Merge tag 'cve-2020-11884' from emailed bundle
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / admin-guide / cgroup-v2.rst
1 ================
2 Control Group v2
3 ================
4
5 :Date: October, 2015
6 :Author: Tejun Heo <tj@kernel.org>
7
8 This is the authoritative documentation on the design, interface and
9 conventions of cgroup v2.  It describes all userland-visible aspects
10 of cgroup including core and specific controller behaviors.  All
11 future changes must be reflected in this document.  Documentation for
12 v1 is available under :ref:`Documentation/admin-guide/cgroup-v1/index.rst <cgroup-v1>`.
13
14 .. CONTENTS
15
16    1. Introduction
17      1-1. Terminology
18      1-2. What is cgroup?
19    2. Basic Operations
20      2-1. Mounting
21      2-2. Organizing Processes and Threads
22        2-2-1. Processes
23        2-2-2. Threads
24      2-3. [Un]populated Notification
25      2-4. Controlling Controllers
26        2-4-1. Enabling and Disabling
27        2-4-2. Top-down Constraint
28        2-4-3. No Internal Process Constraint
29      2-5. Delegation
30        2-5-1. Model of Delegation
31        2-5-2. Delegation Containment
32      2-6. Guidelines
33        2-6-1. Organize Once and Control
34        2-6-2. Avoid Name Collisions
35    3. Resource Distribution Models
36      3-1. Weights
37      3-2. Limits
38      3-3. Protections
39      3-4. Allocations
40    4. Interface Files
41      4-1. Format
42      4-2. Conventions
43      4-3. Core Interface Files
44    5. Controllers
45      5-1. CPU
46        5-1-1. CPU Interface Files
47      5-2. Memory
48        5-2-1. Memory Interface Files
49        5-2-2. Usage Guidelines
50        5-2-3. Memory Ownership
51      5-3. IO
52        5-3-1. IO Interface Files
53        5-3-2. Writeback
54        5-3-3. IO Latency
55          5-3-3-1. How IO Latency Throttling Works
56          5-3-3-2. IO Latency Interface Files
57      5-4. PID
58        5-4-1. PID Interface Files
59      5-5. Cpuset
60        5.5-1. Cpuset Interface Files
61      5-6. Device
62      5-7. RDMA
63        5-7-1. RDMA Interface Files
64      5-8. HugeTLB
65        5.8-1. HugeTLB Interface Files
66      5-8. Misc
67        5-8-1. perf_event
68      5-N. Non-normative information
69        5-N-1. CPU controller root cgroup process behaviour
70        5-N-2. IO controller root cgroup process behaviour
71    6. Namespace
72      6-1. Basics
73      6-2. The Root and Views
74      6-3. Migration and setns(2)
75      6-4. Interaction with Other Namespaces
76    P. Information on Kernel Programming
77      P-1. Filesystem Support for Writeback
78    D. Deprecated v1 Core Features
79    R. Issues with v1 and Rationales for v2
80      R-1. Multiple Hierarchies
81      R-2. Thread Granularity
82      R-3. Competition Between Inner Nodes and Threads
83      R-4. Other Interface Issues
84      R-5. Controller Issues and Remedies
85        R-5-1. Memory
86
87
88 Introduction
89 ============
90
91 Terminology
92 -----------
93
94 "cgroup" stands for "control group" and is never capitalized.  The
95 singular form is used to designate the whole feature and also as a
96 qualifier as in "cgroup controllers".  When explicitly referring to
97 multiple individual control groups, the plural form "cgroups" is used.
98
99
100 What is cgroup?
101 ---------------
102
103 cgroup is a mechanism to organize processes hierarchically and
104 distribute system resources along the hierarchy in a controlled and
105 configurable manner.
106
107 cgroup is largely composed of two parts - the core and controllers.
108 cgroup core is primarily responsible for hierarchically organizing
109 processes.  A cgroup controller is usually responsible for
110 distributing a specific type of system resource along the hierarchy
111 although there are utility controllers which serve purposes other than
112 resource distribution.
113
114 cgroups form a tree structure and every process in the system belongs
115 to one and only one cgroup.  All threads of a process belong to the
116 same cgroup.  On creation, all processes are put in the cgroup that
117 the parent process belongs to at the time.  A process can be migrated
118 to another cgroup.  Migration of a process doesn't affect already
119 existing descendant processes.
120
121 Following certain structural constraints, controllers may be enabled or
122 disabled selectively on a cgroup.  All controller behaviors are
123 hierarchical - if a controller is enabled on a cgroup, it affects all
124 processes which belong to the cgroups consisting the inclusive
125 sub-hierarchy of the cgroup.  When a controller is enabled on a nested
126 cgroup, it always restricts the resource distribution further.  The
127 restrictions set closer to the root in the hierarchy can not be
128 overridden from further away.
129
130
131 Basic Operations
132 ================
133
134 Mounting
135 --------
136
137 Unlike v1, cgroup v2 has only single hierarchy.  The cgroup v2
138 hierarchy can be mounted with the following mount command::
139
140   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
141
142 cgroup2 filesystem has the magic number 0x63677270 ("cgrp").  All
143 controllers which support v2 and are not bound to a v1 hierarchy are
144 automatically bound to the v2 hierarchy and show up at the root.
145 Controllers which are not in active use in the v2 hierarchy can be
146 bound to other hierarchies.  This allows mixing v2 hierarchy with the
147 legacy v1 multiple hierarchies in a fully backward compatible way.
148
149 A controller can be moved across hierarchies only after the controller
150 is no longer referenced in its current hierarchy.  Because per-cgroup
151 controller states are destroyed asynchronously and controllers may
152 have lingering references, a controller may not show up immediately on
153 the v2 hierarchy after the final umount of the previous hierarchy.
154 Similarly, a controller should be fully disabled to be moved out of
155 the unified hierarchy and it may take some time for the disabled
156 controller to become available for other hierarchies; furthermore, due
157 to inter-controller dependencies, other controllers may need to be
158 disabled too.
159
160 While useful for development and manual configurations, moving
161 controllers dynamically between the v2 and other hierarchies is
162 strongly discouraged for production use.  It is recommended to decide
163 the hierarchies and controller associations before starting using the
164 controllers after system boot.
165
166 During transition to v2, system management software might still
167 automount the v1 cgroup filesystem and so hijack all controllers
168 during boot, before manual intervention is possible. To make testing
169 and experimenting easier, the kernel parameter cgroup_no_v1= allows
170 disabling controllers in v1 and make them always available in v2.
171
172 cgroup v2 currently supports the following mount options.
173
174   nsdelegate
175
176         Consider cgroup namespaces as delegation boundaries.  This
177         option is system wide and can only be set on mount or modified
178         through remount from the init namespace.  The mount option is
179         ignored on non-init namespace mounts.  Please refer to the
180         Delegation section for details.
181
182   memory_localevents
183
184         Only populate memory.events with data for the current cgroup,
185         and not any subtrees. This is legacy behaviour, the default
186         behaviour without this option is to include subtree counts.
187         This option is system wide and can only be set on mount or
188         modified through remount from the init namespace. The mount
189         option is ignored on non-init namespace mounts.
190
191   memory_recursiveprot
192
193         Recursively apply memory.min and memory.low protection to
194         entire subtrees, without requiring explicit downward
195         propagation into leaf cgroups.  This allows protecting entire
196         subtrees from one another, while retaining free competition
197         within those subtrees.  This should have been the default
198         behavior but is a mount-option to avoid regressing setups
199         relying on the original semantics (e.g. specifying bogusly
200         high 'bypass' protection values at higher tree levels).
201
202
203 Organizing Processes and Threads
204 --------------------------------
205
206 Processes
207 ~~~~~~~~~
208
209 Initially, only the root cgroup exists to which all processes belong.
210 A child cgroup can be created by creating a sub-directory::
211
212   # mkdir $CGROUP_NAME
213
214 A given cgroup may have multiple child cgroups forming a tree
215 structure.  Each cgroup has a read-writable interface file
216 "cgroup.procs".  When read, it lists the PIDs of all processes which
217 belong to the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
218 same PID may show up more than once if the process got moved to
219 another cgroup and then back or the PID got recycled while reading.
220
221 A process can be migrated into a cgroup by writing its PID to the
222 target cgroup's "cgroup.procs" file.  Only one process can be migrated
223 on a single write(2) call.  If a process is composed of multiple
224 threads, writing the PID of any thread migrates all threads of the
225 process.
226
227 When a process forks a child process, the new process is born into the
228 cgroup that the forking process belongs to at the time of the
229 operation.  After exit, a process stays associated with the cgroup
230 that it belonged to at the time of exit until it's reaped; however, a
231 zombie process does not appear in "cgroup.procs" and thus can't be
232 moved to another cgroup.
233
234 A cgroup which doesn't have any children or live processes can be
235 destroyed by removing the directory.  Note that a cgroup which doesn't
236 have any children and is associated only with zombie processes is
237 considered empty and can be removed::
238
239   # rmdir $CGROUP_NAME
240
241 "/proc/$PID/cgroup" lists a process's cgroup membership.  If legacy
242 cgroup is in use in the system, this file may contain multiple lines,
243 one for each hierarchy.  The entry for cgroup v2 is always in the
244 format "0::$PATH"::
245
246   # cat /proc/842/cgroup
247   ...
248   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested
249
250 If the process becomes a zombie and the cgroup it was associated with
251 is removed subsequently, " (deleted)" is appended to the path::
252
253   # cat /proc/842/cgroup
254   ...
255   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested (deleted)
256
257
258 Threads
259 ~~~~~~~
260
261 cgroup v2 supports thread granularity for a subset of controllers to
262 support use cases requiring hierarchical resource distribution across
263 the threads of a group of processes.  By default, all threads of a
264 process belong to the same cgroup, which also serves as the resource
265 domain to host resource consumptions which are not specific to a
266 process or thread.  The thread mode allows threads to be spread across
267 a subtree while still maintaining the common resource domain for them.
268
269 Controllers which support thread mode are called threaded controllers.
270 The ones which don't are called domain controllers.
271
272 Marking a cgroup threaded makes it join the resource domain of its
273 parent as a threaded cgroup.  The parent may be another threaded
274 cgroup whose resource domain is further up in the hierarchy.  The root
275 of a threaded subtree, that is, the nearest ancestor which is not
276 threaded, is called threaded domain or thread root interchangeably and
277 serves as the resource domain for the entire subtree.
278
279 Inside a threaded subtree, threads of a process can be put in
280 different cgroups and are not subject to the no internal process
281 constraint - threaded controllers can be enabled on non-leaf cgroups
282 whether they have threads in them or not.
283
284 As the threaded domain cgroup hosts all the domain resource
285 consumptions of the subtree, it is considered to have internal
286 resource consumptions whether there are processes in it or not and
287 can't have populated child cgroups which aren't threaded.  Because the
288 root cgroup is not subject to no internal process constraint, it can
289 serve both as a threaded domain and a parent to domain cgroups.
290
291 The current operation mode or type of the cgroup is shown in the
292 "cgroup.type" file which indicates whether the cgroup is a normal
293 domain, a domain which is serving as the domain of a threaded subtree,
294 or a threaded cgroup.
295
296 On creation, a cgroup is always a domain cgroup and can be made
297 threaded by writing "threaded" to the "cgroup.type" file.  The
298 operation is single direction::
299
300   # echo threaded > cgroup.type
301
302 Once threaded, the cgroup can't be made a domain again.  To enable the
303 thread mode, the following conditions must be met.
304
305 - As the cgroup will join the parent's resource domain.  The parent
306   must either be a valid (threaded) domain or a threaded cgroup.
307
308 - When the parent is an unthreaded domain, it must not have any domain
309   controllers enabled or populated domain children.  The root is
310   exempt from this requirement.
