Merge tag 'for-5.14/block-2021-06-29' of git://git.kernel.dk/linux-block
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / admin-guide / cgroup-v2.rst
1 .. _cgroup-v2:
2
3 ================
4 Control Group v2
5 ================
6
7 :Date: October, 2015
8 :Author: Tejun Heo <tj@kernel.org>
9
10 This is the authoritative documentation on the design, interface and
11 conventions of cgroup v2.  It describes all userland-visible aspects
12 of cgroup including core and specific controller behaviors.  All
13 future changes must be reflected in this document.  Documentation for
14 v1 is available under :ref:`Documentation/admin-guide/cgroup-v1/index.rst <cgroup-v1>`.
15
16 .. CONTENTS
17
18    1. Introduction
19      1-1. Terminology
20      1-2. What is cgroup?
21    2. Basic Operations
22      2-1. Mounting
23      2-2. Organizing Processes and Threads
24        2-2-1. Processes
25        2-2-2. Threads
26      2-3. [Un]populated Notification
27      2-4. Controlling Controllers
28        2-4-1. Enabling and Disabling
29        2-4-2. Top-down Constraint
30        2-4-3. No Internal Process Constraint
31      2-5. Delegation
32        2-5-1. Model of Delegation
33        2-5-2. Delegation Containment
34      2-6. Guidelines
35        2-6-1. Organize Once and Control
36        2-6-2. Avoid Name Collisions
37    3. Resource Distribution Models
38      3-1. Weights
39      3-2. Limits
40      3-3. Protections
41      3-4. Allocations
42    4. Interface Files
43      4-1. Format
44      4-2. Conventions
45      4-3. Core Interface Files
46    5. Controllers
47      5-1. CPU
48        5-1-1. CPU Interface Files
49      5-2. Memory
50        5-2-1. Memory Interface Files
51        5-2-2. Usage Guidelines
52        5-2-3. Memory Ownership
53      5-3. IO
54        5-3-1. IO Interface Files
55        5-3-2. Writeback
56        5-3-3. IO Latency
57          5-3-3-1. How IO Latency Throttling Works
58          5-3-3-2. IO Latency Interface Files
59        5-3-4. IO Priority
60      5-4. PID
61        5-4-1. PID Interface Files
62      5-5. Cpuset
63        5.5-1. Cpuset Interface Files
64      5-6. Device
65      5-7. RDMA
66        5-7-1. RDMA Interface Files
67      5-8. HugeTLB
68        5.8-1. HugeTLB Interface Files
69      5-9. Misc
70        5.9-1 Miscellaneous cgroup Interface Files
71        5.9-2 Migration and Ownership
72      5-10. Others
73        5-10-1. perf_event
74      5-N. Non-normative information
75        5-N-1. CPU controller root cgroup process behaviour
76        5-N-2. IO controller root cgroup process behaviour
77    6. Namespace
78      6-1. Basics
79      6-2. The Root and Views
80      6-3. Migration and setns(2)
81      6-4. Interaction with Other Namespaces
82    P. Information on Kernel Programming
83      P-1. Filesystem Support for Writeback
84    D. Deprecated v1 Core Features
85    R. Issues with v1 and Rationales for v2
86      R-1. Multiple Hierarchies
87      R-2. Thread Granularity
88      R-3. Competition Between Inner Nodes and Threads
89      R-4. Other Interface Issues
90      R-5. Controller Issues and Remedies
91        R-5-1. Memory
92
93
94 Introduction
95 ============
96
97 Terminology
98 -----------
99
100 "cgroup" stands for "control group" and is never capitalized.  The
101 singular form is used to designate the whole feature and also as a
102 qualifier as in "cgroup controllers".  When explicitly referring to
103 multiple individual control groups, the plural form "cgroups" is used.
104
105
106 What is cgroup?
107 ---------------
108
109 cgroup is a mechanism to organize processes hierarchically and
110 distribute system resources along the hierarchy in a controlled and
111 configurable manner.
112
113 cgroup is largely composed of two parts - the core and controllers.
114 cgroup core is primarily responsible for hierarchically organizing
115 processes.  A cgroup controller is usually responsible for
116 distributing a specific type of system resource along the hierarchy
117 although there are utility controllers which serve purposes other than
118 resource distribution.
119
120 cgroups form a tree structure and every process in the system belongs
121 to one and only one cgroup.  All threads of a process belong to the
122 same cgroup.  On creation, all processes are put in the cgroup that
123 the parent process belongs to at the time.  A process can be migrated
124 to another cgroup.  Migration of a process doesn't affect already
125 existing descendant processes.
126
127 Following certain structural constraints, controllers may be enabled or
128 disabled selectively on a cgroup.  All controller behaviors are
129 hierarchical - if a controller is enabled on a cgroup, it affects all
130 processes which belong to the cgroups consisting the inclusive
131 sub-hierarchy of the cgroup.  When a controller is enabled on a nested
132 cgroup, it always restricts the resource distribution further.  The
133 restrictions set closer to the root in the hierarchy can not be
134 overridden from further away.
135
136
137 Basic Operations
138 ================
139
140 Mounting
141 --------
142
143 Unlike v1, cgroup v2 has only single hierarchy.  The cgroup v2
144 hierarchy can be mounted with the following mount command::
145
146   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
147
148 cgroup2 filesystem has the magic number 0x63677270 ("cgrp").  All
149 controllers which support v2 and are not bound to a v1 hierarchy are
150 automatically bound to the v2 hierarchy and show up at the root.
151 Controllers which are not in active use in the v2 hierarchy can be
152 bound to other hierarchies.  This allows mixing v2 hierarchy with the
153 legacy v1 multiple hierarchies in a fully backward compatible way.
154
155 A controller can be moved across hierarchies only after the controller
156 is no longer referenced in its current hierarchy.  Because per-cgroup
157 controller states are destroyed asynchronously and controllers may
158 have lingering references, a controller may not show up immediately on
159 the v2 hierarchy after the final umount of the previous hierarchy.
160 Similarly, a controller should be fully disabled to be moved out of
161 the unified hierarchy and it may take some time for the disabled
162 controller to become available for other hierarchies; furthermore, due
163 to inter-controller dependencies, other controllers may need to be
164 disabled too.
165
166 While useful for development and manual configurations, moving
167 controllers dynamically between the v2 and other hierarchies is
168 strongly discouraged for production use.  It is recommended to decide
169 the hierarchies and controller associations before starting using the
170 controllers after system boot.
171
172 During transition to v2, system management software might still
173 automount the v1 cgroup filesystem and so hijack all controllers
174 during boot, before manual intervention is possible. To make testing
175 and experimenting easier, the kernel parameter cgroup_no_v1= allows
176 disabling controllers in v1 and make them always available in v2.
177
178 cgroup v2 currently supports the following mount options.
179
180   nsdelegate
181         Consider cgroup namespaces as delegation boundaries.  This
182         option is system wide and can only be set on mount or modified
183         through remount from the init namespace.  The mount option is
184         ignored on non-init namespace mounts.  Please refer to the
185         Delegation section for details.
186
187   memory_localevents
188         Only populate memory.events with data for the current cgroup,
189         and not any subtrees. This is legacy behaviour, the default
190         behaviour without this option is to include subtree counts.
191         This option is system wide and can only be set on mount or
192         modified through remount from the init namespace. The mount
193         option is ignored on non-init namespace mounts.
194
195   memory_recursiveprot
196         Recursively apply memory.min and memory.low protection to
197         entire subtrees, without requiring explicit downward
198         propagation into leaf cgroups.  This allows protecting entire
199         subtrees from one another, while retaining free competition
200         within those subtrees.  This should have been the default
201         behavior but is a mount-option to avoid regressing setups
202         relying on the original semantics (e.g. specifying bogusly
203         high 'bypass' protection values at higher tree levels).
204
205
206 Organizing Processes and Threads
207 --------------------------------
208
209 Processes
210 ~~~~~~~~~
211
212 Initially, only the root cgroup exists to which all processes belong.
213 A child cgroup can be created by creating a sub-directory::
214
215   # mkdir $CGROUP_NAME
216
217 A given cgroup may have multiple child cgroups forming a tree
218 structure.  Each cgroup has a read-writable interface file
219 "cgroup.procs".  When read, it lists the PIDs of all processes which
220 belong to the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
221 same PID may show up more than once if the process got moved to
222 another cgroup and then back or the PID got recycled while reading.
223
224 A process can be migrated into a cgroup by writing its PID to the
225 target cgroup's "cgroup.procs" file.  Only one process can be migrated
226 on a single write(2) call.  If a process is composed of multiple
227 threads, writing the PID of any thread migrates all threads of the
228 process.
229
230 When a process forks a child process, the new process is born into the
231 cgroup that the forking process belongs to at the time of the
232 operation.  After exit, a process stays associated with the cgroup
233 that it belonged to at the time of exit until it's reaped; however, a
234 zombie process does not appear in "cgroup.procs" and thus can't be
235 moved to another cgroup.
236
237 A cgroup which doesn't have any children or live processes can be
238 destroyed by removing the directory.  Note that a cgroup which doesn't
239 have any children and is associated only with zombie processes is
240 considered empty and can be removed::
241
242   # rmdir $CGROUP_NAME
243
244 "/proc/$PID/cgroup" lists a process's cgroup membership.  If legacy
245 cgroup is in use in the system, this file may contain multiple lines,
246 one for each hierarchy.  The entry for cgroup v2 is always in the
247 format "0::$PATH"::
248
249   # cat /proc/842/cgroup
250   ...
251   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested
252
253 If the process becomes a zombie and the cgroup it was associated with
254 is removed subsequently, " (deleted)" is appended to the path::
255
256   # cat /proc/842/cgroup
257   ...
258   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested (deleted)
259
260
261 Threads
262 ~~~~~~~
263
264 cgroup v2 supports thread granularity for a subset of controllers to
265 support use cases requiring hierarchical resource distribution across
266 the threads of a group of processes.  By default, all threads of a
267 process belong to the same cgroup, which also serves as the resource
268 domain to host resource consumptions which are not specific to a
269 process or thread.  The thread mode allows threads to be spread across
270 a subtree while still maintaining the common resource domain for them.
271
272 Controllers which support thread mode are called threaded controllers.
273 The ones which don't are called domain controllers.
274
275 Marking a cgroup threaded makes it join the resource domain of its
276 parent as a threaded cgroup.  The parent may be another threaded
277 cgroup whose resource domain is further up in the hierarchy.  The root
278 of a threaded subtree, that is, the nearest ancestor which is not
279 threaded, is called threaded domain or thread root interchangeably and
280 serves as the resource domain for the entire subtree.
281
282 Inside a threaded subtree, threads of a process can be put in
283 different cgroups and are not subject to the no internal process
284 constraint - threaded controllers can be enabled on non-leaf cgroups
285 whether they have threads in them or not.
286
287 As the threaded domain cgroup hosts all the domain resource
288 consumptions of the subtree, it is considered to have internal
289 resource consumptions whether there are processes in it or not and
290 can't have populated child cgroups which aren't threaded.  Because the
291 root cgroup is not subject to no internal process constraint, it can
292 serve both as a threaded domain and a parent to domain cgroups.
293
294 The current operation mode or type of the cgroup is shown in the
295 "cgroup.type" file which indicates whether the cgroup is a normal
296 domain, a domain which is serving as the domain of a threaded subtree,
297 or a threaded cgroup.
298
299 On creation, a cgroup is always a domain cgroup and can be made
300 threaded by writing "threaded" to the "cgroup.type" file.  The
301 operation is single direction::
302
303   # echo threaded > cgroup.type
304
305 Once threaded, the cgroup can't be made a domain again.  To enable the
306 thread mode, the following conditions must be met.
307
308 - As the cgroup will join the parent's resource domain.  The parent
309   must either be a valid (threaded) domain or a threaded cgroup.
310
311 - When the parent is an unthreaded domain, it must not have any domain
312   controllers enabled or populated domain children.  The root is
313   exempt from this requirement.
314
315 Topology-wise, a cgroup can be in an invalid state.  Please consider
316 the following topology::
317
318   A (threaded domain) - B (threaded) - C (domain, just created)
319
320 C is created as a domain but isn't connected to a parent which can
321 host child domains.  C can't be used until it is turned into a
322 threaded cgroup.  "cgroup.type" file will report "domain (invalid)" in
323 these cases.  Operations which fail due to invalid topology use
324 EOPNOTSUPP as the errno.
325
326 A domain cgroup is turned into a threaded domain when one of its child
327 cgroup becomes threaded or threaded controllers are enabled in the
328 "cgroup.subtree_control" file while there are processes in the cgroup.
329 A threaded domain reverts to a normal domain when the conditions
330 clear.
