Merge tag 'libnvdimm-for-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/nvdim...
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / admin-guide / cgroup-v2.rst
1 .. _cgroup-v2:
2
3 ================
4 Control Group v2
5 ================
6
7 :Date: October, 2015
8 :Author: Tejun Heo <tj@kernel.org>
9
10 This is the authoritative documentation on the design, interface and
11 conventions of cgroup v2.  It describes all userland-visible aspects
12 of cgroup including core and specific controller behaviors.  All
13 future changes must be reflected in this document.  Documentation for
14 v1 is available under :ref:`Documentation/admin-guide/cgroup-v1/index.rst <cgroup-v1>`.
15
16 .. CONTENTS
17
18    1. Introduction
19      1-1. Terminology
20      1-2. What is cgroup?
21    2. Basic Operations
22      2-1. Mounting
23      2-2. Organizing Processes and Threads
24        2-2-1. Processes
25        2-2-2. Threads
26      2-3. [Un]populated Notification
27      2-4. Controlling Controllers
28        2-4-1. Enabling and Disabling
29        2-4-2. Top-down Constraint
30        2-4-3. No Internal Process Constraint
31      2-5. Delegation
32        2-5-1. Model of Delegation
33        2-5-2. Delegation Containment
34      2-6. Guidelines
35        2-6-1. Organize Once and Control
36        2-6-2. Avoid Name Collisions
37    3. Resource Distribution Models
38      3-1. Weights
39      3-2. Limits
40      3-3. Protections
41      3-4. Allocations
42    4. Interface Files
43      4-1. Format
44      4-2. Conventions
45      4-3. Core Interface Files
46    5. Controllers
47      5-1. CPU
48        5-1-1. CPU Interface Files
49      5-2. Memory
50        5-2-1. Memory Interface Files
51        5-2-2. Usage Guidelines
52        5-2-3. Memory Ownership
53      5-3. IO
54        5-3-1. IO Interface Files
55        5-3-2. Writeback
56        5-3-3. IO Latency
57          5-3-3-1. How IO Latency Throttling Works
58          5-3-3-2. IO Latency Interface Files
59        5-3-4. IO Priority
60      5-4. PID
61        5-4-1. PID Interface Files
62      5-5. Cpuset
63        5.5-1. Cpuset Interface Files
64      5-6. Device
65      5-7. RDMA
66        5-7-1. RDMA Interface Files
67      5-8. HugeTLB
68        5.8-1. HugeTLB Interface Files
69      5-9. Misc
70        5.9-1 Miscellaneous cgroup Interface Files
71        5.9-2 Migration and Ownership
72      5-10. Others
73        5-10-1. perf_event
74      5-N. Non-normative information
75        5-N-1. CPU controller root cgroup process behaviour
76        5-N-2. IO controller root cgroup process behaviour
77    6. Namespace
78      6-1. Basics
79      6-2. The Root and Views
80      6-3. Migration and setns(2)
81      6-4. Interaction with Other Namespaces
82    P. Information on Kernel Programming
83      P-1. Filesystem Support for Writeback
84    D. Deprecated v1 Core Features
85    R. Issues with v1 and Rationales for v2
86      R-1. Multiple Hierarchies
87      R-2. Thread Granularity
88      R-3. Competition Between Inner Nodes and Threads
89      R-4. Other Interface Issues
90      R-5. Controller Issues and Remedies
91        R-5-1. Memory
92
93
94 Introduction
95 ============
96
97 Terminology
98 -----------
99
100 "cgroup" stands for "control group" and is never capitalized.  The
101 singular form is used to designate the whole feature and also as a
102 qualifier as in "cgroup controllers".  When explicitly referring to
103 multiple individual control groups, the plural form "cgroups" is used.
104
105
106 What is cgroup?
107 ---------------
108
109 cgroup is a mechanism to organize processes hierarchically and
110 distribute system resources along the hierarchy in a controlled and
111 configurable manner.
112
113 cgroup is largely composed of two parts - the core and controllers.
114 cgroup core is primarily responsible for hierarchically organizing
115 processes.  A cgroup controller is usually responsible for
116 distributing a specific type of system resource along the hierarchy
117 although there are utility controllers which serve purposes other than
118 resource distribution.
119
120 cgroups form a tree structure and every process in the system belongs
121 to one and only one cgroup.  All threads of a process belong to the
122 same cgroup.  On creation, all processes are put in the cgroup that
123 the parent process belongs to at the time.  A process can be migrated
124 to another cgroup.  Migration of a process doesn't affect already
125 existing descendant processes.
126
127 Following certain structural constraints, controllers may be enabled or
128 disabled selectively on a cgroup.  All controller behaviors are
129 hierarchical - if a controller is enabled on a cgroup, it affects all
130 processes which belong to the cgroups consisting the inclusive
131 sub-hierarchy of the cgroup.  When a controller is enabled on a nested
132 cgroup, it always restricts the resource distribution further.  The
133 restrictions set closer to the root in the hierarchy can not be
134 overridden from further away.
135
136
137 Basic Operations
138 ================
139
140 Mounting
141 --------
142
143 Unlike v1, cgroup v2 has only single hierarchy.  The cgroup v2
144 hierarchy can be mounted with the following mount command::
145
146   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
147
148 cgroup2 filesystem has the magic number 0x63677270 ("cgrp").  All
149 controllers which support v2 and are not bound to a v1 hierarchy are
150 automatically bound to the v2 hierarchy and show up at the root.
151 Controllers which are not in active use in the v2 hierarchy can be
152 bound to other hierarchies.  This allows mixing v2 hierarchy with the
153 legacy v1 multiple hierarchies in a fully backward compatible way.
154
155 A controller can be moved across hierarchies only after the controller
156 is no longer referenced in its current hierarchy.  Because per-cgroup
157 controller states are destroyed asynchronously and controllers may
158 have lingering references, a controller may not show up immediately on
159 the v2 hierarchy after the final umount of the previous hierarchy.
160 Similarly, a controller should be fully disabled to be moved out of
161 the unified hierarchy and it may take some time for the disabled
162 controller to become available for other hierarchies; furthermore, due
163 to inter-controller dependencies, other controllers may need to be
164 disabled too.
165
166 While useful for development and manual configurations, moving
167 controllers dynamically between the v2 and other hierarchies is
168 strongly discouraged for production use.  It is recommended to decide
169 the hierarchies and controller associations before starting using the
170 controllers after system boot.
171
172 During transition to v2, system management software might still
173 automount the v1 cgroup filesystem and so hijack all controllers
174 during boot, before manual intervention is possible. To make testing
175 and experimenting easier, the kernel parameter cgroup_no_v1= allows
176 disabling controllers in v1 and make them always available in v2.
177
178 cgroup v2 currently supports the following mount options.
179
180   nsdelegate
181         Consider cgroup namespaces as delegation boundaries.  This
182         option is system wide and can only be set on mount or modified
183         through remount from the init namespace.  The mount option is
184         ignored on non-init namespace mounts.  Please refer to the
185         Delegation section for details.
186
187   memory_localevents
188         Only populate memory.events with data for the current cgroup,
189         and not any subtrees. This is legacy behaviour, the default
190         behaviour without this option is to include subtree counts.
191         This option is system wide and can only be set on mount or
192         modified through remount from the init namespace. The mount
193         option is ignored on non-init namespace mounts.
194
195   memory_recursiveprot
196         Recursively apply memory.min and memory.low protection to
197         entire subtrees, without requiring explicit downward
198         propagation into leaf cgroups.  This allows protecting entire
199         subtrees from one another, while retaining free competition
200         within those subtrees.  This should have been the default
201         behavior but is a mount-option to avoid regressing setups
202         relying on the original semantics (e.g. specifying bogusly
203         high 'bypass' protection values at higher tree levels).
204
205
206 Organizing Processes and Threads
207 --------------------------------
208
209 Processes
210 ~~~~~~~~~
211
212 Initially, only the root cgroup exists to which all processes belong.
213 A child cgroup can be created by creating a sub-directory::
214
215   # mkdir $CGROUP_NAME
216
217 A given cgroup may have multiple child cgroups forming a tree
218 structure.  Each cgroup has a read-writable interface file
219 "cgroup.procs".  When read, it lists the PIDs of all processes which
220 belong to the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
221 same PID may show up more than once if the process got moved to
222 another cgroup and then back or the PID got recycled while reading.
223
224 A process can be migrated into a cgroup by writing its PID to the
225 target cgroup's "cgroup.procs" file.  Only one process can be migrated
226 on a single write(2) call.  If a process is composed of multiple
227 threads, writing the PID of any thread migrates all threads of the
228 process.
229
230 When a process forks a child process, the new process is born into the
231 cgroup that the forking process belongs to at the time of the
232 operation.  After exit, a process stays associated with the cgroup
233 that it belonged to at the time of exit until it's reaped; however, a
234 zombie process does not appear in "cgroup.procs" and thus can't be
235 moved to another cgroup.
236
237 A cgroup which doesn't have any children or live processes can be
238 destroyed by removing the directory.  Note that a cgroup which doesn't
239 have any children and is associated only with zombie processes is
240 considered empty and can be removed::
241
242   # rmdir $CGROUP_NAME
243
244 "/proc/$PID/cgroup" lists a process's cgroup membership.  If legacy
245 cgroup is in use in the system, this file may contain multiple lines,
246 one for each hierarchy.  The entry for cgroup v2 is always in the
247 format "0::$PATH"::
248
249   # cat /proc/842/cgroup
250   ...
251   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested
252
253 If the process becomes a zombie and the cgroup it was associated with
254 is removed subsequently, " (deleted)" is appended to the path::
255
256   # cat /proc/842/cgroup
257   ...
258   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested (deleted)
259
260
261 Threads
262 ~~~~~~~
263
264 cgroup v2 supports thread granularity for a subset of controllers to
265 support use cases requiring hierarchical resource distribution across
266 the threads of a group of processes.  By default, all threads of a
267 process belong to the same cgroup, which also serves as the resource
268 domain to host resource consumptions which are not specific to a
269 process or thread.  The thread mode allows threads to be spread across
270 a subtree while still maintaining the common resource domain for them.
271
272 Controllers which support thread mode are called threaded controllers.
273 The ones which don't are called domain controllers.
274
275 Marking a cgroup threaded makes it join the resource domain of its
276 parent as a threaded cgroup.  The parent may be another threaded
277 cgroup whose resource domain is further up in the hierarchy.  The root
278 of a threaded subtree, that is, the nearest ancestor which is not
279 threaded, is called threaded domain or thread root interchangeably and
280 serves as the resource domain for the entire subtree.
281
282 Inside a threaded subtree, threads of a process can be put in
283 different cgroups and are not subject to the no internal process
284 constraint - threaded controllers can be enabled on non-leaf cgroups
285 whether they have threads in them or not.
286
287 As the threaded domain cgroup hosts all the domain resource
288 consumptions of the subtree, it is considered to have internal
289 resource consumptions whether there are processes in it or not and
290 can't have populated child cgroups which aren't threaded.  Because the
291 root cgroup is not subject to no internal process constraint, it can
292 serve both as a threaded domain and a parent to domain cgroups.
293
294 The current operation mode or type of the cgroup is shown in the
295 "cgroup.type" file which indicates whether the cgroup is a normal
296 domain, a domain which is serving as the domain of a threaded subtree,
297 or a threaded cgroup.
298
299 On creation, a cgroup is always a domain cgroup and can be made
300 threaded by writing "threaded" to the "cgroup.type" file.  The
301 operation is single direction::
302
303   # echo threaded > cgroup.type
304
305 Once threaded, the cgroup can't be made a domain again.  To enable the
306 thread mode, the following conditions must be met.
307
308 - As the cgroup will join the parent's resource domain.  The parent
309   must either be a valid (threaded) domain or a threaded cgroup.
310
311 - When the parent is an unthreaded domain, it must not have any domain
312   controllers enabled or populated domain children.  The root is
313   exempt from this requirement.
314
315 Topology-wise, a cgroup can be in an invalid state.  Please consider
316 the following topology::
317
318   A (threaded domain) - B (threaded) - C (domain, just created)
319
320 C is created as a domain but isn't connected to a parent which can
321 host child domains.  C can't be used until it is turned into a
322 threaded cgroup.  "cgroup.type" file will report "domain (invalid)" in
323 these cases.  Operations which fail due to invalid topology use
324 EOPNOTSUPP as the errno.
325
326 A domain cgroup is turned into a threaded domain when one of its child
327 cgroup becomes threaded or threaded controllers are enabled in the
328 "cgroup.subtree_control" file while there are processes in the cgroup.