311
312 Topology-wise, a cgroup can be in an invalid state.  Please consider
313 the following topology::
314
315   A (threaded domain) - B (threaded) - C (domain, just created)
316
317 C is created as a domain but isn't connected to a parent which can
318 host child domains.  C can't be used until it is turned into a
319 threaded cgroup.  "cgroup.type" file will report "domain (invalid)" in
320 these cases.  Operations which fail due to invalid topology use
321 EOPNOTSUPP as the errno.
322
323 A domain cgroup is turned into a threaded domain when one of its child
324 cgroup becomes threaded or threaded controllers are enabled in the
325 "cgroup.subtree_control" file while there are processes in the cgroup.
326 A threaded domain reverts to a normal domain when the conditions
327 clear.
328
329 When read, "cgroup.threads" contains the list of the thread IDs of all
330 threads in the cgroup.  Except that the operations are per-thread
331 instead of per-process, "cgroup.threads" has the same format and
332 behaves the same way as "cgroup.procs".  While "cgroup.threads" can be
333 written to in any cgroup, as it can only move threads inside the same
334 threaded domain, its operations are confined inside each threaded
335 subtree.
336
337 The threaded domain cgroup serves as the resource domain for the whole
338 subtree, and, while the threads can be scattered across the subtree,
339 all the processes are considered to be in the threaded domain cgroup.
340 "cgroup.procs" in a threaded domain cgroup contains the PIDs of all
341 processes in the subtree and is not readable in the subtree proper.
342 However, "cgroup.procs" can be written to from anywhere in the subtree
343 to migrate all threads of the matching process to the cgroup.
344
345 Only threaded controllers can be enabled in a threaded subtree.  When
346 a threaded controller is enabled inside a threaded subtree, it only
347 accounts for and controls resource consumptions associated with the
348 threads in the cgroup and its descendants.  All consumptions which
349 aren't tied to a specific thread belong to the threaded domain cgroup.
350
351 Because a threaded subtree is exempt from no internal process
352 constraint, a threaded controller must be able to handle competition
353 between threads in a non-leaf cgroup and its child cgroups.  Each
354 threaded controller defines how such competitions are handled.
355
356
357 [Un]populated Notification
358 --------------------------
359
360 Each non-root cgroup has a "cgroup.events" file which contains
361 "populated" field indicating whether the cgroup's sub-hierarchy has
362 live processes in it.  Its value is 0 if there is no live process in
363 the cgroup and its descendants; otherwise, 1.  poll and [id]notify
364 events are triggered when the value changes.  This can be used, for
365 example, to start a clean-up operation after all processes of a given
366 sub-hierarchy have exited.  The populated state updates and
367 notifications are recursive.  Consider the following sub-hierarchy
368 where the numbers in the parentheses represent the numbers of processes
369 in each cgroup::
370
371   A(4) - B(0) - C(1)
372               \ D(0)
373
374 A, B and C's "populated" fields would be 1 while D's 0.  After the one
375 process in C exits, B and C's "populated" fields would flip to "0" and
376 file modified events will be generated on the "cgroup.events" files of
377 both cgroups.
378
379
380 Controlling Controllers
381 -----------------------
382
383 Enabling and Disabling
384 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
385
386 Each cgroup has a "cgroup.controllers" file which lists all
387 controllers available for the cgroup to enable::
388
389   # cat cgroup.controllers
390   cpu io memory
391
392 No controller is enabled by default.  Controllers can be enabled and
393 disabled by writing to the "cgroup.subtree_control" file::
394
395   # echo "+cpu +memory -io" > cgroup.subtree_control
396
397 Only controllers which are listed in "cgroup.controllers" can be
398 enabled.  When multiple operations are specified as above, either they
399 all succeed or fail.  If multiple operations on the same controller
400 are specified, the last one is effective.
401
402 Enabling a controller in a cgroup indicates that the distribution of
403 the target resource across its immediate children will be controlled.
404 Consider the following sub-hierarchy.  The enabled controllers are
405 listed in parentheses::
406
407   A(cpu,memory) - B(memory) - C()
408                             \ D()
409
410 As A has "cpu" and "memory" enabled, A will control the distribution
411 of CPU cycles and memory to its children, in this case, B.  As B has
412 "memory" enabled but not "CPU", C and D will compete freely on CPU
413 cycles but their division of memory available to B will be controlled.
414
415 As a controller regulates the distribution of the target resource to
416 the cgroup's children, enabling it creates the controller's interface
417 files in the child cgroups.  In the above example, enabling "cpu" on B
418 would create the "cpu." prefixed controller interface files in C and
419 D.  Likewise, disabling "memory" from B would remove the "memory."
420 prefixed controller interface files from C and D.  This means that the
421 controller interface files - anything which doesn't start with
422 "cgroup." are owned by the parent rather than the cgroup itself.
423
424
425 Top-down Constraint
426 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
427
428 Resources are distributed top-down and a cgroup can further distribute
429 a resource only if the resource has been distributed to it from the
430 parent.  This means that all non-root "cgroup.subtree_control" files
431 can only contain controllers which are enabled in the parent's
432 "cgroup.subtree_control" file.  A controller can be enabled only if
433 the parent has the controller enabled and a controller can't be
434 disabled if one or more children have it enabled.
435
436
437 No Internal Process Constraint
438 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
439
440 Non-root cgroups can distribute domain resources to their children
441 only when they don't have any processes of their own.  In other words,
442 only domain cgroups which don't contain any processes can have domain
443 controllers enabled in their "cgroup.subtree_control" files.
444
445 This guarantees that, when a domain controller is looking at the part
446 of the hierarchy which has it enabled, processes are always only on
447 the leaves.  This rules out situations where child cgroups compete
448 against internal processes of the parent.
449
450 The root cgroup is exempt from this restriction.  Root contains
451 processes and anonymous resource consumption which can't be associated
452 with any other cgroups and requires special treatment from most
453 controllers.  How resource consumption in the root cgroup is governed
454 is up to each controller (for more information on this topic please
455 refer to the Non-normative information section in the Controllers
456 chapter).
457
458 Note that the restriction doesn't get in the way if there is no
459 enabled controller in the cgroup's "cgroup.subtree_control".  This is
460 important as otherwise it wouldn't be possible to create children of a
461 populated cgroup.  To control resource distribution of a cgroup, the
462 cgroup must create children and transfer all its processes to the
463 children before enabling controllers in its "cgroup.subtree_control"
464 file.
465
466
467 Delegation
468 ----------
469
470 Model of Delegation
471 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
472
473 A cgroup can be delegated in two ways.  First, to a less privileged
474 user by granting write access of the directory and its "cgroup.procs",
475 "cgroup.threads" and "cgroup.subtree_control" files to the user.
476 Second, if the "nsdelegate" mount option is set, automatically to a
477 cgroup namespace on namespace creation.
478
479 Because the resource control interface files in a given directory
480 control the distribution of the parent's resources, the delegatee
481 shouldn't be allowed to write to them.  For the first method, this is
482 achieved by not granting access to these files.  For the second, the
483 kernel rejects writes to all files other than "cgroup.procs" and
484 "cgroup.subtree_control" on a namespace root from inside the
485 namespace.
486
487 The end results are equivalent for both delegation types.  Once
488 delegated, the user can build sub-hierarchy under the directory,
489 organize processes inside it as it sees fit and further distribute the
490 resources it received from the parent.  The limits and other settings
491 of all resource controllers are hierarchical and regardless of what
492 happens in the delegated sub-hierarchy, nothing can escape the
493 resource restrictions imposed by the parent.
494
495 Currently, cgroup doesn't impose any restrictions on the number of
496 cgroups in or nesting depth of a delegated sub-hierarchy; however,
497 this may be limited explicitly in the future.
498
499
500 Delegation Containment
501 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
502
503 A delegated sub-hierarchy is contained in the sense that processes
504 can't be moved into or out of the sub-hierarchy by the delegatee.
505
506 For delegations to a less privileged user, this is achieved by
507 requiring the following conditions for a process with a non-root euid
508 to migrate a target process into a cgroup by writing its PID to the
509 "cgroup.procs" file.
510
511 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file.
512
513 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file of the
514   common ancestor of the source and destination cgroups.
515
516 The above two constraints ensure that while a delegatee may migrate
517 processes around freely in the delegated sub-hierarchy it can't pull
518 in from or push out to outside the sub-hierarchy.
519
520 For an example, let's assume cgroups C0 and C1 have been delegated to
521 user U0 who created C00, C01 under C0 and C10 under C1 as follows and
522 all processes under C0 and C1 belong to U0::
523
524   ~~~~~~~~~~~~~ - C0 - C00
525   ~ cgroup    ~      \ C01
526   ~ hierarchy ~
527   ~~~~~~~~~~~~~ - C1 - C10
528
529 Let's also say U0 wants to write the PID of a process which is
530 currently in C10 into "C00/cgroup.procs".  U0 has write access to the
531 file; however, the common ancestor of the source cgroup C10 and the
532 destination cgroup C00 is above the points of delegation and U0 would
533 not have write access to its "cgroup.procs" files and thus the write
534 will be denied with -EACCES.
535
536 For delegations to namespaces, containment is achieved by requiring
537 that both the source and destination cgroups are reachable from the
538 namespace of the process which is attempting the migration.  If either
539 is not reachable, the migration is rejected with -ENOENT.
540
541
542 Guidelines
543 ----------
544
545 Organize Once and Control
546 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
547
548 Migrating a process across cgroups is a relatively expensive operation
549 and stateful resources such as memory are not moved together with the
550 process.  This is an explicit design decision as there often exist
551 inherent trade-offs between migration and various hot paths in terms
552 of synchronization cost.
553
554 As such, migrating processes across cgroups frequently as a means to
555 apply different resource restrictions is discouraged.  A workload
556 should be assigned to a cgroup according to the system's logical and
557 resource structure once on start-up.  Dynamic adjustments to resource
558 distribution can be made by changing controller configuration through
559 the interface files.
560
561
562 Avoid Name Collisions
563 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
564
565 Interface files for a cgroup and its children cgroups occupy the same
566 directory and it is possible to create children cgroups which collide
567 with interface files.
568
569 All cgroup core interface files are prefixed with "cgroup." and each
570 controller's interface files are prefixed with the controller name and
571 a dot.  A controller's name is composed of lower case alphabets and
572 '_'s but never begins with an '_' so it can be used as the prefix
573 character for collision avoidance.  Also, interface file names won't
574 start or end with terms which are often used in categorizing workloads
575 such as job, service, slice, unit or workload.
576
577 cgroup doesn't do anything to prevent name collisions and it's the
578 user's responsibility to avoid them.
579
580
581 Resource Distribution Models
582 ============================
583
584 cgroup controllers implement several resource distribution schemes
585 depending on the resource type and expected use cases.  This section
586 describes major schemes in use along with their expected behaviors.
587
588
589 Weights
590 -------
591
592 A parent's resource is distributed by adding up the weights of all
593 active children and giving each the fraction matching the ratio of its
594 weight against the sum.  As only children which can make use of the
595 resource at the moment participate in the distribution, this is
596 work-conserving.  Due to the dynamic nature, this model is usually
597 used for stateless resources.
598
599 All weights are in the range [1, 10000] with the default at 100.  This
600 allows symmetric multiplicative biases in both directions at fine
601 enough granularity while staying in the intuitive range.
602
603 As long as the weight is in range, all configuration combinations are
604 valid and there is no reason to reject configuration changes or
605 process migrations.
606
607 "cpu.weight" proportionally distributes CPU cycles to active children
608 and is an example of this type.
609
610
611 Limits
612 ------
613
614 A child can only consume upto the configured amount of the resource.
615 Limits can be over-committed - the sum of the limits of children can
616 exceed the amount of resource available to the parent.
617
618 Limits are in the range [0, max] and defaults to "max", which is noop.
619
620 As limits can be over-committed, all configuration combinations are
621 valid and there is no reason to reject configuration changes or
622 process migrations.
623
624 "io.max" limits the maximum BPS and/or IOPS that a cgroup can consume
625 on an IO device and is an example of this type.