331
332 When read, "cgroup.threads" contains the list of the thread IDs of all
333 threads in the cgroup.  Except that the operations are per-thread
334 instead of per-process, "cgroup.threads" has the same format and
335 behaves the same way as "cgroup.procs".  While "cgroup.threads" can be
336 written to in any cgroup, as it can only move threads inside the same
337 threaded domain, its operations are confined inside each threaded
338 subtree.
339
340 The threaded domain cgroup serves as the resource domain for the whole
341 subtree, and, while the threads can be scattered across the subtree,
342 all the processes are considered to be in the threaded domain cgroup.
343 "cgroup.procs" in a threaded domain cgroup contains the PIDs of all
344 processes in the subtree and is not readable in the subtree proper.
345 However, "cgroup.procs" can be written to from anywhere in the subtree
346 to migrate all threads of the matching process to the cgroup.
347
348 Only threaded controllers can be enabled in a threaded subtree.  When
349 a threaded controller is enabled inside a threaded subtree, it only
350 accounts for and controls resource consumptions associated with the
351 threads in the cgroup and its descendants.  All consumptions which
352 aren't tied to a specific thread belong to the threaded domain cgroup.
353
354 Because a threaded subtree is exempt from no internal process
355 constraint, a threaded controller must be able to handle competition
356 between threads in a non-leaf cgroup and its child cgroups.  Each
357 threaded controller defines how such competitions are handled.
358
359
360 [Un]populated Notification
361 --------------------------
362
363 Each non-root cgroup has a "cgroup.events" file which contains
364 "populated" field indicating whether the cgroup's sub-hierarchy has
365 live processes in it.  Its value is 0 if there is no live process in
366 the cgroup and its descendants; otherwise, 1.  poll and [id]notify
367 events are triggered when the value changes.  This can be used, for
368 example, to start a clean-up operation after all processes of a given
369 sub-hierarchy have exited.  The populated state updates and
370 notifications are recursive.  Consider the following sub-hierarchy
371 where the numbers in the parentheses represent the numbers of processes
372 in each cgroup::
373
374   A(4) - B(0) - C(1)
375               \ D(0)
376
377 A, B and C's "populated" fields would be 1 while D's 0.  After the one
378 process in C exits, B and C's "populated" fields would flip to "0" and
379 file modified events will be generated on the "cgroup.events" files of
380 both cgroups.
381
382
383 Controlling Controllers
384 -----------------------
385
386 Enabling and Disabling
387 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
388
389 Each cgroup has a "cgroup.controllers" file which lists all
390 controllers available for the cgroup to enable::
391
392   # cat cgroup.controllers
393   cpu io memory
394
395 No controller is enabled by default.  Controllers can be enabled and
396 disabled by writing to the "cgroup.subtree_control" file::
397
398   # echo "+cpu +memory -io" > cgroup.subtree_control
399
400 Only controllers which are listed in "cgroup.controllers" can be
401 enabled.  When multiple operations are specified as above, either they
402 all succeed or fail.  If multiple operations on the same controller
403 are specified, the last one is effective.
404
405 Enabling a controller in a cgroup indicates that the distribution of
406 the target resource across its immediate children will be controlled.
407 Consider the following sub-hierarchy.  The enabled controllers are
408 listed in parentheses::
409
410   A(cpu,memory) - B(memory) - C()
411                             \ D()
412
413 As A has "cpu" and "memory" enabled, A will control the distribution
414 of CPU cycles and memory to its children, in this case, B.  As B has
415 "memory" enabled but not "CPU", C and D will compete freely on CPU
416 cycles but their division of memory available to B will be controlled.
417
418 As a controller regulates the distribution of the target resource to
419 the cgroup's children, enabling it creates the controller's interface
420 files in the child cgroups.  In the above example, enabling "cpu" on B
421 would create the "cpu." prefixed controller interface files in C and
422 D.  Likewise, disabling "memory" from B would remove the "memory."
423 prefixed controller interface files from C and D.  This means that the
424 controller interface files - anything which doesn't start with
425 "cgroup." are owned by the parent rather than the cgroup itself.
426
427
428 Top-down Constraint
429 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
430
431 Resources are distributed top-down and a cgroup can further distribute
432 a resource only if the resource has been distributed to it from the
433 parent.  This means that all non-root "cgroup.subtree_control" files
434 can only contain controllers which are enabled in the parent's
435 "cgroup.subtree_control" file.  A controller can be enabled only if
436 the parent has the controller enabled and a controller can't be
437 disabled if one or more children have it enabled.
438
439
440 No Internal Process Constraint
441 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
442
443 Non-root cgroups can distribute domain resources to their children
444 only when they don't have any processes of their own.  In other words,
445 only domain cgroups which don't contain any processes can have domain
446 controllers enabled in their "cgroup.subtree_control" files.
447
448 This guarantees that, when a domain controller is looking at the part
449 of the hierarchy which has it enabled, processes are always only on
450 the leaves.  This rules out situations where child cgroups compete
451 against internal processes of the parent.
452
453 The root cgroup is exempt from this restriction.  Root contains
454 processes and anonymous resource consumption which can't be associated
455 with any other cgroups and requires special treatment from most
456 controllers.  How resource consumption in the root cgroup is governed
457 is up to each controller (for more information on this topic please
458 refer to the Non-normative information section in the Controllers
459 chapter).
460
461 Note that the restriction doesn't get in the way if there is no
462 enabled controller in the cgroup's "cgroup.subtree_control".  This is
463 important as otherwise it wouldn't be possible to create children of a
464 populated cgroup.  To control resource distribution of a cgroup, the
465 cgroup must create children and transfer all its processes to the
466 children before enabling controllers in its "cgroup.subtree_control"
467 file.
468
469
470 Delegation
471 ----------
472
473 Model of Delegation
474 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
475
476 A cgroup can be delegated in two ways.  First, to a less privileged
477 user by granting write access of the directory and its "cgroup.procs",
478 "cgroup.threads" and "cgroup.subtree_control" files to the user.
479 Second, if the "nsdelegate" mount option is set, automatically to a
480 cgroup namespace on namespace creation.
481
482 Because the resource control interface files in a given directory
483 control the distribution of the parent's resources, the delegatee
484 shouldn't be allowed to write to them.  For the first method, this is
485 achieved by not granting access to these files.  For the second, the
486 kernel rejects writes to all files other than "cgroup.procs" and
487 "cgroup.subtree_control" on a namespace root from inside the
488 namespace.
489
490 The end results are equivalent for both delegation types.  Once
491 delegated, the user can build sub-hierarchy under the directory,
492 organize processes inside it as it sees fit and further distribute the
493 resources it received from the parent.  The limits and other settings
494 of all resource controllers are hierarchical and regardless of what
495 happens in the delegated sub-hierarchy, nothing can escape the
496 resource restrictions imposed by the parent.
497
498 Currently, cgroup doesn't impose any restrictions on the number of
499 cgroups in or nesting depth of a delegated sub-hierarchy; however,
500 this may be limited explicitly in the future.
501
502
503 Delegation Containment
504 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
505
506 A delegated sub-hierarchy is contained in the sense that processes
507 can't be moved into or out of the sub-hierarchy by the delegatee.
508
509 For delegations to a less privileged user, this is achieved by
510 requiring the following conditions for a process with a non-root euid
511 to migrate a target process into a cgroup by writing its PID to the
512 "cgroup.procs" file.
513
514 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file.
515
516 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file of the
517   common ancestor of the source and destination cgroups.
518
519 The above two constraints ensure that while a delegatee may migrate
520 processes around freely in the delegated sub-hierarchy it can't pull
521 in from or push out to outside the sub-hierarchy.
522
523 For an example, let's assume cgroups C0 and C1 have been delegated to
524 user U0 who created C00, C01 under C0 and C10 under C1 as follows and
525 all processes under C0 and C1 belong to U0::
526
527   ~~~~~~~~~~~~~ - C0 - C00
528   ~ cgroup    ~      \ C01
529   ~ hierarchy ~
530   ~~~~~~~~~~~~~ - C1 - C10
531
532 Let's also say U0 wants to write the PID of a process which is
533 currently in C10 into "C00/cgroup.procs".  U0 has write access to the
534 file; however, the common ancestor of the source cgroup C10 and the
535 destination cgroup C00 is above the points of delegation and U0 would
536 not have write access to its "cgroup.procs" files and thus the write
537 will be denied with -EACCES.
538
539 For delegations to namespaces, containment is achieved by requiring
540 that both the source and destination cgroups are reachable from the
541 namespace of the process which is attempting the migration.  If either
542 is not reachable, the migration is rejected with -ENOENT.
543
544
545 Guidelines
546 ----------
547
548 Organize Once and Control
549 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
550
551 Migrating a process across cgroups is a relatively expensive operation
552 and stateful resources such as memory are not moved together with the
553 process.  This is an explicit design decision as there often exist
554 inherent trade-offs between migration and various hot paths in terms
555 of synchronization cost.
556
557 As such, migrating processes across cgroups frequently as a means to
558 apply different resource restrictions is discouraged.  A workload
559 should be assigned to a cgroup according to the system's logical and
560 resource structure once on start-up.  Dynamic adjustments to resource
561 distribution can be made by changing controller configuration through
562 the interface files.
563
564
565 Avoid Name Collisions
566 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
567
568 Interface files for a cgroup and its children cgroups occupy the same
569 directory and it is possible to create children cgroups which collide
570 with interface files.
571
572 All cgroup core interface files are prefixed with "cgroup." and each
573 controller's interface files are prefixed with the controller name and
574 a dot.  A controller's name is composed of lower case alphabets and
575 '_'s but never begins with an '_' so it can be used as the prefix
576 character for collision avoidance.  Also, interface file names won't
577 start or end with terms which are often used in categorizing workloads
578 such as job, service, slice, unit or workload.
579
580 cgroup doesn't do anything to prevent name collisions and it's the
581 user's responsibility to avoid them.
582
583
584 Resource Distribution Models
585 ============================
586
587 cgroup controllers implement several resource distribution schemes
588 depending on the resource type and expected use cases.  This section
589 describes major schemes in use along with their expected behaviors.
590
591
592 Weights
593 -------
594
595 A parent's resource is distributed by adding up the weights of all
596 active children and giving each the fraction matching the ratio of its
597 weight against the sum.  As only children which can make use of the
598 resource at the moment participate in the distribution, this is
599 work-conserving.  Due to the dynamic nature, this model is usually
600 used for stateless resources.
601
602 All weights are in the range [1, 10000] with the default at 100.  This
603 allows symmetric multiplicative biases in both directions at fine
604 enough granularity while staying in the intuitive range.
605
606 As long as the weight is in range, all configuration combinations are
607 valid and there is no reason to reject configuration changes or
608 process migrations.
609
610 "cpu.weight" proportionally distributes CPU cycles to active children
611 and is an example of this type.
612
613
614 Limits
615 ------
616
617 A child can only consume upto the configured amount of the resource.
618 Limits can be over-committed - the sum of the limits of children can
619 exceed the amount of resource available to the parent.
620
621 Limits are in the range [0, max] and defaults to "max", which is noop.
622
623 As limits can be over-committed, all configuration combinations are
624 valid and there is no reason to reject configuration changes or
625 process migrations.
626
627 "io.max" limits the maximum BPS and/or IOPS that a cgroup can consume
628 on an IO device and is an example of this type.
629
630
631 Protections
632 -----------
633
634 A cgroup is protected upto the configured amount of the resource
635 as long as the usages of all its ancestors are under their
636 protected levels.  Protections can be hard guarantees or best effort
637 soft boundaries.  Protections can also be over-committed in which case
638 only upto the amount available to the parent is protected among
639 children.
640
641 Protections are in the range [0, max] and defaults to 0, which is
642 noop.
643
644 As protections can be over-committed, all configuration combinations
645 are valid and there is no reason to reject configuration changes or
646 process migrations.
647
648 "memory.low" implements best-effort memory protection and is an
649 example of this type.
650
651
652 Allocations
653 -----------
654
655 A cgroup is exclusively allocated a certain amount of a finite
656 resource.  Allocations can't be over-committed - the sum of the
657 allocations of children can not exceed the amount of resource
658 available to the parent.
659
660 Allocations are in the range [0, max] and defaults to 0, which is no
661 resource.
662
663 As allocations can't be over-committed, some configuration
664 combinations are invalid and should be rejected.  Also, if the
665 resource is mandatory for execution of processes, process migrations
666 may be rejected.
667
668 "cpu.rt.max" hard-allocates realtime slices and is an example of this
669 type.
670
671
672 Interface Files
673 ===============
674
675 Format
676 ------
677
678 All interface files should be in one of the following formats whenever
679 possible::
680
681   New-line separated values
682   (when only one value can be written at once)
683
684         VAL0\n
685         VAL1\n
686         ...
687
688   Space separated values
689   (when read-only or multiple values can be written at once)
690
691         VAL0 VAL1 ...\n
692
693   Flat keyed
694
695         KEY0 VAL0\n
696         KEY1 VAL1\n
697         ...
