bd98ea3175ec1234a3faca2be616fd79d2c4726b
[linux-block.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. DMEM
68      5-9. HugeTLB
69        5.9-1. HugeTLB Interface Files
70      5-10. Misc
71        5.10-1 Miscellaneous cgroup Interface Files
72        5.10-2 Migration and Ownership
73      5-11. Others
74        5-11-1. perf_event
75      5-N. Non-normative information
76        5-N-1. CPU controller root cgroup process behaviour
77        5-N-2. IO controller root cgroup process behaviour
78    6. Namespace
79      6-1. Basics
80      6-2. The Root and Views
81      6-3. Migration and setns(2)
82      6-4. Interaction with Other Namespaces
83    P. Information on Kernel Programming
84      P-1. Filesystem Support for Writeback
85    D. Deprecated v1 Core Features
86    R. Issues with v1 and Rationales for v2
87      R-1. Multiple Hierarchies
88      R-2. Thread Granularity
89      R-3. Competition Between Inner Nodes and Threads
90      R-4. Other Interface Issues
91      R-5. Controller Issues and Remedies
92        R-5-1. Memory
93
94
95 Introduction
96 ============
97
98 Terminology
99 -----------
100
101 "cgroup" stands for "control group" and is never capitalized.  The
102 singular form is used to designate the whole feature and also as a
103 qualifier as in "cgroup controllers".  When explicitly referring to
104 multiple individual control groups, the plural form "cgroups" is used.
105
106
107 What is cgroup?
108 ---------------
109
110 cgroup is a mechanism to organize processes hierarchically and
111 distribute system resources along the hierarchy in a controlled and
112 configurable manner.
113
114 cgroup is largely composed of two parts - the core and controllers.
115 cgroup core is primarily responsible for hierarchically organizing
116 processes.  A cgroup controller is usually responsible for
117 distributing a specific type of system resource along the hierarchy
118 although there are utility controllers which serve purposes other than
119 resource distribution.
120
121 cgroups form a tree structure and every process in the system belongs
122 to one and only one cgroup.  All threads of a process belong to the
123 same cgroup.  On creation, all processes are put in the cgroup that
124 the parent process belongs to at the time.  A process can be migrated
125 to another cgroup.  Migration of a process doesn't affect already
126 existing descendant processes.
127
128 Following certain structural constraints, controllers may be enabled or
129 disabled selectively on a cgroup.  All controller behaviors are
130 hierarchical - if a controller is enabled on a cgroup, it affects all
131 processes which belong to the cgroups consisting the inclusive
132 sub-hierarchy of the cgroup.  When a controller is enabled on a nested
133 cgroup, it always restricts the resource distribution further.  The
134 restrictions set closer to the root in the hierarchy can not be
135 overridden from further away.
136
137
138 Basic Operations
139 ================
140
141 Mounting
142 --------
143
144 Unlike v1, cgroup v2 has only single hierarchy.  The cgroup v2
145 hierarchy can be mounted with the following mount command::
146
147   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
148
149 cgroup2 filesystem has the magic number 0x63677270 ("cgrp").  All
150 controllers which support v2 and are not bound to a v1 hierarchy are
151 automatically bound to the v2 hierarchy and show up at the root.
152 Controllers which are not in active use in the v2 hierarchy can be
153 bound to other hierarchies.  This allows mixing v2 hierarchy with the
154 legacy v1 multiple hierarchies in a fully backward compatible way.
155
156 A controller can be moved across hierarchies only after the controller
157 is no longer referenced in its current hierarchy.  Because per-cgroup
158 controller states are destroyed asynchronously and controllers may
159 have lingering references, a controller may not show up immediately on
160 the v2 hierarchy after the final umount of the previous hierarchy.
161 Similarly, a controller should be fully disabled to be moved out of
162 the unified hierarchy and it may take some time for the disabled
163 controller to become available for other hierarchies; furthermore, due
164 to inter-controller dependencies, other controllers may need to be
165 disabled too.
166
167 While useful for development and manual configurations, moving
168 controllers dynamically between the v2 and other hierarchies is
169 strongly discouraged for production use.  It is recommended to decide
170 the hierarchies and controller associations before starting using the
171 controllers after system boot.
172
173 During transition to v2, system management software might still
174 automount the v1 cgroup filesystem and so hijack all controllers
175 during boot, before manual intervention is possible. To make testing
176 and experimenting easier, the kernel parameter cgroup_no_v1= allows
177 disabling controllers in v1 and make them always available in v2.
178
179 cgroup v2 currently supports the following mount options.
180
181   nsdelegate
182         Consider cgroup namespaces as delegation boundaries.  This
183         option is system wide and can only be set on mount or modified
184         through remount from the init namespace.  The mount option is
185         ignored on non-init namespace mounts.  Please refer to the
186         Delegation section for details.
187
188   favordynmods
189         Reduce the latencies of dynamic cgroup modifications such as
190         task migrations and controller on/offs at the cost of making
191         hot path operations such as forks and exits more expensive.
192         The static usage pattern of creating a cgroup, enabling
193         controllers, and then seeding it with CLONE_INTO_CGROUP is
194         not affected by this option.
195
196   memory_localevents
197         Only populate memory.events with data for the current cgroup,
198         and not any subtrees. This is legacy behaviour, the default
199         behaviour without this option is to include subtree counts.
200         This option is system wide and can only be set on mount or
201         modified through remount from the init namespace. The mount
202         option is ignored on non-init namespace mounts.
203
204   memory_recursiveprot
205         Recursively apply memory.min and memory.low protection to
206         entire subtrees, without requiring explicit downward
207         propagation into leaf cgroups.  This allows protecting entire
208         subtrees from one another, while retaining free competition
209         within those subtrees.  This should have been the default
210         behavior but is a mount-option to avoid regressing setups
211         relying on the original semantics (e.g. specifying bogusly
212         high 'bypass' protection values at higher tree levels).
213
214   memory_hugetlb_accounting
215         Count HugeTLB memory usage towards the cgroup's overall
216         memory usage for the memory controller (for the purpose of
217         statistics reporting and memory protetion). This is a new
218         behavior that could regress existing setups, so it must be
219         explicitly opted in with this mount option.
220
221         A few caveats to keep in mind:
222
223         * There is no HugeTLB pool management involved in the memory
224           controller. The pre-allocated pool does not belong to anyone.
225           Specifically, when a new HugeTLB folio is allocated to
226           the pool, it is not accounted for from the perspective of the
227           memory controller. It is only charged to a cgroup when it is
228           actually used (for e.g at page fault time). Host memory
229           overcommit management has to consider this when configuring
230           hard limits. In general, HugeTLB pool management should be
231           done via other mechanisms (such as the HugeTLB controller).
232         * Failure to charge a HugeTLB folio to the memory controller
233           results in SIGBUS. This could happen even if the HugeTLB pool
234           still has pages available (but the cgroup limit is hit and
235           reclaim attempt fails).
236         * Charging HugeTLB memory towards the memory controller affects
237           memory protection and reclaim dynamics. Any userspace tuning
238           (of low, min limits for e.g) needs to take this into account.
239         * HugeTLB pages utilized while this option is not selected
240           will not be tracked by the memory controller (even if cgroup
241           v2 is remounted later on).
242
243   pids_localevents
244         The option restores v1-like behavior of pids.events:max, that is only
245         local (inside cgroup proper) fork failures are counted. Without this
246         option pids.events.max represents any pids.max enforcemnt across
247         cgroup's subtree.
248
249
250
251 Organizing Processes and Threads
252 --------------------------------
253
254 Processes
255 ~~~~~~~~~
256
257 Initially, only the root cgroup exists to which all processes belong.
258 A child cgroup can be created by creating a sub-directory::
259
260   # mkdir $CGROUP_NAME
261
262 A given cgroup may have multiple child cgroups forming a tree
263 structure.  Each cgroup has a read-writable interface file
264 "cgroup.procs".  When read, it lists the PIDs of all processes which
265 belong to the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
266 same PID may show up more than once if the process got moved to
267 another cgroup and then back or the PID got recycled while reading.
268
269 A process can be migrated into a cgroup by writing its PID to the
270 target cgroup's "cgroup.procs" file.  Only one process can be migrated
271 on a single write(2) call.  If a process is composed of multiple
272 threads, writing the PID of any thread migrates all threads of the
273 process.
274
275 When a process forks a child process, the new process is born into the
276 cgroup that the forking process belongs to at the time of the
277 operation.  After exit, a process stays associated with the cgroup
278 that it belonged to at the time of exit until it's reaped; however, a
279 zombie process does not appear in "cgroup.procs" and thus can't be
280 moved to another cgroup.
281
282 A cgroup which doesn't have any children or live processes can be
283 destroyed by removing the directory.  Note that a cgroup which doesn't
284 have any children and is associated only with zombie processes is
285 considered empty and can be removed::
286
287   # rmdir $CGROUP_NAME
288
289 "/proc/$PID/cgroup" lists a process's cgroup membership.  If legacy
290 cgroup is in use in the system, this file may contain multiple lines,
291 one for each hierarchy.  The entry for cgroup v2 is always in the
292 format "0::$PATH"::
293
294   # cat /proc/842/cgroup
295   ...
296   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested
297
298 If the process becomes a zombie and the cgroup it was associated with
299 is removed subsequently, " (deleted)" is appended to the path::
300
301   # cat /proc/842/cgroup
302   ...
303   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested (deleted)
304
305
306 Threads
307 ~~~~~~~
308
309 cgroup v2 supports thread granularity for a subset of controllers to
310 support use cases requiring hierarchical resource distribution across
311 the threads of a group of processes.  By default, all threads of a
312 process belong to the same cgroup, which also serves as the resource
313 domain to host resource consumptions which are not specific to a
314 process or thread.  The thread mode allows threads to be spread across
315 a subtree while still maintaining the common resource domain for them.
316
317 Controllers which support thread mode are called threaded controllers.
318 The ones which don't are called domain controllers.
319
320 Marking a cgroup threaded makes it join the resource domain of its
321 parent as a threaded cgroup.  The parent may be another threaded
322 cgroup whose resource domain is further up in the hierarchy.  The root
323 of a threaded subtree, that is, the nearest ancestor which is not
324 threaded, is called threaded domain or thread root interchangeably and
325 serves as the resource domain for the entire subtree.
326
327 Inside a threaded subtree, threads of a process can be put in
328 different cgroups and are not subject to the no internal process
329 constraint - threaded controllers can be enabled on non-leaf cgroups
330 whether they have threads in them or not.
331
332 As the threaded domain cgroup hosts all the domain resource
333 consumptions of the subtree, it is considered to have internal
334 resource consumptions whether there are processes in it or not and
335 can't have populated child cgroups which aren't threaded.  Because the
336 root cgroup is not subject to no internal process constraint, it can
337 serve both as a threaded domain and a parent to domain cgroups.
338
339 The current operation mode or type of the cgroup is shown in the
340 "cgroup.type" file which indicates whether the cgroup is a normal
341 domain, a domain which is serving as the domain of a threaded subtree,
342 or a threaded cgroup.