626
627
628 Protections
629 -----------
630
631 A cgroup is protected upto the configured amount of the resource
632 as long as the usages of all its ancestors are under their
633 protected levels.  Protections can be hard guarantees or best effort
634 soft boundaries.  Protections can also be over-committed in which case
635 only upto the amount available to the parent is protected among
636 children.
637
638 Protections are in the range [0, max] and defaults to 0, which is
639 noop.
640
641 As protections can be over-committed, all configuration combinations
642 are valid and there is no reason to reject configuration changes or
643 process migrations.
644
645 "memory.low" implements best-effort memory protection and is an
646 example of this type.
647
648
649 Allocations
650 -----------
651
652 A cgroup is exclusively allocated a certain amount of a finite
653 resource.  Allocations can't be over-committed - the sum of the
654 allocations of children can not exceed the amount of resource
655 available to the parent.
656
657 Allocations are in the range [0, max] and defaults to 0, which is no
658 resource.
659
660 As allocations can't be over-committed, some configuration
661 combinations are invalid and should be rejected.  Also, if the
662 resource is mandatory for execution of processes, process migrations
663 may be rejected.
664
665 "cpu.rt.max" hard-allocates realtime slices and is an example of this
666 type.
667
668
669 Interface Files
670 ===============
671
672 Format
673 ------
674
675 All interface files should be in one of the following formats whenever
676 possible::
677
678   New-line separated values
679   (when only one value can be written at once)
680
681         VAL0\n
682         VAL1\n
683         ...
684
685   Space separated values
686   (when read-only or multiple values can be written at once)
687
688         VAL0 VAL1 ...\n
689
690   Flat keyed
691
692         KEY0 VAL0\n
693         KEY1 VAL1\n
694         ...
695
696   Nested keyed
697
698         KEY0 SUB_KEY0=VAL00 SUB_KEY1=VAL01...
699         KEY1 SUB_KEY0=VAL10 SUB_KEY1=VAL11...
700         ...
701
702 For a writable file, the format for writing should generally match
703 reading; however, controllers may allow omitting later fields or
704 implement restricted shortcuts for most common use cases.
705
706 For both flat and nested keyed files, only the values for a single key
707 can be written at a time.  For nested keyed files, the sub key pairs
708 may be specified in any order and not all pairs have to be specified.
709
710
711 Conventions
712 -----------
713
714 - Settings for a single feature should be contained in a single file.
715
716 - The root cgroup should be exempt from resource control and thus
717   shouldn't have resource control interface files.  Also,
718   informational files on the root cgroup which end up showing global
719   information available elsewhere shouldn't exist.
720
721 - The default time unit is microseconds.  If a different unit is ever
722   used, an explicit unit suffix must be present.
723
724 - A parts-per quantity should use a percentage decimal with at least
725   two digit fractional part - e.g. 13.40.
726
727 - If a controller implements weight based resource distribution, its
728   interface file should be named "weight" and have the range [1,
729   10000] with 100 as the default.  The values are chosen to allow
730   enough and symmetric bias in both directions while keeping it
731   intuitive (the default is 100%).
732
733 - If a controller implements an absolute resource guarantee and/or
734   limit, the interface files should be named "min" and "max"
735   respectively.  If a controller implements best effort resource
736   guarantee and/or limit, the interface files should be named "low"
737   and "high" respectively.
738
739   In the above four control files, the special token "max" should be
740   used to represent upward infinity for both reading and writing.
741
742 - If a setting has a configurable default value and keyed specific
743   overrides, the default entry should be keyed with "default" and
744   appear as the first entry in the file.
745
746   The default value can be updated by writing either "default $VAL" or
747   "$VAL".
748
749   When writing to update a specific override, "default" can be used as
750   the value to indicate removal of the override.  Override entries
751   with "default" as the value must not appear when read.
752
753   For example, a setting which is keyed by major:minor device numbers
754   with integer values may look like the following::
755
756     # cat cgroup-example-interface-file
757     default 150
758     8:0 300
759
760   The default value can be updated by::
761
762     # echo 125 > cgroup-example-interface-file
763
764   or::
765
766     # echo "default 125" > cgroup-example-interface-file
767
768   An override can be set by::
769
770     # echo "8:16 170" > cgroup-example-interface-file
771
772   and cleared by::
773
774     # echo "8:0 default" > cgroup-example-interface-file
775     # cat cgroup-example-interface-file
776     default 125
777     8:16 170
778
779 - For events which are not very high frequency, an interface file
780   "events" should be created which lists event key value pairs.
781   Whenever a notifiable event happens, file modified event should be
782   generated on the file.
783
784
785 Core Interface Files
786 --------------------
787
788 All cgroup core files are prefixed with "cgroup."
789
790   cgroup.type
791
792         A read-write single value file which exists on non-root
793         cgroups.
794
795         When read, it indicates the current type of the cgroup, which
796         can be one of the following values.
797
798         - "domain" : A normal valid domain cgroup.
799
800         - "domain threaded" : A threaded domain cgroup which is
801           serving as the root of a threaded subtree.
802
803         - "domain invalid" : A cgroup which is in an invalid state.
804           It can't be populated or have controllers enabled.  It may
805           be allowed to become a threaded cgroup.
806
807         - "threaded" : A threaded cgroup which is a member of a
808           threaded subtree.
809
810         A cgroup can be turned into a threaded cgroup by writing
811         "threaded" to this file.
812
813   cgroup.procs
814         A read-write new-line separated values file which exists on
815         all cgroups.
816
817         When read, it lists the PIDs of all processes which belong to
818         the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
819         same PID may show up more than once if the process got moved
820         to another cgroup and then back or the PID got recycled while
821         reading.
822
823         A PID can be written to migrate the process associated with
824         the PID to the cgroup.  The writer should match all of the
825         following conditions.
826
827         - It must have write access to the "cgroup.procs" file.
828
829         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
830           common ancestor of the source and destination cgroups.
831
832         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
833         should be granted along with the containing directory.
834
835         In a threaded cgroup, reading this file fails with EOPNOTSUPP
836         as all the processes belong to the thread root.  Writing is
837         supported and moves every thread of the process to the cgroup.
838
839   cgroup.threads
840         A read-write new-line separated values file which exists on
841         all cgroups.
842
843         When read, it lists the TIDs of all threads which belong to
844         the cgroup one-per-line.  The TIDs are not ordered and the
845         same TID may show up more than once if the thread got moved to
846         another cgroup and then back or the TID got recycled while
847         reading.
848
849         A TID can be written to migrate the thread associated with the
850         TID to the cgroup.  The writer should match all of the
851         following conditions.
852
853         - It must have write access to the "cgroup.threads" file.
854
855         - The cgroup that the thread is currently in must be in the
856           same resource domain as the destination cgroup.
857
858         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
859           common ancestor of the source and destination cgroups.
860
861         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
862         should be granted along with the containing directory.
863
864   cgroup.controllers
865         A read-only space separated values file which exists on all
866         cgroups.
867
868         It shows space separated list of all controllers available to
869         the cgroup.  The controllers are not ordered.
870
871   cgroup.subtree_control
872         A read-write space separated values file which exists on all
873         cgroups.  Starts out empty.
874
875         When read, it shows space separated list of the controllers
876         which are enabled to control resource distribution from the
877         cgroup to its children.
878
879         Space separated list of controllers prefixed with '+' or '-'
880         can be written to enable or disable controllers.  A controller
881         name prefixed with '+' enables the controller and '-'
882         disables.  If a controller appears more than once on the list,
883         the last one is effective.  When multiple enable and disable
884         operations are specified, either all succeed or all fail.
885
886   cgroup.events
887         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
888         The following entries are defined.  Unless specified
889         otherwise, a value change in this file generates a file
890         modified event.
891
892           populated
893                 1 if the cgroup or its descendants contains any live
894                 processes; otherwise, 0.
895           frozen
896                 1 if the cgroup is frozen; otherwise, 0.
897
898   cgroup.max.descendants
899         A read-write single value files.  The default is "max".
900
901         Maximum allowed number of descent cgroups.
902         If the actual number of descendants is equal or larger,
903         an attempt to create a new cgroup in the hierarchy will fail.
904
905   cgroup.max.depth
906         A read-write single value files.  The default is "max".
907
908         Maximum allowed descent depth below the current cgroup.
909         If the actual descent depth is equal or larger,
910         an attempt to create a new child cgroup will fail.
911
912   cgroup.stat
913         A read-only flat-keyed file with the following entries:
914
915           nr_descendants
916                 Total number of visible descendant cgroups.
917
918           nr_dying_descendants
919                 Total number of dying descendant cgroups. A cgroup becomes
920                 dying after being deleted by a user. The cgroup will remain
921                 in dying state for some time undefined time (which can depend
922                 on system load) before being completely destroyed.
923
924                 A process can't enter a dying cgroup under any circumstances,
925                 a dying cgroup can't revive.
926
927                 A dying cgroup can consume system resources not exceeding
928                 limits, which were active at the moment of cgroup deletion.
929
930   cgroup.freeze
931         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
932         Allowed values are "0" and "1". The default is "0".
933
934         Writing "1" to the file causes freezing of the cgroup and all
935         descendant cgroups. This means that all belonging processes will
936         be stopped and will not run until the cgroup will be explicitly
937         unfrozen. Freezing of the cgroup may take some time; when this action
938         is completed, the "frozen" value in the cgroup.events control file
939         will be updated to "1" and the corresponding notification will be
940         issued.
941
942         A cgroup can be frozen either by its own settings, or by settings
943         of any ancestor cgroups. If any of ancestor cgroups is frozen, the
944         cgroup will remain frozen.
945
946         Processes in the frozen cgroup can be killed by a fatal signal.
947         They also can enter and leave a frozen cgroup: either by an explicit
948         move by a user, or if freezing of the cgroup races with fork().
949         If a process is moved to a frozen cgroup, it stops. If a process is
950         moved out of a frozen cgroup, it becomes running.
951
952         Frozen status of a cgroup doesn't affect any cgroup tree operations:
953         it's possible to delete a frozen (and empty) cgroup, as well as
954         create new sub-cgroups.
955
956 Controllers
957 ===========
958
959 CPU
960 ---
961
962 The "cpu" controllers regulates distribution of CPU cycles.  This
963 controller implements weight and absolute bandwidth limit models for
964 normal scheduling policy and absolute bandwidth allocation model for
965 realtime scheduling policy.
966
967 In all the above models, cycles distribution is defined only on a temporal
968 base and it does not account for the frequency at which tasks are executed.
969 The (optional) utilization clamping support allows to hint the schedutil
970 cpufreq governor about the minimum desired frequency which should always be
971 provided by a CPU, as well as the maximum desired frequency, which should not
972 be exceeded by a CPU.
973
974 WARNING: cgroup2 doesn't yet support control of realtime processes and
975 the cpu controller can only be enabled when all RT processes are in
976 the root cgroup.  Be aware that system management software may already
977 have placed RT processes into nonroot cgroups during the system boot
978 process, and these processes may need to be moved to the root cgroup
979 before the cpu controller can be enabled.
980
981
982 CPU Interface Files
983 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
984
985 All time durations are in microseconds.
986
987   cpu.stat
988         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
989         This file exists whether the controller is enabled or not.
990
991         It always reports the following three stats:
992
993         - usage_usec
994         - user_usec
995         - system_usec
996
997         and the following three when the controller is enabled:
998
999         - nr_periods
1000         - nr_throttled
1001         - throttled_usec
1002
1003   cpu.weight
1004         A read-write single value file which exists on non-root
1005         cgroups.  The default is "100".
1006
1007         The weight in the range [1, 10000].
1008
1009   cpu.weight.nice
1010         A read-write single value file which exists on non-root
1011         cgroups.  The default is "0".
1012
1013         The nice value is in the range [-20, 19].
1014
1015         This interface file is an alternative interface for
1016         "cpu.weight" and allows reading and setting weight using the
1017         same values used by nice(2).  Because the range is smaller and
1018         granularity is coarser for the nice values, the read value is
1019         the closest approximation of the current weight.