329 A threaded domain reverts to a normal domain when the conditions
330 clear.
331
332 When read, "cgroup.threads" contains the list of the thread IDs of all
333 threads in the cgroup.  Except that the operations are per-thread
334 instead of per-process, "cgroup.threads" has the same format and
335 behaves the same way as "cgroup.procs".  While "cgroup.threads" can be
336 written to in any cgroup, as it can only move threads inside the same
337 threaded domain, its operations are confined inside each threaded
338 subtree.
339
340 The threaded domain cgroup serves as the resource domain for the whole
341 subtree, and, while the threads can be scattered across the subtree,
342 all the processes are considered to be in the threaded domain cgroup.
343 "cgroup.procs" in a threaded domain cgroup contains the PIDs of all
344 processes in the subtree and is not readable in the subtree proper.
345 However, "cgroup.procs" can be written to from anywhere in the subtree
346 to migrate all threads of the matching process to the cgroup.
347
348 Only threaded controllers can be enabled in a threaded subtree.  When
349 a threaded controller is enabled inside a threaded subtree, it only
350 accounts for and controls resource consumptions associated with the
351 threads in the cgroup and its descendants.  All consumptions which
352 aren't tied to a specific thread belong to the threaded domain cgroup.
353
354 Because a threaded subtree is exempt from no internal process
355 constraint, a threaded controller must be able to handle competition
356 between threads in a non-leaf cgroup and its child cgroups.  Each
357 threaded controller defines how such competitions are handled.
358
359
360 [Un]populated Notification
361 --------------------------
362
363 Each non-root cgroup has a "cgroup.events" file which contains
364 "populated" field indicating whether the cgroup's sub-hierarchy has
365 live processes in it.  Its value is 0 if there is no live process in
366 the cgroup and its descendants; otherwise, 1.  poll and [id]notify
367 events are triggered when the value changes.  This can be used, for
368 example, to start a clean-up operation after all processes of a given
369 sub-hierarchy have exited.  The populated state updates and
370 notifications are recursive.  Consider the following sub-hierarchy
371 where the numbers in the parentheses represent the numbers of processes
372 in each cgroup::
373
374   A(4) - B(0) - C(1)
375               \ D(0)
376
377 A, B and C's "populated" fields would be 1 while D's 0.  After the one
378 process in C exits, B and C's "populated" fields would flip to "0" and
379 file modified events will be generated on the "cgroup.events" files of
380 both cgroups.
381
382
383 Controlling Controllers
384 -----------------------
385
386 Enabling and Disabling
387 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
388
389 Each cgroup has a "cgroup.controllers" file which lists all
390 controllers available for the cgroup to enable::
391
392   # cat cgroup.controllers
393   cpu io memory
394
395 No controller is enabled by default.  Controllers can be enabled and
396 disabled by writing to the "cgroup.subtree_control" file::
397
398   # echo "+cpu +memory -io" > cgroup.subtree_control
399
400 Only controllers which are listed in "cgroup.controllers" can be
401 enabled.  When multiple operations are specified as above, either they
402 all succeed or fail.  If multiple operations on the same controller
403 are specified, the last one is effective.
404
405 Enabling a controller in a cgroup indicates that the distribution of
406 the target resource across its immediate children will be controlled.
407 Consider the following sub-hierarchy.  The enabled controllers are
408 listed in parentheses::
409
410   A(cpu,memory) - B(memory) - C()
411                             \ D()
412
413 As A has "cpu" and "memory" enabled, A will control the distribution
414 of CPU cycles and memory to its children, in this case, B.  As B has
415 "memory" enabled but not "CPU", C and D will compete freely on CPU
416 cycles but their division of memory available to B will be controlled.
417
418 As a controller regulates the distribution of the target resource to
419 the cgroup's children, enabling it creates the controller's interface
420 files in the child cgroups.  In the above example, enabling "cpu" on B
421 would create the "cpu." prefixed controller interface files in C and
422 D.  Likewise, disabling "memory" from B would remove the "memory."
423 prefixed controller interface files from C and D.  This means that the
424 controller interface files - anything which doesn't start with
425 "cgroup." are owned by the parent rather than the cgroup itself.
426
427
428 Top-down Constraint
429 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
430
431 Resources are distributed top-down and a cgroup can further distribute
432 a resource only if the resource has been distributed to it from the
433 parent.  This means that all non-root "cgroup.subtree_control" files
434 can only contain controllers which are enabled in the parent's
435 "cgroup.subtree_control" file.  A controller can be enabled only if
436 the parent has the controller enabled and a controller can't be
437 disabled if one or more children have it enabled.
438
439
440 No Internal Process Constraint
441 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
442
443 Non-root cgroups can distribute domain resources to their children
444 only when they don't have any processes of their own.  In other words,
445 only domain cgroups which don't contain any processes can have domain
446 controllers enabled in their "cgroup.subtree_control" files.
447
448 This guarantees that, when a domain controller is looking at the part
449 of the hierarchy which has it enabled, processes are always only on
450 the leaves.  This rules out situations where child cgroups compete
451 against internal processes of the parent.
452
453 The root cgroup is exempt from this restriction.  Root contains
454 processes and anonymous resource consumption which can't be associated
455 with any other cgroups and requires special treatment from most
456 controllers.  How resource consumption in the root cgroup is governed
457 is up to each controller (for more information on this topic please
458 refer to the Non-normative information section in the Controllers
459 chapter).
460
461 Note that the restriction doesn't get in the way if there is no
462 enabled controller in the cgroup's "cgroup.subtree_control".  This is
463 important as otherwise it wouldn't be possible to create children of a
464 populated cgroup.  To control resource distribution of a cgroup, the
465 cgroup must create children and transfer all its processes to the
466 children before enabling controllers in its "cgroup.subtree_control"
467 file.
468
469
470 Delegation
471 ----------
472
473 Model of Delegation
474 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
475
476 A cgroup can be delegated in two ways.  First, to a less privileged
477 user by granting write access of the directory and its "cgroup.procs",
478 "cgroup.threads" and "cgroup.subtree_control" files to the user.
479 Second, if the "nsdelegate" mount option is set, automatically to a
480 cgroup namespace on namespace creation.
481
482 Because the resource control interface files in a given directory
483 control the distribution of the parent's resources, the delegatee
484 shouldn't be allowed to write to them.  For the first method, this is
485 achieved by not granting access to these files.  For the second, the
486 kernel rejects writes to all files other than "cgroup.procs" and
487 "cgroup.subtree_control" on a namespace root from inside the
488 namespace.
489
490 The end results are equivalent for both delegation types.  Once
491 delegated, the user can build sub-hierarchy under the directory,
492 organize processes inside it as it sees fit and further distribute the
493 resources it received from the parent.  The limits and other settings
494 of all resource controllers are hierarchical and regardless of what
495 happens in the delegated sub-hierarchy, nothing can escape the
496 resource restrictions imposed by the parent.
497
498 Currently, cgroup doesn't impose any restrictions on the number of
499 cgroups in or nesting depth of a delegated sub-hierarchy; however,
500 this may be limited explicitly in the future.
501
502
503 Delegation Containment
504 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
505
506 A delegated sub-hierarchy is contained in the sense that processes
507 can't be moved into or out of the sub-hierarchy by the delegatee.
508
509 For delegations to a less privileged user, this is achieved by
510 requiring the following conditions for a process with a non-root euid
511 to migrate a target process into a cgroup by writing its PID to the
512 "cgroup.procs" file.
513
514 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file.
515
516 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file of the
517   common ancestor of the source and destination cgroups.
518
519 The above two constraints ensure that while a delegatee may migrate
520 processes around freely in the delegated sub-hierarchy it can't pull
521 in from or push out to outside the sub-hierarchy.
522
523 For an example, let's assume cgroups C0 and C1 have been delegated to
524 user U0 who created C00, C01 under C0 and C10 under C1 as follows and
525 all processes under C0 and C1 belong to U0::
526
527   ~~~~~~~~~~~~~ - C0 - C00
528   ~ cgroup    ~      \ C01
529   ~ hierarchy ~
530   ~~~~~~~~~~~~~ - C1 - C10
531
532 Let's also say U0 wants to write the PID of a process which is
533 currently in C10 into "C00/cgroup.procs".  U0 has write access to the
534 file; however, the common ancestor of the source cgroup C10 and the
535 destination cgroup C00 is above the points of delegation and U0 would
536 not have write access to its "cgroup.procs" files and thus the write
537 will be denied with -EACCES.
538
539 For delegations to namespaces, containment is achieved by requiring
540 that both the source and destination cgroups are reachable from the
541 namespace of the process which is attempting the migration.  If either
542 is not reachable, the migration is rejected with -ENOENT.
543
544
545 Guidelines
546 ----------
547
548 Organize Once and Control
549 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
550
551 Migrating a process across cgroups is a relatively expensive operation
552 and stateful resources such as memory are not moved together with the
553 process.  This is an explicit design decision as there often exist
554 inherent trade-offs between migration and various hot paths in terms
555 of synchronization cost.
556
557 As such, migrating processes across cgroups frequently as a means to
558 apply different resource restrictions is discouraged.  A workload
559 should be assigned to a cgroup according to the system's logical and
560 resource structure once on start-up.  Dynamic adjustments to resource
561 distribution can be made by changing controller configuration through
562 the interface files.
563
564
565 Avoid Name Collisions
566 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
567
568 Interface files for a cgroup and its children cgroups occupy the same
569 directory and it is possible to create children cgroups which collide
570 with interface files.
571
572 All cgroup core interface files are prefixed with "cgroup." and each
573 controller's interface files are prefixed with the controller name and
574 a dot.  A controller's name is composed of lower case alphabets and
575 '_'s but never begins with an '_' so it can be used as the prefix
576 character for collision avoidance.  Also, interface file names won't
577 start or end with terms which are often used in categorizing workloads
578 such as job, service, slice, unit or workload.
579
580 cgroup doesn't do anything to prevent name collisions and it's the
581 user's responsibility to avoid them.
582
583
584 Resource Distribution Models
585 ============================
586
587 cgroup controllers implement several resource distribution schemes
588 depending on the resource type and expected use cases.  This section
589 describes major schemes in use along with their expected behaviors.
590
591
592 Weights
593 -------
594
595 A parent's resource is distributed by adding up the weights of all
596 active children and giving each the fraction matching the ratio of its
597 weight against the sum.  As only children which can make use of the
598 resource at the moment participate in the distribution, this is
599 work-conserving.  Due to the dynamic nature, this model is usually
600 used for stateless resources.
601
602 All weights are in the range [1, 10000] with the default at 100.  This
603 allows symmetric multiplicative biases in both directions at fine
604 enough granularity while staying in the intuitive range.
605
606 As long as the weight is in range, all configuration combinations are
607 valid and there is no reason to reject configuration changes or
608 process migrations.
609
610 "cpu.weight" proportionally distributes CPU cycles to active children
611 and is an example of this type.
612
613
614 Limits
615 ------
616
617 A child can only consume upto the configured amount of the resource.
618 Limits can be over-committed - the sum of the limits of children can
619 exceed the amount of resource available to the parent.
620
621 Limits are in the range [0, max] and defaults to "max", which is noop.
622
623 As limits can be over-committed, all configuration combinations are
624 valid and there is no reason to reject configuration changes or
625 process migrations.
626
627 "io.max" limits the maximum BPS and/or IOPS that a cgroup can consume
628 on an IO device and is an example of this type.
629
630
631 Protections
632 -----------
633
634 A cgroup is protected upto the configured amount of the resource
635 as long as the usages of all its ancestors are under their
636 protected levels.  Protections can be hard guarantees or best effort
637 soft boundaries.  Protections can also be over-committed in which case
638 only upto the amount available to the parent is protected among
639 children.
640
641 Protections are in the range [0, max] and defaults to 0, which is
642 noop.
643
644 As protections can be over-committed, all configuration combinations
645 are valid and there is no reason to reject configuration changes or
646 process migrations.