343
344 On creation, a cgroup is always a domain cgroup and can be made
345 threaded by writing "threaded" to the "cgroup.type" file.  The
346 operation is single direction::
347
348   # echo threaded > cgroup.type
349
350 Once threaded, the cgroup can't be made a domain again.  To enable the
351 thread mode, the following conditions must be met.
352
353 - As the cgroup will join the parent's resource domain.  The parent
354   must either be a valid (threaded) domain or a threaded cgroup.
355
356 - When the parent is an unthreaded domain, it must not have any domain
357   controllers enabled or populated domain children.  The root is
358   exempt from this requirement.
359
360 Topology-wise, a cgroup can be in an invalid state.  Please consider
361 the following topology::
362
363   A (threaded domain) - B (threaded) - C (domain, just created)
364
365 C is created as a domain but isn't connected to a parent which can
366 host child domains.  C can't be used until it is turned into a
367 threaded cgroup.  "cgroup.type" file will report "domain (invalid)" in
368 these cases.  Operations which fail due to invalid topology use
369 EOPNOTSUPP as the errno.
370
371 A domain cgroup is turned into a threaded domain when one of its child
372 cgroup becomes threaded or threaded controllers are enabled in the
373 "cgroup.subtree_control" file while there are processes in the cgroup.
374 A threaded domain reverts to a normal domain when the conditions
375 clear.
376
377 When read, "cgroup.threads" contains the list of the thread IDs of all
378 threads in the cgroup.  Except that the operations are per-thread
379 instead of per-process, "cgroup.threads" has the same format and
380 behaves the same way as "cgroup.procs".  While "cgroup.threads" can be
381 written to in any cgroup, as it can only move threads inside the same
382 threaded domain, its operations are confined inside each threaded
383 subtree.
384
385 The threaded domain cgroup serves as the resource domain for the whole
386 subtree, and, while the threads can be scattered across the subtree,
387 all the processes are considered to be in the threaded domain cgroup.
388 "cgroup.procs" in a threaded domain cgroup contains the PIDs of all
389 processes in the subtree and is not readable in the subtree proper.
390 However, "cgroup.procs" can be written to from anywhere in the subtree
391 to migrate all threads of the matching process to the cgroup.
392
393 Only threaded controllers can be enabled in a threaded subtree.  When
394 a threaded controller is enabled inside a threaded subtree, it only
395 accounts for and controls resource consumptions associated with the
396 threads in the cgroup and its descendants.  All consumptions which
397 aren't tied to a specific thread belong to the threaded domain cgroup.
398
399 Because a threaded subtree is exempt from no internal process
400 constraint, a threaded controller must be able to handle competition
401 between threads in a non-leaf cgroup and its child cgroups.  Each
402 threaded controller defines how such competitions are handled.
403
404 Currently, the following controllers are threaded and can be enabled
405 in a threaded cgroup::
406
407 - cpu
408 - cpuset
409 - perf_event
410 - pids
411
412 [Un]populated Notification
413 --------------------------
414
415 Each non-root cgroup has a "cgroup.events" file which contains
416 "populated" field indicating whether the cgroup's sub-hierarchy has
417 live processes in it.  Its value is 0 if there is no live process in
418 the cgroup and its descendants; otherwise, 1.  poll and [id]notify
419 events are triggered when the value changes.  This can be used, for
420 example, to start a clean-up operation after all processes of a given
421 sub-hierarchy have exited.  The populated state updates and
422 notifications are recursive.  Consider the following sub-hierarchy
423 where the numbers in the parentheses represent the numbers of processes
424 in each cgroup::
425
426   A(4) - B(0) - C(1)
427               \ D(0)
428
429 A, B and C's "populated" fields would be 1 while D's 0.  After the one
430 process in C exits, B and C's "populated" fields would flip to "0" and
431 file modified events will be generated on the "cgroup.events" files of
432 both cgroups.
433
434
435 Controlling Controllers
436 -----------------------
437
438 Enabling and Disabling
439 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
440
441 Each cgroup has a "cgroup.controllers" file which lists all
442 controllers available for the cgroup to enable::
443
444   # cat cgroup.controllers
445   cpu io memory
446
447 No controller is enabled by default.  Controllers can be enabled and
448 disabled by writing to the "cgroup.subtree_control" file::
449
450   # echo "+cpu +memory -io" > cgroup.subtree_control
451
452 Only controllers which are listed in "cgroup.controllers" can be
453 enabled.  When multiple operations are specified as above, either they
454 all succeed or fail.  If multiple operations on the same controller
455 are specified, the last one is effective.
456
457 Enabling a controller in a cgroup indicates that the distribution of
458 the target resource across its immediate children will be controlled.
459 Consider the following sub-hierarchy.  The enabled controllers are
460 listed in parentheses::
461
462   A(cpu,memory) - B(memory) - C()
463                             \ D()
464
465 As A has "cpu" and "memory" enabled, A will control the distribution
466 of CPU cycles and memory to its children, in this case, B.  As B has
467 "memory" enabled but not "CPU", C and D will compete freely on CPU
468 cycles but their division of memory available to B will be controlled.
469
470 As a controller regulates the distribution of the target resource to
471 the cgroup's children, enabling it creates the controller's interface
472 files in the child cgroups.  In the above example, enabling "cpu" on B
473 would create the "cpu." prefixed controller interface files in C and
474 D.  Likewise, disabling "memory" from B would remove the "memory."
475 prefixed controller interface files from C and D.  This means that the
476 controller interface files - anything which doesn't start with
477 "cgroup." are owned by the parent rather than the cgroup itself.
478
479
480 Top-down Constraint
481 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
482
483 Resources are distributed top-down and a cgroup can further distribute
484 a resource only if the resource has been distributed to it from the
485 parent.  This means that all non-root "cgroup.subtree_control" files
486 can only contain controllers which are enabled in the parent's
487 "cgroup.subtree_control" file.  A controller can be enabled only if
488 the parent has the controller enabled and a controller can't be
489 disabled if one or more children have it enabled.
490
491
492 No Internal Process Constraint
493 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
494
495 Non-root cgroups can distribute domain resources to their children
496 only when they don't have any processes of their own.  In other words,
497 only domain cgroups which don't contain any processes can have domain
498 controllers enabled in their "cgroup.subtree_control" files.
499
500 This guarantees that, when a domain controller is looking at the part
501 of the hierarchy which has it enabled, processes are always only on
502 the leaves.  This rules out situations where child cgroups compete
503 against internal processes of the parent.
504
505 The root cgroup is exempt from this restriction.  Root contains
506 processes and anonymous resource consumption which can't be associated
507 with any other cgroups and requires special treatment from most
508 controllers.  How resource consumption in the root cgroup is governed
509 is up to each controller (for more information on this topic please
510 refer to the Non-normative information section in the Controllers
511 chapter).
512
513 Note that the restriction doesn't get in the way if there is no
514 enabled controller in the cgroup's "cgroup.subtree_control".  This is
515 important as otherwise it wouldn't be possible to create children of a
516 populated cgroup.  To control resource distribution of a cgroup, the
517 cgroup must create children and transfer all its processes to the
518 children before enabling controllers in its "cgroup.subtree_control"
519 file.
520
521
522 Delegation
523 ----------
524
525 Model of Delegation
526 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
527
528 A cgroup can be delegated in two ways.  First, to a less privileged
529 user by granting write access of the directory and its "cgroup.procs",
530 "cgroup.threads" and "cgroup.subtree_control" files to the user.
531 Second, if the "nsdelegate" mount option is set, automatically to a
532 cgroup namespace on namespace creation.
533
534 Because the resource control interface files in a given directory
535 control the distribution of the parent's resources, the delegatee
536 shouldn't be allowed to write to them.  For the first method, this is
537 achieved by not granting access to these files.  For the second, files
538 outside the namespace should be hidden from the delegatee by the means
539 of at least mount namespacing, and the kernel rejects writes to all
540 files on a namespace root from inside the cgroup namespace, except for
541 those files listed in "/sys/kernel/cgroup/delegate" (including
542 "cgroup.procs", "cgroup.threads", "cgroup.subtree_control", etc.).
543
544 The end results are equivalent for both delegation types.  Once
545 delegated, the user can build sub-hierarchy under the directory,
546 organize processes inside it as it sees fit and further distribute the
547 resources it received from the parent.  The limits and other settings
548 of all resource controllers are hierarchical and regardless of what
549 happens in the delegated sub-hierarchy, nothing can escape the
550 resource restrictions imposed by the parent.
551
552 Currently, cgroup doesn't impose any restrictions on the number of
553 cgroups in or nesting depth of a delegated sub-hierarchy; however,
554 this may be limited explicitly in the future.
555
556
557 Delegation Containment
558 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
559
560 A delegated sub-hierarchy is contained in the sense that processes
561 can't be moved into or out of the sub-hierarchy by the delegatee.
562
563 For delegations to a less privileged user, this is achieved by
564 requiring the following conditions for a process with a non-root euid
565 to migrate a target process into a cgroup by writing its PID to the
566 "cgroup.procs" file.
567
568 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file.
569
570 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file of the
571   common ancestor of the source and destination cgroups.
572
573 The above two constraints ensure that while a delegatee may migrate
574 processes around freely in the delegated sub-hierarchy it can't pull
575 in from or push out to outside the sub-hierarchy.
576
577 For an example, let's assume cgroups C0 and C1 have been delegated to
578 user U0 who created C00, C01 under C0 and C10 under C1 as follows and
579 all processes under C0 and C1 belong to U0::
580
581   ~~~~~~~~~~~~~ - C0 - C00
582   ~ cgroup    ~      \ C01
583   ~ hierarchy ~
584   ~~~~~~~~~~~~~ - C1 - C10
585
586 Let's also say U0 wants to write the PID of a process which is
587 currently in C10 into "C00/cgroup.procs".  U0 has write access to the
588 file; however, the common ancestor of the source cgroup C10 and the
589 destination cgroup C00 is above the points of delegation and U0 would
590 not have write access to its "cgroup.procs" files and thus the write
591 will be denied with -EACCES.
592
593 For delegations to namespaces, containment is achieved by requiring
594 that both the source and destination cgroups are reachable from the
595 namespace of the process which is attempting the migration.  If either
596 is not reachable, the migration is rejected with -ENOENT.
597
598
599 Guidelines
600 ----------
601
602 Organize Once and Control
603 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
604
605 Migrating a process across cgroups is a relatively expensive operation
606 and stateful resources such as memory are not moved together with the
607 process.  This is an explicit design decision as there often exist
608 inherent trade-offs between migration and various hot paths in terms
609 of synchronization cost.
610
611 As such, migrating processes across cgroups frequently as a means to
612 apply different resource restrictions is discouraged.  A workload
613 should be assigned to a cgroup according to the system's logical and
614 resource structure once on start-up.  Dynamic adjustments to resource
615 distribution can be made by changing controller configuration through
616 the interface files.
617
618
619 Avoid Name Collisions
620 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
621
622 Interface files for a cgroup and its children cgroups occupy the same
623 directory and it is possible to create children cgroups which collide
624 with interface files.