1020
1021   cpu.max
1022         A read-write two value file which exists on non-root cgroups.
1023         The default is "max 100000".
1024
1025         The maximum bandwidth limit.  It's in the following format::
1026
1027           $MAX $PERIOD
1028
1029         which indicates that the group may consume upto $MAX in each
1030         $PERIOD duration.  "max" for $MAX indicates no limit.  If only
1031         one number is written, $MAX is updated.
1032
1033   cpu.pressure
1034         A read-only nested-key file which exists on non-root cgroups.
1035
1036         Shows pressure stall information for CPU. See
1037         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1038
1039   cpu.uclamp.min
1040         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1041         The default is "0", i.e. no utilization boosting.
1042
1043         The requested minimum utilization (protection) as a percentage
1044         rational number, e.g. 12.34 for 12.34%.
1045
1046         This interface allows reading and setting minimum utilization clamp
1047         values similar to the sched_setattr(2). This minimum utilization
1048         value is used to clamp the task specific minimum utilization clamp.
1049
1050         The requested minimum utilization (protection) is always capped by
1051         the current value for the maximum utilization (limit), i.e.
1052         `cpu.uclamp.max`.
1053
1054   cpu.uclamp.max
1055         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1056         The default is "max". i.e. no utilization capping
1057
1058         The requested maximum utilization (limit) as a percentage rational
1059         number, e.g. 98.76 for 98.76%.
1060
1061         This interface allows reading and setting maximum utilization clamp
1062         values similar to the sched_setattr(2). This maximum utilization
1063         value is used to clamp the task specific maximum utilization clamp.
1064
1065
1066
1067 Memory
1068 ------
1069
1070 The "memory" controller regulates distribution of memory.  Memory is
1071 stateful and implements both limit and protection models.  Due to the
1072 intertwining between memory usage and reclaim pressure and the
1073 stateful nature of memory, the distribution model is relatively
1074 complex.
1075
1076 While not completely water-tight, all major memory usages by a given
1077 cgroup are tracked so that the total memory consumption can be
1078 accounted and controlled to a reasonable extent.  Currently, the
1079 following types of memory usages are tracked.
1080
1081 - Userland memory - page cache and anonymous memory.
1082
1083 - Kernel data structures such as dentries and inodes.
1084
1085 - TCP socket buffers.
1086
1087 The above list may expand in the future for better coverage.
1088
1089
1090 Memory Interface Files
1091 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1092
1093 All memory amounts are in bytes.  If a value which is not aligned to
1094 PAGE_SIZE is written, the value may be rounded up to the closest
1095 PAGE_SIZE multiple when read back.
1096
1097   memory.current
1098         A read-only single value file which exists on non-root
1099         cgroups.
1100
1101         The total amount of memory currently being used by the cgroup
1102         and its descendants.
1103
1104   memory.min
1105         A read-write single value file which exists on non-root
1106         cgroups.  The default is "0".
1107
1108         Hard memory protection.  If the memory usage of a cgroup
1109         is within its effective min boundary, the cgroup's memory
1110         won't be reclaimed under any conditions. If there is no
1111         unprotected reclaimable memory available, OOM killer
1112         is invoked. Above the effective min boundary (or
1113         effective low boundary if it is higher), pages are reclaimed
1114         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1115         smaller overages.
1116
1117         Effective min boundary is limited by memory.min values of
1118         all ancestor cgroups. If there is memory.min overcommitment
1119         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1120         than parent will allow), then each child cgroup will get
1121         the part of parent's protection proportional to its
1122         actual memory usage below memory.min.
1123
1124         Putting more memory than generally available under this
1125         protection is discouraged and may lead to constant OOMs.
1126
1127         If a memory cgroup is not populated with processes,
1128         its memory.min is ignored.
1129
1130   memory.low
1131         A read-write single value file which exists on non-root
1132         cgroups.  The default is "0".
1133
1134         Best-effort memory protection.  If the memory usage of a
1135         cgroup is within its effective low boundary, the cgroup's
1136         memory won't be reclaimed unless there is no reclaimable
1137         memory available in unprotected cgroups.
1138         Above the effective low boundary (or 
1139         effective min boundary if it is higher), pages are reclaimed
1140         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1141         smaller overages.
1142
1143         Effective low boundary is limited by memory.low values of
1144         all ancestor cgroups. If there is memory.low overcommitment
1145         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1146         than parent will allow), then each child cgroup will get
1147         the part of parent's protection proportional to its
1148         actual memory usage below memory.low.
1149
1150         Putting more memory than generally available under this
1151         protection is discouraged.
1152
1153   memory.high
1154         A read-write single value file which exists on non-root
1155         cgroups.  The default is "max".
1156
1157         Memory usage throttle limit.  This is the main mechanism to
1158         control memory usage of a cgroup.  If a cgroup's usage goes
1159         over the high boundary, the processes of the cgroup are
1160         throttled and put under heavy reclaim pressure.
1161
1162         Going over the high limit never invokes the OOM killer and
1163         under extreme conditions the limit may be breached.
1164
1165   memory.max
1166         A read-write single value file which exists on non-root
1167         cgroups.  The default is "max".
1168
1169         Memory usage hard limit.  This is the final protection
1170         mechanism.  If a cgroup's memory usage reaches this limit and
1171         can't be reduced, the OOM killer is invoked in the cgroup.
1172         Under certain circumstances, the usage may go over the limit
1173         temporarily.
1174
1175         This is the ultimate protection mechanism.  As long as the
1176         high limit is used and monitored properly, this limit's
1177         utility is limited to providing the final safety net.
1178
1179   memory.oom.group
1180         A read-write single value file which exists on non-root
1181         cgroups.  The default value is "0".
1182
1183         Determines whether the cgroup should be treated as
1184         an indivisible workload by the OOM killer. If set,
1185         all tasks belonging to the cgroup or to its descendants
1186         (if the memory cgroup is not a leaf cgroup) are killed
1187         together or not at all. This can be used to avoid
1188         partial kills to guarantee workload integrity.
1189
1190         Tasks with the OOM protection (oom_score_adj set to -1000)
1191         are treated as an exception and are never killed.
1192
1193         If the OOM killer is invoked in a cgroup, it's not going
1194         to kill any tasks outside of this cgroup, regardless
1195         memory.oom.group values of ancestor cgroups.
1196
1197   memory.events
1198         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1199         The following entries are defined.  Unless specified
1200         otherwise, a value change in this file generates a file
1201         modified event.
1202
1203         Note that all fields in this file are hierarchical and the
1204         file modified event can be generated due to an event down the
1205         hierarchy. For for the local events at the cgroup level see
1206         memory.events.local.
1207
1208           low
1209                 The number of times the cgroup is reclaimed due to
1210                 high memory pressure even though its usage is under
1211                 the low boundary.  This usually indicates that the low
1212                 boundary is over-committed.
1213
1214           high
1215                 The number of times processes of the cgroup are
1216                 throttled and routed to perform direct memory reclaim
1217                 because the high memory boundary was exceeded.  For a
1218                 cgroup whose memory usage is capped by the high limit
1219                 rather than global memory pressure, this event's
1220                 occurrences are expected.
1221
1222           max
1223                 The number of times the cgroup's memory usage was
1224                 about to go over the max boundary.  If direct reclaim
1225                 fails to bring it down, the cgroup goes to OOM state.
1226
1227           oom
1228                 The number of time the cgroup's memory usage was
1229                 reached the limit and allocation was about to fail.
1230
1231                 Depending on context result could be invocation of OOM
1232                 killer and retrying allocation or failing allocation.
1233
1234                 Failed allocation in its turn could be returned into
1235                 userspace as -ENOMEM or silently ignored in cases like
1236                 disk readahead.  For now OOM in memory cgroup kills
1237                 tasks iff shortage has happened inside page fault.
1238
1239                 This event is not raised if the OOM killer is not
1240                 considered as an option, e.g. for failed high-order
1241                 allocations.
1242
1243           oom_kill
1244                 The number of processes belonging to this cgroup
1245                 killed by any kind of OOM killer.
1246
1247   memory.events.local
1248         Similar to memory.events but the fields in the file are local
1249         to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
1250         generated on this file reflects only the local events.
1251
1252   memory.stat
1253         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1254
1255         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1256         types of memory, type-specific details, and other information
1257         on the state and past events of the memory management system.
1258
1259         All memory amounts are in bytes.
1260
1261         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1262         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1263         fixed position; use the keys to look up specific values!
1264
1265           anon
1266                 Amount of memory used in anonymous mappings such as
1267                 brk(), sbrk(), and mmap(MAP_ANONYMOUS)
1268
1269           file
1270                 Amount of memory used to cache filesystem data,
1271                 including tmpfs and shared memory.
1272
1273           kernel_stack
1274                 Amount of memory allocated to kernel stacks.
1275
1276           slab
1277                 Amount of memory used for storing in-kernel data
1278                 structures.
1279
1280           sock
1281                 Amount of memory used in network transmission buffers
1282
1283           shmem
1284                 Amount of cached filesystem data that is swap-backed,
1285                 such as tmpfs, shm segments, shared anonymous mmap()s
1286
1287           file_mapped
1288                 Amount of cached filesystem data mapped with mmap()
1289
1290           file_dirty
1291                 Amount of cached filesystem data that was modified but
1292                 not yet written back to disk
1293
1294           file_writeback
1295                 Amount of cached filesystem data that was modified and
1296                 is currently being written back to disk
1297
1298           anon_thp
1299                 Amount of memory used in anonymous mappings backed by
1300                 transparent hugepages
1301
1302           inactive_anon, active_anon, inactive_file, active_file, unevictable
1303                 Amount of memory, swap-backed and filesystem-backed,
1304                 on the internal memory management lists used by the
1305                 page reclaim algorithm.
1306
1307                 As these represent internal list state (eg. shmem pages are on anon
1308                 memory management lists), inactive_foo + active_foo may not be equal to
1309                 the value for the foo counter, since the foo counter is type-based, not
1310                 list-based.
1311
1312           slab_reclaimable
1313                 Part of "slab" that might be reclaimed, such as
1314                 dentries and inodes.
1315
1316           slab_unreclaimable
1317                 Part of "slab" that cannot be reclaimed on memory
1318                 pressure.
1319
1320           pgfault
1321                 Total number of page faults incurred
1322
1323           pgmajfault
1324                 Number of major page faults incurred
1325
1326           workingset_refault
1327                 Number of refaults of previously evicted pages
1328
1329           workingset_activate
1330                 Number of refaulted pages that were immediately activated
1331
1332           workingset_nodereclaim
1333                 Number of times a shadow node has been reclaimed
1334
1335           pgrefill
1336                 Amount of scanned pages (in an active LRU list)
1337
1338           pgscan
1339                 Amount of scanned pages (in an inactive LRU list)
1340
1341           pgsteal
1342                 Amount of reclaimed pages
1343
1344           pgactivate
1345                 Amount of pages moved to the active LRU list
1346
1347           pgdeactivate
1348                 Amount of pages moved to the inactive LRU list
1349
1350           pglazyfree
1351                 Amount of pages postponed to be freed under memory pressure
1352
1353           pglazyfreed
1354                 Amount of reclaimed lazyfree pages
1355
1356           thp_fault_alloc
1357                 Number of transparent hugepages which were allocated to satisfy
1358                 a page fault, including COW faults. This counter is not present
1359                 when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE is not set.
1360
1361           thp_collapse_alloc
1362                 Number of transparent hugepages which were allocated to allow
1363                 collapsing an existing range of pages. This counter is not
1364                 present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE is not set.
1365
1366   memory.swap.current
1367         A read-only single value file which exists on non-root
1368         cgroups.
1369
1370         The total amount of swap currently being used by the cgroup
1371         and its descendants.
1372
1373   memory.swap.max
1374         A read-write single value file which exists on non-root
1375         cgroups.  The default is "max".