647
648 "memory.low" implements best-effort memory protection and is an
649 example of this type.
650
651
652 Allocations
653 -----------
654
655 A cgroup is exclusively allocated a certain amount of a finite
656 resource.  Allocations can't be over-committed - the sum of the
657 allocations of children can not exceed the amount of resource
658 available to the parent.
659
660 Allocations are in the range [0, max] and defaults to 0, which is no
661 resource.
662
663 As allocations can't be over-committed, some configuration
664 combinations are invalid and should be rejected.  Also, if the
665 resource is mandatory for execution of processes, process migrations
666 may be rejected.
667
668 "cpu.rt.max" hard-allocates realtime slices and is an example of this
669 type.
670
671
672 Interface Files
673 ===============
674
675 Format
676 ------
677
678 All interface files should be in one of the following formats whenever
679 possible::
680
681   New-line separated values
682   (when only one value can be written at once)
683
684         VAL0\n
685         VAL1\n
686         ...
687
688   Space separated values
689   (when read-only or multiple values can be written at once)
690
691         VAL0 VAL1 ...\n
692
693   Flat keyed
694
695         KEY0 VAL0\n
696         KEY1 VAL1\n
697         ...
698
699   Nested keyed
700
701         KEY0 SUB_KEY0=VAL00 SUB_KEY1=VAL01...
702         KEY1 SUB_KEY0=VAL10 SUB_KEY1=VAL11...
703         ...
704
705 For a writable file, the format for writing should generally match
706 reading; however, controllers may allow omitting later fields or
707 implement restricted shortcuts for most common use cases.
708
709 For both flat and nested keyed files, only the values for a single key
710 can be written at a time.  For nested keyed files, the sub key pairs
711 may be specified in any order and not all pairs have to be specified.
712
713
714 Conventions
715 -----------
716
717 - Settings for a single feature should be contained in a single file.
718
719 - The root cgroup should be exempt from resource control and thus
720   shouldn't have resource control interface files.
721
722 - The default time unit is microseconds.  If a different unit is ever
723   used, an explicit unit suffix must be present.
724
725 - A parts-per quantity should use a percentage decimal with at least
726   two digit fractional part - e.g. 13.40.
727
728 - If a controller implements weight based resource distribution, its
729   interface file should be named "weight" and have the range [1,
730   10000] with 100 as the default.  The values are chosen to allow
731   enough and symmetric bias in both directions while keeping it
732   intuitive (the default is 100%).
733
734 - If a controller implements an absolute resource guarantee and/or
735   limit, the interface files should be named "min" and "max"
736   respectively.  If a controller implements best effort resource
737   guarantee and/or limit, the interface files should be named "low"
738   and "high" respectively.
739
740   In the above four control files, the special token "max" should be
741   used to represent upward infinity for both reading and writing.
742
743 - If a setting has a configurable default value and keyed specific
744   overrides, the default entry should be keyed with "default" and
745   appear as the first entry in the file.
746
747   The default value can be updated by writing either "default $VAL" or
748   "$VAL".
749
750   When writing to update a specific override, "default" can be used as
751   the value to indicate removal of the override.  Override entries
752   with "default" as the value must not appear when read.
753
754   For example, a setting which is keyed by major:minor device numbers
755   with integer values may look like the following::
756
757     # cat cgroup-example-interface-file
758     default 150
759     8:0 300
760
761   The default value can be updated by::
762
763     # echo 125 > cgroup-example-interface-file
764
765   or::
766
767     # echo "default 125" > cgroup-example-interface-file
768
769   An override can be set by::
770
771     # echo "8:16 170" > cgroup-example-interface-file
772
773   and cleared by::
774
775     # echo "8:0 default" > cgroup-example-interface-file
776     # cat cgroup-example-interface-file
777     default 125
778     8:16 170
779
780 - For events which are not very high frequency, an interface file
781   "events" should be created which lists event key value pairs.
782   Whenever a notifiable event happens, file modified event should be
783   generated on the file.
784
785
786 Core Interface Files
787 --------------------
788
789 All cgroup core files are prefixed with "cgroup."
790
791   cgroup.type
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   cgroup.kill
957         A write-only single value file which exists in non-root cgroups.
958         The only allowed value is "1".
959
960         Writing "1" to the file causes the cgroup and all descendant cgroups to
961         be killed. This means that all processes located in the affected cgroup
962         tree will be killed via SIGKILL.
963
964         Killing a cgroup tree will deal with concurrent forks appropriately and
965         is protected against migrations.
966
967         In a threaded cgroup, writing this file fails with EOPNOTSUPP as
968         killing cgroups is a process directed operation, i.e. it affects
969         the whole thread-group.
970
971 Controllers
972 ===========
973
974 .. _cgroup-v2-cpu:
975
976 CPU
977 ---
978
979 The "cpu" controllers regulates distribution of CPU cycles.  This
980 controller implements weight and absolute bandwidth limit models for
981 normal scheduling policy and absolute bandwidth allocation model for
982 realtime scheduling policy.
983
984 In all the above models, cycles distribution is defined only on a temporal
985 base and it does not account for the frequency at which tasks are executed.
986 The (optional) utilization clamping support allows to hint the schedutil
987 cpufreq governor about the minimum desired frequency which should always be
988 provided by a CPU, as well as the maximum desired frequency, which should not
989 be exceeded by a CPU.
990
991 WARNING: cgroup2 doesn't yet support control of realtime processes and
992 the cpu controller can only be enabled when all RT processes are in
993 the root cgroup.  Be aware that system management software may already
994 have placed RT processes into nonroot cgroups during the system boot
995 process, and these processes may need to be moved to the root cgroup
996 before the cpu controller can be enabled.
997
998
999 CPU Interface Files
1000 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1001
1002 All time durations are in microseconds.
1003
1004   cpu.stat
1005         A read-only flat-keyed file.
1006         This file exists whether the controller is enabled or not.
1007
1008         It always reports the following three stats:
1009
1010         - usage_usec
1011         - user_usec
1012         - system_usec
1013
1014         and the following three when the controller is enabled:
1015
1016         - nr_periods
1017         - nr_throttled
1018         - throttled_usec
1019
1020   cpu.weight
1021         A read-write single value file which exists on non-root
1022         cgroups.  The default is "100".
1023
1024         The weight in the range [1, 10000].
1025
1026   cpu.weight.nice
1027         A read-write single value file which exists on non-root
1028         cgroups.  The default is "0".
1029
1030         The nice value is in the range [-20, 19].
1031
1032         This interface file is an alternative interface for
1033         "cpu.weight" and allows reading and setting weight using the
1034         same values used by nice(2).  Because the range is smaller and
1035         granularity is coarser for the nice values, the read value is
1036         the closest approximation of the current weight.
1037
1038   cpu.max
1039         A read-write two value file which exists on non-root cgroups.
1040         The default is "max 100000".
1041
1042         The maximum bandwidth limit.  It's in the following format::
1043
1044           $MAX $PERIOD
1045
1046         which indicates that the group may consume upto $MAX in each
1047         $PERIOD duration.  "max" for $MAX indicates no limit.  If only
1048         one number is written, $MAX is updated.
1049
1050   cpu.pressure
1051         A read-write nested-keyed file.
1052
1053         Shows pressure stall information for CPU. See
1054         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1055
1056   cpu.uclamp.min
1057         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1058         The default is "0", i.e. no utilization boosting.
1059
1060         The requested minimum utilization (protection) as a percentage
1061         rational number, e.g. 12.34 for 12.34%.
1062
1063         This interface allows reading and setting minimum utilization clamp
1064         values similar to the sched_setattr(2). This minimum utilization
1065         value is used to clamp the task specific minimum utilization clamp.
1066
1067         The requested minimum utilization (protection) is always capped by
1068         the current value for the maximum utilization (limit), i.e.
1069         `cpu.uclamp.max`.
1070
1071   cpu.uclamp.max
1072         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1073         The default is "max". i.e. no utilization capping
1074
1075         The requested maximum utilization (limit) as a percentage rational
1076         number, e.g. 98.76 for 98.76%.
1077
1078         This interface allows reading and setting maximum utilization clamp
1079         values similar to the sched_setattr(2). This maximum utilization
1080         value is used to clamp the task specific maximum utilization clamp.
1081
1082
1083
1084 Memory
1085 ------
1086
1087 The "memory" controller regulates distribution of memory.  Memory is
1088 stateful and implements both limit and protection models.  Due to the
1089 intertwining between memory usage and reclaim pressure and the
1090 stateful nature of memory, the distribution model is relatively
1091 complex.
1092
1093 While not completely water-tight, all major memory usages by a given
1094 cgroup are tracked so that the total memory consumption can be
1095 accounted and controlled to a reasonable extent.  Currently, the
1096 following types of memory usages are tracked.
1097
1098 - Userland memory - page cache and anonymous memory.
1099
1100 - Kernel data structures such as dentries and inodes.
1101
1102 - TCP socket buffers.
1103
1104 The above list may expand in the future for better coverage.
1105
1106
1107 Memory Interface Files
1108 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1109
1110 All memory amounts are in bytes.  If a value which is not aligned to
1111 PAGE_SIZE is written, the value may be rounded up to the closest
1112 PAGE_SIZE multiple when read back.
1113
1114   memory.current
1115         A read-only single value file which exists on non-root
1116         cgroups.
1117
1118         The total amount of memory currently being used by the cgroup
1119         and its descendants.
1120
1121   memory.min
1122         A read-write single value file which exists on non-root
1123         cgroups.  The default is "0".
1124
1125         Hard memory protection.  If the memory usage of a cgroup
1126         is within its effective min boundary, the cgroup's memory
1127         won't be reclaimed under any conditions. If there is no
1128         unprotected reclaimable memory available, OOM killer
1129         is invoked. Above the effective min boundary (or
1130         effective low boundary if it is higher), pages are reclaimed
1131         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1132         smaller overages.
1133
1134         Effective min boundary is limited by memory.min values of
1135         all ancestor cgroups. If there is memory.min overcommitment
1136         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1137         than parent will allow), then each child cgroup will get
1138         the part of parent's protection proportional to its
1139         actual memory usage below memory.min.
1140
1141         Putting more memory than generally available under this
1142         protection is discouraged and may lead to constant OOMs.
1143
1144         If a memory cgroup is not populated with processes,
1145         its memory.min is ignored.
1146
1147   memory.low
1148         A read-write single value file which exists on non-root
1149         cgroups.  The default is "0".
1150
1151         Best-effort memory protection.  If the memory usage of a
1152         cgroup is within its effective low boundary, the cgroup's
1153         memory won't be reclaimed unless there is no reclaimable
1154         memory available in unprotected cgroups.
1155         Above the effective low boundary (or 
1156         effective min boundary if it is higher), pages are reclaimed
1157         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1158         smaller overages.
1159
1160         Effective low boundary is limited by memory.low values of
1161         all ancestor cgroups. If there is memory.low overcommitment
1162         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1163         than parent will allow), then each child cgroup will get
1164         the part of parent's protection proportional to its
1165         actual memory usage below memory.low.
1166
1167         Putting more memory than generally available under this
1168         protection is discouraged.
1169
1170   memory.high
1171         A read-write single value file which exists on non-root
1172         cgroups.  The default is "max".
1173
1174         Memory usage throttle limit.  This is the main mechanism to
1175         control memory usage of a cgroup.  If a cgroup's usage goes
1176         over the high boundary, the processes of the cgroup are
1177         throttled and put under heavy reclaim pressure.
1178
1179         Going over the high limit never invokes the OOM killer and
1180         under extreme conditions the limit may be breached.
1181
1182   memory.max
1183         A read-write single value file which exists on non-root
1184         cgroups.  The default is "max".
1185
1186         Memory usage hard limit.  This is the final protection
1187         mechanism.  If a cgroup's memory usage reaches this limit and
1188         can't be reduced, the OOM killer is invoked in the cgroup.
1189         Under certain circumstances, the usage may go over the limit
1190         temporarily.
1191
1192         In default configuration regular 0-order allocations always
1193         succeed unless OOM killer chooses current task as a victim.
1194
1195         Some kinds of allocations don't invoke the OOM killer.
1196         Caller could retry them differently, return into userspace
1197         as -ENOMEM or silently ignore in cases like disk readahead.