698
699   Nested keyed
700
701         KEY0 SUB_KEY0=VAL00 SUB_KEY1=VAL01...
702         KEY1 SUB_KEY0=VAL10 SUB_KEY1=VAL11...
703         ...
704
705 For a writable file, the format for writing should generally match
706 reading; however, controllers may allow omitting later fields or
707 implement restricted shortcuts for most common use cases.
708
709 For both flat and nested keyed files, only the values for a single key
710 can be written at a time.  For nested keyed files, the sub key pairs
711 may be specified in any order and not all pairs have to be specified.
712
713
714 Conventions
715 -----------
716
717 - Settings for a single feature should be contained in a single file.
718
719 - The root cgroup should be exempt from resource control and thus
720   shouldn't have resource control interface files.
721
722 - The default time unit is microseconds.  If a different unit is ever
723   used, an explicit unit suffix must be present.
724
725 - A parts-per quantity should use a percentage decimal with at least
726   two digit fractional part - e.g. 13.40.
727
728 - If a controller implements weight based resource distribution, its
729   interface file should be named "weight" and have the range [1,
730   10000] with 100 as the default.  The values are chosen to allow
731   enough and symmetric bias in both directions while keeping it
732   intuitive (the default is 100%).
733
734 - If a controller implements an absolute resource guarantee and/or
735   limit, the interface files should be named "min" and "max"
736   respectively.  If a controller implements best effort resource
737   guarantee and/or limit, the interface files should be named "low"
738   and "high" respectively.
739
740   In the above four control files, the special token "max" should be
741   used to represent upward infinity for both reading and writing.
742
743 - If a setting has a configurable default value and keyed specific
744   overrides, the default entry should be keyed with "default" and
745   appear as the first entry in the file.
746
747   The default value can be updated by writing either "default $VAL" or
748   "$VAL".
749
750   When writing to update a specific override, "default" can be used as
751   the value to indicate removal of the override.  Override entries
752   with "default" as the value must not appear when read.
753
754   For example, a setting which is keyed by major:minor device numbers
755   with integer values may look like the following::
756
757     # cat cgroup-example-interface-file
758     default 150
759     8:0 300
760
761   The default value can be updated by::
762
763     # echo 125 > cgroup-example-interface-file
764
765   or::
766
767     # echo "default 125" > cgroup-example-interface-file
768
769   An override can be set by::
770
771     # echo "8:16 170" > cgroup-example-interface-file
772
773   and cleared by::
774
775     # echo "8:0 default" > cgroup-example-interface-file
776     # cat cgroup-example-interface-file
777     default 125
778     8:16 170
779
780 - For events which are not very high frequency, an interface file
781   "events" should be created which lists event key value pairs.
782   Whenever a notifiable event happens, file modified event should be
783   generated on the file.
784
785
786 Core Interface Files
787 --------------------
788
789 All cgroup core files are prefixed with "cgroup."
790
791   cgroup.type
792         A read-write single value file which exists on non-root
793         cgroups.
794
795         When read, it indicates the current type of the cgroup, which
796         can be one of the following values.
797
798         - "domain" : A normal valid domain cgroup.
799
800         - "domain threaded" : A threaded domain cgroup which is
801           serving as the root of a threaded subtree.
802
803         - "domain invalid" : A cgroup which is in an invalid state.
804           It can't be populated or have controllers enabled.  It may
805           be allowed to become a threaded cgroup.
806
807         - "threaded" : A threaded cgroup which is a member of a
808           threaded subtree.
809
810         A cgroup can be turned into a threaded cgroup by writing
811         "threaded" to this file.
812
813   cgroup.procs
814         A read-write new-line separated values file which exists on
815         all cgroups.
816
817         When read, it lists the PIDs of all processes which belong to
818         the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
819         same PID may show up more than once if the process got moved
820         to another cgroup and then back or the PID got recycled while
821         reading.
822
823         A PID can be written to migrate the process associated with
824         the PID to the cgroup.  The writer should match all of the
825         following conditions.
826
827         - It must have write access to the "cgroup.procs" file.
828
829         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
830           common ancestor of the source and destination cgroups.
831
832         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
833         should be granted along with the containing directory.
834
835         In a threaded cgroup, reading this file fails with EOPNOTSUPP
836         as all the processes belong to the thread root.  Writing is
837         supported and moves every thread of the process to the cgroup.
838
839   cgroup.threads
840         A read-write new-line separated values file which exists on
841         all cgroups.
842
843         When read, it lists the TIDs of all threads which belong to
844         the cgroup one-per-line.  The TIDs are not ordered and the
845         same TID may show up more than once if the thread got moved to
846         another cgroup and then back or the TID got recycled while
847         reading.
848
849         A TID can be written to migrate the thread associated with the
850         TID to the cgroup.  The writer should match all of the
851         following conditions.
852
853         - It must have write access to the "cgroup.threads" file.
854
855         - The cgroup that the thread is currently in must be in the
856           same resource domain as the destination cgroup.
857
858         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
859           common ancestor of the source and destination cgroups.
860
861         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
862         should be granted along with the containing directory.
863
864   cgroup.controllers
865         A read-only space separated values file which exists on all
866         cgroups.
867
868         It shows space separated list of all controllers available to
869         the cgroup.  The controllers are not ordered.
870
871   cgroup.subtree_control
872         A read-write space separated values file which exists on all
873         cgroups.  Starts out empty.
874
875         When read, it shows space separated list of the controllers
876         which are enabled to control resource distribution from the
877         cgroup to its children.
878
879         Space separated list of controllers prefixed with '+' or '-'
880         can be written to enable or disable controllers.  A controller
881         name prefixed with '+' enables the controller and '-'
882         disables.  If a controller appears more than once on the list,
883         the last one is effective.  When multiple enable and disable
884         operations are specified, either all succeed or all fail.
885
886   cgroup.events
887         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
888         The following entries are defined.  Unless specified
889         otherwise, a value change in this file generates a file
890         modified event.
891
892           populated
893                 1 if the cgroup or its descendants contains any live
894                 processes; otherwise, 0.
895           frozen
896                 1 if the cgroup is frozen; otherwise, 0.
897
898   cgroup.max.descendants
899         A read-write single value files.  The default is "max".
900
901         Maximum allowed number of descent cgroups.
902         If the actual number of descendants is equal or larger,
903         an attempt to create a new cgroup in the hierarchy will fail.
904
905   cgroup.max.depth
906         A read-write single value files.  The default is "max".
907
908         Maximum allowed descent depth below the current cgroup.
909         If the actual descent depth is equal or larger,
910         an attempt to create a new child cgroup will fail.
911
912   cgroup.stat
913         A read-only flat-keyed file with the following entries:
914
915           nr_descendants
916                 Total number of visible descendant cgroups.
917
918           nr_dying_descendants
919                 Total number of dying descendant cgroups. A cgroup becomes
920                 dying after being deleted by a user. The cgroup will remain
921                 in dying state for some time undefined time (which can depend
922                 on system load) before being completely destroyed.
923
924                 A process can't enter a dying cgroup under any circumstances,
925                 a dying cgroup can't revive.
926
927                 A dying cgroup can consume system resources not exceeding
928                 limits, which were active at the moment of cgroup deletion.
929
930   cgroup.freeze
931         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
932         Allowed values are "0" and "1". The default is "0".
933
934         Writing "1" to the file causes freezing of the cgroup and all
935         descendant cgroups. This means that all belonging processes will
936         be stopped and will not run until the cgroup will be explicitly
937         unfrozen. Freezing of the cgroup may take some time; when this action
938         is completed, the "frozen" value in the cgroup.events control file
939         will be updated to "1" and the corresponding notification will be
940         issued.
941
942         A cgroup can be frozen either by its own settings, or by settings
943         of any ancestor cgroups. If any of ancestor cgroups is frozen, the
944         cgroup will remain frozen.
945
946         Processes in the frozen cgroup can be killed by a fatal signal.
947         They also can enter and leave a frozen cgroup: either by an explicit
948         move by a user, or if freezing of the cgroup races with fork().
949         If a process is moved to a frozen cgroup, it stops. If a process is
950         moved out of a frozen cgroup, it becomes running.
951
952         Frozen status of a cgroup doesn't affect any cgroup tree operations:
953         it's possible to delete a frozen (and empty) cgroup, as well as
954         create new sub-cgroups.
955
956 Controllers
957 ===========
958
959 .. _cgroup-v2-cpu:
960
961 CPU
962 ---
963
964 The "cpu" controllers regulates distribution of CPU cycles.  This
965 controller implements weight and absolute bandwidth limit models for
966 normal scheduling policy and absolute bandwidth allocation model for
967 realtime scheduling policy.
968
969 In all the above models, cycles distribution is defined only on a temporal
970 base and it does not account for the frequency at which tasks are executed.
971 The (optional) utilization clamping support allows to hint the schedutil
972 cpufreq governor about the minimum desired frequency which should always be
973 provided by a CPU, as well as the maximum desired frequency, which should not
974 be exceeded by a CPU.
975
976 WARNING: cgroup2 doesn't yet support control of realtime processes and
977 the cpu controller can only be enabled when all RT processes are in
978 the root cgroup.  Be aware that system management software may already
979 have placed RT processes into nonroot cgroups during the system boot
980 process, and these processes may need to be moved to the root cgroup
981 before the cpu controller can be enabled.
982
983
984 CPU Interface Files
985 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
986
987 All time durations are in microseconds.
988
989   cpu.stat
990         A read-only flat-keyed file.
991         This file exists whether the controller is enabled or not.
992
993         It always reports the following three stats:
994
995         - usage_usec
996         - user_usec
997         - system_usec
998
999         and the following three when the controller is enabled:
1000
1001         - nr_periods
1002         - nr_throttled
1003         - throttled_usec
1004
1005   cpu.weight
1006         A read-write single value file which exists on non-root
1007         cgroups.  The default is "100".
1008
1009         The weight in the range [1, 10000].
1010
1011   cpu.weight.nice
1012         A read-write single value file which exists on non-root
1013         cgroups.  The default is "0".
1014
1015         The nice value is in the range [-20, 19].
1016
1017         This interface file is an alternative interface for
1018         "cpu.weight" and allows reading and setting weight using the
1019         same values used by nice(2).  Because the range is smaller and
1020         granularity is coarser for the nice values, the read value is
1021         the closest approximation of the current weight.
1022
1023   cpu.max
1024         A read-write two value file which exists on non-root cgroups.
1025         The default is "max 100000".
1026
1027         The maximum bandwidth limit.  It's in the following format::
1028
1029           $MAX $PERIOD
1030
1031         which indicates that the group may consume upto $MAX in each
1032         $PERIOD duration.  "max" for $MAX indicates no limit.  If only
1033         one number is written, $MAX is updated.
1034
1035   cpu.pressure
1036         A read-write nested-keyed file.
1037
1038         Shows pressure stall information for CPU. See
1039         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1040
1041   cpu.uclamp.min
1042         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1043         The default is "0", i.e. no utilization boosting.
1044
1045         The requested minimum utilization (protection) as a percentage
1046         rational number, e.g. 12.34 for 12.34%.
1047
1048         This interface allows reading and setting minimum utilization clamp
1049         values similar to the sched_setattr(2). This minimum utilization
1050         value is used to clamp the task specific minimum utilization clamp.
1051
1052         The requested minimum utilization (protection) is always capped by
1053         the current value for the maximum utilization (limit), i.e.
1054         `cpu.uclamp.max`.
1055
1056   cpu.uclamp.max
1057         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1058         The default is "max". i.e. no utilization capping
1059
1060         The requested maximum utilization (limit) as a percentage rational
1061         number, e.g. 98.76 for 98.76%.
1062
1063         This interface allows reading and setting maximum utilization clamp
1064         values similar to the sched_setattr(2). This maximum utilization
1065         value is used to clamp the task specific maximum utilization clamp.
1066
1067
1068
1069 Memory
1070 ------
1071
1072 The "memory" controller regulates distribution of memory.  Memory is
1073 stateful and implements both limit and protection models.  Due to the
1074 intertwining between memory usage and reclaim pressure and the
1075 stateful nature of memory, the distribution model is relatively
1076 complex.
1077
1078 While not completely water-tight, all major memory usages by a given
1079 cgroup are tracked so that the total memory consumption can be
1080 accounted and controlled to a reasonable extent.  Currently, the
1081 following types of memory usages are tracked.
1082
1083 - Userland memory - page cache and anonymous memory.
1084
1085 - Kernel data structures such as dentries and inodes.
1086
1087 - TCP socket buffers.