1376
1377         Swap usage hard limit.  If a cgroup's swap usage reaches this
1378         limit, anonymous memory of the cgroup will not be swapped out.
1379
1380   memory.swap.events
1381         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1382         The following entries are defined.  Unless specified
1383         otherwise, a value change in this file generates a file
1384         modified event.
1385
1386           max
1387                 The number of times the cgroup's swap usage was about
1388                 to go over the max boundary and swap allocation
1389                 failed.
1390
1391           fail
1392                 The number of times swap allocation failed either
1393                 because of running out of swap system-wide or max
1394                 limit.
1395
1396         When reduced under the current usage, the existing swap
1397         entries are reclaimed gradually and the swap usage may stay
1398         higher than the limit for an extended period of time.  This
1399         reduces the impact on the workload and memory management.
1400
1401   memory.pressure
1402         A read-only nested-key file which exists on non-root cgroups.
1403
1404         Shows pressure stall information for memory. See
1405         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1406
1407
1408 Usage Guidelines
1409 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1410
1411 "memory.high" is the main mechanism to control memory usage.
1412 Over-committing on high limit (sum of high limits > available memory)
1413 and letting global memory pressure to distribute memory according to
1414 usage is a viable strategy.
1415
1416 Because breach of the high limit doesn't trigger the OOM killer but
1417 throttles the offending cgroup, a management agent has ample
1418 opportunities to monitor and take appropriate actions such as granting
1419 more memory or terminating the workload.
1420
1421 Determining whether a cgroup has enough memory is not trivial as
1422 memory usage doesn't indicate whether the workload can benefit from
1423 more memory.  For example, a workload which writes data received from
1424 network to a file can use all available memory but can also operate as
1425 performant with a small amount of memory.  A measure of memory
1426 pressure - how much the workload is being impacted due to lack of
1427 memory - is necessary to determine whether a workload needs more
1428 memory; unfortunately, memory pressure monitoring mechanism isn't
1429 implemented yet.
1430
1431
1432 Memory Ownership
1433 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1434
1435 A memory area is charged to the cgroup which instantiated it and stays
1436 charged to the cgroup until the area is released.  Migrating a process
1437 to a different cgroup doesn't move the memory usages that it
1438 instantiated while in the previous cgroup to the new cgroup.
1439
1440 A memory area may be used by processes belonging to different cgroups.
1441 To which cgroup the area will be charged is in-deterministic; however,
1442 over time, the memory area is likely to end up in a cgroup which has
1443 enough memory allowance to avoid high reclaim pressure.
1444
1445 If a cgroup sweeps a considerable amount of memory which is expected
1446 to be accessed repeatedly by other cgroups, it may make sense to use
1447 POSIX_FADV_DONTNEED to relinquish the ownership of memory areas
1448 belonging to the affected files to ensure correct memory ownership.
1449
1450
1451 IO
1452 --
1453
1454 The "io" controller regulates the distribution of IO resources.  This
1455 controller implements both weight based and absolute bandwidth or IOPS
1456 limit distribution; however, weight based distribution is available
1457 only if cfq-iosched is in use and neither scheme is available for
1458 blk-mq devices.
1459
1460
1461 IO Interface Files
1462 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1463
1464   io.stat
1465         A read-only nested-keyed file which exists on non-root
1466         cgroups.
1467
1468         Lines are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.
1469         The following nested keys are defined.
1470
1471           ======        =====================
1472           rbytes        Bytes read
1473           wbytes        Bytes written
1474           rios          Number of read IOs
1475           wios          Number of write IOs
1476           dbytes        Bytes discarded
1477           dios          Number of discard IOs
1478           ======        =====================
1479
1480         An example read output follows::
1481
1482           8:16 rbytes=1459200 wbytes=314773504 rios=192 wios=353 dbytes=0 dios=0
1483           8:0 rbytes=90430464 wbytes=299008000 rios=8950 wios=1252 dbytes=50331648 dios=3021
1484
1485   io.cost.qos
1486         A read-write nested-keyed file with exists only on the root
1487         cgroup.
1488
1489         This file configures the Quality of Service of the IO cost
1490         model based controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which
1491         currently implements "io.weight" proportional control.  Lines
1492         are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The
1493         line for a given device is populated on the first write for
1494         the device on "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following
1495         nested keys are defined.
1496
1497           ======        =====================================
1498           enable        Weight-based control enable
1499           ctrl          "auto" or "user"
1500           rpct          Read latency percentile    [0, 100]
1501           rlat          Read latency threshold
1502           wpct          Write latency percentile   [0, 100]
1503           wlat          Write latency threshold
1504           min           Minimum scaling percentage [1, 10000]
1505           max           Maximum scaling percentage [1, 10000]
1506           ======        =====================================
1507
1508         The controller is disabled by default and can be enabled by
1509         setting "enable" to 1.  "rpct" and "wpct" parameters default
1510         to zero and the controller uses internal device saturation
1511         state to adjust the overall IO rate between "min" and "max".
1512
1513         When a better control quality is needed, latency QoS
1514         parameters can be configured.  For example::
1515
1516           8:16 enable=1 ctrl=auto rpct=95.00 rlat=75000 wpct=95.00 wlat=150000 min=50.00 max=150.0
1517
1518         shows that on sdb, the controller is enabled, will consider
1519         the device saturated if the 95th percentile of read completion
1520         latencies is above 75ms or write 150ms, and adjust the overall
1521         IO issue rate between 50% and 150% accordingly.
1522
1523         The lower the saturation point, the better the latency QoS at
1524         the cost of aggregate bandwidth.  The narrower the allowed
1525         adjustment range between "min" and "max", the more conformant
1526         to the cost model the IO behavior.  Note that the IO issue
1527         base rate may be far off from 100% and setting "min" and "max"
1528         blindly can lead to a significant loss of device capacity or
1529         control quality.  "min" and "max" are useful for regulating
1530         devices which show wide temporary behavior changes - e.g. a
1531         ssd which accepts writes at the line speed for a while and
1532         then completely stalls for multiple seconds.
1533
1534         When "ctrl" is "auto", the parameters are controlled by the
1535         kernel and may change automatically.  Setting "ctrl" to "user"
1536         or setting any of the percentile and latency parameters puts
1537         it into "user" mode and disables the automatic changes.  The
1538         automatic mode can be restored by setting "ctrl" to "auto".
1539
1540   io.cost.model
1541         A read-write nested-keyed file with exists only on the root
1542         cgroup.
1543
1544         This file configures the cost model of the IO cost model based
1545         controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which currently
1546         implements "io.weight" proportional control.  Lines are keyed
1547         by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The line for a
1548         given device is populated on the first write for the device on
1549         "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following nested keys
1550         are defined.
1551
1552           =====         ================================
1553           ctrl          "auto" or "user"
1554           model         The cost model in use - "linear"
1555           =====         ================================
1556
1557         When "ctrl" is "auto", the kernel may change all parameters
1558         dynamically.  When "ctrl" is set to "user" or any other
1559         parameters are written to, "ctrl" become "user" and the
1560         automatic changes are disabled.
1561
1562         When "model" is "linear", the following model parameters are
1563         defined.
1564
1565           ============= ========================================
1566           [r|w]bps      The maximum sequential IO throughput
1567           [r|w]seqiops  The maximum 4k sequential IOs per second
1568           [r|w]randiops The maximum 4k random IOs per second
1569           ============= ========================================
1570
1571         From the above, the builtin linear model determines the base
1572         costs of a sequential and random IO and the cost coefficient
1573         for the IO size.  While simple, this model can cover most
1574         common device classes acceptably.
1575
1576         The IO cost model isn't expected to be accurate in absolute
1577         sense and is scaled to the device behavior dynamically.
1578
1579         If needed, tools/cgroup/iocost_coef_gen.py can be used to
1580         generate device-specific coefficients.
1581
1582   io.weight
1583         A read-write flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1584         The default is "default 100".
1585
1586         The first line is the default weight applied to devices
1587         without specific override.  The rest are overrides keyed by
1588         $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The weights are in
1589         the range [1, 10000] and specifies the relative amount IO time
1590         the cgroup can use in relation to its siblings.
1591
1592         The default weight can be updated by writing either "default
1593         $WEIGHT" or simply "$WEIGHT".  Overrides can be set by writing
1594         "$MAJ:$MIN $WEIGHT" and unset by writing "$MAJ:$MIN default".
1595
1596         An example read output follows::
1597
1598           default 100
1599           8:16 200
1600           8:0 50
1601
1602   io.max
1603         A read-write nested-keyed file which exists on non-root
1604         cgroups.
1605
1606         BPS and IOPS based IO limit.  Lines are keyed by $MAJ:$MIN
1607         device numbers and not ordered.  The following nested keys are
1608         defined.
1609
1610           =====         ==================================
1611           rbps          Max read bytes per second
1612           wbps          Max write bytes per second
1613           riops         Max read IO operations per second
1614           wiops         Max write IO operations per second
1615           =====         ==================================
1616
1617         When writing, any number of nested key-value pairs can be
1618         specified in any order.  "max" can be specified as the value
1619         to remove a specific limit.  If the same key is specified
1620         multiple times, the outcome is undefined.
1621
1622         BPS and IOPS are measured in each IO direction and IOs are
1623         delayed if limit is reached.  Temporary bursts are allowed.
1624
1625         Setting read limit at 2M BPS and write at 120 IOPS for 8:16::
1626
1627           echo "8:16 rbps=2097152 wiops=120" > io.max
1628
1629         Reading returns the following::
1630
1631           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=120
1632
1633         Write IOPS limit can be removed by writing the following::
1634
1635           echo "8:16 wiops=max" > io.max
1636
1637         Reading now returns the following::
1638
1639           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=max
1640
1641   io.pressure
1642         A read-only nested-key file which exists on non-root cgroups.
1643
1644         Shows pressure stall information for IO. See
1645         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1646
1647
1648 Writeback
1649 ~~~~~~~~~
1650
1651 Page cache is dirtied through buffered writes and shared mmaps and
1652 written asynchronously to the backing filesystem by the writeback
1653 mechanism.  Writeback sits between the memory and IO domains and
1654 regulates the proportion of dirty memory by balancing dirtying and
1655 write IOs.
1656
1657 The io controller, in conjunction with the memory controller,
1658 implements control of page cache writeback IOs.  The memory controller
1659 defines the memory domain that dirty memory ratio is calculated and
1660 maintained for and the io controller defines the io domain which
1661 writes out dirty pages for the memory domain.  Both system-wide and
1662 per-cgroup dirty memory states are examined and the more restrictive
1663 of the two is enforced.
1664
1665 cgroup writeback requires explicit support from the underlying
1666 filesystem.  Currently, cgroup writeback is implemented on ext2, ext4
1667 and btrfs.  On other filesystems, all writeback IOs are attributed to
1668 the root cgroup.
1669
1670 There are inherent differences in memory and writeback management
1671 which affects how cgroup ownership is tracked.  Memory is tracked per
1672 page while writeback per inode.  For the purpose of writeback, an
1673 inode is assigned to a cgroup and all IO requests to write dirty pages
1674 from the inode are attributed to that cgroup.
1675
1676 As cgroup ownership for memory is tracked per page, there can be pages
1677 which are associated with different cgroups than the one the inode is
1678 associated with.  These are called foreign pages.  The writeback
1679 constantly keeps track of foreign pages and, if a particular foreign
1680 cgroup becomes the majority over a certain period of time, switches
1681 the ownership of the inode to that cgroup.
1682
1683 While this model is enough for most use cases where a given inode is
1684 mostly dirtied by a single cgroup even when the main writing cgroup
1685 changes over time, use cases where multiple cgroups write to a single
1686 inode simultaneously are not supported well.  In such circumstances, a
1687 significant portion of IOs are likely to be attributed incorrectly.