1198
1199         This is the ultimate protection mechanism.  As long as the
1200         high limit is used and monitored properly, this limit's
1201         utility is limited to providing the final safety net.
1202
1203   memory.oom.group
1204         A read-write single value file which exists on non-root
1205         cgroups.  The default value is "0".
1206
1207         Determines whether the cgroup should be treated as
1208         an indivisible workload by the OOM killer. If set,
1209         all tasks belonging to the cgroup or to its descendants
1210         (if the memory cgroup is not a leaf cgroup) are killed
1211         together or not at all. This can be used to avoid
1212         partial kills to guarantee workload integrity.
1213
1214         Tasks with the OOM protection (oom_score_adj set to -1000)
1215         are treated as an exception and are never killed.
1216
1217         If the OOM killer is invoked in a cgroup, it's not going
1218         to kill any tasks outside of this cgroup, regardless
1219         memory.oom.group values of ancestor cgroups.
1220
1221   memory.events
1222         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1223         The following entries are defined.  Unless specified
1224         otherwise, a value change in this file generates a file
1225         modified event.
1226
1227         Note that all fields in this file are hierarchical and the
1228         file modified event can be generated due to an event down the
1229         hierarchy. For for the local events at the cgroup level see
1230         memory.events.local.
1231
1232           low
1233                 The number of times the cgroup is reclaimed due to
1234                 high memory pressure even though its usage is under
1235                 the low boundary.  This usually indicates that the low
1236                 boundary is over-committed.
1237
1238           high
1239                 The number of times processes of the cgroup are
1240                 throttled and routed to perform direct memory reclaim
1241                 because the high memory boundary was exceeded.  For a
1242                 cgroup whose memory usage is capped by the high limit
1243                 rather than global memory pressure, this event's
1244                 occurrences are expected.
1245
1246           max
1247                 The number of times the cgroup's memory usage was
1248                 about to go over the max boundary.  If direct reclaim
1249                 fails to bring it down, the cgroup goes to OOM state.
1250
1251           oom
1252                 The number of time the cgroup's memory usage was
1253                 reached the limit and allocation was about to fail.
1254
1255                 This event is not raised if the OOM killer is not
1256                 considered as an option, e.g. for failed high-order
1257                 allocations or if caller asked to not retry attempts.
1258
1259           oom_kill
1260                 The number of processes belonging to this cgroup
1261                 killed by any kind of OOM killer.
1262
1263   memory.events.local
1264         Similar to memory.events but the fields in the file are local
1265         to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
1266         generated on this file reflects only the local events.
1267
1268   memory.stat
1269         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1270
1271         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1272         types of memory, type-specific details, and other information
1273         on the state and past events of the memory management system.
1274
1275         All memory amounts are in bytes.
1276
1277         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1278         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1279         fixed position; use the keys to look up specific values!
1280
1281         If the entry has no per-node counter (or not show in the
1282         memory.numa_stat). We use 'npn' (non-per-node) as the tag
1283         to indicate that it will not show in the memory.numa_stat.
1284
1285           anon
1286                 Amount of memory used in anonymous mappings such as
1287                 brk(), sbrk(), and mmap(MAP_ANONYMOUS)
1288
1289           file
1290                 Amount of memory used to cache filesystem data,
1291                 including tmpfs and shared memory.
1292
1293           kernel_stack
1294                 Amount of memory allocated to kernel stacks.
1295
1296           pagetables
1297                 Amount of memory allocated for page tables.
1298
1299           percpu (npn)
1300                 Amount of memory used for storing per-cpu kernel
1301                 data structures.
1302
1303           sock (npn)
1304                 Amount of memory used in network transmission buffers
1305
1306           shmem
1307                 Amount of cached filesystem data that is swap-backed,
1308                 such as tmpfs, shm segments, shared anonymous mmap()s
1309
1310           file_mapped
1311                 Amount of cached filesystem data mapped with mmap()
1312
1313           file_dirty
1314                 Amount of cached filesystem data that was modified but
1315                 not yet written back to disk
1316
1317           file_writeback
1318                 Amount of cached filesystem data that was modified and
1319                 is currently being written back to disk
1320
1321           swapcached
1322                 Amount of swap cached in memory. The swapcache is accounted
1323                 against both memory and swap usage.
1324
1325           anon_thp
1326                 Amount of memory used in anonymous mappings backed by
1327                 transparent hugepages
1328
1329           file_thp
1330                 Amount of cached filesystem data backed by transparent
1331                 hugepages
1332
1333           shmem_thp
1334                 Amount of shm, tmpfs, shared anonymous mmap()s backed by
1335                 transparent hugepages
1336
1337           inactive_anon, active_anon, inactive_file, active_file, unevictable
1338                 Amount of memory, swap-backed and filesystem-backed,
1339                 on the internal memory management lists used by the
1340                 page reclaim algorithm.
1341
1342                 As these represent internal list state (eg. shmem pages are on anon
1343                 memory management lists), inactive_foo + active_foo may not be equal to
1344                 the value for the foo counter, since the foo counter is type-based, not
1345                 list-based.
1346
1347           slab_reclaimable
1348                 Part of "slab" that might be reclaimed, such as
1349                 dentries and inodes.
1350
1351           slab_unreclaimable
1352                 Part of "slab" that cannot be reclaimed on memory
1353                 pressure.
1354
1355           slab (npn)
1356                 Amount of memory used for storing in-kernel data
1357                 structures.
1358
1359           workingset_refault_anon
1360                 Number of refaults of previously evicted anonymous pages.
1361
1362           workingset_refault_file
1363                 Number of refaults of previously evicted file pages.
1364
1365           workingset_activate_anon
1366                 Number of refaulted anonymous pages that were immediately
1367                 activated.
1368
1369           workingset_activate_file
1370                 Number of refaulted file pages that were immediately activated.
1371
1372           workingset_restore_anon
1373                 Number of restored anonymous pages which have been detected as
1374                 an active workingset before they got reclaimed.
1375
1376           workingset_restore_file
1377                 Number of restored file pages which have been detected as an
1378                 active workingset before they got reclaimed.
1379
1380           workingset_nodereclaim
1381                 Number of times a shadow node has been reclaimed
1382
1383           pgfault (npn)
1384                 Total number of page faults incurred
1385
1386           pgmajfault (npn)
1387                 Number of major page faults incurred
1388
1389           pgrefill (npn)
1390                 Amount of scanned pages (in an active LRU list)
1391
1392           pgscan (npn)
1393                 Amount of scanned pages (in an inactive LRU list)
1394
1395           pgsteal (npn)
1396                 Amount of reclaimed pages
1397
1398           pgactivate (npn)
1399                 Amount of pages moved to the active LRU list
1400
1401           pgdeactivate (npn)
1402                 Amount of pages moved to the inactive LRU list
1403
1404           pglazyfree (npn)
1405                 Amount of pages postponed to be freed under memory pressure
1406
1407           pglazyfreed (npn)
1408                 Amount of reclaimed lazyfree pages
1409
1410           thp_fault_alloc (npn)
1411                 Number of transparent hugepages which were allocated to satisfy
1412                 a page fault. This counter is not present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1413                 is not set.
1414
1415           thp_collapse_alloc (npn)
1416                 Number of transparent hugepages which were allocated to allow
1417                 collapsing an existing range of pages. This counter is not
1418                 present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE is not set.
1419
1420   memory.numa_stat
1421         A read-only nested-keyed file which exists on non-root cgroups.
1422
1423         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1424         types of memory, type-specific details, and other information
1425         per node on the state of the memory management system.
1426
1427         This is useful for providing visibility into the NUMA locality
1428         information within an memcg since the pages are allowed to be
1429         allocated from any physical node. One of the use case is evaluating
1430         application performance by combining this information with the
1431         application's CPU allocation.
1432
1433         All memory amounts are in bytes.
1434
1435         The output format of memory.numa_stat is::
1436
1437           type N0=<bytes in node 0> N1=<bytes in node 1> ...
1438
1439         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1440         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1441         fixed position; use the keys to look up specific values!
1442
1443         The entries can refer to the memory.stat.
1444
1445   memory.swap.current
1446         A read-only single value file which exists on non-root
1447         cgroups.
1448
1449         The total amount of swap currently being used by the cgroup
1450         and its descendants.
1451
1452   memory.swap.high
1453         A read-write single value file which exists on non-root
1454         cgroups.  The default is "max".
1455
1456         Swap usage throttle limit.  If a cgroup's swap usage exceeds
1457         this limit, all its further allocations will be throttled to
1458         allow userspace to implement custom out-of-memory procedures.
1459
1460         This limit marks a point of no return for the cgroup. It is NOT
1461         designed to manage the amount of swapping a workload does
1462         during regular operation. Compare to memory.swap.max, which
1463         prohibits swapping past a set amount, but lets the cgroup
1464         continue unimpeded as long as other memory can be reclaimed.
1465
1466         Healthy workloads are not expected to reach this limit.
1467
1468   memory.swap.max
1469         A read-write single value file which exists on non-root
1470         cgroups.  The default is "max".
1471
1472         Swap usage hard limit.  If a cgroup's swap usage reaches this
1473         limit, anonymous memory of the cgroup will not be swapped out.
1474
1475   memory.swap.events
1476         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1477         The following entries are defined.  Unless specified
1478         otherwise, a value change in this file generates a file
1479         modified event.
1480
1481           high
1482                 The number of times the cgroup's swap usage was over
1483                 the high threshold.
1484
1485           max
1486                 The number of times the cgroup's swap usage was about
1487                 to go over the max boundary and swap allocation
1488                 failed.
1489
1490           fail
1491                 The number of times swap allocation failed either
1492                 because of running out of swap system-wide or max
1493                 limit.
1494
1495         When reduced under the current usage, the existing swap
1496         entries are reclaimed gradually and the swap usage may stay
1497         higher than the limit for an extended period of time.  This
1498         reduces the impact on the workload and memory management.
1499
1500   memory.pressure
1501         A read-only nested-keyed file.
1502
1503         Shows pressure stall information for memory. See
1504         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1505
1506
1507 Usage Guidelines
1508 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1509
1510 "memory.high" is the main mechanism to control memory usage.
1511 Over-committing on high limit (sum of high limits > available memory)
1512 and letting global memory pressure to distribute memory according to
1513 usage is a viable strategy.
1514
1515 Because breach of the high limit doesn't trigger the OOM killer but
1516 throttles the offending cgroup, a management agent has ample
1517 opportunities to monitor and take appropriate actions such as granting
1518 more memory or terminating the workload.
1519
1520 Determining whether a cgroup has enough memory is not trivial as
1521 memory usage doesn't indicate whether the workload can benefit from
1522 more memory.  For example, a workload which writes data received from
1523 network to a file can use all available memory but can also operate as
1524 performant with a small amount of memory.  A measure of memory
1525 pressure - how much the workload is being impacted due to lack of
1526 memory - is necessary to determine whether a workload needs more
1527 memory; unfortunately, memory pressure monitoring mechanism isn't
1528 implemented yet.
1529
1530
1531 Memory Ownership
1532 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1533
1534 A memory area is charged to the cgroup which instantiated it and stays
1535 charged to the cgroup until the area is released.  Migrating a process
1536 to a different cgroup doesn't move the memory usages that it
1537 instantiated while in the previous cgroup to the new cgroup.
1538
1539 A memory area may be used by processes belonging to different cgroups.
1540 To which cgroup the area will be charged is in-deterministic; however,
1541 over time, the memory area is likely to end up in a cgroup which has
1542 enough memory allowance to avoid high reclaim pressure.
1543
1544 If a cgroup sweeps a considerable amount of memory which is expected
1545 to be accessed repeatedly by other cgroups, it may make sense to use
1546 POSIX_FADV_DONTNEED to relinquish the ownership of memory areas
1547 belonging to the affected files to ensure correct memory ownership.
1548
1549
1550 IO
1551 --
1552
1553 The "io" controller regulates the distribution of IO resources.  This
1554 controller implements both weight based and absolute bandwidth or IOPS
1555 limit distribution; however, weight based distribution is available
1556 only if cfq-iosched is in use and neither scheme is available for
1557 blk-mq devices.
