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