047 anonymous memory in a tight loop - and an admin can not assume full
3048 swappability when overcommitting untrusted jobs.
3049
3050 For trusted jobs, on the other hand, a combined counter is not an
3051 intuitive userspace interface, and it flies in the face of the idea
3052 that cgroup controllers should account and limit specific physical
3053 resources.  Swap space is a resource like all others in the system,
3054 and that's why unified hierarchy allows distributing it separately.