1558
1559
1560 IO Interface Files
1561 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1562
1563   io.stat
1564         A read-only nested-keyed file.
1565
1566         Lines are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.
1567         The following nested keys are defined.
1568
1569           ======        =====================
1570           rbytes        Bytes read
1571           wbytes        Bytes written
1572           rios          Number of read IOs
1573           wios          Number of write IOs
1574           dbytes        Bytes discarded
1575           dios          Number of discard IOs
1576           ======        =====================
1577
1578         An example read output follows::
1579
1580           8:16 rbytes=1459200 wbytes=314773504 rios=192 wios=353 dbytes=0 dios=0
1581           8:0 rbytes=90430464 wbytes=299008000 rios=8950 wios=1252 dbytes=50331648 dios=3021
1582
1583   io.cost.qos
1584         A read-write nested-keyed file which exists only on the root
1585         cgroup.
1586
1587         This file configures the Quality of Service of the IO cost
1588         model based controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which
1589         currently implements "io.weight" proportional control.  Lines
1590         are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The
1591         line for a given device is populated on the first write for
1592         the device on "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following
1593         nested keys are defined.
1594
1595           ======        =====================================
1596           enable        Weight-based control enable
1597           ctrl          "auto" or "user"
1598           rpct          Read latency percentile    [0, 100]
1599           rlat          Read latency threshold
1600           wpct          Write latency percentile   [0, 100]
1601           wlat          Write latency threshold
1602           min           Minimum scaling percentage [1, 10000]
1603           max           Maximum scaling percentage [1, 10000]
1604           ======        =====================================
1605
1606         The controller is disabled by default and can be enabled by
1607         setting "enable" to 1.  "rpct" and "wpct" parameters default
1608         to zero and the controller uses internal device saturation
1609         state to adjust the overall IO rate between "min" and "max".
1610
1611         When a better control quality is needed, latency QoS
1612         parameters can be configured.  For example::
1613
1614           8:16 enable=1 ctrl=auto rpct=95.00 rlat=75000 wpct=95.00 wlat=150000 min=50.00 max=150.0
1615
1616         shows that on sdb, the controller is enabled, will consider
1617         the device saturated if the 95th percentile of read completion
1618         latencies is above 75ms or write 150ms, and adjust the overall
1619         IO issue rate between 50% and 150% accordingly.
1620
1621         The lower the saturation point, the better the latency QoS at
1622         the cost of aggregate bandwidth.  The narrower the allowed
1623         adjustment range between "min" and "max", the more conformant
1624         to the cost model the IO behavior.  Note that the IO issue
1625         base rate may be far off from 100% and setting "min" and "max"
1626         blindly can lead to a significant loss of device capacity or
1627         control quality.  "min" and "max" are useful for regulating
1628         devices which show wide temporary behavior changes - e.g. a
1629         ssd which accepts writes at the line speed for a while and
1630         then completely stalls for multiple seconds.
1631
1632         When "ctrl" is "auto", the parameters are controlled by the
1633         kernel and may change automatically.  Setting "ctrl" to "user"
1634         or setting any of the percentile and latency parameters puts
1635         it into "user" mode and disables the automatic changes.  The
1636         automatic mode can be restored by setting "ctrl" to "auto".
1637
1638   io.cost.model
1639         A read-write nested-keyed file which exists only on the root
1640         cgroup.
1641
1642         This file configures the cost model of the IO cost model based
1643         controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which currently
1644         implements "io.weight" proportional control.  Lines are keyed
1645         by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The line for a
1646         given device is populated on the first write for the device on
1647         "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following nested keys
1648         are defined.
1649
1650           =====         ================================
1651           ctrl          "auto" or "user"
1652           model         The cost model in use - "linear"
1653           =====         ================================
1654
1655         When "ctrl" is "auto", the kernel may change all parameters
1656         dynamically.  When "ctrl" is set to "user" or any other
1657         parameters are written to, "ctrl" become "user" and the
1658         automatic changes are disabled.
1659
1660         When "model" is "linear", the following model parameters are
1661         defined.
1662
1663           ============= ========================================
1664           [r|w]bps      The maximum sequential IO throughput
1665           [r|w]seqiops  The maximum 4k sequential IOs per second
1666           [r|w]randiops The maximum 4k random IOs per second
1667           ============= ========================================
1668
1669         From the above, the builtin linear model determines the base
1670         costs of a sequential and random IO and the cost coefficient
1671         for the IO size.  While simple, this model can cover most
1672         common device classes acceptably.
1673
1674         The IO cost model isn't expected to be accurate in absolute
1675         sense and is scaled to the device behavior dynamically.
1676
1677         If needed, tools/cgroup/iocost_coef_gen.py can be used to
1678         generate device-specific coefficients.
1679
1680   io.weight
1681         A read-write flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1682         The default is "default 100".
1683
1684         The first line is the default weight applied to devices
1685         without specific override.  The rest are overrides keyed by
1686         $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The weights are in
1687         the range [1, 10000] and specifies the relative amount IO time
1688         the cgroup can use in relation to its siblings.
1689
1690         The default weight can be updated by writing either "default
1691         $WEIGHT" or simply "$WEIGHT".  Overrides can be set by writing
1692         "$MAJ:$MIN $WEIGHT" and unset by writing "$MAJ:$MIN default".
1693
1694         An example read output follows::
1695
1696           default 100
1697           8:16 200
1698           8:0 50
1699
1700   io.max
1701         A read-write nested-keyed file which exists on non-root
1702         cgroups.
1703
1704         BPS and IOPS based IO limit.  Lines are keyed by $MAJ:$MIN
1705         device numbers and not ordered.  The following nested keys are
1706         defined.
1707
1708           =====         ==================================
1709           rbps          Max read bytes per second
1710           wbps          Max write bytes per second
1711           riops         Max read IO operations per second
1712           wiops         Max write IO operations per second
1713           =====         ==================================
1714
1715         When writing, any number of nested key-value pairs can be
1716         specified in any order.  "max" can be specified as the value
1717         to remove a specific limit.  If the same key is specified
1718         multiple times, the outcome is undefined.
1719
1720         BPS and IOPS are measured in each IO direction and IOs are
1721         delayed if limit is reached.  Temporary bursts are allowed.
1722
1723         Setting read limit at 2M BPS and write at 120 IOPS for 8:16::
1724
1725           echo "8:16 rbps=2097152 wiops=120" > io.max
1726
1727         Reading returns the following::
1728
1729           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=120
1730
1731         Write IOPS limit can be removed by writing the following::
1732
1733           echo "8:16 wiops=max" > io.max
1734
1735         Reading now returns the following::
1736
1737           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=max
1738
1739   io.pressure
1740         A read-only nested-keyed file.
1741
1742         Shows pressure stall information for IO. See
1743         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1744
1745
1746 Writeback
1747 ~~~~~~~~~
1748
1749 Page cache is dirtied through buffered writes and shared mmaps and
1750 written asynchronously to the backing filesystem by the writeback
1751 mechanism.  Writeback sits between the memory and IO domains and
1752 regulates the proportion of dirty memory by balancing dirtying and
1753 write IOs.
1754
1755 The io controller, in conjunction with the memory controller,
1756 implements control of page cache writeback IOs.  The memory controller
1757 defines the memory domain that dirty memory ratio is calculated and
1758 maintained for and the io controller defines the io domain which
1759 writes out dirty pages for the memory domain.  Both system-wide and
1760 per-cgroup dirty memory states are examined and the more restrictive
1761 of the two is enforced.
1762
1763 cgroup writeback requires explicit support from the underlying
1764 filesystem.  Currently, cgroup writeback is implemented on ext2, ext4,
1765 btrfs, f2fs, and xfs.  On other filesystems, all writeback IOs are 
1766 attributed to the root cgroup.
1767
1768 There are inherent differences in memory and writeback management
1769 which affects how cgroup ownership is tracked.  Memory is tracked per
1770 page while writeback per inode.  For the purpose of writeback, an
1771 inode is assigned to a cgroup and all IO requests to write dirty pages
1772 from the inode are attributed to that cgroup.
1773
1774 As cgroup ownership for memory is tracked per page, there can be pages
1775 which are associated with different cgroups than the one the inode is
1776 associated with.  These are called foreign pages.  The writeback
1777 constantly keeps track of foreign pages and, if a particular foreign
1778 cgroup becomes the majority over a certain period of time, switches
1779 the ownership of the inode to that cgroup.
1780
1781 While this model is enough for most use cases where a given inode is
1782 mostly dirtied by a single cgroup even when the main writing cgroup
1783 changes over time, use cases where multiple cgroups write to a single
1784 inode simultaneously are not supported well.  In such circumstances, a
1785 significant portion of IOs are likely to be attributed incorrectly.
1786 As memory controller assigns page ownership on the first use and
1787 doesn't update it until the page is released, even if writeback
1788 strictly follows page ownership, multiple cgroups dirtying overlapping
1789 areas wouldn't work as expected.  It's recommended to avoid such usage
1790 patterns.
1791
1792 The sysctl knobs which affect writeback behavior are applied to cgroup
1793 writeback as follows.
1794
1795   vm.dirty_background_ratio, vm.dirty_ratio
1796         These ratios apply the same to cgroup writeback with the
1797         amount of available memory capped by limits imposed by the
1798         memory controller and system-wide clean memory.
1799
1800   vm.dirty_background_bytes, vm.dirty_bytes
1801         For cgroup writeback, this is calculated into ratio against
1802         total available memory and applied the same way as
1803         vm.dirty[_background]_ratio.
1804
1805
1806 IO Latency
1807 ~~~~~~~~~~
1808
1809 This is a cgroup v2 controller for IO workload protection.  You provide a group
1810 with a latency target, and if the average latency exceeds that target the
1811 controller will throttle any peers that have a lower latency target than the
1812 protected workload.
1813
1814 The limits are only applied at the peer level in the hierarchy.  This means that
1815 in the diagram below, only groups A, B, and C will influence each other, and
1816 groups D and F will influence each other.  Group G will influence nobody::
1817
1818                         [root]
1819                 /          |            \
1820                 A          B            C
1821                /  \        |
1822               D    F       G
1823
1824
1825 So the ideal way to configure this is to set io.latency in groups A, B, and C.
1826 Generally you do not want to set a value lower than the latency your device
1827 supports.  Experiment to find the value that works best for your workload.
1828 Start at higher than the expected latency for your device and watch the
1829 avg_lat value in io.stat for your workload group to get an idea of the
1830 latency you see during normal operation.  Use the avg_lat value as a basis for
1831 your real setting, setting at 10-15% higher than the value in io.stat.
1832
1833 How IO Latency Throttling Works
1834 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1835
1836 io.latency is work conserving; so as long as everybody is meeting their latency
1837 target the controller doesn't do anything.  Once a group starts missing its
1838 target it begins throttling any peer group that has a higher target than itself.
1839 This throttling takes 2 forms:
1840
1841 - Queue depth throttling.  This is the number of outstanding IO's a group is
1842   allowed to have.  We will clamp down relatively quickly, starting at no limit
1843   and going all the way down to 1 IO at a time.
1844
1845 - Artificial delay induction.  There are certain types of IO that cannot be
1846   throttled without possibly adversely affecting higher priority groups.  This
1847   includes swapping and metadata IO.  These types of IO are allowed to occur
1848   normally, however they are "charged" to the originating group.  If the
1849   originating group is being throttled you will see the use_delay and delay
1850   fields in io.stat increase.  The delay value is how many microseconds that are
1851   being added to any process that runs in this group.  Because this number can
1852   grow quite large if there is a lot of swapping or metadata IO occurring we
1853   limit the individual delay events to 1 second at a time.
1854
1855 Once the victimized group starts meeting its latency target again it will start
1856 unthrottling any peer groups that were throttled previously.  If the victimized
1857 group simply stops doing IO the global counter will unthrottle appropriately.
1858
1859 IO Latency Interface Files
1860 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1861
1862   io.latency
1863         This takes a similar format as the other controllers.
1864
1865                 "MAJOR:MINOR target=<target time in microseconds"
1866
1867   io.stat
1868         If the controller is enabled you will see extra stats in io.stat in
1869         addition to the normal ones.
1870
1871           depth
1872                 This is the current queue depth for the group.
1873
1874           avg_lat
1875                 This is an exponential moving average with a decay rate of 1/exp
1876                 bound by the sampling interval.  The decay rate interval can be
1877                 calculated by multiplying the win value in io.stat by the
1878                 corresponding number of samples based on the win value.