1088
1089 The above list may expand in the future for better coverage.
1090
1091
1092 Memory Interface Files
1093 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1094
1095 All memory amounts are in bytes.  If a value which is not aligned to
1096 PAGE_SIZE is written, the value may be rounded up to the closest
1097 PAGE_SIZE multiple when read back.
1098
1099   memory.current
1100         A read-only single value file which exists on non-root
1101         cgroups.
1102
1103         The total amount of memory currently being used by the cgroup
1104         and its descendants.
1105
1106   memory.min
1107         A read-write single value file which exists on non-root
1108         cgroups.  The default is "0".
1109
1110         Hard memory protection.  If the memory usage of a cgroup
1111         is within its effective min boundary, the cgroup's memory
1112         won't be reclaimed under any conditions. If there is no
1113         unprotected reclaimable memory available, OOM killer
1114         is invoked. Above the effective min boundary (or
1115         effective low boundary if it is higher), pages are reclaimed
1116         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1117         smaller overages.
1118
1119         Effective min boundary is limited by memory.min values of
1120         all ancestor cgroups. If there is memory.min overcommitment
1121         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1122         than parent will allow), then each child cgroup will get
1123         the part of parent's protection proportional to its
1124         actual memory usage below memory.min.
1125
1126         Putting more memory than generally available under this
1127         protection is discouraged and may lead to constant OOMs.
1128
1129         If a memory cgroup is not populated with processes,
1130         its memory.min is ignored.
1131
1132   memory.low
1133         A read-write single value file which exists on non-root
1134         cgroups.  The default is "0".
1135
1136         Best-effort memory protection.  If the memory usage of a
1137         cgroup is within its effective low boundary, the cgroup's
1138         memory won't be reclaimed unless there is no reclaimable
1139         memory available in unprotected cgroups.
1140         Above the effective low boundary (or 
1141         effective min boundary if it is higher), pages are reclaimed
1142         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1143         smaller overages.
1144
1145         Effective low boundary is limited by memory.low values of
1146         all ancestor cgroups. If there is memory.low overcommitment
1147         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1148         than parent will allow), then each child cgroup will get
1149         the part of parent's protection proportional to its
1150         actual memory usage below memory.low.
1151
1152         Putting more memory than generally available under this
1153         protection is discouraged.
1154
1155   memory.high
1156         A read-write single value file which exists on non-root
1157         cgroups.  The default is "max".
1158
1159         Memory usage throttle limit.  This is the main mechanism to
1160         control memory usage of a cgroup.  If a cgroup's usage goes
1161         over the high boundary, the processes of the cgroup are
1162         throttled and put under heavy reclaim pressure.
1163
1164         Going over the high limit never invokes the OOM killer and
1165         under extreme conditions the limit may be breached.
1166
1167   memory.max
1168         A read-write single value file which exists on non-root
1169         cgroups.  The default is "max".
1170
1171         Memory usage hard limit.  This is the final protection
1172         mechanism.  If a cgroup's memory usage reaches this limit and
1173         can't be reduced, the OOM killer is invoked in the cgroup.
1174         Under certain circumstances, the usage may go over the limit
1175         temporarily.
1176
1177         In default configuration regular 0-order allocations always
1178         succeed unless OOM killer chooses current task as a victim.
1179
1180         Some kinds of allocations don't invoke the OOM killer.
1181         Caller could retry them differently, return into userspace
1182         as -ENOMEM or silently ignore in cases like disk readahead.
1183
1184         This is the ultimate protection mechanism.  As long as the
1185         high limit is used and monitored properly, this limit's
1186         utility is limited to providing the final safety net.
1187
1188   memory.oom.group
1189         A read-write single value file which exists on non-root
1190         cgroups.  The default value is "0".
1191
1192         Determines whether the cgroup should be treated as
1193         an indivisible workload by the OOM killer. If set,
1194         all tasks belonging to the cgroup or to its descendants
1195         (if the memory cgroup is not a leaf cgroup) are killed
1196         together or not at all. This can be used to avoid
1197         partial kills to guarantee workload integrity.
1198
1199         Tasks with the OOM protection (oom_score_adj set to -1000)
1200         are treated as an exception and are never killed.
1201
1202         If the OOM killer is invoked in a cgroup, it's not going
1203         to kill any tasks outside of this cgroup, regardless
1204         memory.oom.group values of ancestor cgroups.
1205
1206   memory.events
1207         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1208         The following entries are defined.  Unless specified
1209         otherwise, a value change in this file generates a file
1210         modified event.
1211
1212         Note that all fields in this file are hierarchical and the
1213         file modified event can be generated due to an event down the
1214         hierarchy. For for the local events at the cgroup level see
1215         memory.events.local.
1216
1217           low
1218                 The number of times the cgroup is reclaimed due to
1219                 high memory pressure even though its usage is under
1220                 the low boundary.  This usually indicates that the low
1221                 boundary is over-committed.
1222
1223           high
1224                 The number of times processes of the cgroup are
1225                 throttled and routed to perform direct memory reclaim
1226                 because the high memory boundary was exceeded.  For a
1227                 cgroup whose memory usage is capped by the high limit
1228                 rather than global memory pressure, this event's
1229                 occurrences are expected.
1230
1231           max
1232                 The number of times the cgroup's memory usage was
1233                 about to go over the max boundary.  If direct reclaim
1234                 fails to bring it down, the cgroup goes to OOM state.
1235
1236           oom
1237                 The number of time the cgroup's memory usage was
1238                 reached the limit and allocation was about to fail.
1239
1240                 This event is not raised if the OOM killer is not
1241                 considered as an option, e.g. for failed high-order
1242                 allocations or if caller asked to not retry attempts.
1243
1244           oom_kill
1245                 The number of processes belonging to this cgroup
1246                 killed by any kind of OOM killer.
1247
1248   memory.events.local
1249         Similar to memory.events but the fields in the file are local
1250         to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
1251         generated on this file reflects only the local events.
1252
1253   memory.stat
1254         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1255
1256         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1257         types of memory, type-specific details, and other information
1258         on the state and past events of the memory management system.
1259
1260         All memory amounts are in bytes.
1261
1262         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1263         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1264         fixed position; use the keys to look up specific values!
1265
1266         If the entry has no per-node counter (or not show in the
1267         memory.numa_stat). We use 'npn' (non-per-node) as the tag
1268         to indicate that it will not show in the memory.numa_stat.
1269
1270           anon
1271                 Amount of memory used in anonymous mappings such as
1272                 brk(), sbrk(), and mmap(MAP_ANONYMOUS)
1273
1274           file
1275                 Amount of memory used to cache filesystem data,
1276                 including tmpfs and shared memory.
1277
1278           kernel_stack
1279                 Amount of memory allocated to kernel stacks.
1280
1281           pagetables
1282                 Amount of memory allocated for page tables.
1283
1284           percpu (npn)
1285                 Amount of memory used for storing per-cpu kernel
1286                 data structures.
1287
1288           sock (npn)
1289                 Amount of memory used in network transmission buffers
1290
1291           shmem
1292                 Amount of cached filesystem data that is swap-backed,
1293                 such as tmpfs, shm segments, shared anonymous mmap()s
1294
1295           file_mapped
1296                 Amount of cached filesystem data mapped with mmap()
1297
1298           file_dirty
1299                 Amount of cached filesystem data that was modified but
1300                 not yet written back to disk
1301
1302           file_writeback
1303                 Amount of cached filesystem data that was modified and
1304                 is currently being written back to disk
1305
1306           swapcached
1307                 Amount of swap cached in memory. The swapcache is accounted
1308                 against both memory and swap usage.
1309
1310           anon_thp
1311                 Amount of memory used in anonymous mappings backed by
1312                 transparent hugepages
1313
1314           file_thp
1315                 Amount of cached filesystem data backed by transparent
1316                 hugepages
1317
1318           shmem_thp
1319                 Amount of shm, tmpfs, shared anonymous mmap()s backed by
1320                 transparent hugepages
1321
1322           inactive_anon, active_anon, inactive_file, active_file, unevictable
1323                 Amount of memory, swap-backed and filesystem-backed,
1324                 on the internal memory management lists used by the
1325                 page reclaim algorithm.
1326
1327                 As these represent internal list state (eg. shmem pages are on anon
1328                 memory management lists), inactive_foo + active_foo may not be equal to
1329                 the value for the foo counter, since the foo counter is type-based, not
1330                 list-based.
1331
1332           slab_reclaimable
1333                 Part of "slab" that might be reclaimed, such as
1334                 dentries and inodes.
1335
1336           slab_unreclaimable
1337                 Part of "slab" that cannot be reclaimed on memory
1338                 pressure.
1339
1340           slab (npn)
1341                 Amount of memory used for storing in-kernel data
1342                 structures.
1343
1344           workingset_refault_anon
1345                 Number of refaults of previously evicted anonymous pages.
1346
1347           workingset_refault_file
1348                 Number of refaults of previously evicted file pages.
1349
1350           workingset_activate_anon
1351                 Number of refaulted anonymous pages that were immediately
1352                 activated.
1353
1354           workingset_activate_file
1355                 Number of refaulted file pages that were immediately activated.
1356
1357           workingset_restore_anon
1358                 Number of restored anonymous pages which have been detected as
1359                 an active workingset before they got reclaimed.
1360
1361           workingset_restore_file
1362                 Number of restored file pages which have been detected as an
1363                 active workingset before they got reclaimed.
1364
1365           workingset_nodereclaim
1366                 Number of times a shadow node has been reclaimed
1367
1368           pgfault (npn)
1369                 Total number of page faults incurred
1370
1371           pgmajfault (npn)
1372                 Number of major page faults incurred
1373
1374           pgrefill (npn)
1375                 Amount of scanned pages (in an active LRU list)
1376
1377           pgscan (npn)
1378                 Amount of scanned pages (in an inactive LRU list)
1379
1380           pgsteal (npn)
1381                 Amount of reclaimed pages
1382
1383           pgactivate (npn)
1384                 Amount of pages moved to the active LRU list
1385
1386           pgdeactivate (npn)
1387                 Amount of pages moved to the inactive LRU list
1388
1389           pglazyfree (npn)
1390                 Amount of pages postponed to be freed under memory pressure
1391
1392           pglazyfreed (npn)
1393                 Amount of reclaimed lazyfree pages
1394
1395           thp_fault_alloc (npn)
1396                 Number of transparent hugepages which were allocated to satisfy
1397                 a page fault. This counter is not present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1398                 is not set.
1399
1400           thp_collapse_alloc (npn)
1401                 Number of transparent hugepages which were allocated to allow
1402                 collapsing an existing range of pages. This counter is not
1403                 present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE is not set.
1404
1405   memory.numa_stat
1406         A read-only nested-keyed file which exists on non-root cgroups.
1407
1408         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1409         types of memory, type-specific details, and other information
1410         per node on the state of the memory management system.
1411
1412         This is useful for providing visibility into the NUMA locality
1413         information within an memcg since the pages are allowed to be
1414         allocated from any physical node. One of the use case is evaluating
1415         application performance by combining this information with the
1416         application's CPU allocation.
1417
1418         All memory amounts are in bytes.
1419
1420         The output format of memory.numa_stat is::
1421
1422           type N0=<bytes in node 0> N1=<bytes in node 1> ...
1423
1424         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1425         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1426         fixed position; use the keys to look up specific values!
1427
1428         The entries can refer to the memory.stat.
1429
1430   memory.swap.current
1431         A read-only single value file which exists on non-root
1432         cgroups.
1433
1434         The total amount of swap currently being used by the cgroup
1435         and its descendants.
1436
1437   memory.swap.high
1438         A read-write single value file which exists on non-root
1439         cgroups.  The default is "max".
1440
1441         Swap usage throttle limit.  If a cgroup's swap usage exceeds
1442         this limit, all its further allocations will be throttled to
1443         allow userspace to implement custom out-of-memory procedures.
1444
1445         This limit marks a point of no return for the cgroup. It is NOT
1446         designed to manage the amount of swapping a workload does
1447         during regular operation. Compare to memory.swap.max, which
1448         prohibits swapping past a set amount, but lets the cgroup
1449         continue unimpeded as long as other memory can be reclaimed.
1450
1451         Healthy workloads are not expected to reach this limit.
1452
1453   memory.swap.max
1454         A read-write single value file which exists on non-root
1455         cgroups.  The default is "max".
1456
1457         Swap usage hard limit.  If a cgroup's swap usage reaches this
1458         limit, anonymous memory of the cgroup will not be swapped out.
1459
1460   memory.swap.events
1461         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1462         The following entries are defined.  Unless specified
1463         otherwise, a value change in this file generates a file
1464         modified event.
1465
1466           high
1467                 The number of times the cgroup's swap usage was over
1468                 the high threshold.
1469
1470           max
1471                 The number of times the cgroup's swap usage was about
1472                 to go over the max boundary and swap allocation
1473                 failed.
1474
1475           fail
1476                 The number of times swap allocation failed either
1477                 because of running out of swap system-wide or max
1478                 limit.