625
626 All cgroup core interface files are prefixed with "cgroup." and each
627 controller's interface files are prefixed with the controller name and
628 a dot.  A controller's name is composed of lower case alphabets and
629 '_'s but never begins with an '_' so it can be used as the prefix
630 character for collision avoidance.  Also, interface file names won't
631 start or end with terms which are often used in categorizing workloads
632 such as job, service, slice, unit or workload.
633
634 cgroup doesn't do anything to prevent name collisions and it's the
635 user's responsibility to avoid them.
636
637
638 Resource Distribution Models
639 ============================
640
641 cgroup controllers implement several resource distribution schemes
642 depending on the resource type and expected use cases.  This section
643 describes major schemes in use along with their expected behaviors.
644
645
646 Weights
647 -------
648
649 A parent's resource is distributed by adding up the weights of all
650 active children and giving each the fraction matching the ratio of its
651 weight against the sum.  As only children which can make use of the
652 resource at the moment participate in the distribution, this is
653 work-conserving.  Due to the dynamic nature, this model is usually
654 used for stateless resources.
655
656 All weights are in the range [1, 10000] with the default at 100.  This
657 allows symmetric multiplicative biases in both directions at fine
658 enough granularity while staying in the intuitive range.
659
660 As long as the weight is in range, all configuration combinations are
661 valid and there is no reason to reject configuration changes or
662 process migrations.
663
664 "cpu.weight" proportionally distributes CPU cycles to active children
665 and is an example of this type.
666
667
668 .. _cgroupv2-limits-distributor:
669
670 Limits
671 ------
672
673 A child can only consume up to the configured amount of the resource.
674 Limits can be over-committed - the sum of the limits of children can
675 exceed the amount of resource available to the parent.
676
677 Limits are in the range [0, max] and defaults to "max", which is noop.
678
679 As limits can be over-committed, all configuration combinations are
680 valid and there is no reason to reject configuration changes or
681 process migrations.
682
683 "io.max" limits the maximum BPS and/or IOPS that a cgroup can consume
684 on an IO device and is an example of this type.
685
686 .. _cgroupv2-protections-distributor:
687
688 Protections
689 -----------
690
691 A cgroup is protected up to the configured amount of the resource
692 as long as the usages of all its ancestors are under their
693 protected levels.  Protections can be hard guarantees or best effort
694 soft boundaries.  Protections can also be over-committed in which case
695 only up to the amount available to the parent is protected among
696 children.
697
698 Protections are in the range [0, max] and defaults to 0, which is
699 noop.
700
701 As protections can be over-committed, all configuration combinations
702 are valid and there is no reason to reject configuration changes or
703 process migrations.
704
705 "memory.low" implements best-effort memory protection and is an
706 example of this type.
707
708
709 Allocations
710 -----------
711
712 A cgroup is exclusively allocated a certain amount of a finite
713 resource.  Allocations can't be over-committed - the sum of the
714 allocations of children can not exceed the amount of resource
715 available to the parent.
716
717 Allocations are in the range [0, max] and defaults to 0, which is no
718 resource.
719
720 As allocations can't be over-committed, some configuration
721 combinations are invalid and should be rejected.  Also, if the
722 resource is mandatory for execution of processes, process migrations
723 may be rejected.
724
725 "cpu.rt.max" hard-allocates realtime slices and is an example of this
726 type.
727
728
729 Interface Files
730 ===============
731
732 Format
733 ------
734
735 All interface files should be in one of the following formats whenever
736 possible::
737
738   New-line separated values
739   (when only one value can be written at once)
740
741         VAL0\n
742         VAL1\n
743         ...
744
745   Space separated values
746   (when read-only or multiple values can be written at once)
747
748         VAL0 VAL1 ...\n
749
750   Flat keyed
751
752         KEY0 VAL0\n
753         KEY1 VAL1\n
754         ...
755
756   Nested keyed
757
758         KEY0 SUB_KEY0=VAL00 SUB_KEY1=VAL01...
759         KEY1 SUB_KEY0=VAL10 SUB_KEY1=VAL11...
760         ...
761
762 For a writable file, the format for writing should generally match
763 reading; however, controllers may allow omitting later fields or
764 implement restricted shortcuts for most common use cases.
765
766 For both flat and nested keyed files, only the values for a single key
767 can be written at a time.  For nested keyed files, the sub key pairs
768 may be specified in any order and not all pairs have to be specified.
769
770
771 Conventions
772 -----------
773
774 - Settings for a single feature should be contained in a single file.
775
776 - The root cgroup should be exempt from resource control and thus
777   shouldn't have resource control interface files.
778
779 - The default time unit is microseconds.  If a different unit is ever
780   used, an explicit unit suffix must be present.
781
782 - A parts-per quantity should use a percentage decimal with at least
783   two digit fractional part - e.g. 13.40.
784
785 - If a controller implements weight based resource distribution, its
786   interface file should be named "weight" and have the range [1,
787   10000] with 100 as the default.  The values are chosen to allow
788   enough and symmetric bias in both directions while keeping it
789   intuitive (the default is 100%).
790
791 - If a controller implements an absolute resource guarantee and/or
792   limit, the interface files should be named "min" and "max"
793   respectively.  If a controller implements best effort resource
794   guarantee and/or limit, the interface files should be named "low"
795   and "high" respectively.
796
797   In the above four control files, the special token "max" should be
798   used to represent upward infinity for both reading and writing.
799
800 - If a setting has a configurable default value and keyed specific
801   overrides, the default entry should be keyed with "default" and
802   appear as the first entry in the file.
803
804   The default value can be updated by writing either "default $VAL" or
805   "$VAL".
806
807   When writing to update a specific override, "default" can be used as
808   the value to indicate removal of the override.  Override entries
809   with "default" as the value must not appear when read.
810
811   For example, a setting which is keyed by major:minor device numbers
812   with integer values may look like the following::
813
814     # cat cgroup-example-interface-file
815     default 150
816     8:0 300
817
818   The default value can be updated by::
819
820     # echo 125 > cgroup-example-interface-file
821
822   or::
823
824     # echo "default 125" > cgroup-example-interface-file
825
826   An override can be set by::
827
828     # echo "8:16 170" > cgroup-example-interface-file
829
830   and cleared by::
831
832     # echo "8:0 default" > cgroup-example-interface-file
833     # cat cgroup-example-interface-file
834     default 125
835     8:16 170
836
837 - For events which are not very high frequency, an interface file
838   "events" should be created which lists event key value pairs.
839   Whenever a notifiable event happens, file modified event should be
840   generated on the file.
841
842
843 Core Interface Files
844 --------------------
845
846 All cgroup core files are prefixed with "cgroup."
847
848   cgroup.type
849         A read-write single value file which exists on non-root
850         cgroups.
851
852         When read, it indicates the current type of the cgroup, which
853         can be one of the following values.
854
855         - "domain" : A normal valid domain cgroup.
856
857         - "domain threaded" : A threaded domain cgroup which is
858           serving as the root of a threaded subtree.
859
860         - "domain invalid" : A cgroup which is in an invalid state.
861           It can't be populated or have controllers enabled.  It may
862           be allowed to become a threaded cgroup.
863
864         - "threaded" : A threaded cgroup which is a member of a
865           threaded subtree.
866
867         A cgroup can be turned into a threaded cgroup by writing
868         "threaded" to this file.
869
870   cgroup.procs
871         A read-write new-line separated values file which exists on
872         all cgroups.
873
874         When read, it lists the PIDs of all processes which belong to
875         the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
876         same PID may show up more than once if the process got moved
877         to another cgroup and then back or the PID got recycled while
878         reading.
879
880         A PID can be written to migrate the process associated with
881         the PID to the cgroup.  The writer should match all of the
882         following conditions.
883
884         - It must have write access to the "cgroup.procs" file.
885
886         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
887           common ancestor of the source and destination cgroups.
888
889         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
890         should be granted along with the containing directory.
891
892         In a threaded cgroup, reading this file fails with EOPNOTSUPP
893         as all the processes belong to the thread root.  Writing is
894         supported and moves every thread of the process to the cgroup.
895
896   cgroup.threads
897         A read-write new-line separated values file which exists on
898         all cgroups.
899
900         When read, it lists the TIDs of all threads which belong to
901         the cgroup one-per-line.  The TIDs are not ordered and the
902         same TID may show up more than once if the thread got moved to
903         another cgroup and then back or the TID got recycled while
904         reading.
905
906         A TID can be written to migrate the thread associated with the
907         TID to the cgroup.  The writer should match all of the
908         following conditions.
909
910         - It must have write access to the "cgroup.threads" file.
911
912         - The cgroup that the thread is currently in must be in the
913           same resource domain as the destination cgroup.
914
915         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
916           common ancestor of the source and destination cgroups.
917
918         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
919         should be granted along with the containing directory.
920
921   cgroup.controllers
922         A read-only space separated values file which exists on all
923         cgroups.
924
925         It shows space separated list of all controllers available to
926         the cgroup.  The controllers are not ordered.
927
928   cgroup.subtree_control
929         A read-write space separated values file which exists on all
930         cgroups.  Starts out empty.
931
932         When read, it shows space separated list of the controllers
933         which are enabled to control resource distribution from the
934         cgroup to its children.
935
936         Space separated list of controllers prefixed with '+' or '-'
937         can be written to enable or disable controllers.  A controller
938         name prefixed with '+' enables the controller and '-'
939         disables.  If a controller appears more than once on the list,
940         the last one is effective.  When multiple enable and disable
941         operations are specified, either all succeed or all fail.
942
943   cgroup.events
944         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
945         The following entries are defined.  Unless specified
946         otherwise, a value change in this file generates a file
947         modified event.
948
949           populated
950                 1 if the cgroup or its descendants contains any live
951                 processes; otherwise, 0.
952           frozen
953                 1 if the cgroup is frozen; otherwise, 0.
954
955   cgroup.max.descendants
956         A read-write single value files.  The default is "max".
957
958         Maximum allowed number of descent cgroups.
959         If the actual number of descendants is equal or larger,
960         an attempt to create a new cgroup in the hierarchy will fail.
961
962   cgroup.max.depth
963         A read-write single value files.  The default is "max".
964
965         Maximum allowed descent depth below the current cgroup.
966         If the actual descent depth is equal or larger,
967         an attempt to create a new child cgroup will fail.
968
969   cgroup.stat
970         A read-only flat-keyed file with the following entries:
971
972           nr_descendants
973                 Total number of visible descendant cgroups.
974
975           nr_dying_descendants
976                 Total number of dying descendant cgroups. A cgroup becomes
977                 dying after being deleted by a user. The cgroup will remain
978                 in dying state for some time undefined time (which can depend
979                 on system load) before being completely destroyed.
980
981                 A process can't enter a dying cgroup under any circumstances,
982                 a dying cgroup can't revive.
983
984                 A dying cgroup can consume system resources not exceeding
985                 limits, which were active at the moment of cgroup deletion.
986
987           nr_subsys_<cgroup_subsys>
988                 Total number of live cgroup subsystems (e.g memory
989                 cgroup) at and beneath the current cgroup.
990
991           nr_dying_subsys_<cgroup_subsys>
992                 Total number of dying cgroup subsystems (e.g. memory
993                 cgroup) at and beneath the current cgroup.