1879
1880           win
1881                 The sampling window size in milliseconds.  This is the minimum
1882                 duration of time between evaluation events.  Windows only elapse
1883                 with IO activity.  Idle periods extend the most recent window.
1884
1885 IO Priority
1886 ~~~~~~~~~~~
1887
1888 A single attribute controls the behavior of the I/O priority cgroup policy,
1889 namely the blkio.prio.class attribute. The following values are accepted for
1890 that attribute:
1891
1892   no-change
1893         Do not modify the I/O priority class.
1894
1895   none-to-rt
1896         For requests that do not have an I/O priority class (NONE),
1897         change the I/O priority class into RT. Do not modify
1898         the I/O priority class of other requests.
1899
1900   restrict-to-be
1901         For requests that do not have an I/O priority class or that have I/O
1902         priority class RT, change it into BE. Do not modify the I/O priority
1903         class of requests that have priority class IDLE.
1904
1905   idle
1906         Change the I/O priority class of all requests into IDLE, the lowest
1907         I/O priority class.
1908
1909 The following numerical values are associated with the I/O priority policies:
1910
1911 +-------------+---+
1912 | no-change   | 0 |
1913 +-------------+---+
1914 | none-to-rt  | 1 |
1915 +-------------+---+
1916 | rt-to-be    | 2 |
1917 +-------------+---+
1918 | all-to-idle | 3 |
1919 +-------------+---+
1920
1921 The numerical value that corresponds to each I/O priority class is as follows:
1922
1923 +-------------------------------+---+
1924 | IOPRIO_CLASS_NONE             | 0 |
1925 +-------------------------------+---+
1926 | IOPRIO_CLASS_RT (real-time)   | 1 |
1927 +-------------------------------+---+
1928 | IOPRIO_CLASS_BE (best effort) | 2 |
1929 +-------------------------------+---+
1930 | IOPRIO_CLASS_IDLE             | 3 |
1931 +-------------------------------+---+
1932
1933 The algorithm to set the I/O priority class for a request is as follows:
1934
1935 - Translate the I/O priority class policy into a number.
1936 - Change the request I/O priority class into the maximum of the I/O priority
1937   class policy number and the numerical I/O priority class.
1938
1939 PID
1940 ---
1941
1942 The process number controller is used to allow a cgroup to stop any
1943 new tasks from being fork()'d or clone()'d after a specified limit is
1944 reached.
1945
1946 The number of tasks in a cgroup can be exhausted in ways which other
1947 controllers cannot prevent, thus warranting its own controller.  For
1948 example, a fork bomb is likely to exhaust the number of tasks before
1949 hitting memory restrictions.
1950
1951 Note that PIDs used in this controller refer to TIDs, process IDs as
1952 used by the kernel.
1953
1954
1955 PID Interface Files
1956 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1957
1958   pids.max
1959         A read-write single value file which exists on non-root
1960         cgroups.  The default is "max".
1961
1962         Hard limit of number of processes.
1963
1964   pids.current
1965         A read-only single value file which exists on all cgroups.
1966
1967         The number of processes currently in the cgroup and its
1968         descendants.
1969
1970 Organisational operations are not blocked by cgroup policies, so it is
1971 possible to have pids.current > pids.max.  This can be done by either
1972 setting the limit to be smaller than pids.current, or attaching enough
1973 processes to the cgroup such that pids.current is larger than
1974 pids.max.  However, it is not possible to violate a cgroup PID policy
1975 through fork() or clone(). These will return -EAGAIN if the creation
1976 of a new process would cause a cgroup policy to be violated.
1977
1978
1979 Cpuset
1980 ------
1981
1982 The "cpuset" controller provides a mechanism for constraining
1983 the CPU and memory node placement of tasks to only the resources
1984 specified in the cpuset interface files in a task's current cgroup.
1985 This is especially valuable on large NUMA systems where placing jobs
1986 on properly sized subsets of the systems with careful processor and
1987 memory placement to reduce cross-node memory access and contention
1988 can improve overall system performance.
1989
1990 The "cpuset" controller is hierarchical.  That means the controller
1991 cannot use CPUs or memory nodes not allowed in its parent.
1992
1993
1994 Cpuset Interface Files
1995 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1996
1997   cpuset.cpus
1998         A read-write multiple values file which exists on non-root
1999         cpuset-enabled cgroups.
2000
2001         It lists the requested CPUs to be used by tasks within this
2002         cgroup.  The actual list of CPUs to be granted, however, is
2003         subjected to constraints imposed by its parent and can differ
2004         from the requested CPUs.
2005
2006         The CPU numbers are comma-separated numbers or ranges.
2007         For example::
2008
2009           # cat cpuset.cpus
2010           0-4,6,8-10
2011
2012         An empty value indicates that the cgroup is using the same
2013         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
2014         "cpuset.cpus" or all the available CPUs if none is found.
2015
2016         The value of "cpuset.cpus" stays constant until the next update
2017         and won't be affected by any CPU hotplug events.
2018
2019   cpuset.cpus.effective
2020         A read-only multiple values file which exists on all
2021         cpuset-enabled cgroups.
2022
2023         It lists the onlined CPUs that are actually granted to this
2024         cgroup by its parent.  These CPUs are allowed to be used by
2025         tasks within the current cgroup.
2026
2027         If "cpuset.cpus" is empty, the "cpuset.cpus.effective" file shows
2028         all the CPUs from the parent cgroup that can be available to
2029         be used by this cgroup.  Otherwise, it should be a subset of
2030         "cpuset.cpus" unless none of the CPUs listed in "cpuset.cpus"
2031         can be granted.  In this case, it will be treated just like an
2032         empty "cpuset.cpus".
2033
2034         Its value will be affected by CPU hotplug events.
2035
2036   cpuset.mems
2037         A read-write multiple values file which exists on non-root
2038         cpuset-enabled cgroups.
2039
2040         It lists the requested memory nodes to be used by tasks within
2041         this cgroup.  The actual list of memory nodes granted, however,
2042         is subjected to constraints imposed by its parent and can differ
2043         from the requested memory nodes.
2044
2045         The memory node numbers are comma-separated numbers or ranges.
2046         For example::
2047
2048           # cat cpuset.mems
2049           0-1,3
2050
2051         An empty value indicates that the cgroup is using the same
2052         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
2053         "cpuset.mems" or all the available memory nodes if none
2054         is found.
2055
2056         The value of "cpuset.mems" stays constant until the next update
2057         and won't be affected by any memory nodes hotplug events.
2058
2059         Setting a non-empty value to "cpuset.mems" causes memory of
2060         tasks within the cgroup to be migrated to the designated nodes if
2061         they are currently using memory outside of the designated nodes.
2062
2063         There is a cost for this memory migration.  The migration
2064         may not be complete and some memory pages may be left behind.
2065         So it is recommended that "cpuset.mems" should be set properly
2066         before spawning new tasks into the cpuset.  Even if there is
2067         a need to change "cpuset.mems" with active tasks, it shouldn't
2068         be done frequently.
2069
2070   cpuset.mems.effective
2071         A read-only multiple values file which exists on all
2072         cpuset-enabled cgroups.
2073
2074         It lists the onlined memory nodes that are actually granted to
2075         this cgroup by its parent. These memory nodes are allowed to
2076         be used by tasks within the current cgroup.
2077
2078         If "cpuset.mems" is empty, it shows all the memory nodes from the
2079         parent cgroup that will be available to be used by this cgroup.
2080         Otherwise, it should be a subset of "cpuset.mems" unless none of
2081         the memory nodes listed in "cpuset.mems" can be granted.  In this
2082         case, it will be treated just like an empty "cpuset.mems".
2083
2084         Its value will be affected by memory nodes hotplug events.
2085
2086   cpuset.cpus.partition
2087         A read-write single value file which exists on non-root
2088         cpuset-enabled cgroups.  This flag is owned by the parent cgroup
2089         and is not delegatable.
2090
2091         It accepts only the following input values when written to.
2092
2093           ========      ================================
2094           "root"        a partition root
2095           "member"      a non-root member of a partition
2096           ========      ================================
2097
2098         When set to be a partition root, the current cgroup is the
2099         root of a new partition or scheduling domain that comprises
2100         itself and all its descendants except those that are separate
2101         partition roots themselves and their descendants.  The root
2102         cgroup is always a partition root.
2103
2104         There are constraints on where a partition root can be set.
2105         It can only be set in a cgroup if all the following conditions
2106         are true.
2107
2108         1) The "cpuset.cpus" is not empty and the list of CPUs are
2109            exclusive, i.e. they are not shared by any of its siblings.
2110         2) The parent cgroup is a partition root.
2111         3) The "cpuset.cpus" is also a proper subset of the parent's
2112            "cpuset.cpus.effective".
2113         4) There is no child cgroups with cpuset enabled.  This is for
2114            eliminating corner cases that have to be handled if such a
2115            condition is allowed.
2116
2117         Setting it to partition root will take the CPUs away from the
2118         effective CPUs of the parent cgroup.  Once it is set, this
2119         file cannot be reverted back to "member" if there are any child
2120         cgroups with cpuset enabled.
2121
2122         A parent partition cannot distribute all its CPUs to its
2123         child partitions.  There must be at least one cpu left in the
2124         parent partition.
2125
2126         Once becoming a partition root, changes to "cpuset.cpus" is
2127         generally allowed as long as the first condition above is true,
2128         the change will not take away all the CPUs from the parent
2129         partition and the new "cpuset.cpus" value is a superset of its
2130         children's "cpuset.cpus" values.
2131
2132         Sometimes, external factors like changes to ancestors'
2133         "cpuset.cpus" or cpu hotplug can cause the state of the partition
2134         root to change.  On read, the "cpuset.sched.partition" file
2135         can show the following values.
2136
2137           ==============        ==============================
2138           "member"              Non-root member of a partition
2139           "root"                Partition root
2140           "root invalid"        Invalid partition root
2141           ==============        ==============================
2142
2143         It is a partition root if the first 2 partition root conditions
2144         above are true and at least one CPU from "cpuset.cpus" is
2145         granted by the parent cgroup.
2146
2147         A partition root can become invalid if none of CPUs requested
2148         in "cpuset.cpus" can be granted by the parent cgroup or the
2149         parent cgroup is no longer a partition root itself.  In this
2150         case, it is not a real partition even though the restriction
2151         of the first partition root condition above will still apply.
2152         The cpu affinity of all the tasks in the cgroup will then be
2153         associated with CPUs in the nearest ancestor partition.
2154
2155         An invalid partition root can be transitioned back to a
2156         real partition root if at least one of the requested CPUs
2157         can now be granted by its parent.  In this case, the cpu
2158         affinity of all the tasks in the formerly invalid partition
2159         will be associated to the CPUs of the newly formed partition.
2160         Changing the partition state of an invalid partition root to
2161         "member" is always allowed even if child cpusets are present.
2162
2163
2164 Device controller
2165 -----------------
2166
2167 Device controller manages access to device files. It includes both
2168 creation of new device files (using mknod), and access to the
2169 existing device files.
2170
2171 Cgroup v2 device controller has no interface files and is implemented
2172 on top of cgroup BPF. To control access to device files, a user may
2173 create bpf programs of the BPF_CGROUP_DEVICE type and attach them
2174 to cgroups. On an attempt to access a device file, corresponding
2175 BPF programs will be executed, and depending on the return value
2176 the attempt will succeed or fail with -EPERM.
2177
2178 A BPF_CGROUP_DEVICE program takes a pointer to the bpf_cgroup_dev_ctx
2179 structure, which describes the device access attempt: access type
2180 (mknod/read/write) and device (type, major and minor numbers).
2181 If the program returns 0, the attempt fails with -EPERM, otherwise
2182 it succeeds.
2183
2184 An example of BPF_CGROUP_DEVICE program may be found in the kernel
2185 source tree in the tools/testing/selftests/bpf/progs/dev_cgroup.c file.
2186
2187
2188 RDMA
2189 ----
2190
2191 The "rdma" controller regulates the distribution and accounting of
2192 RDMA resources.
2193
2194 RDMA Interface Files
2195 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2196
2197   rdma.max
2198         A readwrite nested-keyed file that exists for all the cgroups
2199         except root that describes current configured resource limit
2200         for a RDMA/IB device.