1479
1480         When reduced under the current usage, the existing swap
1481         entries are reclaimed gradually and the swap usage may stay
1482         higher than the limit for an extended period of time.  This
1483         reduces the impact on the workload and memory management.
1484
1485   memory.pressure
1486         A read-only nested-keyed file.
1487
1488         Shows pressure stall information for memory. See
1489         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1490
1491
1492 Usage Guidelines
1493 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1494
1495 "memory.high" is the main mechanism to control memory usage.
1496 Over-committing on high limit (sum of high limits > available memory)
1497 and letting global memory pressure to distribute memory according to
1498 usage is a viable strategy.
1499
1500 Because breach of the high limit doesn't trigger the OOM killer but
1501 throttles the offending cgroup, a management agent has ample
1502 opportunities to monitor and take appropriate actions such as granting
1503 more memory or terminating the workload.
1504
1505 Determining whether a cgroup has enough memory is not trivial as
1506 memory usage doesn't indicate whether the workload can benefit from
1507 more memory.  For example, a workload which writes data received from
1508 network to a file can use all available memory but can also operate as
1509 performant with a small amount of memory.  A measure of memory
1510 pressure - how much the workload is being impacted due to lack of
1511 memory - is necessary to determine whether a workload needs more
1512 memory; unfortunately, memory pressure monitoring mechanism isn't
1513 implemented yet.
1514
1515
1516 Memory Ownership
1517 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1518
1519 A memory area is charged to the cgroup which instantiated it and stays
1520 charged to the cgroup until the area is released.  Migrating a process
1521 to a different cgroup doesn't move the memory usages that it
1522 instantiated while in the previous cgroup to the new cgroup.
1523
1524 A memory area may be used by processes belonging to different cgroups.
1525 To which cgroup the area will be charged is in-deterministic; however,
1526 over time, the memory area is likely to end up in a cgroup which has
1527 enough memory allowance to avoid high reclaim pressure.
1528
1529 If a cgroup sweeps a considerable amount of memory which is expected
1530 to be accessed repeatedly by other cgroups, it may make sense to use
1531 POSIX_FADV_DONTNEED to relinquish the ownership of memory areas
1532 belonging to the affected files to ensure correct memory ownership.
1533
1534
1535 IO
1536 --
1537
1538 The "io" controller regulates the distribution of IO resources.  This
1539 controller implements both weight based and absolute bandwidth or IOPS
1540 limit distribution; however, weight based distribution is available
1541 only if cfq-iosched is in use and neither scheme is available for
1542 blk-mq devices.
1543
1544
1545 IO Interface Files
1546 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1547
1548   io.stat
1549         A read-only nested-keyed file.
1550
1551         Lines are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.
1552         The following nested keys are defined.
1553
1554           ======        =====================
1555           rbytes        Bytes read
1556           wbytes        Bytes written
1557           rios          Number of read IOs
1558           wios          Number of write IOs
1559           dbytes        Bytes discarded
1560           dios          Number of discard IOs
1561           ======        =====================
1562
1563         An example read output follows::
1564
1565           8:16 rbytes=1459200 wbytes=314773504 rios=192 wios=353 dbytes=0 dios=0
1566           8:0 rbytes=90430464 wbytes=299008000 rios=8950 wios=1252 dbytes=50331648 dios=3021
1567
1568   io.cost.qos
1569         A read-write nested-keyed file which exists only on the root
1570         cgroup.
1571
1572         This file configures the Quality of Service of the IO cost
1573         model based controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which
1574         currently implements "io.weight" proportional control.  Lines
1575         are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The
1576         line for a given device is populated on the first write for
1577         the device on "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following
1578         nested keys are defined.
1579
1580           ======        =====================================
1581           enable        Weight-based control enable
1582           ctrl          "auto" or "user"
1583           rpct          Read latency percentile    [0, 100]
1584           rlat          Read latency threshold
1585           wpct          Write latency percentile   [0, 100]
1586           wlat          Write latency threshold
1587           min           Minimum scaling percentage [1, 10000]
1588           max           Maximum scaling percentage [1, 10000]
1589           ======        =====================================
1590
1591         The controller is disabled by default and can be enabled by
1592         setting "enable" to 1.  "rpct" and "wpct" parameters default
1593         to zero and the controller uses internal device saturation
1594         state to adjust the overall IO rate between "min" and "max".
1595
1596         When a better control quality is needed, latency QoS
1597         parameters can be configured.  For example::
1598
1599           8:16 enable=1 ctrl=auto rpct=95.00 rlat=75000 wpct=95.00 wlat=150000 min=50.00 max=150.0
1600
1601         shows that on sdb, the controller is enabled, will consider
1602         the device saturated if the 95th percentile of read completion
1603         latencies is above 75ms or write 150ms, and adjust the overall
1604         IO issue rate between 50% and 150% accordingly.
1605
1606         The lower the saturation point, the better the latency QoS at
1607         the cost of aggregate bandwidth.  The narrower the allowed
1608         adjustment range between "min" and "max", the more conformant
1609         to the cost model the IO behavior.  Note that the IO issue
1610         base rate may be far off from 100% and setting "min" and "max"
1611         blindly can lead to a significant loss of device capacity or
1612         control quality.  "min" and "max" are useful for regulating
1613         devices which show wide temporary behavior changes - e.g. a
1614         ssd which accepts writes at the line speed for a while and
1615         then completely stalls for multiple seconds.
1616
1617         When "ctrl" is "auto", the parameters are controlled by the
1618         kernel and may change automatically.  Setting "ctrl" to "user"
1619         or setting any of the percentile and latency parameters puts
1620         it into "user" mode and disables the automatic changes.  The
1621         automatic mode can be restored by setting "ctrl" to "auto".
1622
1623   io.cost.model
1624         A read-write nested-keyed file which exists only on the root
1625         cgroup.
1626
1627         This file configures the cost model of the IO cost model based
1628         controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which currently
1629         implements "io.weight" proportional control.  Lines are keyed
1630         by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The line for a
1631         given device is populated on the first write for the device on
1632         "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following nested keys
1633         are defined.
1634
1635           =====         ================================
1636           ctrl          "auto" or "user"
1637           model         The cost model in use - "linear"
1638           =====         ================================
1639
1640         When "ctrl" is "auto", the kernel may change all parameters
1641         dynamically.  When "ctrl" is set to "user" or any other
1642         parameters are written to, "ctrl" become "user" and the
1643         automatic changes are disabled.
1644
1645         When "model" is "linear", the following model parameters are
1646         defined.
1647
1648           ============= ========================================
1649           [r|w]bps      The maximum sequential IO throughput
1650           [r|w]seqiops  The maximum 4k sequential IOs per second
1651           [r|w]randiops The maximum 4k random IOs per second
1652           ============= ========================================
1653
1654         From the above, the builtin linear model determines the base
1655         costs of a sequential and random IO and the cost coefficient
1656         for the IO size.  While simple, this model can cover most
1657         common device classes acceptably.
1658
1659         The IO cost model isn't expected to be accurate in absolute
1660         sense and is scaled to the device behavior dynamically.
1661
1662         If needed, tools/cgroup/iocost_coef_gen.py can be used to
1663         generate device-specific coefficients.
1664
1665   io.weight
1666         A read-write flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1667         The default is "default 100".
1668
1669         The first line is the default weight applied to devices
1670         without specific override.  The rest are overrides keyed by
1671         $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The weights are in
1672         the range [1, 10000] and specifies the relative amount IO time
1673         the cgroup can use in relation to its siblings.
1674
1675         The default weight can be updated by writing either "default
1676         $WEIGHT" or simply "$WEIGHT".  Overrides can be set by writing
1677         "$MAJ:$MIN $WEIGHT" and unset by writing "$MAJ:$MIN default".
1678
1679         An example read output follows::
1680
1681           default 100
1682           8:16 200
1683           8:0 50
1684
1685   io.max
1686         A read-write nested-keyed file which exists on non-root
1687         cgroups.
1688
1689         BPS and IOPS based IO limit.  Lines are keyed by $MAJ:$MIN
1690         device numbers and not ordered.  The following nested keys are
1691         defined.
1692
1693           =====         ==================================
1694           rbps          Max read bytes per second
1695           wbps          Max write bytes per second
1696           riops         Max read IO operations per second
1697           wiops         Max write IO operations per second
1698           =====         ==================================
1699
1700         When writing, any number of nested key-value pairs can be
1701         specified in any order.  "max" can be specified as the value
1702         to remove a specific limit.  If the same key is specified
1703         multiple times, the outcome is undefined.
1704
1705         BPS and IOPS are measured in each IO direction and IOs are
1706         delayed if limit is reached.  Temporary bursts are allowed.
1707
1708         Setting read limit at 2M BPS and write at 120 IOPS for 8:16::
1709
1710           echo "8:16 rbps=2097152 wiops=120" > io.max
1711
1712         Reading returns the following::
1713
1714           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=120
1715
1716         Write IOPS limit can be removed by writing the following::
1717
1718           echo "8:16 wiops=max" > io.max
1719
1720         Reading now returns the following::
1721
1722           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=max
1723
1724   io.pressure
1725         A read-only nested-keyed file.
1726
1727         Shows pressure stall information for IO. See
1728         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1729
1730
1731 Writeback
1732 ~~~~~~~~~
1733
1734 Page cache is dirtied through buffered writes and shared mmaps and
1735 written asynchronously to the backing filesystem by the writeback
1736 mechanism.  Writeback sits between the memory and IO domains and
1737 regulates the proportion of dirty memory by balancing dirtying and
1738 write IOs.
1739
1740 The io controller, in conjunction with the memory controller,
1741 implements control of page cache writeback IOs.  The memory controller
1742 defines the memory domain that dirty memory ratio is calculated and
1743 maintained for and the io controller defines the io domain which
1744 writes out dirty pages for the memory domain.  Both system-wide and
1745 per-cgroup dirty memory states are examined and the more restrictive
1746 of the two is enforced.
1747
1748 cgroup writeback requires explicit support from the underlying
1749 filesystem.  Currently, cgroup writeback is implemented on ext2, ext4,
1750 btrfs, f2fs, and xfs.  On other filesystems, all writeback IOs are 
1751 attributed to the root cgroup.
1752
1753 There are inherent differences in memory and writeback management
1754 which affects how cgroup ownership is tracked.  Memory is tracked per
1755 page while writeback per inode.  For the purpose of writeback, an
1756 inode is assigned to a cgroup and all IO requests to write dirty pages
1757 from the inode are attributed to that cgroup.
1758
1759 As cgroup ownership for memory is tracked per page, there can be pages
1760 which are associated with different cgroups than the one the inode is
1761 associated with.  These are called foreign pages.  The writeback
1762 constantly keeps track of foreign pages and, if a particular foreign
1763 cgroup becomes the majority over a certain period of time, switches
1764 the ownership of the inode to that cgroup.
1765
1766 While this model is enough for most use cases where a given inode is
1767 mostly dirtied by a single cgroup even when the main writing cgroup
1768 changes over time, use cases where multiple cgroups write to a single
1769 inode simultaneously are not supported well.  In such circumstances, a
1770 significant portion of IOs are likely to be attributed incorrectly.
1771 As memory controller assigns page ownership on the first use and
1772 doesn't update it until the page is released, even if writeback
1773 strictly follows page ownership, multiple cgroups dirtying overlapping
1774 areas wouldn't work as expected.  It's recommended to avoid such usage
1775 patterns.
1776
1777 The sysctl knobs which affect writeback behavior are applied to cgroup
1778 writeback as follows.
1779
1780   vm.dirty_background_ratio, vm.dirty_ratio
1781         These ratios apply the same to cgroup writeback with the
1782         amount of available memory capped by limits imposed by the
1783         memory controller and system-wide clean memory.
1784
1785   vm.dirty_background_bytes, vm.dirty_bytes
1786         For cgroup writeback, this is calculated into ratio against
1787         total available memory and applied the same way as
1788         vm.dirty[_background]_ratio.
1789
1790
1791 IO Latency
1792 ~~~~~~~~~~
1793
1794 This is a cgroup v2 controller for IO workload protection.  You provide a group
1795 with a latency target, and if the average latency exceeds that target the
1796 controller will throttle any peers that have a lower latency target than the
1797 protected workload.
1798
1799 The limits are only applied at the peer level in the hierarchy.  This means that
1800 in the diagram below, only groups A, B, and C will influence each other, and
1801 groups D and F will influence each other.  Group G will influence nobody::
1802
1803                         [root]
1804                 /          |            \
1805                 A          B            C
1806                /  \        |
1807               D    F       G
1808
1809
1810 So the ideal way to configure this is to set io.latency in groups A, B, and C.
1811 Generally you do not want to set a value lower than the latency your device
1812 supports.  Experiment to find the value that works best for your workload.