994
995   cgroup.freeze
996         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
997         Allowed values are "0" and "1". The default is "0".
998
999         Writing "1" to the file causes freezing of the cgroup and all
1000         descendant cgroups. This means that all belonging processes will
1001         be stopped and will not run until the cgroup will be explicitly
1002         unfrozen. Freezing of the cgroup may take some time; when this action
1003         is completed, the "frozen" value in the cgroup.events control file
1004         will be updated to "1" and the corresponding notification will be
1005         issued.
1006
1007         A cgroup can be frozen either by its own settings, or by settings
1008         of any ancestor cgroups. If any of ancestor cgroups is frozen, the
1009         cgroup will remain frozen.
1010
1011         Processes in the frozen cgroup can be killed by a fatal signal.
1012         They also can enter and leave a frozen cgroup: either by an explicit
1013         move by a user, or if freezing of the cgroup races with fork().
1014         If a process is moved to a frozen cgroup, it stops. If a process is
1015         moved out of a frozen cgroup, it becomes running.
1016
1017         Frozen status of a cgroup doesn't affect any cgroup tree operations:
1018         it's possible to delete a frozen (and empty) cgroup, as well as
1019         create new sub-cgroups.
1020
1021   cgroup.kill
1022         A write-only single value file which exists in non-root cgroups.
1023         The only allowed value is "1".
1024
1025         Writing "1" to the file causes the cgroup and all descendant cgroups to
1026         be killed. This means that all processes located in the affected cgroup
1027         tree will be killed via SIGKILL.
1028
1029         Killing a cgroup tree will deal with concurrent forks appropriately and
1030         is protected against migrations.
1031
1032         In a threaded cgroup, writing this file fails with EOPNOTSUPP as
1033         killing cgroups is a process directed operation, i.e. it affects
1034         the whole thread-group.
1035
1036   cgroup.pressure
1037         A read-write single value file that allowed values are "0" and "1".
1038         The default is "1".
1039
1040         Writing "0" to the file will disable the cgroup PSI accounting.
1041         Writing "1" to the file will re-enable the cgroup PSI accounting.
1042
1043         This control attribute is not hierarchical, so disable or enable PSI
1044         accounting in a cgroup does not affect PSI accounting in descendants
1045         and doesn't need pass enablement via ancestors from root.
1046
1047         The reason this control attribute exists is that PSI accounts stalls for
1048         each cgroup separately and aggregates it at each level of the hierarchy.
1049         This may cause non-negligible overhead for some workloads when under
1050         deep level of the hierarchy, in which case this control attribute can
1051         be used to disable PSI accounting in the non-leaf cgroups.
1052
1053   irq.pressure
1054         A read-write nested-keyed file.
1055
1056         Shows pressure stall information for IRQ/SOFTIRQ. See
1057         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1058
1059 Controllers
1060 ===========
1061
1062 .. _cgroup-v2-cpu:
1063
1064 CPU
1065 ---
1066
1067 The "cpu" controllers regulates distribution of CPU cycles.  This
1068 controller implements weight and absolute bandwidth limit models for
1069 normal scheduling policy and absolute bandwidth allocation model for
1070 realtime scheduling policy.
1071
1072 In all the above models, cycles distribution is defined only on a temporal
1073 base and it does not account for the frequency at which tasks are executed.
1074 The (optional) utilization clamping support allows to hint the schedutil
1075 cpufreq governor about the minimum desired frequency which should always be
1076 provided by a CPU, as well as the maximum desired frequency, which should not
1077 be exceeded by a CPU.
1078
1079 WARNING: cgroup2 cpu controller doesn't yet support the (bandwidth) control of
1080 realtime processes. For a kernel built with the CONFIG_RT_GROUP_SCHED option
1081 enabled for group scheduling of realtime processes, the cpu controller can only
1082 be enabled when all RT processes are in the root cgroup. Be aware that system
1083 management software may already have placed RT processes into non-root cgroups
1084 during the system boot process, and these processes may need to be moved to the
1085 root cgroup before the cpu controller can be enabled with a
1086 CONFIG_RT_GROUP_SCHED enabled kernel.
1087
1088 With CONFIG_RT_GROUP_SCHED disabled, this limitation does not apply and some of
1089 the interface files either affect realtime processes or account for them. See
1090 the following section for details. Only the cpu controller is affected by
1091 CONFIG_RT_GROUP_SCHED. Other controllers can be used for the resource control of
1092 realtime processes irrespective of CONFIG_RT_GROUP_SCHED.
1093
1094
1095 CPU Interface Files
1096 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1097
1098 The interaction of a process with the cpu controller depends on its scheduling
1099 policy and the underlying scheduler. From the point of view of the cpu controller,
1100 processes can be categorized as follows:
1101
1102 * Processes under the fair-class scheduler
1103 * Processes under a BPF scheduler with the ``cgroup_set_weight`` callback
1104 * Everything else: ``SCHED_{FIFO,RR,DEADLINE}`` and processes under a BPF scheduler
1105   without the ``cgroup_set_weight`` callback
1106
1107 For details on when a process is under the fair-class scheduler or a BPF scheduler,
1108 check out :ref:`Documentation/scheduler/sched-ext.rst <sched-ext>`.
1109
1110 For each of the following interface files, the above categories
1111 will be referred to. All time durations are in microseconds.
1112
1113   cpu.stat
1114         A read-only flat-keyed file.
1115         This file exists whether the controller is enabled or not.
1116
1117         It always reports the following three stats, which account for all the
1118         processes in the cgroup:
1119
1120         - usage_usec
1121         - user_usec
1122         - system_usec
1123
1124         and the following five when the controller is enabled, which account for
1125         only the processes under the fair-class scheduler:
1126
1127         - nr_periods
1128         - nr_throttled
1129         - throttled_usec
1130         - nr_bursts
1131         - burst_usec
1132
1133   cpu.weight
1134         A read-write single value file which exists on non-root
1135         cgroups.  The default is "100".
1136
1137         For non idle groups (cpu.idle = 0), the weight is in the
1138         range [1, 10000].
1139
1140         If the cgroup has been configured to be SCHED_IDLE (cpu.idle = 1),
1141         then the weight will show as a 0.
1142
1143         This file affects only processes under the fair-class scheduler and a BPF
1144         scheduler with the ``cgroup_set_weight`` callback depending on what the
1145         callback actually does.
1146
1147   cpu.weight.nice
1148         A read-write single value file which exists on non-root
1149         cgroups.  The default is "0".
1150
1151         The nice value is in the range [-20, 19].
1152
1153         This interface file is an alternative interface for
1154         "cpu.weight" and allows reading and setting weight using the
1155         same values used by nice(2).  Because the range is smaller and
1156         granularity is coarser for the nice values, the read value is
1157         the closest approximation of the current weight.
1158
1159         This file affects only processes under the fair-class scheduler and a BPF
1160         scheduler with the ``cgroup_set_weight`` callback depending on what the
1161         callback actually does.
1162
1163   cpu.max
1164         A read-write two value file which exists on non-root cgroups.
1165         The default is "max 100000".
1166
1167         The maximum bandwidth limit.  It's in the following format::
1168
1169           $MAX $PERIOD
1170
1171         which indicates that the group may consume up to $MAX in each
1172         $PERIOD duration.  "max" for $MAX indicates no limit.  If only
1173         one number is written, $MAX is updated.
1174
1175         This file affects only processes under the fair-class scheduler.
1176
1177   cpu.max.burst
1178         A read-write single value file which exists on non-root
1179         cgroups.  The default is "0".
1180
1181         The burst in the range [0, $MAX].
1182
1183         This file affects only processes under the fair-class scheduler.
1184
1185   cpu.pressure
1186         A read-write nested-keyed file.
1187
1188         Shows pressure stall information for CPU. See
1189         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1190
1191         This file accounts for all the processes in the cgroup.
1192
1193   cpu.uclamp.min
1194         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1195         The default is "0", i.e. no utilization boosting.
1196
1197         The requested minimum utilization (protection) as a percentage
1198         rational number, e.g. 12.34 for 12.34%.
1199
1200         This interface allows reading and setting minimum utilization clamp
1201         values similar to the sched_setattr(2). This minimum utilization
1202         value is used to clamp the task specific minimum utilization clamp,
1203         including those of realtime processes.
1204
1205         The requested minimum utilization (protection) is always capped by
1206         the current value for the maximum utilization (limit), i.e.
1207         `cpu.uclamp.max`.
1208
1209         This file affects all the processes in the cgroup.
1210
1211   cpu.uclamp.max
1212         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1213         The default is "max". i.e. no utilization capping
1214
1215         The requested maximum utilization (limit) as a percentage rational
1216         number, e.g. 98.76 for 98.76%.
1217
1218         This interface allows reading and setting maximum utilization clamp
1219         values similar to the sched_setattr(2). This maximum utilization
1220         value is used to clamp the task specific maximum utilization clamp,
1221         including those of realtime processes.
1222
1223         This file affects all the processes in the cgroup.
1224
1225   cpu.idle
1226         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1227         The default is 0.
1228
1229         This is the cgroup analog of the per-task SCHED_IDLE sched policy.
1230         Setting this value to a 1 will make the scheduling policy of the
1231         cgroup SCHED_IDLE. The threads inside the cgroup will retain their
1232         own relative priorities, but the cgroup itself will be treated as
1233         very low priority relative to its peers.
1234
1235         This file affects only processes under the fair-class scheduler.
1236
1237 Memory
1238 ------
1239
1240 The "memory" controller regulates distribution of memory.  Memory is
1241 stateful and implements both limit and protection models.  Due to the
1242 intertwining between memory usage and reclaim pressure and the
1243 stateful nature of memory, the distribution model is relatively
1244 complex.
1245
1246 While not completely water-tight, all major memory usages by a given
1247 cgroup are tracked so that the total memory consumption can be
1248 accounted and controlled to a reasonable extent.  Currently, the
1249 following types of memory usages are tracked.
1250
1251 - Userland memory - page cache and anonymous memory.
1252
1253 - Kernel data structures such as dentries and inodes.
1254
1255 - TCP socket buffers.
1256
1257 The above list may expand in the future for better coverage.
1258
1259
1260 Memory Interface Files
1261 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1262
1263 All memory amounts are in bytes.  If a value which is not aligned to
1264 PAGE_SIZE is written, the value may be rounded up to the closest
1265 PAGE_SIZE multiple when read back.
1266
1267   memory.current
1268         A read-only single value file which exists on non-root
1269         cgroups.
1270
1271         The total amount of memory currently being used by the cgroup
1272         and its descendants.
1273
1274   memory.min
1275         A read-write single value file which exists on non-root
1276         cgroups.  The default is "0".
1277
1278         Hard memory protection.  If the memory usage of a cgroup
1279         is within its effective min boundary, the cgroup's memory
1280         won't be reclaimed under any conditions. If there is no
1281         unprotected reclaimable memory available, OOM killer
1282         is invoked. Above the effective min boundary (or
1283         effective low boundary if it is higher), pages are reclaimed
1284         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1285         smaller overages.