2201
2202         Lines are keyed by device name and are not ordered.
2203         Each line contains space separated resource name and its configured
2204         limit that can be distributed.
2205
2206         The following nested keys are defined.
2207
2208           ==========    =============================
2209           hca_handle    Maximum number of HCA Handles
2210           hca_object    Maximum number of HCA Objects
2211           ==========    =============================
2212
2213         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2214
2215           mlx4_0 hca_handle=2 hca_object=2000
2216           ocrdma1 hca_handle=3 hca_object=max
2217
2218   rdma.current
2219         A read-only file that describes current resource usage.
2220         It exists for all the cgroup except root.
2221
2222         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2223
2224           mlx4_0 hca_handle=1 hca_object=20
2225           ocrdma1 hca_handle=1 hca_object=23
2226
2227 HugeTLB
2228 -------
2229
2230 The HugeTLB controller allows to limit the HugeTLB usage per control group and
2231 enforces the controller limit during page fault.
2232
2233 HugeTLB Interface Files
2234 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2235
2236   hugetlb.<hugepagesize>.current
2237         Show current usage for "hugepagesize" hugetlb.  It exists for all
2238         the cgroup except root.
2239
2240   hugetlb.<hugepagesize>.max
2241         Set/show the hard limit of "hugepagesize" hugetlb usage.
2242         The default value is "max".  It exists for all the cgroup except root.
2243
2244   hugetlb.<hugepagesize>.events
2245         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
2246
2247           max
2248                 The number of allocation failure due to HugeTLB limit
2249
2250   hugetlb.<hugepagesize>.events.local
2251         Similar to hugetlb.<hugepagesize>.events but the fields in the file
2252         are local to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
2253         generated on this file reflects only the local events.
2254
2255 Misc
2256 ----
2257
2258 The Miscellaneous cgroup provides the resource limiting and tracking
2259 mechanism for the scalar resources which cannot be abstracted like the other
2260 cgroup resources. Controller is enabled by the CONFIG_CGROUP_MISC config
2261 option.
2262
2263 A resource can be added to the controller via enum misc_res_type{} in the
2264 include/linux/misc_cgroup.h file and the corresponding name via misc_res_name[]
2265 in the kernel/cgroup/misc.c file. Provider of the resource must set its
2266 capacity prior to using the resource by calling misc_cg_set_capacity().
2267
2268 Once a capacity is set then the resource usage can be updated using charge and
2269 uncharge APIs. All of the APIs to interact with misc controller are in
2270 include/linux/misc_cgroup.h.
2271
2272 Misc Interface Files
2273 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2274
2275 Miscellaneous controller provides 3 interface files. If two misc resources (res_a and res_b) are registered then:
2276
2277   misc.capacity
2278         A read-only flat-keyed file shown only in the root cgroup.  It shows
2279         miscellaneous scalar resources available on the platform along with
2280         their quantities::
2281
2282           $ cat misc.capacity
2283           res_a 50
2284           res_b 10
2285
2286   misc.current
2287         A read-only flat-keyed file shown in the non-root cgroups.  It shows
2288         the current usage of the resources in the cgroup and its children.::
2289
2290           $ cat misc.current
2291           res_a 3
2292           res_b 0
2293
2294   misc.max
2295         A read-write flat-keyed file shown in the non root cgroups. Allowed
2296         maximum usage of the resources in the cgroup and its children.::
2297
2298           $ cat misc.max
2299           res_a max
2300           res_b 4
2301
2302         Limit can be set by::
2303
2304           # echo res_a 1 > misc.max
2305
2306         Limit can be set to max by::
2307
2308           # echo res_a max > misc.max
2309
2310         Limits can be set higher than the capacity value in the misc.capacity
2311         file.
2312
2313 Migration and Ownership
2314 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2315
2316 A miscellaneous scalar resource is charged to the cgroup in which it is used
2317 first, and stays charged to that cgroup until that resource is freed. Migrating
2318 a process to a different cgroup does not move the charge to the destination
2319 cgroup where the process has moved.
2320
2321 Others
2322 ------
2323
2324 perf_event
2325 ~~~~~~~~~~
2326
2327 perf_event controller, if not mounted on a legacy hierarchy, is
2328 automatically enabled on the v2 hierarchy so that perf events can
2329 always be filtered by cgroup v2 path.  The controller can still be
2330 moved to a legacy hierarchy after v2 hierarchy is populated.
2331
2332
2333 Non-normative information
2334 -------------------------
2335
2336 This section contains information that isn't considered to be a part of
2337 the stable kernel API and so is subject to change.
2338
2339
2340 CPU controller root cgroup process behaviour
2341 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2342
2343 When distributing CPU cycles in the root cgroup each thread in this
2344 cgroup is treated as if it was hosted in a separate child cgroup of the
2345 root cgroup. This child cgroup weight is dependent on its thread nice
2346 level.
2347
2348 For details of this mapping see sched_prio_to_weight array in
2349 kernel/sched/core.c file (values from this array should be scaled
2350 appropriately so the neutral - nice 0 - value is 100 instead of 1024).
2351
2352
2353 IO controller root cgroup process behaviour
2354 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2355
2356 Root cgroup processes are hosted in an implicit leaf child node.
2357 When distributing IO resources this implicit child node is taken into
2358 account as if it was a normal child cgroup of the root cgroup with a
2359 weight value of 200.
2360
2361
2362 Namespace
2363 =========
2364
2365 Basics
2366 ------
2367
2368 cgroup namespace provides a mechanism to virtualize the view of the
2369 "/proc/$PID/cgroup" file and cgroup mounts.  The CLONE_NEWCGROUP clone
2370 flag can be used with clone(2) and unshare(2) to create a new cgroup
2371 namespace.  The process running inside the cgroup namespace will have
2372 its "/proc/$PID/cgroup" output restricted to cgroupns root.  The
2373 cgroupns root is the cgroup of the process at the time of creation of
2374 the cgroup namespace.
2375
2376 Without cgroup namespace, the "/proc/$PID/cgroup" file shows the
2377 complete path of the cgroup of a process.  In a container setup where
2378 a set of cgroups and namespaces are intended to isolate processes the
2379 "/proc/$PID/cgroup" file may leak potential system level information
2380 to the isolated processes.  For example::
2381
2382   # cat /proc/self/cgroup
2383   0::/batchjobs/container_id1
2384
2385 The path '/batchjobs/container_id1' can be considered as system-data
2386 and undesirable to expose to the isolated processes.  cgroup namespace
2387 can be used to restrict visibility of this path.  For example, before
2388 creating a cgroup namespace, one would see::
2389
2390   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2391   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:37 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026531835]
2392   # cat /proc/self/cgroup
2393   0::/batchjobs/container_id1
2394
2395 After unsharing a new namespace, the view changes::
2396
2397   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2398   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:35 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026532183]
2399   # cat /proc/self/cgroup
2400   0::/
2401
2402 When some thread from a multi-threaded process unshares its cgroup
2403 namespace, the new cgroupns gets applied to the entire process (all
2404 the threads).  This is natural for the v2 hierarchy; however, for the
2405 legacy hierarchies, this may be unexpected.
2406
2407 A cgroup namespace is alive as long as there are processes inside or
2408 mounts pinning it.  When the last usage goes away, the cgroup
2409 namespace is destroyed.  The cgroupns root and the actual cgroups
2410 remain.
2411
2412
2413 The Root and Views
2414 ------------------
2415
2416 The 'cgroupns root' for a cgroup namespace is the cgroup in which the
2417 process calling unshare(2) is running.  For example, if a process in
2418 /batchjobs/container_id1 cgroup calls unshare, cgroup
2419 /batchjobs/container_id1 becomes the cgroupns root.  For the
2420 init_cgroup_ns, this is the real root ('/') cgroup.
2421
2422 The cgroupns root cgroup does not change even if the namespace creator
2423 process later moves to a different cgroup::
2424
2425   # ~/unshare -c # unshare cgroupns in some cgroup
2426   # cat /proc/self/cgroup
2427   0::/
2428   # mkdir sub_cgrp_1
2429   # echo 0 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2430   # cat /proc/self/cgroup
2431   0::/sub_cgrp_1
2432
2433 Each process gets its namespace-specific view of "/proc/$PID/cgroup"
2434
2435 Processes running inside the cgroup namespace will be able to see
2436 cgroup paths (in /proc/self/cgroup) only inside their root cgroup.
2437 From within an unshared cgroupns::
2438
2439   # sleep 100000 &
2440   [1] 7353
2441   # echo 7353 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2442   # cat /proc/7353/cgroup
2443   0::/sub_cgrp_1
2444
2445 From the initial cgroup namespace, the real cgroup path will be
2446 visible::
2447
2448   $ cat /proc/7353/cgroup
2449   0::/batchjobs/container_id1/sub_cgrp_1
2450
2451 From a sibling cgroup namespace (that is, a namespace rooted at a
2452 different cgroup), the cgroup path relative to its own cgroup
2453 namespace root will be shown.  For instance, if PID 7353's cgroup
2454 namespace root is at '/batchjobs/container_id2', then it will see::
2455
2456   # cat /proc/7353/cgroup
2457   0::/../container_id2/sub_cgrp_1
2458
2459 Note that the relative path always starts with '/' to indicate that
2460 its relative to the cgroup namespace root of the caller.
2461
2462
2463 Migration and setns(2)
2464 ----------------------
2465
2466 Processes inside a cgroup namespace can move into and out of the
2467 namespace root if they have proper access to external cgroups.  For
2468 example, from inside a namespace with cgroupns root at
2469 /batchjobs/container_id1, and assuming that the global hierarchy is
2470 still accessible inside cgroupns::
2471
2472   # cat /proc/7353/cgroup
2473   0::/sub_cgrp_1
2474   # echo 7353 > batchjobs/container_id2/cgroup.procs
2475   # cat /proc/7353/cgroup
2476   0::/../container_id2
2477
2478 Note that this kind of setup is not encouraged.  A task inside cgroup
2479 namespace should only be exposed to its own cgroupns hierarchy.
2480
2481 setns(2) to another cgroup namespace is allowed when:
2482
2483 (a) the process has CAP_SYS_ADMIN against its current user namespace
2484 (b) the process has CAP_SYS_ADMIN against the target cgroup
2485     namespace's userns
2486
2487 No implicit cgroup changes happen with attaching to another cgroup
2488 namespace.  It is expected that the someone moves the attaching
2489 process under the target cgroup namespace root.
2490
2491
2492 Interaction with Other Namespaces
2493 ---------------------------------
2494
2495 Namespace specific cgroup hierarchy can be mounted by a process
2496 running inside a non-init cgroup namespace::
2497
2498   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
2499
2500 This will mount the unified cgroup hierarchy with cgroupns root as the
2501 filesystem root.  The process needs CAP_SYS_ADMIN against its user and
2502 mount namespaces.
2503
2504 The virtualization of /proc/self/cgroup file combined with restricting
2505 the view of cgroup hierarchy by namespace-private cgroupfs mount
2506 provides a properly isolated cgroup view inside the container.
2507
2508
2509 Information on Kernel Programming
2510 =================================
2511
2512 This section contains kernel programming information in the areas
2513 where interacting with cgroup is necessary.  cgroup core and
2514 controllers are not covered.
2515
2516
2517 Filesystem Support for Writeback
2518 --------------------------------
2519
2520 A filesystem can support cgroup writeback by updating
2521 address_space_operations->writepage[s]() to annotate bio's using the
2522 following two functions.
2523
2524   wbc_init_bio(@wbc, @bio)
2525         Should be called for each bio carrying writeback data and
2526         associates the bio with the inode's owner cgroup and the
2527         corresponding request queue.  This must be called after
2528         a queue (device) has been associated with the bio and
2529         before submission.
2530
2531   wbc_account_cgroup_owner(@wbc, @page, @bytes)
2532         Should be called for each data segment being written out.
2533         While this function doesn't care exactly when it's called
2534         during the writeback session, it's the easiest and most
2535         natural to call it as data segments are added to a bio.
2536
2537 With writeback bio's annotated, cgroup support can be enabled per
2538 super_block by setting SB_I_CGROUPWB in ->s_iflags.  This allows for
2539 selective disabling of cgroup writeback support which is helpful when
2540 certain filesystem features, e.g. journaled data mode, are
2541 incompatible.