1813 Start at higher than the expected latency for your device and watch the
1814 avg_lat value in io.stat for your workload group to get an idea of the
1815 latency you see during normal operation.  Use the avg_lat value as a basis for
1816 your real setting, setting at 10-15% higher than the value in io.stat.
1817
1818 How IO Latency Throttling Works
1819 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1820
1821 io.latency is work conserving; so as long as everybody is meeting their latency
1822 target the controller doesn't do anything.  Once a group starts missing its
1823 target it begins throttling any peer group that has a higher target than itself.
1824 This throttling takes 2 forms:
1825
1826 - Queue depth throttling.  This is the number of outstanding IO's a group is
1827   allowed to have.  We will clamp down relatively quickly, starting at no limit
1828   and going all the way down to 1 IO at a time.
1829
1830 - Artificial delay induction.  There are certain types of IO that cannot be
1831   throttled without possibly adversely affecting higher priority groups.  This
1832   includes swapping and metadata IO.  These types of IO are allowed to occur
1833   normally, however they are "charged" to the originating group.  If the
1834   originating group is being throttled you will see the use_delay and delay
1835   fields in io.stat increase.  The delay value is how many microseconds that are
1836   being added to any process that runs in this group.  Because this number can
1837   grow quite large if there is a lot of swapping or metadata IO occurring we
1838   limit the individual delay events to 1 second at a time.
1839
1840 Once the victimized group starts meeting its latency target again it will start
1841 unthrottling any peer groups that were throttled previously.  If the victimized
1842 group simply stops doing IO the global counter will unthrottle appropriately.
1843
1844 IO Latency Interface Files
1845 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1846
1847   io.latency
1848         This takes a similar format as the other controllers.
1849
1850                 "MAJOR:MINOR target=<target time in microseconds"
1851
1852   io.stat
1853         If the controller is enabled you will see extra stats in io.stat in
1854         addition to the normal ones.
1855
1856           depth
1857                 This is the current queue depth for the group.
1858
1859           avg_lat
1860                 This is an exponential moving average with a decay rate of 1/exp
1861                 bound by the sampling interval.  The decay rate interval can be
1862                 calculated by multiplying the win value in io.stat by the
1863                 corresponding number of samples based on the win value.
1864
1865           win
1866                 The sampling window size in milliseconds.  This is the minimum
1867                 duration of time between evaluation events.  Windows only elapse
1868                 with IO activity.  Idle periods extend the most recent window.
1869
1870 IO Priority
1871 ~~~~~~~~~~~
1872
1873 A single attribute controls the behavior of the I/O priority cgroup policy,
1874 namely the blkio.prio.class attribute. The following values are accepted for
1875 that attribute:
1876
1877   no-change
1878         Do not modify the I/O priority class.
1879
1880   none-to-rt
1881         For requests that do not have an I/O priority class (NONE),
1882         change the I/O priority class into RT. Do not modify
1883         the I/O priority class of other requests.
1884
1885   restrict-to-be
1886         For requests that do not have an I/O priority class or that have I/O
1887         priority class RT, change it into BE. Do not modify the I/O priority
1888         class of requests that have priority class IDLE.
1889
1890   idle
1891         Change the I/O priority class of all requests into IDLE, the lowest
1892         I/O priority class.
1893
1894 The following numerical values are associated with the I/O priority policies:
1895
1896 +-------------+---+
1897 | no-change   | 0 |
1898 +-------------+---+
1899 | none-to-rt  | 1 |
1900 +-------------+---+
1901 | rt-to-be    | 2 |
1902 +-------------+---+
1903 | all-to-idle | 3 |
1904 +-------------+---+
1905
1906 The numerical value that corresponds to each I/O priority class is as follows:
1907
1908 +-------------------------------+---+
1909 | IOPRIO_CLASS_NONE             | 0 |
1910 +-------------------------------+---+
1911 | IOPRIO_CLASS_RT (real-time)   | 1 |
1912 +-------------------------------+---+
1913 | IOPRIO_CLASS_BE (best effort) | 2 |
1914 +-------------------------------+---+
1915 | IOPRIO_CLASS_IDLE             | 3 |
1916 +-------------------------------+---+
1917
1918 The algorithm to set the I/O priority class for a request is as follows:
1919
1920 - Translate the I/O priority class policy into a number.
1921 - Change the request I/O priority class into the maximum of the I/O priority
1922   class policy number and the numerical I/O priority class.
1923
1924 PID
1925 ---
1926
1927 The process number controller is used to allow a cgroup to stop any
1928 new tasks from being fork()'d or clone()'d after a specified limit is
1929 reached.
1930
1931 The number of tasks in a cgroup can be exhausted in ways which other
1932 controllers cannot prevent, thus warranting its own controller.  For
1933 example, a fork bomb is likely to exhaust the number of tasks before
1934 hitting memory restrictions.
1935
1936 Note that PIDs used in this controller refer to TIDs, process IDs as
1937 used by the kernel.
1938
1939
1940 PID Interface Files
1941 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1942
1943   pids.max
1944         A read-write single value file which exists on non-root
1945         cgroups.  The default is "max".
1946
1947         Hard limit of number of processes.
1948
1949   pids.current
1950         A read-only single value file which exists on all cgroups.
1951
1952         The number of processes currently in the cgroup and its
1953         descendants.
1954
1955 Organisational operations are not blocked by cgroup policies, so it is
1956 possible to have pids.current > pids.max.  This can be done by either
1957 setting the limit to be smaller than pids.current, or attaching enough
1958 processes to the cgroup such that pids.current is larger than
1959 pids.max.  However, it is not possible to violate a cgroup PID policy
1960 through fork() or clone(). These will return -EAGAIN if the creation
1961 of a new process would cause a cgroup policy to be violated.
1962
1963
1964 Cpuset
1965 ------
1966
1967 The "cpuset" controller provides a mechanism for constraining
1968 the CPU and memory node placement of tasks to only the resources
1969 specified in the cpuset interface files in a task's current cgroup.
1970 This is especially valuable on large NUMA systems where placing jobs
1971 on properly sized subsets of the systems with careful processor and
1972 memory placement to reduce cross-node memory access and contention
1973 can improve overall system performance.
1974
1975 The "cpuset" controller is hierarchical.  That means the controller
1976 cannot use CPUs or memory nodes not allowed in its parent.
1977
1978
1979 Cpuset Interface Files
1980 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1981
1982   cpuset.cpus
1983         A read-write multiple values file which exists on non-root
1984         cpuset-enabled cgroups.
1985
1986         It lists the requested CPUs to be used by tasks within this
1987         cgroup.  The actual list of CPUs to be granted, however, is
1988         subjected to constraints imposed by its parent and can differ
1989         from the requested CPUs.
1990
1991         The CPU numbers are comma-separated numbers or ranges.
1992         For example::
1993
1994           # cat cpuset.cpus
1995           0-4,6,8-10
1996
1997         An empty value indicates that the cgroup is using the same
1998         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
1999         "cpuset.cpus" or all the available CPUs if none is found.
2000
2001         The value of "cpuset.cpus" stays constant until the next update
2002         and won't be affected by any CPU hotplug events.
2003
2004   cpuset.cpus.effective
2005         A read-only multiple values file which exists on all
2006         cpuset-enabled cgroups.
2007
2008         It lists the onlined CPUs that are actually granted to this
2009         cgroup by its parent.  These CPUs are allowed to be used by
2010         tasks within the current cgroup.
2011
2012         If "cpuset.cpus" is empty, the "cpuset.cpus.effective" file shows
2013         all the CPUs from the parent cgroup that can be available to
2014         be used by this cgroup.  Otherwise, it should be a subset of
2015         "cpuset.cpus" unless none of the CPUs listed in "cpuset.cpus"
2016         can be granted.  In this case, it will be treated just like an
2017         empty "cpuset.cpus".
2018
2019         Its value will be affected by CPU hotplug events.
2020
2021   cpuset.mems
2022         A read-write multiple values file which exists on non-root
2023         cpuset-enabled cgroups.
2024
2025         It lists the requested memory nodes to be used by tasks within
2026         this cgroup.  The actual list of memory nodes granted, however,
2027         is subjected to constraints imposed by its parent and can differ
2028         from the requested memory nodes.
2029
2030         The memory node numbers are comma-separated numbers or ranges.
2031         For example::
2032
2033           # cat cpuset.mems
2034           0-1,3
2035
2036         An empty value indicates that the cgroup is using the same
2037         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
2038         "cpuset.mems" or all the available memory nodes if none
2039         is found.
2040
2041         The value of "cpuset.mems" stays constant until the next update
2042         and won't be affected by any memory nodes hotplug events.
2043
2044   cpuset.mems.effective
2045         A read-only multiple values file which exists on all
2046         cpuset-enabled cgroups.
2047
2048         It lists the onlined memory nodes that are actually granted to
2049         this cgroup by its parent. These memory nodes are allowed to
2050         be used by tasks within the current cgroup.
2051
2052         If "cpuset.mems" is empty, it shows all the memory nodes from the
2053         parent cgroup that will be available to be used by this cgroup.
2054         Otherwise, it should be a subset of "cpuset.mems" unless none of
2055         the memory nodes listed in "cpuset.mems" can be granted.  In this
2056         case, it will be treated just like an empty "cpuset.mems".
2057
2058         Its value will be affected by memory nodes hotplug events.
2059
2060   cpuset.cpus.partition
2061         A read-write single value file which exists on non-root
2062         cpuset-enabled cgroups.  This flag is owned by the parent cgroup
2063         and is not delegatable.
2064
2065         It accepts only the following input values when written to.
2066
2067           ========      ================================
2068           "root"        a partition root
2069           "member"      a non-root member of a partition
2070           ========      ================================
2071
2072         When set to be a partition root, the current cgroup is the
2073         root of a new partition or scheduling domain that comprises
2074         itself and all its descendants except those that are separate
2075         partition roots themselves and their descendants.  The root
2076         cgroup is always a partition root.
2077
2078         There are constraints on where a partition root can be set.
2079         It can only be set in a cgroup if all the following conditions
2080         are true.
2081
2082         1) The "cpuset.cpus" is not empty and the list of CPUs are
2083            exclusive, i.e. they are not shared by any of its siblings.
2084         2) The parent cgroup is a partition root.
2085         3) The "cpuset.cpus" is also a proper subset of the parent's
2086            "cpuset.cpus.effective".
2087         4) There is no child cgroups with cpuset enabled.  This is for
2088            eliminating corner cases that have to be handled if such a
2089            condition is allowed.
2090
2091         Setting it to partition root will take the CPUs away from the
2092         effective CPUs of the parent cgroup.  Once it is set, this
2093         file cannot be reverted back to "member" if there are any child
2094         cgroups with cpuset enabled.
2095
2096         A parent partition cannot distribute all its CPUs to its
2097         child partitions.  There must be at least one cpu left in the
2098         parent partition.
2099
2100         Once becoming a partition root, changes to "cpuset.cpus" is
2101         generally allowed as long as the first condition above is true,
2102         the change will not take away all the CPUs from the parent
2103         partition and the new "cpuset.cpus" value is a superset of its
2104         children's "cpuset.cpus" values.
2105
2106         Sometimes, external factors like changes to ancestors'
2107         "cpuset.cpus" or cpu hotplug can cause the state of the partition
2108         root to change.  On read, the "cpuset.sched.partition" file
2109         can show the following values.
2110
2111           ==============        ==============================
2112           "member"              Non-root member of a partition
2113           "root"                Partition root
2114           "root invalid"        Invalid partition root
2115           ==============        ==============================
2116
2117         It is a partition root if the first 2 partition root conditions
2118         above are true and at least one CPU from "cpuset.cpus" is
2119         granted by the parent cgroup.
2120
2121         A partition root can become invalid if none of CPUs requested
2122         in "cpuset.cpus" can be granted by the parent cgroup or the
2123         parent cgroup is no longer a partition root itself.  In this
2124         case, it is not a real partition even though the restriction
2125         of the first partition root condition above will still apply.
2126         The cpu affinity of all the tasks in the cgroup will then be
2127         associated with CPUs in the nearest ancestor partition.
2128
2129         An invalid partition root can be transitioned back to a
2130         real partition root if at least one of the requested CPUs
2131         can now be granted by its parent.  In this case, the cpu
2132         affinity of all the tasks in the formerly invalid partition
2133         will be associated to the CPUs of the newly formed partition.
2134         Changing the partition state of an invalid partition root to
2135         "member" is always allowed even if child cpusets are present.
2136
2137
2138 Device controller
2139 -----------------
2140
2141 Device controller manages access to device files. It includes both
2142 creation of new device files (using mknod), and access to the
2143 existing device files.
2144
2145 Cgroup v2 device controller has no interface files and is implemented
2146 on top of cgroup BPF. To control access to device files, a user may
2147 create bpf programs of the BPF_CGROUP_DEVICE type and attach them
2148 to cgroups. On an attempt to access a device file, corresponding
2149 BPF programs will be executed, and depending on the return value
2150 the attempt will succeed or fail with -EPERM.