1286
1287         Effective min boundary is limited by memory.min values of
1288         all ancestor cgroups. If there is memory.min overcommitment
1289         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1290         than parent will allow), then each child cgroup will get
1291         the part of parent's protection proportional to its
1292         actual memory usage below memory.min.
1293
1294         Putting more memory than generally available under this
1295         protection is discouraged and may lead to constant OOMs.
1296
1297         If a memory cgroup is not populated with processes,
1298         its memory.min is ignored.
1299
1300   memory.low
1301         A read-write single value file which exists on non-root
1302         cgroups.  The default is "0".
1303
1304         Best-effort memory protection.  If the memory usage of a
1305         cgroup is within its effective low boundary, the cgroup's
1306         memory won't be reclaimed unless there is no reclaimable
1307         memory available in unprotected cgroups.
1308         Above the effective low boundary (or 
1309         effective min boundary if it is higher), pages are reclaimed
1310         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1311         smaller overages.
1312
1313         Effective low boundary is limited by memory.low values of
1314         all ancestor cgroups. If there is memory.low overcommitment
1315         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1316         than parent will allow), then each child cgroup will get
1317         the part of parent's protection proportional to its
1318         actual memory usage below memory.low.
1319
1320         Putting more memory than generally available under this
1321         protection is discouraged.
1322
1323   memory.high
1324         A read-write single value file which exists on non-root
1325         cgroups.  The default is "max".
1326
1327         Memory usage throttle limit.  If a cgroup's usage goes
1328         over the high boundary, the processes of the cgroup are
1329         throttled and put under heavy reclaim pressure.
1330
1331         Going over the high limit never invokes the OOM killer and
1332         under extreme conditions the limit may be breached. The high
1333         limit should be used in scenarios where an external process
1334         monitors the limited cgroup to alleviate heavy reclaim
1335         pressure.
1336
1337         If memory.high is opened with O_NONBLOCK then the synchronous
1338         reclaim is bypassed. This is useful for admin processes that
1339         need to dynamically adjust the job's memory limits without
1340         expending their own CPU resources on memory reclamation. The
1341         job will trigger the reclaim and/or get throttled on its
1342         next charge request.
1343
1344         Please note that with O_NONBLOCK, there is a chance that the
1345         target memory cgroup may take indefinite amount of time to
1346         reduce usage below the limit due to delayed charge request or
1347         busy-hitting its memory to slow down reclaim.
1348
1349   memory.max
1350         A read-write single value file which exists on non-root
1351         cgroups.  The default is "max".
1352
1353         Memory usage hard limit.  This is the main mechanism to limit
1354         memory usage of a cgroup.  If a cgroup's memory usage reaches
1355         this limit and can't be reduced, the OOM killer is invoked in
1356         the cgroup. Under certain circumstances, the usage may go
1357         over the limit temporarily.
1358
1359         In default configuration regular 0-order allocations always
1360         succeed unless OOM killer chooses current task as a victim.
1361
1362         Some kinds of allocations don't invoke the OOM killer.
1363         Caller could retry them differently, return into userspace
1364         as -ENOMEM or silently ignore in cases like disk readahead.
1365
1366         If memory.max is opened with O_NONBLOCK, then the synchronous
1367         reclaim and oom-kill are bypassed. This is useful for admin
1368         processes that need to dynamically adjust the job's memory limits
1369         without expending their own CPU resources on memory reclamation.
1370         The job will trigger the reclaim and/or oom-kill on its next
1371         charge request.
1372
1373         Please note that with O_NONBLOCK, there is a chance that the
1374         target memory cgroup may take indefinite amount of time to
1375         reduce usage below the limit due to delayed charge request or
1376         busy-hitting its memory to slow down reclaim.
1377
1378   memory.reclaim
1379         A write-only nested-keyed file which exists for all cgroups.
1380
1381         This is a simple interface to trigger memory reclaim in the
1382         target cgroup.
1383
1384         Example::
1385
1386           echo "1G" > memory.reclaim
1387
1388         Please note that the kernel can over or under reclaim from
1389         the target cgroup. If less bytes are reclaimed than the
1390         specified amount, -EAGAIN is returned.
1391
1392         Please note that the proactive reclaim (triggered by this
1393         interface) is not meant to indicate memory pressure on the
1394         memory cgroup. Therefore socket memory balancing triggered by
1395         the memory reclaim normally is not exercised in this case.
1396         This means that the networking layer will not adapt based on
1397         reclaim induced by memory.reclaim.
1398
1399 The following nested keys are defined.
1400
1401           ==========            ================================
1402           swappiness            Swappiness value to reclaim with
1403           ==========            ================================
1404
1405         Specifying a swappiness value instructs the kernel to perform
1406         the reclaim with that swappiness value. Note that this has the
1407         same semantics as vm.swappiness applied to memcg reclaim with
1408         all the existing limitations and potential future extensions.
1409
1410         The valid range for swappiness is [0-200, max], setting
1411         swappiness=max exclusively reclaims anonymous memory.
1412
1413   memory.peak
1414         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1415
1416         The max memory usage recorded for the cgroup and its descendants since
1417         either the creation of the cgroup or the most recent reset for that FD.
1418
1419         A write of any non-empty string to this file resets it to the
1420         current memory usage for subsequent reads through the same
1421         file descriptor.
1422
1423   memory.oom.group
1424         A read-write single value file which exists on non-root
1425         cgroups.  The default value is "0".
1426
1427         Determines whether the cgroup should be treated as
1428         an indivisible workload by the OOM killer. If set,
1429         all tasks belonging to the cgroup or to its descendants
1430         (if the memory cgroup is not a leaf cgroup) are killed
1431         together or not at all. This can be used to avoid
1432         partial kills to guarantee workload integrity.
1433
1434         Tasks with the OOM protection (oom_score_adj set to -1000)
1435         are treated as an exception and are never killed.
1436
1437         If the OOM killer is invoked in a cgroup, it's not going
1438         to kill any tasks outside of this cgroup, regardless
1439         memory.oom.group values of ancestor cgroups.
1440
1441   memory.events
1442         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1443         The following entries are defined.  Unless specified
1444         otherwise, a value change in this file generates a file
1445         modified event.
1446
1447         Note that all fields in this file are hierarchical and the
1448         file modified event can be generated due to an event down the
1449         hierarchy. For the local events at the cgroup level see
1450         memory.events.local.
1451
1452           low
1453                 The number of times the cgroup is reclaimed due to
1454                 high memory pressure even though its usage is under
1455                 the low boundary.  This usually indicates that the low
1456                 boundary is over-committed.
1457
1458           high
1459                 The number of times processes of the cgroup are
1460                 throttled and routed to perform direct memory reclaim
1461                 because the high memory boundary was exceeded.  For a
1462                 cgroup whose memory usage is capped by the high limit
1463                 rather than global memory pressure, this event's
1464                 occurrences are expected.
1465
1466           max
1467                 The number of times the cgroup's memory usage was
1468                 about to go over the max boundary.  If direct reclaim
1469                 fails to bring it down, the cgroup goes to OOM state.
1470
1471           oom
1472                 The number of time the cgroup's memory usage was
1473                 reached the limit and allocation was about to fail.
1474
1475                 This event is not raised if the OOM killer is not
1476                 considered as an option, e.g. for failed high-order
1477                 allocations or if caller asked to not retry attempts.
1478
1479           oom_kill
1480                 The number of processes belonging to this cgroup
1481                 killed by any kind of OOM killer.
1482
1483           oom_group_kill
1484                 The number of times a group OOM has occurred.
1485
1486   memory.events.local
1487         Similar to memory.events but the fields in the file are local
1488         to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
1489         generated on this file reflects only the local events.
1490
1491   memory.stat
1492         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1493
1494         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1495         types of memory, type-specific details, and other information
1496         on the state and past events of the memory management system.
1497
1498         All memory amounts are in bytes.
1499
1500         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1501         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1502         fixed position; use the keys to look up specific values!
1503
1504         If the entry has no per-node counter (or not show in the
1505         memory.numa_stat). We use 'npn' (non-per-node) as the tag
1506         to indicate that it will not show in the memory.numa_stat.
1507
1508           anon
1509                 Amount of memory used in anonymous mappings such as
1510                 brk(), sbrk(), and mmap(MAP_ANONYMOUS). Note that
1511                 some kernel configurations might account complete larger
1512                 allocations (e.g., THP) if only some, but not all the
1513                 memory of such an allocation is mapped anymore.
1514
1515           file
1516                 Amount of memory used to cache filesystem data,
1517                 including tmpfs and shared memory.
1518
1519           kernel (npn)
1520                 Amount of total kernel memory, including
1521                 (kernel_stack, pagetables, percpu, vmalloc, slab) in
1522                 addition to other kernel memory use cases.
1523
1524           kernel_stack
1525                 Amount of memory allocated to kernel stacks.
1526
1527           pagetables
1528                 Amount of memory allocated for page tables.
1529
1530           sec_pagetables
1531                 Amount of memory allocated for secondary page tables,
1532                 this currently includes KVM mmu allocations on x86
1533                 and arm64 and IOMMU page tables.
1534
1535           percpu (npn)
1536                 Amount of memory used for storing per-cpu kernel
1537                 data structures.
1538
1539           sock (npn)
1540                 Amount of memory used in network transmission buffers
1541
1542           vmalloc (npn)
1543                 Amount of memory used for vmap backed memory.
1544
1545           shmem
1546                 Amount of cached filesystem data that is swap-backed,
1547                 such as tmpfs, shm segments, shared anonymous mmap()s
1548
1549           zswap
1550                 Amount of memory consumed by the zswap compression backend.
1551
1552           zswapped
1553                 Amount of application memory swapped out to zswap.
1554
1555           file_mapped
1556                 Amount of cached filesystem data mapped with mmap(). Note
1557                 that some kernel configurations might account complete
1558                 larger allocations (e.g., THP) if only some, but not
1559                 not all the memory of such an allocation is mapped.
1560
1561           file_dirty
1562                 Amount of cached filesystem data that was modified but
1563                 not yet written back to disk
1564
1565           file_writeback
1566                 Amount of cached filesystem data that was modified and
1567                 is currently being written back to disk
1568
1569           swapcached
1570                 Amount of swap cached in memory. The swapcache is accounted
1571                 against both memory and swap usage.
1572
1573           anon_thp
1574                 Amount of memory used in anonymous mappings backed by
1575                 transparent hugepages
1576
1577           file_thp
1578                 Amount of cached filesystem data backed by transparent
1579                 hugepages
1580
1581           shmem_thp
1582                 Amount of shm, tmpfs, shared anonymous mmap()s backed by
1583                 transparent hugepages
1584
1585           inactive_anon, active_anon, inactive_file, active_file, unevictable
1586                 Amount of memory, swap-backed and filesystem-backed,
1587                 on the internal memory management lists used by the
1588                 page reclaim algorithm.
1589
1590                 As these represent internal list state (eg. shmem pages are on anon
1591                 memory management lists), inactive_foo + active_foo may not be equal to
1592                 the value for the foo counter, since the foo counter is type-based, not
1593                 list-based.