2542
2543 wbc_init_bio() binds the specified bio to its cgroup.  Depending on
2544 the configuration, the bio may be executed at a lower priority and if
2545 the writeback session is holding shared resources, e.g. a journal
2546 entry, may lead to priority inversion.  There is no one easy solution
2547 for the problem.  Filesystems can try to work around specific problem
2548 cases by skipping wbc_init_bio() and using bio_associate_blkg()
2549 directly.
2550
2551
2552 Deprecated v1 Core Features
2553 ===========================
2554
2555 - Multiple hierarchies including named ones are not supported.
2556
2557 - All v1 mount options are not supported.
2558
2559 - The "tasks" file is removed and "cgroup.procs" is not sorted.
2560
2561 - "cgroup.clone_children" is removed.
2562
2563 - /proc/cgroups is meaningless for v2.  Use "cgroup.controllers" file
2564   at the root instead.
2565
2566
2567 Issues with v1 and Rationales for v2
2568 ====================================
2569
2570 Multiple Hierarchies
2571 --------------------
2572
2573 cgroup v1 allowed an arbitrary number of hierarchies and each
2574 hierarchy could host any number of controllers.  While this seemed to
2575 provide a high level of flexibility, it wasn't useful in practice.
2576
2577 For example, as there is only one instance of each controller, utility
2578 type controllers such as freezer which can be useful in all
2579 hierarchies could only be used in one.  The issue is exacerbated by
2580 the fact that controllers couldn't be moved to another hierarchy once
2581 hierarchies were populated.  Another issue was that all controllers
2582 bound to a hierarchy were forced to have exactly the same view of the
2583 hierarchy.  It wasn't possible to vary the granularity depending on
2584 the specific controller.
2585
2586 In practice, these issues heavily limited which controllers could be
2587 put on the same hierarchy and most configurations resorted to putting
2588 each controller on its own hierarchy.  Only closely related ones, such
2589 as the cpu and cpuacct controllers, made sense to be put on the same
2590 hierarchy.  This often meant that userland ended up managing multiple
2591 similar hierarchies repeating the same steps on each hierarchy
2592 whenever a hierarchy management operation was necessary.
2593
2594 Furthermore, support for multiple hierarchies came at a steep cost.
2595 It greatly complicated cgroup core implementation but more importantly
2596 the support for multiple hierarchies restricted how cgroup could be
2597 used in general and what controllers was able to do.
2598
2599 There was no limit on how many hierarchies there might be, which meant
2600 that a thread's cgroup membership couldn't be described in finite
2601 length.  The key might contain any number of entries and was unlimited
2602 in length, which made it highly awkward to manipulate and led to
2603 addition of controllers which existed only to identify membership,
2604 which in turn exacerbated the original problem of proliferating number
2605 of hierarchies.
2606
2607 Also, as a controller couldn't have any expectation regarding the
2608 topologies of hierarchies other controllers might be on, each
2609 controller had to assume that all other controllers were attached to
2610 completely orthogonal hierarchies.  This made it impossible, or at
2611 least very cumbersome, for controllers to cooperate with each other.
2612
2613 In most use cases, putting controllers on hierarchies which are
2614 completely orthogonal to each other isn't necessary.  What usually is
2615 called for is the ability to have differing levels of granularity
2616 depending on the specific controller.  In other words, hierarchy may
2617 be collapsed from leaf towards root when viewed from specific
2618 controllers.  For example, a given configuration might not care about
2619 how memory is distributed beyond a certain level while still wanting
2620 to control how CPU cycles are distributed.
2621
2622
2623 Thread Granularity
2624 ------------------
2625
2626 cgroup v1 allowed threads of a process to belong to different cgroups.
2627 This didn't make sense for some controllers and those controllers
2628 ended up implementing different ways to ignore such situations but
2629 much more importantly it blurred the line between API exposed to
2630 individual applications and system management interface.
2631
2632 Generally, in-process knowledge is available only to the process
2633 itself; thus, unlike service-level organization of processes,
2634 categorizing threads of a process requires active participation from
2635 the application which owns the target process.
2636
2637 cgroup v1 had an ambiguously defined delegation model which got abused
2638 in combination with thread granularity.  cgroups were delegated to
2639 individual applications so that they can create and manage their own
2640 sub-hierarchies and control resource distributions along them.  This
2641 effectively raised cgroup to the status of a syscall-like API exposed
2642 to lay programs.
2643
2644 First of all, cgroup has a fundamentally inadequate interface to be
2645 exposed this way.  For a process to access its own knobs, it has to
2646 extract the path on the target hierarchy from /proc/self/cgroup,
2647 construct the path by appending the name of the knob to the path, open
2648 and then read and/or write to it.  This is not only extremely clunky
2649 and unusual but also inherently racy.  There is no conventional way to
2650 define transaction across the required steps and nothing can guarantee
2651 that the process would actually be operating on its own sub-hierarchy.
2652
2653 cgroup controllers implemented a number of knobs which would never be
2654 accepted as public APIs because they were just adding control knobs to
2655 system-management pseudo filesystem.  cgroup ended up with interface
2656 knobs which were not properly abstracted or refined and directly
2657 revealed kernel internal details.  These knobs got exposed to
2658 individual applications through the ill-defined delegation mechanism
2659 effectively abusing cgroup as a shortcut to implementing public APIs
2660 without going through the required scrutiny.
2661
2662 This was painful for both userland and kernel.  Userland ended up with
2663 misbehaving and poorly abstracted interfaces and kernel exposing and
2664 locked into constructs inadvertently.
2665
2666
2667 Competition Between Inner Nodes and Threads
2668 -------------------------------------------
2669
2670 cgroup v1 allowed threads to be in any cgroups which created an
2671 interesting problem where threads belonging to a parent cgroup and its
2672 children cgroups competed for resources.  This was nasty as two
2673 different types of entities competed and there was no obvious way to
2674 settle it.  Different controllers did different things.
2675
2676 The cpu controller considered threads and cgroups as equivalents and
2677 mapped nice levels to cgroup weights.  This worked for some cases but
2678 fell flat when children wanted to be allocated specific ratios of CPU
2679 cycles and the number of internal threads fluctuated - the ratios
2680 constantly changed as the number of competing entities fluctuated.
2681 There also were other issues.  The mapping from nice level to weight
2682 wasn't obvious or universal, and there were various other knobs which
2683 simply weren't available for threads.
2684
2685 The io controller implicitly created a hidden leaf node for each
2686 cgroup to host the threads.  The hidden leaf had its own copies of all
2687 the knobs with ``leaf_`` prefixed.  While this allowed equivalent
2688 control over internal threads, it was with serious drawbacks.  It
2689 always added an extra layer of nesting which wouldn't be necessary
2690 otherwise, made the interface messy and significantly complicated the
2691 implementation.
2692
2693 The memory controller didn't have a way to control what happened
2694 between internal tasks and child cgroups and the behavior was not
2695 clearly defined.  There were attempts to add ad-hoc behaviors and
2696 knobs to tailor the behavior to specific workloads which would have
2697 led to problems extremely difficult to resolve in the long term.
2698
2699 Multiple controllers struggled with internal tasks and came up with
2700 different ways to deal with it; unfortunately, all the approaches were
2701 severely flawed and, furthermore, the widely different behaviors
2702 made cgroup as a whole highly inconsistent.
2703
2704 This clearly is a problem which needs to be addressed from cgroup core
2705 in a uniform way.
2706
2707
2708 Other Interface Issues
2709 ----------------------
2710
2711 cgroup v1 grew without oversight and developed a large number of
2712 idiosyncrasies and inconsistencies.  One issue on the cgroup core side
2713 was how an empty cgroup was notified - a userland helper binary was
2714 forked and executed for each event.  The event delivery wasn't
2715 recursive or delegatable.  The limitations of the mechanism also led
2716 to in-kernel event delivery filtering mechanism further complicating
2717 the interface.
2718
2719 Controller interfaces were problematic too.  An extreme example is
2720 controllers completely ignoring hierarchical organization and treating
2721 all cgroups as if they were all located directly under the root
2722 cgroup.  Some controllers exposed a large amount of inconsistent
2723 implementation details to userland.
2724
2725 There also was no consistency across controllers.  When a new cgroup
2726 was created, some controllers defaulted to not imposing extra
2727 restrictions while others disallowed any resource usage until
2728 explicitly configured.  Configuration knobs for the same type of
2729 control used widely differing naming schemes and formats.  Statistics
2730 and information knobs were named arbitrarily and used different
2731 formats and units even in the same controller.
2732
2733 cgroup v2 establishes common conventions where appropriate and updates
2734 controllers so that they expose minimal and consistent interfaces.
2735
2736
2737 Controller Issues and Remedies
2738 ------------------------------
2739
2740 Memory
2741 ~~~~~~
2742
2743 The original lower boundary, the soft limit, is defined as a limit
2744 that is per default unset.  As a result, the set of cgroups that
2745 global reclaim prefers is opt-in, rather than opt-out.  The costs for
2746 optimizing these mostly negative lookups are so high that the
2747 implementation, despite its enormous size, does not even provide the
2748 basic desirable behavior.  First off, the soft limit has no
2749 hierarchical meaning.  All configured groups are organized in a global
2750 rbtree and treated like equal peers, regardless where they are located
2751 in the hierarchy.  This makes subtree delegation impossible.  Second,
2752 the soft limit reclaim pass is so aggressive that it not just
2753 introduces high allocation latencies into the system, but also impacts
2754 system performance due to overreclaim, to the point where the feature
2755 becomes self-defeating.
2756
2757 The memory.low boundary on the other hand is a top-down allocated
2758 reserve.  A cgroup enjoys reclaim protection when it's within its
2759 effective low, which makes delegation of subtrees possible. It also
2760 enjoys having reclaim pressure proportional to its overage when
2761 above its effective low.
2762
2763 The original high boundary, the hard limit, is defined as a strict
2764 limit that can not budge, even if the OOM killer has to be called.
2765 But this generally goes against the goal of making the most out of the
2766 available memory.  The memory consumption of workloads varies during
2767 runtime, and that requires users to overcommit.  But doing that with a
2768 strict upper limit requires either a fairly accurate prediction of the
2769 working set size or adding slack to the limit.  Since working set size
2770 estimation is hard and error prone, and getting it wrong results in
2771 OOM kills, most users tend to err on the side of a looser limit and
2772 end up wasting precious resources.
2773
2774 The memory.high boundary on the other hand can be set much more
2775 conservatively.  When hit, it throttles allocations by forcing them
2776 into direct reclaim to work off the excess, but it never invokes the
2777 OOM killer.  As a result, a high boundary that is chosen too
2778 aggressively will not terminate the processes, but instead it will
2779 lead to gradual performance degradation.  The user can monitor this
2780 and make corrections until the minimal memory footprint that still
2781 gives acceptable performance is found.
2782
2783 In extreme cases, with many concurrent allocations and a complete
2784 breakdown of reclaim progress within the group, the high boundary can
2785 be exceeded.  But even then it's mostly better to satisfy the
2786 allocation from the slack available in other groups or the rest of the
2787 system than killing the group.  Otherwise, memory.max is there to
2788 limit this type of spillover and ultimately contain buggy or even
2789 malicious applications.
2790
2791 Setting the original memory.limit_in_bytes below the current usage was
2792 subject to a race condition, where concurrent charges could cause the
2793 limit setting to fail. memory.max on the other hand will first set the
2794 limit to prevent new charges, and then reclaim and OOM kill until the
2795 new limit is met - or the task writing to memory.max is killed.
2796
2797 The combined memory+swap accounting and limiting is replaced by real
2798 control over swap space.
2799
2800 The main argument for a combined memory+swap facility in the original
2801 cgroup design was that global or parental pressure would always be
2802 able to swap all anonymous memory of a child group, regardless of the
2803 child's own (possibly untrusted) configuration.  However, untrusted
2804 groups can sabotage swapping by other means - such as referencing its
2805 anonymous memory in a tight loop - and an admin can not assume full
2806 swappability when overcommitting untrusted jobs.
2807
2808 For trusted jobs, on the other hand, a combined counter is not an
2809 intuitive userspace interface, and it flies in the face of the idea
2810 that cgroup controllers should account and limit specific physical
2811 resources.  Swap space is a resource like all others in the system,
2812 and that's why unified hierarchy allows distributing it separately.