2151
2152 A BPF_CGROUP_DEVICE program takes a pointer to the bpf_cgroup_dev_ctx
2153 structure, which describes the device access attempt: access type
2154 (mknod/read/write) and device (type, major and minor numbers).
2155 If the program returns 0, the attempt fails with -EPERM, otherwise
2156 it succeeds.
2157
2158 An example of BPF_CGROUP_DEVICE program may be found in the kernel
2159 source tree in the tools/testing/selftests/bpf/progs/dev_cgroup.c file.
2160
2161
2162 RDMA
2163 ----
2164
2165 The "rdma" controller regulates the distribution and accounting of
2166 RDMA resources.
2167
2168 RDMA Interface Files
2169 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2170
2171   rdma.max
2172         A readwrite nested-keyed file that exists for all the cgroups
2173         except root that describes current configured resource limit
2174         for a RDMA/IB device.
2175
2176         Lines are keyed by device name and are not ordered.
2177         Each line contains space separated resource name and its configured
2178         limit that can be distributed.
2179
2180         The following nested keys are defined.
2181
2182           ==========    =============================
2183           hca_handle    Maximum number of HCA Handles
2184           hca_object    Maximum number of HCA Objects
2185           ==========    =============================
2186
2187         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2188
2189           mlx4_0 hca_handle=2 hca_object=2000
2190           ocrdma1 hca_handle=3 hca_object=max
2191
2192   rdma.current
2193         A read-only file that describes current resource usage.
2194         It exists for all the cgroup except root.
2195
2196         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2197
2198           mlx4_0 hca_handle=1 hca_object=20
2199           ocrdma1 hca_handle=1 hca_object=23
2200
2201 HugeTLB
2202 -------
2203
2204 The HugeTLB controller allows to limit the HugeTLB usage per control group and
2205 enforces the controller limit during page fault.
2206
2207 HugeTLB Interface Files
2208 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2209
2210   hugetlb.<hugepagesize>.current
2211         Show current usage for "hugepagesize" hugetlb.  It exists for all
2212         the cgroup except root.
2213
2214   hugetlb.<hugepagesize>.max
2215         Set/show the hard limit of "hugepagesize" hugetlb usage.
2216         The default value is "max".  It exists for all the cgroup except root.
2217
2218   hugetlb.<hugepagesize>.events
2219         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
2220
2221           max
2222                 The number of allocation failure due to HugeTLB limit
2223
2224   hugetlb.<hugepagesize>.events.local
2225         Similar to hugetlb.<hugepagesize>.events but the fields in the file
2226         are local to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
2227         generated on this file reflects only the local events.
2228
2229 Misc
2230 ----
2231
2232 The Miscellaneous cgroup provides the resource limiting and tracking
2233 mechanism for the scalar resources which cannot be abstracted like the other
2234 cgroup resources. Controller is enabled by the CONFIG_CGROUP_MISC config
2235 option.
2236
2237 A resource can be added to the controller via enum misc_res_type{} in the
2238 include/linux/misc_cgroup.h file and the corresponding name via misc_res_name[]
2239 in the kernel/cgroup/misc.c file. Provider of the resource must set its
2240 capacity prior to using the resource by calling misc_cg_set_capacity().
2241
2242 Once a capacity is set then the resource usage can be updated using charge and
2243 uncharge APIs. All of the APIs to interact with misc controller are in
2244 include/linux/misc_cgroup.h.
2245
2246 Misc Interface Files
2247 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2248
2249 Miscellaneous controller provides 3 interface files. If two misc resources (res_a and res_b) are registered then:
2250
2251   misc.capacity
2252         A read-only flat-keyed file shown only in the root cgroup.  It shows
2253         miscellaneous scalar resources available on the platform along with
2254         their quantities::
2255
2256           $ cat misc.capacity
2257           res_a 50
2258           res_b 10
2259
2260   misc.current
2261         A read-only flat-keyed file shown in the non-root cgroups.  It shows
2262         the current usage of the resources in the cgroup and its children.::
2263
2264           $ cat misc.current
2265           res_a 3
2266           res_b 0
2267
2268   misc.max
2269         A read-write flat-keyed file shown in the non root cgroups. Allowed
2270         maximum usage of the resources in the cgroup and its children.::
2271
2272           $ cat misc.max
2273           res_a max
2274           res_b 4
2275
2276         Limit can be set by::
2277
2278           # echo res_a 1 > misc.max
2279
2280         Limit can be set to max by::
2281
2282           # echo res_a max > misc.max
2283
2284         Limits can be set higher than the capacity value in the misc.capacity
2285         file.
2286
2287 Migration and Ownership
2288 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2289
2290 A miscellaneous scalar resource is charged to the cgroup in which it is used
2291 first, and stays charged to that cgroup until that resource is freed. Migrating
2292 a process to a different cgroup does not move the charge to the destination
2293 cgroup where the process has moved.
2294
2295 Others
2296 ------
2297
2298 perf_event
2299 ~~~~~~~~~~
2300
2301 perf_event controller, if not mounted on a legacy hierarchy, is
2302 automatically enabled on the v2 hierarchy so that perf events can
2303 always be filtered by cgroup v2 path.  The controller can still be
2304 moved to a legacy hierarchy after v2 hierarchy is populated.
2305
2306
2307 Non-normative information
2308 -------------------------
2309
2310 This section contains information that isn't considered to be a part of
2311 the stable kernel API and so is subject to change.
2312
2313
2314 CPU controller root cgroup process behaviour
2315 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2316
2317 When distributing CPU cycles in the root cgroup each thread in this
2318 cgroup is treated as if it was hosted in a separate child cgroup of the
2319 root cgroup. This child cgroup weight is dependent on its thread nice
2320 level.
2321
2322 For details of this mapping see sched_prio_to_weight array in
2323 kernel/sched/core.c file (values from this array should be scaled
2324 appropriately so the neutral - nice 0 - value is 100 instead of 1024).
2325
2326
2327 IO controller root cgroup process behaviour
2328 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2329
2330 Root cgroup processes are hosted in an implicit leaf child node.
2331 When distributing IO resources this implicit child node is taken into
2332 account as if it was a normal child cgroup of the root cgroup with a
2333 weight value of 200.
2334
2335
2336 Namespace
2337 =========
2338
2339 Basics
2340 ------
2341
2342 cgroup namespace provides a mechanism to virtualize the view of the
2343 "/proc/$PID/cgroup" file and cgroup mounts.  The CLONE_NEWCGROUP clone
2344 flag can be used with clone(2) and unshare(2) to create a new cgroup
2345 namespace.  The process running inside the cgroup namespace will have
2346 its "/proc/$PID/cgroup" output restricted to cgroupns root.  The
2347 cgroupns root is the cgroup of the process at the time of creation of
2348 the cgroup namespace.
2349
2350 Without cgroup namespace, the "/proc/$PID/cgroup" file shows the
2351 complete path of the cgroup of a process.  In a container setup where
2352 a set of cgroups and namespaces are intended to isolate processes the
2353 "/proc/$PID/cgroup" file may leak potential system level information
2354 to the isolated processes.  For example::
2355
2356   # cat /proc/self/cgroup
2357   0::/batchjobs/container_id1
2358
2359 The path '/batchjobs/container_id1' can be considered as system-data
2360 and undesirable to expose to the isolated processes.  cgroup namespace
2361 can be used to restrict visibility of this path.  For example, before
2362 creating a cgroup namespace, one would see::
2363
2364   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2365   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:37 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026531835]
2366   # cat /proc/self/cgroup
2367   0::/batchjobs/container_id1
2368
2369 After unsharing a new namespace, the view changes::
2370
2371   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2372   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:35 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026532183]
2373   # cat /proc/self/cgroup
2374   0::/
2375
2376 When some thread from a multi-threaded process unshares its cgroup
2377 namespace, the new cgroupns gets applied to the entire process (all
2378 the threads).  This is natural for the v2 hierarchy; however, for the
2379 legacy hierarchies, this may be unexpected.
2380
2381 A cgroup namespace is alive as long as there are processes inside or
2382 mounts pinning it.  When the last usage goes away, the cgroup
2383 namespace is destroyed.  The cgroupns root and the actual cgroups
2384 remain.
2385
2386
2387 The Root and Views
2388 ------------------
2389
2390 The 'cgroupns root' for a cgroup namespace is the cgroup in which the
2391 process calling unshare(2) is running.  For example, if a process in
2392 /batchjobs/container_id1 cgroup calls unshare, cgroup
2393 /batchjobs/container_id1 becomes the cgroupns root.  For the
2394 init_cgroup_ns, this is the real root ('/') cgroup.
2395
2396 The cgroupns root cgroup does not change even if the namespace creator
2397 process later moves to a different cgroup::
2398
2399   # ~/unshare -c # unshare cgroupns in some cgroup
2400   # cat /proc/self/cgroup
2401   0::/
2402   # mkdir sub_cgrp_1
2403   # echo 0 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2404   # cat /proc/self/cgroup
2405   0::/sub_cgrp_1
2406
2407 Each process gets its namespace-specific view of "/proc/$PID/cgroup"
2408
2409 Processes running inside the cgroup namespace will be able to see
2410 cgroup paths (in /proc/self/cgroup) only inside their root cgroup.
2411 From within an unshared cgroupns::
2412
2413   # sleep 100000 &
2414   [1] 7353
2415   # echo 7353 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2416   # cat /proc/7353/cgroup
2417   0::/sub_cgrp_1
2418
2419 From the initial cgroup namespace, the real cgroup path will be
2420 visible::
2421
2422   $ cat /proc/7353/cgroup
2423   0::/batchjobs/container_id1/sub_cgrp_1
2424
2425 From a sibling cgroup namespace (that is, a namespace rooted at a
2426 different cgroup), the cgroup path relative to its own cgroup
2427 namespace root will be shown.  For instance, if PID 7353's cgroup
2428 namespace root is at '/batchjobs/container_id2', then it will see::
2429
2430   # cat /proc/7353/cgroup
2431   0::/../container_id2/sub_cgrp_1
2432
2433 Note that the relative path always starts with '/' to indicate that
2434 its relative to the cgroup namespace root of the caller.
2435
2436
2437 Migration and setns(2)
2438 ----------------------
2439
2440 Processes inside a cgroup namespace can move into and out of the
2441 namespace root if they have proper access to external cgroups.  For
2442 example, from inside a namespace with cgroupns root at
2443 /batchjobs/container_id1, and assuming that the global hierarchy is
2444 still accessible inside cgroupns::
2445
2446   # cat /proc/7353/cgroup
2447   0::/sub_cgrp_1
2448   # echo 7353 > batchjobs/container_id2/cgroup.procs
2449   # cat /proc/7353/cgroup
2450   0::/../container_id2
2451
2452 Note that this kind of setup is not encouraged.  A task inside cgroup
2453 namespace should only be exposed to its own cgroupns hierarchy.
2454
2455 setns(2) to another cgroup namespace is allowed when:
2456
2457 (a) the process has CAP_SYS_ADMIN against its current user namespace
2458 (b) the process has CAP_SYS_ADMIN against the target cgroup
2459     namespace's userns
2460
2461 No implicit cgroup changes happen with attaching to another cgroup
2462 namespace.  It is expected that the someone moves the attaching
2463 process under the target cgroup namespace root.
2464
2465
2466 Interaction with Other Namespaces
2467 ---------------------------------
2468
2469 Namespace specific cgroup hierarchy can be mounted by a process
2470 running inside a non-init cgroup namespace::
2471
2472   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
2473
2474 This will mount the unified cgroup hierarchy with cgroupns root as the
2475 filesystem root.  The process needs CAP_SYS_ADMIN against its user and
2476 mount namespaces.
2477
2478 The virtualization of /proc/self/cgroup file combined with restricting
2479 the view of cgroup hierarchy by namespace-private cgroupfs mount
2480 provides a properly isolated cgroup view inside the container.
2481
2482
2483 Information on Kernel Programming
2484 =================================
2485
2486 This section contains kernel programming information in the areas
2487 where interacting with cgroup is necessary.  cgroup core and
2488 controllers are not covered.
2489
2490
2491 Filesystem Support for Writeback
2492 --------------------------------
2493
2494 A filesystem can support cgroup writeback by updating
2495 address_space_operations->writepage[s]() to annotate bio's using the
2496 following two functions.
2497
2498   wbc_init_bio(@wbc, @bio)
2499         Should be called for each bio carrying writeback data and
2500         associates the bio with the inode's owner cgroup and the
2501         corresponding request queue.  This must be called after
2502         a queue (device) has been associated with the bio and
2503         before submission.