1594
1595           slab_reclaimable
1596                 Part of "slab" that might be reclaimed, such as
1597                 dentries and inodes.
1598
1599           slab_unreclaimable
1600                 Part of "slab" that cannot be reclaimed on memory
1601                 pressure.
1602
1603           slab (npn)
1604                 Amount of memory used for storing in-kernel data
1605                 structures.
1606
1607           workingset_refault_anon
1608                 Number of refaults of previously evicted anonymous pages.
1609
1610           workingset_refault_file
1611                 Number of refaults of previously evicted file pages.
1612
1613           workingset_activate_anon
1614                 Number of refaulted anonymous pages that were immediately
1615                 activated.
1616
1617           workingset_activate_file
1618                 Number of refaulted file pages that were immediately activated.
1619
1620           workingset_restore_anon
1621                 Number of restored anonymous pages which have been detected as
1622                 an active workingset before they got reclaimed.
1623
1624           workingset_restore_file
1625                 Number of restored file pages which have been detected as an
1626                 active workingset before they got reclaimed.
1627
1628           workingset_nodereclaim
1629                 Number of times a shadow node has been reclaimed
1630
1631           pswpin (npn)
1632                 Number of pages swapped into memory
1633
1634           pswpout (npn)
1635                 Number of pages swapped out of memory
1636
1637           pgscan (npn)
1638                 Amount of scanned pages (in an inactive LRU list)
1639
1640           pgsteal (npn)
1641                 Amount of reclaimed pages
1642
1643           pgscan_kswapd (npn)
1644                 Amount of scanned pages by kswapd (in an inactive LRU list)
1645
1646           pgscan_direct (npn)
1647                 Amount of scanned pages directly  (in an inactive LRU list)
1648
1649           pgscan_khugepaged (npn)
1650                 Amount of scanned pages by khugepaged  (in an inactive LRU list)
1651
1652           pgscan_proactive (npn)
1653                 Amount of scanned pages proactively (in an inactive LRU list)
1654
1655           pgsteal_kswapd (npn)
1656                 Amount of reclaimed pages by kswapd
1657
1658           pgsteal_direct (npn)
1659                 Amount of reclaimed pages directly
1660
1661           pgsteal_khugepaged (npn)
1662                 Amount of reclaimed pages by khugepaged
1663
1664           pgsteal_proactive (npn)
1665                 Amount of reclaimed pages proactively
1666
1667           pgfault (npn)
1668                 Total number of page faults incurred
1669
1670           pgmajfault (npn)
1671                 Number of major page faults incurred
1672
1673           pgrefill (npn)
1674                 Amount of scanned pages (in an active LRU list)
1675
1676           pgactivate (npn)
1677                 Amount of pages moved to the active LRU list
1678
1679           pgdeactivate (npn)
1680                 Amount of pages moved to the inactive LRU list
1681
1682           pglazyfree (npn)
1683                 Amount of pages postponed to be freed under memory pressure
1684
1685           pglazyfreed (npn)
1686                 Amount of reclaimed lazyfree pages
1687
1688           swpin_zero
1689                 Number of pages swapped into memory and filled with zero, where I/O
1690                 was optimized out because the page content was detected to be zero
1691                 during swapout.
1692
1693           swpout_zero
1694                 Number of zero-filled pages swapped out with I/O skipped due to the
1695                 content being detected as zero.
1696
1697           zswpin
1698                 Number of pages moved in to memory from zswap.
1699
1700           zswpout
1701                 Number of pages moved out of memory to zswap.
1702
1703           zswpwb
1704                 Number of pages written from zswap to swap.
1705
1706           thp_fault_alloc (npn)
1707                 Number of transparent hugepages which were allocated to satisfy
1708                 a page fault. This counter is not present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1709                 is not set.
1710
1711           thp_collapse_alloc (npn)
1712                 Number of transparent hugepages which were allocated to allow
1713                 collapsing an existing range of pages. This counter is not
1714                 present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE is not set.
1715
1716           thp_swpout (npn)
1717                 Number of transparent hugepages which are swapout in one piece
1718                 without splitting.
1719
1720           thp_swpout_fallback (npn)
1721                 Number of transparent hugepages which were split before swapout.
1722                 Usually because failed to allocate some continuous swap space
1723                 for the huge page.
1724
1725           numa_pages_migrated (npn)
1726                 Number of pages migrated by NUMA balancing.
1727
1728           numa_pte_updates (npn)
1729                 Number of pages whose page table entries are modified by
1730                 NUMA balancing to produce NUMA hinting faults on access.
1731
1732           numa_hint_faults (npn)
1733                 Number of NUMA hinting faults.
1734
1735           pgdemote_kswapd
1736                 Number of pages demoted by kswapd.
1737
1738           pgdemote_direct
1739                 Number of pages demoted directly.
1740
1741           pgdemote_khugepaged
1742                 Number of pages demoted by khugepaged.
1743
1744           pgdemote_proactive
1745                 Number of pages demoted by proactively.
1746
1747           hugetlb
1748                 Amount of memory used by hugetlb pages. This metric only shows
1749                 up if hugetlb usage is accounted for in memory.current (i.e.
1750                 cgroup is mounted with the memory_hugetlb_accounting option).
1751
1752   memory.numa_stat
1753         A read-only nested-keyed file which exists on non-root cgroups.
1754
1755         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1756         types of memory, type-specific details, and other information
1757         per node on the state of the memory management system.
1758
1759         This is useful for providing visibility into the NUMA locality
1760         information within an memcg since the pages are allowed to be
1761         allocated from any physical node. One of the use case is evaluating
1762         application performance by combining this information with the
1763         application's CPU allocation.
1764
1765         All memory amounts are in bytes.
1766
1767         The output format of memory.numa_stat is::
1768
1769           type N0=<bytes in node 0> N1=<bytes in node 1> ...
1770
1771         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1772         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1773         fixed position; use the keys to look up specific values!
1774
1775         The entries can refer to the memory.stat.
1776
1777   memory.swap.current
1778         A read-only single value file which exists on non-root
1779         cgroups.
1780
1781         The total amount of swap currently being used by the cgroup
1782         and its descendants.
1783
1784   memory.swap.high
1785         A read-write single value file which exists on non-root
1786         cgroups.  The default is "max".
1787
1788         Swap usage throttle limit.  If a cgroup's swap usage exceeds
1789         this limit, all its further allocations will be throttled to
1790         allow userspace to implement custom out-of-memory procedures.
1791
1792         This limit marks a point of no return for the cgroup. It is NOT
1793         designed to manage the amount of swapping a workload does
1794         during regular operation. Compare to memory.swap.max, which
1795         prohibits swapping past a set amount, but lets the cgroup
1796         continue unimpeded as long as other memory can be reclaimed.
1797
1798         Healthy workloads are not expected to reach this limit.
1799
1800   memory.swap.peak
1801         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1802
1803         The max swap usage recorded for the cgroup and its descendants since
1804         the creation of the cgroup or the most recent reset for that FD.
1805
1806         A write of any non-empty string to this file resets it to the
1807         current memory usage for subsequent reads through the same
1808         file descriptor.
1809
1810   memory.swap.max
1811         A read-write single value file which exists on non-root
1812         cgroups.  The default is "max".
1813
1814         Swap usage hard limit.  If a cgroup's swap usage reaches this
1815         limit, anonymous memory of the cgroup will not be swapped out.
1816
1817   memory.swap.events
1818         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1819         The following entries are defined.  Unless specified
1820         otherwise, a value change in this file generates a file
1821         modified event.
1822
1823           high
1824                 The number of times the cgroup's swap usage was over
1825                 the high threshold.
1826
1827           max
1828                 The number of times the cgroup's swap usage was about
1829                 to go over the max boundary and swap allocation
1830                 failed.
1831
1832           fail
1833                 The number of times swap allocation failed either
1834                 because of running out of swap system-wide or max
1835                 limit.
1836
1837         When reduced under the current usage, the existing swap
1838         entries are reclaimed gradually and the swap usage may stay
1839         higher than the limit for an extended period of time.  This
1840         reduces the impact on the workload and memory management.
1841
1842   memory.zswap.current
1843         A read-only single value file which exists on non-root
1844         cgroups.
1845
1846         The total amount of memory consumed by the zswap compression
1847         backend.
1848
1849   memory.zswap.max
1850         A read-write single value file which exists on non-root
1851         cgroups.  The default is "max".
1852
1853         Zswap usage hard limit. If a cgroup's zswap pool reaches this
1854         limit, it will refuse to take any more stores before existing
1855         entries fault back in or are written out to disk.
1856
1857   memory.zswap.writeback
1858         A read-write single value file. The default value is "1".
1859         Note that this setting is hierarchical, i.e. the writeback would be
1860         implicitly disabled for child cgroups if the upper hierarchy
1861         does so.
1862
1863         When this is set to 0, all swapping attempts to swapping devices
1864         are disabled. This included both zswap writebacks, and swapping due
1865         to zswap store failures. If the zswap store failures are recurring
1866         (for e.g if the pages are incompressible), users can observe
1867         reclaim inefficiency after disabling writeback (because the same
1868         pages might be rejected again and again).
1869
1870         Note that this is subtly different from setting memory.swap.max to
1871         0, as it still allows for pages to be written to the zswap pool.
1872         This setting has no effect if zswap is disabled, and swapping
1873         is allowed unless memory.swap.max is set to 0.
1874
1875   memory.pressure
1876         A read-only nested-keyed file.
1877
1878         Shows pressure stall information for memory. See
1879         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1880
1881
1882 Usage Guidelines
1883 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1884
1885 "memory.high" is the main mechanism to control memory usage.
1886 Over-committing on high limit (sum of high limits > available memory)
1887 and letting global memory pressure to distribute memory according to
1888 usage is a viable strategy.
1889
1890 Because breach of the high limit doesn't trigger the OOM killer but
1891 throttles the offending cgroup, a management agent has ample
1892 opportunities to monitor and take appropriate actions such as granting
1893 more memory or terminating the workload.
1894
1895 Determining whether a cgroup has enough memory is not trivial as
1896 memory usage doesn't indicate whether the workload can benefit from
1897 more memory.  For example, a workload which writes data received from
1898 network to a file can use all available memory but can also operate as
1899 performant with a small amount of memory.  A measure of memory
1900 pressure - how much the workload is being impacted due to lack of
1901 memory - is necessary to determine whether a workload needs more
1902 memory; unfortunately, memory pressure monitoring mechanism isn't
1903 implemented yet.
1904
1905
1906 Memory Ownership
1907 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1908
1909 A memory area is charged to the cgroup which instantiated it and stays
1910 charged to the cgroup until the area is released.  Migrating a process
1911 to a different cgroup doesn't move the memory usages that it
1912 instantiated while in the previous cgroup to the new cgroup.
1913
1914 A memory area may be used by processes belonging to different cgroups.
1915 To which cgroup the area will be charged is in-deterministic; however,
1916 over time, the memory area is likely to end up in a cgroup which has
1917 enough memory allowance to avoid high reclaim pressure.