1688 As memory controller assigns page ownership on the first use and
1689 doesn't update it until the page is released, even if writeback
1690 strictly follows page ownership, multiple cgroups dirtying overlapping
1691 areas wouldn't work as expected.  It's recommended to avoid such usage
1692 patterns.
1693
1694 The sysctl knobs which affect writeback behavior are applied to cgroup
1695 writeback as follows.
1696
1697   vm.dirty_background_ratio, vm.dirty_ratio
1698         These ratios apply the same to cgroup writeback with the
1699         amount of available memory capped by limits imposed by the
1700         memory controller and system-wide clean memory.
1701
1702   vm.dirty_background_bytes, vm.dirty_bytes
1703         For cgroup writeback, this is calculated into ratio against
1704         total available memory and applied the same way as
1705         vm.dirty[_background]_ratio.
1706
1707
1708 IO Latency
1709 ~~~~~~~~~~
1710
1711 This is a cgroup v2 controller for IO workload protection.  You provide a group
1712 with a latency target, and if the average latency exceeds that target the
1713 controller will throttle any peers that have a lower latency target than the
1714 protected workload.
1715
1716 The limits are only applied at the peer level in the hierarchy.  This means that
1717 in the diagram below, only groups A, B, and C will influence each other, and
1718 groups D and F will influence each other.  Group G will influence nobody::
1719
1720                         [root]
1721                 /          |            \
1722                 A          B            C
1723                /  \        |
1724               D    F       G
1725
1726
1727 So the ideal way to configure this is to set io.latency in groups A, B, and C.
1728 Generally you do not want to set a value lower than the latency your device
1729 supports.  Experiment to find the value that works best for your workload.
1730 Start at higher than the expected latency for your device and watch the
1731 avg_lat value in io.stat for your workload group to get an idea of the
1732 latency you see during normal operation.  Use the avg_lat value as a basis for
1733 your real setting, setting at 10-15% higher than the value in io.stat.
1734
1735 How IO Latency Throttling Works
1736 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1737
1738 io.latency is work conserving; so as long as everybody is meeting their latency
1739 target the controller doesn't do anything.  Once a group starts missing its
1740 target it begins throttling any peer group that has a higher target than itself.
1741 This throttling takes 2 forms:
1742
1743 - Queue depth throttling.  This is the number of outstanding IO's a group is
1744   allowed to have.  We will clamp down relatively quickly, starting at no limit
1745   and going all the way down to 1 IO at a time.
1746
1747 - Artificial delay induction.  There are certain types of IO that cannot be
1748   throttled without possibly adversely affecting higher priority groups.  This
1749   includes swapping and metadata IO.  These types of IO are allowed to occur
1750   normally, however they are "charged" to the originating group.  If the
1751   originating group is being throttled you will see the use_delay and delay
1752   fields in io.stat increase.  The delay value is how many microseconds that are
1753   being added to any process that runs in this group.  Because this number can
1754   grow quite large if there is a lot of swapping or metadata IO occurring we
1755   limit the individual delay events to 1 second at a time.
1756
1757 Once the victimized group starts meeting its latency target again it will start
1758 unthrottling any peer groups that were throttled previously.  If the victimized
1759 group simply stops doing IO the global counter will unthrottle appropriately.
1760
1761 IO Latency Interface Files
1762 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1763
1764   io.latency
1765         This takes a similar format as the other controllers.
1766
1767                 "MAJOR:MINOR target=<target time in microseconds"
1768
1769   io.stat
1770         If the controller is enabled you will see extra stats in io.stat in
1771         addition to the normal ones.
1772
1773           depth
1774                 This is the current queue depth for the group.
1775
1776           avg_lat
1777                 This is an exponential moving average with a decay rate of 1/exp
1778                 bound by the sampling interval.  The decay rate interval can be
1779                 calculated by multiplying the win value in io.stat by the
1780                 corresponding number of samples based on the win value.
1781
1782           win
1783                 The sampling window size in milliseconds.  This is the minimum
1784                 duration of time between evaluation events.  Windows only elapse
1785                 with IO activity.  Idle periods extend the most recent window.
1786
1787 PID
1788 ---
1789
1790 The process number controller is used to allow a cgroup to stop any
1791 new tasks from being fork()'d or clone()'d after a specified limit is
1792 reached.
1793
1794 The number of tasks in a cgroup can be exhausted in ways which other
1795 controllers cannot prevent, thus warranting its own controller.  For
1796 example, a fork bomb is likely to exhaust the number of tasks before
1797 hitting memory restrictions.
1798
1799 Note that PIDs used in this controller refer to TIDs, process IDs as
1800 used by the kernel.
1801
1802
1803 PID Interface Files
1804 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1805
1806   pids.max
1807         A read-write single value file which exists on non-root
1808         cgroups.  The default is "max".
1809
1810         Hard limit of number of processes.
1811
1812   pids.current
1813         A read-only single value file which exists on all cgroups.
1814
1815         The number of processes currently in the cgroup and its
1816         descendants.
1817
1818 Organisational operations are not blocked by cgroup policies, so it is
1819 possible to have pids.current > pids.max.  This can be done by either
1820 setting the limit to be smaller than pids.current, or attaching enough
1821 processes to the cgroup such that pids.current is larger than
1822 pids.max.  However, it is not possible to violate a cgroup PID policy
1823 through fork() or clone(). These will return -EAGAIN if the creation
1824 of a new process would cause a cgroup policy to be violated.
1825
1826
1827 Cpuset
1828 ------
1829
1830 The "cpuset" controller provides a mechanism for constraining
1831 the CPU and memory node placement of tasks to only the resources
1832 specified in the cpuset interface files in a task's current cgroup.
1833 This is especially valuable on large NUMA systems where placing jobs
1834 on properly sized subsets of the systems with careful processor and
1835 memory placement to reduce cross-node memory access and contention
1836 can improve overall system performance.
1837
1838 The "cpuset" controller is hierarchical.  That means the controller
1839 cannot use CPUs or memory nodes not allowed in its parent.
1840
1841
1842 Cpuset Interface Files
1843 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1844
1845   cpuset.cpus
1846         A read-write multiple values file which exists on non-root
1847         cpuset-enabled cgroups.
1848
1849         It lists the requested CPUs to be used by tasks within this
1850         cgroup.  The actual list of CPUs to be granted, however, is
1851         subjected to constraints imposed by its parent and can differ
1852         from the requested CPUs.
1853
1854         The CPU numbers are comma-separated numbers or ranges.
1855         For example::
1856
1857           # cat cpuset.cpus
1858           0-4,6,8-10
1859
1860         An empty value indicates that the cgroup is using the same
1861         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
1862         "cpuset.cpus" or all the available CPUs if none is found.
1863
1864         The value of "cpuset.cpus" stays constant until the next update
1865         and won't be affected by any CPU hotplug events.
1866
1867   cpuset.cpus.effective
1868         A read-only multiple values file which exists on all
1869         cpuset-enabled cgroups.
1870
1871         It lists the onlined CPUs that are actually granted to this
1872         cgroup by its parent.  These CPUs are allowed to be used by
1873         tasks within the current cgroup.
1874
1875         If "cpuset.cpus" is empty, the "cpuset.cpus.effective" file shows
1876         all the CPUs from the parent cgroup that can be available to
1877         be used by this cgroup.  Otherwise, it should be a subset of
1878         "cpuset.cpus" unless none of the CPUs listed in "cpuset.cpus"
1879         can be granted.  In this case, it will be treated just like an
1880         empty "cpuset.cpus".
1881
1882         Its value will be affected by CPU hotplug events.
1883
1884   cpuset.mems
1885         A read-write multiple values file which exists on non-root
1886         cpuset-enabled cgroups.
1887
1888         It lists the requested memory nodes to be used by tasks within
1889         this cgroup.  The actual list of memory nodes granted, however,
1890         is subjected to constraints imposed by its parent and can differ
1891         from the requested memory nodes.
1892
1893         The memory node numbers are comma-separated numbers or ranges.
1894         For example::
1895
1896           # cat cpuset.mems
1897           0-1,3
1898
1899         An empty value indicates that the cgroup is using the same
1900         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
1901         "cpuset.mems" or all the available memory nodes if none
1902         is found.
1903
1904         The value of "cpuset.mems" stays constant until the next update
1905         and won't be affected by any memory nodes hotplug events.
1906
1907   cpuset.mems.effective
1908         A read-only multiple values file which exists on all
1909         cpuset-enabled cgroups.
1910
1911         It lists the onlined memory nodes that are actually granted to
1912         this cgroup by its parent. These memory nodes are allowed to
1913         be used by tasks within the current cgroup.
1914
1915         If "cpuset.mems" is empty, it shows all the memory nodes from the
1916         parent cgroup that will be available to be used by this cgroup.
1917         Otherwise, it should be a subset of "cpuset.mems" unless none of
1918         the memory nodes listed in "cpuset.mems" can be granted.  In this
1919         case, it will be treated just like an empty "cpuset.mems".
1920
1921         Its value will be affected by memory nodes hotplug events.
1922
1923   cpuset.cpus.partition
1924         A read-write single value file which exists on non-root
1925         cpuset-enabled cgroups.  This flag is owned by the parent cgroup
1926         and is not delegatable.
1927
1928         It accepts only the following input values when written to.
1929
1930         "root"   - a partition root
1931         "member" - a non-root member of a partition
1932
1933         When set to be a partition root, the current cgroup is the
1934         root of a new partition or scheduling domain that comprises
1935         itself and all its descendants except those that are separate
1936         partition roots themselves and their descendants.  The root
1937         cgroup is always a partition root.
1938
1939         There are constraints on where a partition root can be set.
1940         It can only be set in a cgroup if all the following conditions
1941         are true.
1942
1943         1) The "cpuset.cpus" is not empty and the list of CPUs are
1944            exclusive, i.e. they are not shared by any of its siblings.
1945         2) The parent cgroup is a partition root.
1946         3) The "cpuset.cpus" is also a proper subset of the parent's
1947            "cpuset.cpus.effective".
1948         4) There is no child cgroups with cpuset enabled.  This is for
1949            eliminating corner cases that have to be handled if such a
1950            condition is allowed.
1951
1952         Setting it to partition root will take the CPUs away from the
1953         effective CPUs of the parent cgroup.  Once it is set, this
1954         file cannot be reverted back to "member" if there are any child
1955         cgroups with cpuset enabled.
1956
1957         A parent partition cannot distribute all its CPUs to its
1958         child partitions.  There must be at least one cpu left in the
1959         parent partition.
1960
1961         Once becoming a partition root, changes to "cpuset.cpus" is
1962         generally allowed as long as the first condition above is true,
1963         the change will not take away all the CPUs from the parent
1964         partition and the new "cpuset.cpus" value is a superset of its
1965         children's "cpuset.cpus" values.
1966
1967         Sometimes, external factors like changes to ancestors'
1968         "cpuset.cpus" or cpu hotplug can cause the state of the partition
1969         root to change.  On read, the "cpuset.sched.partition" file
1970         can show the following values.
1971
1972         "member"       Non-root member of a partition
1973         "root"         Partition root
1974         "root invalid" Invalid partition root
1975
1976         It is a partition root if the first 2 partition root conditions
1977         above are true and at least one CPU from "cpuset.cpus" is
1978         granted by the parent cgroup.
1979
1980         A partition root can become invalid if none of CPUs requested
1981         in "cpuset.cpus" can be granted by the parent cgroup or the
1982         parent cgroup is no longer a partition root itself.  In this
1983         case, it is not a real partition even though the restriction
1984         of the first partition root condition above will still apply.
1985         The cpu affinity of all the tasks in the cgroup will then be
1986         associated with CPUs in the nearest ancestor partition.
1987
1988         An invalid partition root can be transitioned back to a
1989         real partition root if at least one of the requested CPUs
1990         can now be granted by its parent.  In this case, the cpu
1991         affinity of all the tasks in the formerly invalid partition
1992         will be associated to the CPUs of the newly formed partition.
1993         Changing the partition state of an invalid partition root to
1994         "member" is always allowed even if child cpusets are present.