2504
2505   wbc_account_cgroup_owner(@wbc, @page, @bytes)
2506         Should be called for each data segment being written out.
2507         While this function doesn't care exactly when it's called
2508         during the writeback session, it's the easiest and most
2509         natural to call it as data segments are added to a bio.
2510
2511 With writeback bio's annotated, cgroup support can be enabled per
2512 super_block by setting SB_I_CGROUPWB in ->s_iflags.  This allows for
2513 selective disabling of cgroup writeback support which is helpful when
2514 certain filesystem features, e.g. journaled data mode, are
2515 incompatible.
2516
2517 wbc_init_bio() binds the specified bio to its cgroup.  Depending on
2518 the configuration, the bio may be executed at a lower priority and if
2519 the writeback session is holding shared resources, e.g. a journal
2520 entry, may lead to priority inversion.  There is no one easy solution
2521 for the problem.  Filesystems can try to work around specific problem
2522 cases by skipping wbc_init_bio() and using bio_associate_blkg()
2523 directly.
2524
2525
2526 Deprecated v1 Core Features
2527 ===========================
2528
2529 - Multiple hierarchies including named ones are not supported.
2530
2531 - All v1 mount options are not supported.
2532
2533 - The "tasks" file is removed and "cgroup.procs" is not sorted.
2534
2535 - "cgroup.clone_children" is removed.
2536
2537 - /proc/cgroups is meaningless for v2.  Use "cgroup.controllers" file
2538   at the root instead.
2539
2540
2541 Issues with v1 and Rationales for v2
2542 ====================================
2543
2544 Multiple Hierarchies
2545 --------------------
2546
2547 cgroup v1 allowed an arbitrary number of hierarchies and each
2548 hierarchy could host any number of controllers.  While this seemed to
2549 provide a high level of flexibility, it wasn't useful in practice.
2550
2551 For example, as there is only one instance of each controller, utility
2552 type controllers such as freezer which can be useful in all
2553 hierarchies could only be used in one.  The issue is exacerbated by
2554 the fact that controllers couldn't be moved to another hierarchy once
2555 hierarchies were populated.  Another issue was that all controllers
2556 bound to a hierarchy were forced to have exactly the same view of the
2557 hierarchy.  It wasn't possible to vary the granularity depending on
2558 the specific controller.
2559
2560 In practice, these issues heavily limited which controllers could be
2561 put on the same hierarchy and most configurations resorted to putting
2562 each controller on its own hierarchy.  Only closely related ones, such
2563 as the cpu and cpuacct controllers, made sense to be put on the same
2564 hierarchy.  This often meant that userland ended up managing multiple
2565 similar hierarchies repeating the same steps on each hierarchy
2566 whenever a hierarchy management operation was necessary.
2567
2568 Furthermore, support for multiple hierarchies came at a steep cost.
2569 It greatly complicated cgroup core implementation but more importantly
2570 the support for multiple hierarchies restricted how cgroup could be
2571 used in general and what controllers was able to do.
2572
2573 There was no limit on how many hierarchies there might be, which meant
2574 that a thread's cgroup membership couldn't be described in finite
2575 length.  The key might contain any number of entries and was unlimited
2576 in length, which made it highly awkward to manipulate and led to
2577 addition of controllers which existed only to identify membership,
2578 which in turn exacerbated the original problem of proliferating number
2579 of hierarchies.
2580
2581 Also, as a controller couldn't have any expectation regarding the
2582 topologies of hierarchies other controllers might be on, each
2583 controller had to assume that all other controllers were attached to
2584 completely orthogonal hierarchies.  This made it impossible, or at
2585 least very cumbersome, for controllers to cooperate with each other.
2586
2587 In most use cases, putting controllers on hierarchies which are
2588 completely orthogonal to each other isn't necessary.  What usually is
2589 called for is the ability to have differing levels of granularity
2590 depending on the specific controller.  In other words, hierarchy may
2591 be collapsed from leaf towards root when viewed from specific
2592 controllers.  For example, a given configuration might not care about
2593 how memory is distributed beyond a certain level while still wanting
2594 to control how CPU cycles are distributed.
2595
2596
2597 Thread Granularity
2598 ------------------
2599
2600 cgroup v1 allowed threads of a process to belong to different cgroups.
2601 This didn't make sense for some controllers and those controllers
2602 ended up implementing different ways to ignore such situations but
2603 much more importantly it blurred the line between API exposed to
2604 individual applications and system management interface.
2605
2606 Generally, in-process knowledge is available only to the process
2607 itself; thus, unlike service-level organization of processes,
2608 categorizing threads of a process requires active participation from
2609 the application which owns the target process.
2610
2611 cgroup v1 had an ambiguously defined delegation model which got abused
2612 in combination with thread granularity.  cgroups were delegated to
2613 individual applications so that they can create and manage their own
2614 sub-hierarchies and control resource distributions along them.  This
2615 effectively raised cgroup to the status of a syscall-like API exposed
2616 to lay programs.
2617
2618 First of all, cgroup has a fundamentally inadequate interface to be
2619 exposed this way.  For a process to access its own knobs, it has to
2620 extract the path on the target hierarchy from /proc/self/cgroup,
2621 construct the path by appending the name of the knob to the path, open
2622 and then read and/or write to it.  This is not only extremely clunky
2623 and unusual but also inherently racy.  There is no conventional way to
2624 define transaction across the required steps and nothing can guarantee
2625 that the process would actually be operating on its own sub-hierarchy.
2626
2627 cgroup controllers implemented a number of knobs which would never be
2628 accepted as public APIs because they were just adding control knobs to
2629 system-management pseudo filesystem.  cgroup ended up with interface
2630 knobs which were not properly abstracted or refined and directly
2631 revealed kernel internal details.  These knobs got exposed to
2632 individual applications through the ill-defined delegation mechanism
2633 effectively abusing cgroup as a shortcut to implementing public APIs
2634 without going through the required scrutiny.
2635
2636 This was painful for both userland and kernel.  Userland ended up with
2637 misbehaving and poorly abstracted interfaces and kernel exposing and
2638 locked into constructs inadvertently.
2639
2640
2641 Competition Between Inner Nodes and Threads
2642 -------------------------------------------
2643
2644 cgroup v1 allowed threads to be in any cgroups which created an
2645 interesting problem where threads belonging to a parent cgroup and its
2646 children cgroups competed for resources.  This was nasty as two
2647 different types of entities competed and there was no obvious way to
2648 settle it.  Different controllers did different things.
2649
2650 The cpu controller considered threads and cgroups as equivalents and
2651 mapped nice levels to cgroup weights.  This worked for some cases but
2652 fell flat when children wanted to be allocated specific ratios of CPU
2653 cycles and the number of internal threads fluctuated - the ratios
2654 constantly changed as the number of competing entities fluctuated.
2655 There also were other issues.  The mapping from nice level to weight
2656 wasn't obvious or universal, and there were various other knobs which
2657 simply weren't available for threads.
2658
2659 The io controller implicitly created a hidden leaf node for each
2660 cgroup to host the threads.  The hidden leaf had its own copies of all
2661 the knobs with ``leaf_`` prefixed.  While this allowed equivalent
2662 control over internal threads, it was with serious drawbacks.  It
2663 always added an extra layer of nesting which wouldn't be necessary
2664 otherwise, made the interface messy and significantly complicated the
2665 implementation.
2666
2667 The memory controller didn't have a way to control what happened
2668 between internal tasks and child cgroups and the behavior was not
2669 clearly defined.  There were attempts to add ad-hoc behaviors and
2670 knobs to tailor the behavior to specific workloads which would have
2671 led to problems extremely difficult to resolve in the long term.
2672
2673 Multiple controllers struggled with internal tasks and came up with
2674 different ways to deal with it; unfortunately, all the approaches were
2675 severely flawed and, furthermore, the widely different behaviors
2676 made cgroup as a whole highly inconsistent.
2677
2678 This clearly is a problem which needs to be addressed from cgroup core
2679 in a uniform way.
2680
2681
2682 Other Interface Issues
2683 ----------------------
2684
2685 cgroup v1 grew without oversight and developed a large number of
2686 idiosyncrasies and inconsistencies.  One issue on the cgroup core side
2687 was how an empty cgroup was notified - a userland helper binary was
2688 forked and executed for each event.  The event delivery wasn't
2689 recursive or delegatable.  The limitations of the mechanism also led
2690 to in-kernel event delivery filtering mechanism further complicating
2691 the interface.
2692
2693 Controller interfaces were problematic too.  An extreme example is
2694 controllers completely ignoring hierarchical organization and treating
2695 all cgroups as if they were all located directly under the root
2696 cgroup.  Some controllers exposed a large amount of inconsistent
2697 implementation details to userland.
2698
2699 There also was no consistency across controllers.  When a new cgroup
2700 was created, some controllers defaulted to not imposing extra
2701 restrictions while others disallowed any resource usage until
2702 explicitly configured.  Configuration knobs for the same type of
2703 control used widely differing naming schemes and formats.  Statistics
2704 and information knobs were named arbitrarily and used different
2705 formats and units even in the same controller.
2706
2707 cgroup v2 establishes common conventions where appropriate and updates
2708 controllers so that they expose minimal and consistent interfaces.
2709
2710
2711 Controller Issues and Remedies
2712 ------------------------------
2713
2714 Memory
2715 ~~~~~~
2716
2717 The original lower boundary, the soft limit, is defined as a limit
2718 that is per default unset.  As a result, the set of cgroups that
2719 global reclaim prefers is opt-in, rather than opt-out.  The costs for
2720 optimizing these mostly negative lookups are so high that the
2721 implementation, despite its enormous size, does not even provide the
2722 basic desirable behavior.  First off, the soft limit has no
2723 hierarchical meaning.  All configured groups are organized in a global
2724 rbtree and treated like equal peers, regardless where they are located
2725 in the hierarchy.  This makes subtree delegation impossible.  Second,
2726 the soft limit reclaim pass is so aggressive that it not just
2727 introduces high allocation latencies into the system, but also impacts
2728 system performance due to overreclaim, to the point where the feature
2729 becomes self-defeating.
2730
2731 The memory.low boundary on the other hand is a top-down allocated
2732 reserve.  A cgroup enjoys reclaim protection when it's within its
2733 effective low, which makes delegation of subtrees possible. It also
2734 enjoys having reclaim pressure proportional to its overage when
2735 above its effective low.
2736
2737 The original high boundary, the hard limit, is defined as a strict
2738 limit that can not budge, even if the OOM killer has to be called.
2739 But this generally goes against the goal of making the most out of the
2740 available memory.  The memory consumption of workloads varies during
2741 runtime, and that requires users to overcommit.  But doing that with a
2742 strict upper limit requires either a fairly accurate prediction of the
2743 working set size or adding slack to the limit.  Since working set size
2744 estimation is hard and error prone, and getting it wrong results in
2745 OOM kills, most users tend to err on the side of a looser limit and
2746 end up wasting precious resources.
2747
2748 The memory.high boundary on the other hand can be set much more
2749 conservatively.  When hit, it throttles allocations by forcing them
2750 into direct reclaim to work off the excess, but it never invokes the
2751 OOM killer.  As a result, a high boundary that is chosen too
2752 aggressively will not terminate the processes, but instead it will
2753 lead to gradual performance degradation.  The user can monitor this
2754 and make corrections until the minimal memory footprint that still
2755 gives acceptable performance is found.
2756
2757 In extreme cases, with many concurrent allocations and a complete
2758 breakdown of reclaim progress within the group, the high boundary can
2759 be exceeded.  But even then it's mostly better to satisfy the
2760 allocation from the slack available in other groups or the rest of the
2761 system than killing the group.  Otherwise, memory.max is there to
2762 limit this type of spillover and ultimately contain buggy or even
2763 malicious applications.
2764
2765 Setting the original memory.limit_in_bytes below the current usage was
2766 subject to a race condition, where concurrent charges could cause the
2767 limit setting to fail. memory.max on the other hand will first set the
2768 limit to prevent new charges, and then reclaim and OOM kill until the
2769 new limit is met - or the task writing to memory.max is killed.
2770
2771 The combined memory+swap accounting and limiting is replaced by real
2772 control over swap space.
2773
2774 The main argument for a combined memory+swap facility in the original
2775 cgroup design was that global or parental pressure would always be
2776 able to swap all anonymous memory of a child group, regardless of the
2777 child's own (possibly untrusted) configuration.  However, untrusted
2778 groups can sabotage swapping by other means - such as referencing its
2779 anonymous memory in a tight loop - and an admin can not assume full
2780 swappability when overcommitting untrusted jobs.
2781
2782 For trusted jobs, on the other hand, a combined counter is not an
2783 intuitive userspace interface, and it flies in the face of the idea
2784 that cgroup controllers should account and limit specific physical
2785 resources.  Swap space is a resource like all others in the system,
2786 and that's why unified hierarchy allows distributing it separately.