1918
1919 If a cgroup sweeps a considerable amount of memory which is expected
1920 to be accessed repeatedly by other cgroups, it may make sense to use
1921 POSIX_FADV_DONTNEED to relinquish the ownership of memory areas
1922 belonging to the affected files to ensure correct memory ownership.
1923
1924
1925 IO
1926 --
1927
1928 The "io" controller regulates the distribution of IO resources.  This
1929 controller implements both weight based and absolute bandwidth or IOPS
1930 limit distribution; however, weight based distribution is available
1931 only if cfq-iosched is in use and neither scheme is available for
1932 blk-mq devices.
1933
1934
1935 IO Interface Files
1936 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1937
1938   io.stat
1939         A read-only nested-keyed file.
1940
1941         Lines are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.
1942         The following nested keys are defined.
1943
1944           ======        =====================
1945           rbytes        Bytes read
1946           wbytes        Bytes written
1947           rios          Number of read IOs
1948           wios          Number of write IOs
1949           dbytes        Bytes discarded
1950           dios          Number of discard IOs
1951           ======        =====================
1952
1953         An example read output follows::
1954
1955           8:16 rbytes=1459200 wbytes=314773504 rios=192 wios=353 dbytes=0 dios=0
1956           8:0 rbytes=90430464 wbytes=299008000 rios=8950 wios=1252 dbytes=50331648 dios=3021
1957
1958   io.cost.qos
1959         A read-write nested-keyed file which exists only on the root
1960         cgroup.
1961
1962         This file configures the Quality of Service of the IO cost
1963         model based controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which
1964         currently implements "io.weight" proportional control.  Lines
1965         are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The
1966         line for a given device is populated on the first write for
1967         the device on "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following
1968         nested keys are defined.
1969
1970           ======        =====================================
1971           enable        Weight-based control enable
1972           ctrl          "auto" or "user"
1973           rpct          Read latency percentile    [0, 100]
1974           rlat          Read latency threshold
1975           wpct          Write latency percentile   [0, 100]
1976           wlat          Write latency threshold
1977           min           Minimum scaling percentage [1, 10000]
1978           max           Maximum scaling percentage [1, 10000]
1979           ======        =====================================
1980
1981         The controller is disabled by default and can be enabled by
1982         setting "enable" to 1.  "rpct" and "wpct" parameters default
1983         to zero and the controller uses internal device saturation
1984         state to adjust the overall IO rate between "min" and "max".
1985
1986         When a better control quality is needed, latency QoS
1987         parameters can be configured.  For example::
1988
1989           8:16 enable=1 ctrl=auto rpct=95.00 rlat=75000 wpct=95.00 wlat=150000 min=50.00 max=150.0
1990
1991         shows that on sdb, the controller is enabled, will consider
1992         the device saturated if the 95th percentile of read completion
1993         latencies is above 75ms or write 150ms, and adjust the overall
1994         IO issue rate between 50% and 150% accordingly.
1995
1996         The lower the saturation point, the better the latency QoS at
1997         the cost of aggregate bandwidth.  The narrower the allowed
1998         adjustment range between "min" and "max", the more conformant
1999         to the cost model the IO behavior.  Note that the IO issue
2000         base rate may be far off from 100% and setting "min" and "max"
2001         blindly can lead to a significant loss of device capacity or
2002         control quality.  "min" and "max" are useful for regulating
2003         devices which show wide temporary behavior changes - e.g. a
2004         ssd which accepts writes at the line speed for a while and
2005         then completely stalls for multiple seconds.
2006
2007         When "ctrl" is "auto", the parameters are controlled by the
2008         kernel and may change automatically.  Setting "ctrl" to "user"
2009         or setting any of the percentile and latency parameters puts
2010         it into "user" mode and disables the automatic changes.  The
2011         automatic mode can be restored by setting "ctrl" to "auto".
2012
2013   io.cost.model
2014         A read-write nested-keyed file which exists only on the root
2015         cgroup.
2016
2017         This file configures the cost model of the IO cost model based
2018         controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which currently
2019         implements "io.weight" proportional control.  Lines are keyed
2020         by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The line for a
2021         given device is populated on the first write for the device on
2022         "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following nested keys
2023         are defined.
2024
2025           =====         ================================
2026           ctrl          "auto" or "user"
2027           model         The cost model in use - "linear"
2028           =====         ================================
2029
2030         When "ctrl" is "auto", the kernel may change all parameters
2031         dynamically.  When "ctrl" is set to "user" or any other
2032         parameters are written to, "ctrl" become "user" and the
2033         automatic changes are disabled.
2034
2035         When "model" is "linear", the following model parameters are
2036         defined.
2037
2038           ============= ========================================
2039           [r|w]bps      The maximum sequential IO throughput
2040           [r|w]seqiops  The maximum 4k sequential IOs per second
2041           [r|w]randiops The maximum 4k random IOs per second
2042           ============= ========================================
2043
2044         From the above, the builtin linear model determines the base
2045         costs of a sequential and random IO and the cost coefficient
2046         for the IO size.  While simple, this model can cover most
2047         common device classes acceptably.
2048
2049         The IO cost model isn't expected to be accurate in absolute
2050         sense and is scaled to the device behavior dynamically.
2051
2052         If needed, tools/cgroup/iocost_coef_gen.py can be used to
2053         generate device-specific coefficients.
2054
2055   io.weight
2056         A read-write flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
2057         The default is "default 100".
2058
2059         The first line is the default weight applied to devices
2060         without specific override.  The rest are overrides keyed by
2061         $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The weights are in
2062         the range [1, 10000] and specifies the relative amount IO time
2063         the cgroup can use in relation to its siblings.
2064
2065         The default weight can be updated by writing either "default
2066         $WEIGHT" or simply "$WEIGHT".  Overrides can be set by writing
2067         "$MAJ:$MIN $WEIGHT" and unset by writing "$MAJ:$MIN default".
2068
2069         An example read output follows::
2070
2071           default 100
2072           8:16 200
2073           8:0 50
2074
2075   io.max
2076         A read-write nested-keyed file which exists on non-root
2077         cgroups.
2078
2079         BPS and IOPS based IO limit.  Lines are keyed by $MAJ:$MIN
2080         device numbers and not ordered.  The following nested keys are
2081         defined.
2082
2083           =====         ==================================
2084           rbps          Max read bytes per second
2085           wbps          Max write bytes per second
2086           riops         Max read IO operations per second
2087           wiops         Max write IO operations per second
2088           =====         ==================================
2089
2090         When writing, any number of nested key-value pairs can be
2091         specified in any order.  "max" can be specified as the value
2092         to remove a specific limit.  If the same key is specified
2093         multiple times, the outcome is undefined.
2094
2095         BPS and IOPS are measured in each IO direction and IOs are
2096         delayed if limit is reached.  Temporary bursts are allowed.
2097
2098         Setting read limit at 2M BPS and write at 120 IOPS for 8:16::
2099
2100           echo "8:16 rbps=2097152 wiops=120" > io.max
2101
2102         Reading returns the following::
2103
2104           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=120
2105
2106         Write IOPS limit can be removed by writing the following::
2107
2108           echo "8:16 wiops=max" > io.max
2109
2110         Reading now returns the following::
2111
2112           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=max
2113
2114   io.pressure
2115         A read-only nested-keyed file.
2116
2117         Shows pressure stall information for IO. See
2118         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
2119
2120
2121 Writeback
2122 ~~~~~~~~~
2123
2124 Page cache is dirtied through buffered writes and shared mmaps and
2125 written asynchronously to the backing filesystem by the writeback
2126 mechanism.  Writeback sits between the memory and IO domains and
2127 regulates the proportion of dirty memory by balancing dirtying and
2128 write IOs.
2129
2130 The io controller, in conjunction with the memory controller,
2131 implements control of page cache writeback IOs.  The memory controller
2132 defines the memory domain that dirty memory ratio is calculated and
2133 maintained for and the io controller defines the io domain which
2134 writes out dirty pages for the memory domain.  Both system-wide and
2135 per-cgroup dirty memory states are examined and the more restrictive
2136 of the two is enforced.
2137
2138 cgroup writeback requires explicit support from the underlying
2139 filesystem.  Currently, cgroup writeback is implemented on ext2, ext4,
2140 btrfs, f2fs, and xfs.  On other filesystems, all writeback IOs are 
2141 attributed to the root cgroup.
2142
2143 There are inherent differences in memory and writeback management
2144 which affects how cgroup ownership is tracked.  Memory is tracked per
2145 page while writeback per inode.  For the purpose of writeback, an
2146 inode is assigned to a cgroup and all IO requests to write dirty pages
2147 from the inode are attributed to that cgroup.
2148
2149 As cgroup ownership for memory is tracked per page, there can be pages
2150 which are associated with different cgroups than the one the inode is
2151 associated with.  These are called foreign pages.  The writeback
2152 constantly keeps track of foreign pages and, if a particular foreign
2153 cgroup becomes the majority over a certain period of time, switches
2154 the ownership of the inode to that cgroup.
2155
2156 While this model is enough for most use cases where a given inode is
2157 mostly dirtied by a single cgroup even when the main writing cgroup
2158 changes over time, use cases where multiple cgroups write to a single
2159 inode simultaneously are not supported well.  In such circumstances, a
2160 significant portion of IOs are likely to be attributed incorrectly.
2161 As memory controller assigns page ownership on the first use and
2162 doesn't update it until the page is released, even if writeback
2163 strictly follows page ownership, multiple cgroups dirtying overlapping
2164 areas wouldn't work as expected.  It's recommended to avoid such usage
2165 patterns.
2166
2167 The sysctl knobs which affect writeback behavior are applied to cgroup
2168 writeback as follows.
2169
2170   vm.dirty_background_ratio, vm.dirty_ratio
2171         These ratios apply the same to cgroup writeback with the
2172         amount of available memory capped by limits imposed by the
2173         memory controller and system-wide clean memory.
2174
2175   vm.dirty_background_bytes, vm.dirty_bytes
2176         For cgroup writeback, this is calculated into ratio against
2177         total available memory and applied the same way as
2178         vm.dirty[_background]_ratio.
2179
2180
2181 IO Latency
2182 ~~~~~~~~~~
2183
2184 This is a cgroup v2 controller for IO workload protection.  You provide a group
2185 with a latency target, and if the average latency exceeds that target the
2186 controller will throttle any peers that have a lower latency target than the
2187 protected workload.
2188
2189 The limits are only applied at the peer level in the hierarchy.  This means that
2190 in the diagram below, only groups A, B, and C will influence each other, and
2191 groups D and F will influence each other.  Group G will influence nobody::
2192
2193                         [root]
2194                 /          |            \
2195                 A          B            C
2196                /  \        |
2197               D    F       G
2198
2199
2200 So the ideal way to configure this is to set io.latency in groups A, B, and C.
2201 Generally you do not want to set a value lower than the latency your device
2202 supports.  Experiment to find the value that works best for your workload.
2203 Start at higher than the expected latency for your device and watch the
2204 avg_lat value in io.stat for your workload group to get an idea of the
2205 latency you see during normal operation.  Use the avg_lat value as a basis for
2206 your real setting, setting at 10-15% higher than the value in io.stat.