1995
1996
1997 Device controller
1998 -----------------
1999
2000 Device controller manages access to device files. It includes both
2001 creation of new device files (using mknod), and access to the
2002 existing device files.
2003
2004 Cgroup v2 device controller has no interface files and is implemented
2005 on top of cgroup BPF. To control access to device files, a user may
2006 create bpf programs of the BPF_CGROUP_DEVICE type and attach them
2007 to cgroups. On an attempt to access a device file, corresponding
2008 BPF programs will be executed, and depending on the return value
2009 the attempt will succeed or fail with -EPERM.
2010
2011 A BPF_CGROUP_DEVICE program takes a pointer to the bpf_cgroup_dev_ctx
2012 structure, which describes the device access attempt: access type
2013 (mknod/read/write) and device (type, major and minor numbers).
2014 If the program returns 0, the attempt fails with -EPERM, otherwise
2015 it succeeds.
2016
2017 An example of BPF_CGROUP_DEVICE program may be found in the kernel
2018 source tree in the tools/testing/selftests/bpf/dev_cgroup.c file.
2019
2020
2021 RDMA
2022 ----
2023
2024 The "rdma" controller regulates the distribution and accounting of
2025 of RDMA resources.
2026
2027 RDMA Interface Files
2028 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2029
2030   rdma.max
2031         A readwrite nested-keyed file that exists for all the cgroups
2032         except root that describes current configured resource limit
2033         for a RDMA/IB device.
2034
2035         Lines are keyed by device name and are not ordered.
2036         Each line contains space separated resource name and its configured
2037         limit that can be distributed.
2038
2039         The following nested keys are defined.
2040
2041           ==========    =============================
2042           hca_handle    Maximum number of HCA Handles
2043           hca_object    Maximum number of HCA Objects
2044           ==========    =============================
2045
2046         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2047
2048           mlx4_0 hca_handle=2 hca_object=2000
2049           ocrdma1 hca_handle=3 hca_object=max
2050
2051   rdma.current
2052         A read-only file that describes current resource usage.
2053         It exists for all the cgroup except root.
2054
2055         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2056
2057           mlx4_0 hca_handle=1 hca_object=20
2058           ocrdma1 hca_handle=1 hca_object=23
2059
2060 HugeTLB
2061 -------
2062
2063 The HugeTLB controller allows to limit the HugeTLB usage per control group and
2064 enforces the controller limit during page fault.
2065
2066 HugeTLB Interface Files
2067 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2068
2069   hugetlb.<hugepagesize>.current
2070         Show current usage for "hugepagesize" hugetlb.  It exists for all
2071         the cgroup except root.
2072
2073   hugetlb.<hugepagesize>.max
2074         Set/show the hard limit of "hugepagesize" hugetlb usage.
2075         The default value is "max".  It exists for all the cgroup except root.
2076
2077   hugetlb.<hugepagesize>.events
2078         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
2079
2080           max
2081                 The number of allocation failure due to HugeTLB limit
2082
2083   hugetlb.<hugepagesize>.events.local
2084         Similar to hugetlb.<hugepagesize>.events but the fields in the file
2085         are local to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
2086         generated on this file reflects only the local events.
2087
2088 Misc
2089 ----
2090
2091 perf_event
2092 ~~~~~~~~~~
2093
2094 perf_event controller, if not mounted on a legacy hierarchy, is
2095 automatically enabled on the v2 hierarchy so that perf events can
2096 always be filtered by cgroup v2 path.  The controller can still be
2097 moved to a legacy hierarchy after v2 hierarchy is populated.
2098
2099
2100 Non-normative information
2101 -------------------------
2102
2103 This section contains information that isn't considered to be a part of
2104 the stable kernel API and so is subject to change.
2105
2106
2107 CPU controller root cgroup process behaviour
2108 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2109
2110 When distributing CPU cycles in the root cgroup each thread in this
2111 cgroup is treated as if it was hosted in a separate child cgroup of the
2112 root cgroup. This child cgroup weight is dependent on its thread nice
2113 level.
2114
2115 For details of this mapping see sched_prio_to_weight array in
2116 kernel/sched/core.c file (values from this array should be scaled
2117 appropriately so the neutral - nice 0 - value is 100 instead of 1024).
2118
2119
2120 IO controller root cgroup process behaviour
2121 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2122
2123 Root cgroup processes are hosted in an implicit leaf child node.
2124 When distributing IO resources this implicit child node is taken into
2125 account as if it was a normal child cgroup of the root cgroup with a
2126 weight value of 200.
2127
2128
2129 Namespace
2130 =========
2131
2132 Basics
2133 ------
2134
2135 cgroup namespace provides a mechanism to virtualize the view of the
2136 "/proc/$PID/cgroup" file and cgroup mounts.  The CLONE_NEWCGROUP clone
2137 flag can be used with clone(2) and unshare(2) to create a new cgroup
2138 namespace.  The process running inside the cgroup namespace will have
2139 its "/proc/$PID/cgroup" output restricted to cgroupns root.  The
2140 cgroupns root is the cgroup of the process at the time of creation of
2141 the cgroup namespace.
2142
2143 Without cgroup namespace, the "/proc/$PID/cgroup" file shows the
2144 complete path of the cgroup of a process.  In a container setup where
2145 a set of cgroups and namespaces are intended to isolate processes the
2146 "/proc/$PID/cgroup" file may leak potential system level information
2147 to the isolated processes.  For Example::
2148
2149   # cat /proc/self/cgroup
2150   0::/batchjobs/container_id1
2151
2152 The path '/batchjobs/container_id1' can be considered as system-data
2153 and undesirable to expose to the isolated processes.  cgroup namespace
2154 can be used to restrict visibility of this path.  For example, before
2155 creating a cgroup namespace, one would see::
2156
2157   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2158   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:37 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026531835]
2159   # cat /proc/self/cgroup
2160   0::/batchjobs/container_id1
2161
2162 After unsharing a new namespace, the view changes::
2163
2164   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2165   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:35 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026532183]
2166   # cat /proc/self/cgroup
2167   0::/
2168
2169 When some thread from a multi-threaded process unshares its cgroup
2170 namespace, the new cgroupns gets applied to the entire process (all
2171 the threads).  This is natural for the v2 hierarchy; however, for the
2172 legacy hierarchies, this may be unexpected.
2173
2174 A cgroup namespace is alive as long as there are processes inside or
2175 mounts pinning it.  When the last usage goes away, the cgroup
2176 namespace is destroyed.  The cgroupns root and the actual cgroups
2177 remain.
2178
2179
2180 The Root and Views
2181 ------------------
2182
2183 The 'cgroupns root' for a cgroup namespace is the cgroup in which the
2184 process calling unshare(2) is running.  For example, if a process in
2185 /batchjobs/container_id1 cgroup calls unshare, cgroup
2186 /batchjobs/container_id1 becomes the cgroupns root.  For the
2187 init_cgroup_ns, this is the real root ('/') cgroup.
2188
2189 The cgroupns root cgroup does not change even if the namespace creator
2190 process later moves to a different cgroup::
2191
2192   # ~/unshare -c # unshare cgroupns in some cgroup
2193   # cat /proc/self/cgroup
2194   0::/
2195   # mkdir sub_cgrp_1
2196   # echo 0 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2197   # cat /proc/self/cgroup
2198   0::/sub_cgrp_1
2199
2200 Each process gets its namespace-specific view of "/proc/$PID/cgroup"
2201
2202 Processes running inside the cgroup namespace will be able to see
2203 cgroup paths (in /proc/self/cgroup) only inside their root cgroup.
2204 From within an unshared cgroupns::
2205
2206   # sleep 100000 &
2207   [1] 7353
2208   # echo 7353 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2209   # cat /proc/7353/cgroup
2210   0::/sub_cgrp_1
2211
2212 From the initial cgroup namespace, the real cgroup path will be
2213 visible::
2214
2215   $ cat /proc/7353/cgroup
2216   0::/batchjobs/container_id1/sub_cgrp_1
2217
2218 From a sibling cgroup namespace (that is, a namespace rooted at a
2219 different cgroup), the cgroup path relative to its own cgroup
2220 namespace root will be shown.  For instance, if PID 7353's cgroup
2221 namespace root is at '/batchjobs/container_id2', then it will see::
2222
2223   # cat /proc/7353/cgroup
2224   0::/../container_id2/sub_cgrp_1
2225
2226 Note that the relative path always starts with '/' to indicate that
2227 its relative to the cgroup namespace root of the caller.
2228
2229
2230 Migration and setns(2)
2231 ----------------------
2232
2233 Processes inside a cgroup namespace can move into and out of the
2234 namespace root if they have proper access to external cgroups.  For
2235 example, from inside a namespace with cgroupns root at
2236 /batchjobs/container_id1, and assuming that the global hierarchy is
2237 still accessible inside cgroupns::
2238
2239   # cat /proc/7353/cgroup
2240   0::/sub_cgrp_1
2241   # echo 7353 > batchjobs/container_id2/cgroup.procs
2242   # cat /proc/7353/cgroup
2243   0::/../container_id2
2244
2245 Note that this kind of setup is not encouraged.  A task inside cgroup
2246 namespace should only be exposed to its own cgroupns hierarchy.
2247
2248 setns(2) to another cgroup namespace is allowed when:
2249
2250 (a) the process has CAP_SYS_ADMIN against its current user namespace
2251 (b) the process has CAP_SYS_ADMIN against the target cgroup
2252     namespace's userns
2253
2254 No implicit cgroup changes happen with attaching to another cgroup
2255 namespace.  It is expected that the someone moves the attaching
2256 process under the target cgroup namespace root.
2257
2258
2259 Interaction with Other Namespaces
2260 ---------------------------------
2261
2262 Namespace specific cgroup hierarchy can be mounted by a process
2263 running inside a non-init cgroup namespace::
2264
2265   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
2266
2267 This will mount the unified cgroup hierarchy with cgroupns root as the
2268 filesystem root.  The process needs CAP_SYS_ADMIN against its user and
2269 mount namespaces.
2270
2271 The virtualization of /proc/self/cgroup file combined with restricting
2272 the view of cgroup hierarchy by namespace-private cgroupfs mount
2273 provides a properly isolated cgroup view inside the container.
2274
2275
2276 Information on Kernel Programming
2277 =================================
2278
2279 This section contains kernel programming information in the areas
2280 where interacting with cgroup is necessary.  cgroup core and
2281 controllers are not covered.
2282
2283
2284 Filesystem Support for Writeback
2285 --------------------------------
2286
2287 A filesystem can support cgroup writeback by updating
2288 address_space_operations->writepage[s]() to annotate bio's using the
2289 following two functions.
2290
2291   wbc_init_bio(@wbc, @bio)
2292         Should be called for each bio carrying writeback data and
2293         associates the bio with the inode's owner cgroup and the
2294         corresponding request queue.  This must be called after
2295         a queue (device) has been associated with the bio and
2296         before submission.
2297
2298   wbc_account_cgroup_owner(@wbc, @page, @bytes)
2299         Should be called for each data segment being written out.
2300         While this function doesn't care exactly when it's called
2301         during the writeback session, it's the easiest and most
2302         natural to call it as data segments are added to a bio.
2303
2304 With writeback bio's annotated, cgroup support can be enabled per
2305 super_block by setting SB_I_CGROUPWB in ->s_iflags.  This allows for
2306 selective disabling of cgroup writeback support which is helpful when
2307 certain filesystem features, e.g. journaled data mode, are
2308 incompatible.
2309
2310 wbc_init_bio() binds the specified bio to its cgroup.  Depending on
2311 the configuration, the bio may be executed at a lower priority and if
2312 the writeback session is holding shared resources, e.g. a journal
2313 entry, may lead to priority inversion.  There is no one easy solution
2314 for the problem.  Filesystems can try to work around specific problem
2315 cases by skipping wbc_init_bio() and using bio_associate_blkg()
2316 directly.
2317
2318
2319 Deprecated v1 Core Features
2320 ===========================
2321
2322 - Multiple hierarchies including named ones are not supported.
2323
2324 - All v1 mount options are not supported.
2325
2326 - The "tasks" file is removed and "cgroup.procs" is not sorted.
2327
2328 - "cgroup.clone_children" is removed.
2329
2330 - /proc/cgroups is meaningless for v2.  Use "cgroup.controllers" file
2331   at the root instead.
2332
2333
2334 Issues with v1 and Rationales for v2
2335 ====================================
2336
2337 Multiple Hierarchies
2338 --------------------
2339
2340 cgroup v1 allowed an arbitrary number of hierarchies and each
2341 hierarchy could host any number of controllers.  While this seemed to
2342 provide a high level of flexibility, it wasn't useful in practice.
2343
2344 For example, as there is only one instance of each controller, utility
2345 type controllers such as freezer which can be useful in all
2346 hierarchies could only be used in one.  The issue is exacerbated by
2347 the fact that controllers couldn't be moved to another hierarchy once
2348 hierarchies were populated.  Another issue was that all controllers
2349 bound to a hierarchy were forced to have exactly the same view of the
2350 hierarchy.  It wasn't possible to vary the granularity depending on
2351 the specific controller.
2352
2353 In practice, these issues heavily limited which controllers could be
2354 put on the same hierarchy and most configurations resorted to putting
2355 each controller on its own hierarchy.  Only closely related ones, such
2356 as the cpu and cpuacct controllers, made sense to be put on the same
2357 hierarchy.  This often meant that userland ended up managing multiple
2358 similar hierarchies repeating the same steps on each hierarchy
2359 whenever a hierarchy management operation was necessary.
2360
2361 Furthermore, support for multiple hierarchies came at a steep cost.
2362 It greatly complicated cgroup core implementation but more importantly
2363 the support for multiple hierarchies restricted how cgroup could be
2364 used in general and what controllers was able to do.
2365
2366 There was no limit on how many hierarchies there might be, which meant
2367 that a thread's cgroup membership couldn't be described in finite
2368 length.  The key might contain any number of entries and was unlimited
2369 in length, which made it highly awkward to manipulate and led to
2370 addition of controllers which existed only to identify membership,
2371 which in turn exacerbated the original problem of proliferating number
2372 of hierarchies.
2373
2374 Also, as a controller couldn't have any expectation regarding the
2375 topologies of hierarchies other controllers might be on, each
2376 controller had to assume that all other controllers were attached to
2377 completely orthogonal hierarchies.  This made it impossible, or at
2378 least very cumbersome, for controllers to cooperate with each other.
2379
2380 In most use cases, putting controllers on hierarchies which are
2381 completely orthogonal to each other isn't necessary.  What usually is
2382 called for is the ability to have differing levels of granularity
2383 depending on the specific controller.  In other words, hierarchy may
2384 be collapsed from leaf towards root when viewed from specific
2385 controllers.  For example, a given configuration might not care about
2386 how memory is distributed beyond a certain level while still wanting
2387 to control how CPU cycles are distributed.
2388
2389
2390 Thread Granularity
2391 ------------------
2392
2393 cgroup v1 allowed threads of a process to belong to different cgroups.
2394 This didn't make sense for some controllers and those controllers
2395 ended up implementing different ways to ignore such situations but
2396 much more importantly it blurred the line between API exposed to
2397 individual applications and system management interface.
2398
2399 Generally, in-process knowledge is available only to the process
2400 itself; thus, unlike service-level organization of processes,
2401 categorizing threads of a process requires active participation from
2402 the application which owns the target process.
2403
2404 cgroup v1 had an ambiguously defined delegation model which got abused
2405 in combination with thread granularity.  cgroups were delegated to
2406 individual applications so that they can create and manage their own
2407 sub-hierarchies and control resource distributions along them.  This
2408 effectively raised cgroup to the status of a syscall-like API exposed
2409 to lay programs.
2410
2411 First of all, cgroup has a fundamentally inadequate interface to be
2412 exposed this way.  For a process to access its own knobs, it has to
2413 extract the path on the target hierarchy from /proc/self/cgroup,
2414 construct the path by appending the name of the knob to the path, open
2415 and then read and/or write to it.  This is not only extremely clunky
2416 and unusual but also inherently racy.  There is no conventional way to
2417 define transaction across the required steps and nothing can guarantee
2418 that the process would actually be operating on its own sub-hierarchy.
2419
2420 cgroup controllers implemented a number of knobs which would never be
2421 accepted as public APIs because they were just adding control knobs to
2422 system-management pseudo filesystem.  cgroup ended up with interface
2423 knobs which were not properly abstracted or refined and directly
2424 revealed kernel internal details.  These knobs got exposed to
2425 individual applications through the ill-defined delegation mechanism
2426 effectively abusing cgroup as a shortcut to implementing public APIs
2427 without going through the required scrutiny.
2428
2429 This was painful for both userland and kernel.  Userland ended up with
2430 misbehaving and poorly abstracted interfaces and kernel exposing and
2431 locked into constructs inadvertently.
2432
2433
2434 Competition Between Inner Nodes and Threads
2435 -------------------------------------------
2436
2437 cgroup v1 allowed threads to be in any cgroups which created an
2438 interesting problem where threads belonging to a parent cgroup and its
2439 children cgroups competed for resources.  This was nasty as two
2440 different types of entities competed and there was no obvious way to
2441 settle it.  Different controllers did different things.
2442
2443 The cpu controller considered threads and cgroups as equivalents and
2444 mapped nice levels to cgroup weights.  This worked for some cases but
2445 fell flat when children wanted to be allocated specific ratios of CPU
2446 cycles and the number of internal threads fluctuated - the ratios
2447 constantly changed as the number of competing entities fluctuated.
2448 There also were other issues.  The mapping from nice level to weight
2449 wasn't obvious or universal, and there were various other knobs which
2450 simply weren't available for threads.
2451
2452 The io controller implicitly created a hidden leaf node for each
2453 cgroup to host the threads.  The hidden leaf had its own copies of all
2454 the knobs with ``leaf_`` prefixed.  While this allowed equivalent
2455 control over internal threads, it was with serious drawbacks.  It
2456 always added an extra layer of nesting which wouldn't be necessary
2457 otherwise, made the interface messy and significantly complicated the
2458 implementation.
2459
2460 The memory controller didn't have a way to control what happened
2461 between internal tasks and child cgroups and the behavior was not
2462 clearly defined.  There were attempts to add ad-hoc behaviors and
2463 knobs to tailor the behavior to specific workloads which would have
2464 led to problems extremely difficult to resolve in the long term.
2465
2466 Multiple controllers struggled with internal tasks and came up with
2467 different ways to deal with it; unfortunately, all the approaches were
2468 severely flawed and, furthermore, the widely different behaviors
2469 made cgroup as a whole highly inconsistent.
2470
2471 This clearly is a problem which needs to be addressed from cgroup core
2472 in a uniform way.
2473
2474
2475 Other Interface Issues
2476 ----------------------
2477
2478 cgroup v1 grew without oversight and developed a large number of
2479 idiosyncrasies and inconsistencies.  One issue on the cgroup core side
2480 was how an empty cgroup was notified - a userland helper binary was
2481 forked and executed for each event.  The event delivery wasn't
2482 recursive or delegatable.  The limitations of the mechanism also led
2483 to in-kernel event delivery filtering mechanism further complicating
2484 the interface.
2485
2486 Controller interfaces were problematic too.  An extreme example is
2487 controllers completely ignoring hierarchical organization and treating
2488 all cgroups as if they were all located directly under the root
2489 cgroup.  Some controllers exposed a large amount of inconsistent
2490 implementation details to userland.
2491
2492 There also was no consistency across controllers.  When a new cgroup
2493 was created, some controllers defaulted to not imposing extra
2494 restrictions while others disallowed any resource usage until
2495 explicitly configured.  Configuration knobs for the same type of
2496 control used widely differing naming schemes and formats.  Statistics
2497 and information knobs were named arbitrarily and used different
2498 formats and units even in the same controller.
2499
2500 cgroup v2 establishes common conventions where appropriate and updates
2501 controllers so that they expose minimal and consistent interfaces.
2502
2503
2504 Controller Issues and Remedies
2505 ------------------------------
2506
2507 Memory
2508 ~~~~~~
2509
2510 The original lower boundary, the soft limit, is defined as a limit
2511 that is per default unset.  As a result, the set of cgroups that
2512 global reclaim prefers is opt-in, rather than opt-out.  The costs for
2513 optimizing these mostly negative lookups are so high that the
2514 implementation, despite its enormous size, does not even provide the
2515 basic desirable behavior.  First off, the soft limit has no
2516 hierarchical meaning.  All configured groups are organized in a global
2517 rbtree and treated like equal peers, regardless where they are located
2518 in the hierarchy.  This makes subtree delegation impossible.  Second,
2519 the soft limit reclaim pass is so aggressive that it not just
2520 introduces high allocation latencies into the system, but also impacts
2521 system performance due to overreclaim, to the point where the feature
2522 becomes self-defeating.
2523
2524 The memory.low boundary on the other hand is a top-down allocated
2525 reserve.  A cgroup enjoys reclaim protection when it's within its
2526 effective low, which makes delegation of subtrees possible. It also
2527 enjoys having reclaim pressure proportional to its overage when
2528 above its effective low.
2529
2530 The original high boundary, the hard limit, is defined as a strict
2531 limit that can not budge, even if the OOM killer has to be called.
2532 But this generally goes against the goal of making the most out of the
2533 available memory.  The memory consumption of workloads varies during
2534 runtime, and that requires users to overcommit.  But doing that with a
2535 strict upper limit requires either a fairly accurate prediction of the
2536 working set size or adding slack to the limit.  Since working set size
2537 estimation is hard and error prone, and getting it wrong results in
2538 OOM kills, most users tend to err on the side of a looser limit and
2539 end up wasting precious resources.
2540
2541 The memory.high boundary on the other hand can be set much more
2542 conservatively.  When hit, it throttles allocations by forcing them
2543 into direct reclaim to work off the excess, but it never invokes the
2544 OOM killer.  As a result, a high boundary that is chosen too
2545 aggressively will not terminate the processes, but instead it will
2546 lead to gradual performance degradation.  The user can monitor this
2547 and make corrections until the minimal memory footprint that still
2548 gives acceptable performance is found.
2549
2550 In extreme cases, with many concurrent allocations and a complete
2551 breakdown of reclaim progress within the group, the high boundary can
2552 be exceeded.  But even then it's mostly better to satisfy the
2553 allocation from the slack available in other groups or the rest of the
2554 system than killing the group.  Otherwise, memory.max is there to
2555 limit this type of spillover and ultimately contain buggy or even
2556 malicious applications.
2557
2558 Setting the original memory.limit_in_bytes below the current usage was
2559 subject to a race condition, where concurrent charges could cause the
2560 limit setting to fail. memory.max on the other hand will first set the
2561 limit to prevent new charges, and then reclaim and OOM kill until the
2562 new limit is met - or the task writing to memory.max is killed.
2563
2564 The combined memory+swap accounting and limiting is replaced by real
2565 control over swap space.
2566
2567 The main argument for a combined memory+swap facility in the original
2568 cgroup design was that global or parental pressure would always be
2569 able to swap all anonymous memory of a child group, regardless of the
2570 child's own (possibly untrusted) configuration.  However, untrusted
2571 groups can sabotage swapping by other means - such as referencing its
2572 anonymous memory in a tight loop - and an admin can not assume full
2573 swappability when overcommitting untrusted jobs.
2574
2575 For trusted jobs, on the other hand, a combined counter is not an
2576 intuitive userspace interface, and it flies in the face of the idea
2577 that cgroup controllers should account and limit specific physical
2578 resources.  Swap space is a resource like all others in the system,
2579 and that's why unified hierarchy allows distributing it separately.