2207
2208 How IO Latency Throttling Works
2209 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2210
2211 io.latency is work conserving; so as long as everybody is meeting their latency
2212 target the controller doesn't do anything.  Once a group starts missing its
2213 target it begins throttling any peer group that has a higher target than itself.
2214 This throttling takes 2 forms:
2215
2216 - Queue depth throttling.  This is the number of outstanding IO's a group is
2217   allowed to have.  We will clamp down relatively quickly, starting at no limit
2218   and going all the way down to 1 IO at a time.
2219
2220 - Artificial delay induction.  There are certain types of IO that cannot be
2221   throttled without possibly adversely affecting higher priority groups.  This
2222   includes swapping and metadata IO.  These types of IO are allowed to occur
2223   normally, however they are "charged" to the originating group.  If the
2224   originating group is being throttled you will see the use_delay and delay
2225   fields in io.stat increase.  The delay value is how many microseconds that are
2226   being added to any process that runs in this group.  Because this number can
2227   grow quite large if there is a lot of swapping or metadata IO occurring we
2228   limit the individual delay events to 1 second at a time.
2229
2230 Once the victimized group starts meeting its latency target again it will start
2231 unthrottling any peer groups that were throttled previously.  If the victimized
2232 group simply stops doing IO the global counter will unthrottle appropriately.
2233
2234 IO Latency Interface Files
2235 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2236
2237   io.latency
2238         This takes a similar format as the other controllers.
2239
2240                 "MAJOR:MINOR target=<target time in microseconds>"
2241
2242   io.stat
2243         If the controller is enabled you will see extra stats in io.stat in
2244         addition to the normal ones.
2245
2246           depth
2247                 This is the current queue depth for the group.
2248
2249           avg_lat
2250                 This is an exponential moving average with a decay rate of 1/exp
2251                 bound by the sampling interval.  The decay rate interval can be
2252                 calculated by multiplying the win value in io.stat by the
2253                 corresponding number of samples based on the win value.
2254
2255           win
2256                 The sampling window size in milliseconds.  This is the minimum
2257                 duration of time between evaluation events.  Windows only elapse
2258                 with IO activity.  Idle periods extend the most recent window.
2259
2260 IO Priority
2261 ~~~~~~~~~~~
2262
2263 A single attribute controls the behavior of the I/O priority cgroup policy,
2264 namely the io.prio.class attribute. The following values are accepted for
2265 that attribute:
2266
2267   no-change
2268         Do not modify the I/O priority class.
2269
2270   promote-to-rt
2271         For requests that have a non-RT I/O priority class, change it into RT.
2272         Also change the priority level of these requests to 4. Do not modify
2273         the I/O priority of requests that have priority class RT.
2274
2275   restrict-to-be
2276         For requests that do not have an I/O priority class or that have I/O
2277         priority class RT, change it into BE. Also change the priority level
2278         of these requests to 0. Do not modify the I/O priority class of
2279         requests that have priority class IDLE.
2280
2281   idle
2282         Change the I/O priority class of all requests into IDLE, the lowest
2283         I/O priority class.
2284
2285   none-to-rt
2286         Deprecated. Just an alias for promote-to-rt.
2287
2288 The following numerical values are associated with the I/O priority policies:
2289
2290 +----------------+---+
2291 | no-change      | 0 |
2292 +----------------+---+
2293 | promote-to-rt  | 1 |
2294 +----------------+---+
2295 | restrict-to-be | 2 |
2296 +----------------+---+
2297 | idle           | 3 |
2298 +----------------+---+
2299
2300 The numerical value that corresponds to each I/O priority class is as follows:
2301
2302 +-------------------------------+---+
2303 | IOPRIO_CLASS_NONE             | 0 |
2304 +-------------------------------+---+
2305 | IOPRIO_CLASS_RT (real-time)   | 1 |
2306 +-------------------------------+---+
2307 | IOPRIO_CLASS_BE (best effort) | 2 |
2308 +-------------------------------+---+
2309 | IOPRIO_CLASS_IDLE             | 3 |
2310 +-------------------------------+---+
2311
2312 The algorithm to set the I/O priority class for a request is as follows:
2313
2314 - If I/O priority class policy is promote-to-rt, change the request I/O
2315   priority class to IOPRIO_CLASS_RT and change the request I/O priority
2316   level to 4.
2317 - If I/O priority class policy is not promote-to-rt, translate the I/O priority
2318   class policy into a number, then change the request I/O priority class
2319   into the maximum of the I/O priority class policy number and the numerical
2320   I/O priority class.
2321
2322 PID
2323 ---
2324
2325 The process number controller is used to allow a cgroup to stop any
2326 new tasks from being fork()'d or clone()'d after a specified limit is
2327 reached.
2328
2329 The number of tasks in a cgroup can be exhausted in ways which other
2330 controllers cannot prevent, thus warranting its own controller.  For
2331 example, a fork bomb is likely to exhaust the number of tasks before
2332 hitting memory restrictions.
2333
2334 Note that PIDs used in this controller refer to TIDs, process IDs as
2335 used by the kernel.
2336
2337
2338 PID Interface Files
2339 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2340
2341   pids.max
2342         A read-write single value file which exists on non-root
2343         cgroups.  The default is "max".
2344
2345         Hard limit of number of processes.
2346
2347   pids.current
2348         A read-only single value file which exists on non-root cgroups.
2349
2350         The number of processes currently in the cgroup and its
2351         descendants.
2352
2353   pids.peak
2354         A read-only single value file which exists on non-root cgroups.
2355
2356         The maximum value that the number of processes in the cgroup and its
2357         descendants has ever reached.
2358
2359   pids.events
2360         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups. Unless
2361         specified otherwise, a value change in this file generates a file
2362         modified event. The following entries are defined.
2363
2364           max
2365                 The number of times the cgroup's total number of processes hit the pids.max
2366                 limit (see also pids_localevents).
2367
2368   pids.events.local
2369         Similar to pids.events but the fields in the file are local
2370         to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
2371         generated on this file reflects only the local events.
2372
2373 Organisational operations are not blocked by cgroup policies, so it is
2374 possible to have pids.current > pids.max.  This can be done by either
2375 setting the limit to be smaller than pids.current, or attaching enough
2376 processes to the cgroup such that pids.current is larger than
2377 pids.max.  However, it is not possible to violate a cgroup PID policy
2378 through fork() or clone(). These will return -EAGAIN if the creation
2379 of a new process would cause a cgroup policy to be violated.
2380
2381
2382 Cpuset
2383 ------
2384
2385 The "cpuset" controller provides a mechanism for constraining
2386 the CPU and memory node placement of tasks to only the resources
2387 specified in the cpuset interface files in a task's current cgroup.
2388 This is especially valuable on large NUMA systems where placing jobs
2389 on properly sized subsets of the systems with careful processor and
2390 memory placement to reduce cross-node memory access and contention
2391 can improve overall system performance.
2392
2393 The "cpuset" controller is hierarchical.  That means the controller
2394 cannot use CPUs or memory nodes not allowed in its parent.
2395
2396
2397 Cpuset Interface Files
2398 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2399
2400   cpuset.cpus
2401         A read-write multiple values file which exists on non-root
2402         cpuset-enabled cgroups.
2403
2404         It lists the requested CPUs to be used by tasks within this
2405         cgroup.  The actual list of CPUs to be granted, however, is
2406         subjected to constraints imposed by its parent and can differ
2407         from the requested CPUs.
2408
2409         The CPU numbers are comma-separated numbers or ranges.
2410         For example::
2411
2412           # cat cpuset.cpus
2413           0-4,6,8-10
2414
2415         An empty value indicates that the cgroup is using the same
2416         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
2417         "cpuset.cpus" or all the available CPUs if none is found.
2418
2419         The value of "cpuset.cpus" stays constant until the next update
2420         and won't be affected by any CPU hotplug events.
2421
2422   cpuset.cpus.effective
2423         A read-only multiple values file which exists on all
2424         cpuset-enabled cgroups.
2425
2426         It lists the onlined CPUs that are actually granted to this
2427         cgroup by its parent.  These CPUs are allowed to be used by
2428         tasks within the current cgroup.
2429
2430         If "cpuset.cpus" is empty, the "cpuset.cpus.effective" file shows
2431         all the CPUs from the parent cgroup that can be available to
2432         be used by this cgroup.  Otherwise, it should be a subset of
2433         "cpuset.cpus" unless none of the CPUs listed in "cpuset.cpus"
2434         can be granted.  In this case, it will be treated just like an
2435         empty "cpuset.cpus".
2436
2437         Its value will be affected by CPU hotplug events.
2438
2439   cpuset.mems
2440         A read-write multiple values file which exists on non-root
2441         cpuset-enabled cgroups.
2442
2443         It lists the requested memory nodes to be used by tasks within
2444         this cgroup.  The actual list of memory nodes granted, however,
2445         is subjected to constraints imposed by its parent and can differ
2446         from the requested memory nodes.
2447
2448         The memory node numbers are comma-separated numbers or ranges.
2449         For example::
2450
2451           # cat cpuset.mems
2452           0-1,3
2453
2454         An empty value indicates that the cgroup is using the same
2455         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
2456         "cpuset.mems" or all the available memory nodes if none
2457         is found.
2458
2459         The value of "cpuset.mems" stays constant until the next update
2460         and won't be affected by any memory nodes hotplug events.
2461
2462         Setting a non-empty value to "cpuset.mems" causes memory of
2463         tasks within the cgroup to be migrated to the designated nodes if
2464         they are currently using memory outside of the designated nodes.
2465
2466         There is a cost for this memory migration.  The migration
2467         may not be complete and some memory pages may be left behind.
2468         So it is recommended that "cpuset.mems" should be set properly
2469         before spawning new tasks into the cpuset.  Even if there is
2470         a need to change "cpuset.mems" with active tasks, it shouldn't
2471         be done frequently.
2472
2473   cpuset.mems.effective
2474         A read-only multiple values file which exists on all
2475         cpuset-enabled cgroups.
2476
2477         It lists the onlined memory nodes that are actually granted to
2478         this cgroup by its parent. These memory nodes are allowed to
2479         be used by tasks within the current cgroup.
2480
2481         If "cpuset.mems" is empty, it shows all the memory nodes from the
2482         parent cgroup that will be available to be used by this cgroup.
2483         Otherwise, it should be a subset of "cpuset.mems" unless none of
2484         the memory nodes listed in "cpuset.mems" can be granted.  In this
2485         case, it will be treated just like an empty "cpuset.mems".
2486
2487         Its value will be affected by memory nodes hotplug events.
2488
2489   cpuset.cpus.exclusive
2490         A read-write multiple values file which exists on non-root
2491         cpuset-enabled cgroups.
2492
2493         It lists all the exclusive CPUs that are allowed to be used
2494         to create a new cpuset partition.  Its value is not used
2495         unless the cgroup becomes a valid partition root.  See the
2496         "cpuset.cpus.partition" section below for a description of what
2497         a cpuset partition is.
2498
2499         When the cgroup becomes a partition root, the actual exclusive
2500         CPUs that are allocated to that partition are listed in
2501         "cpuset.cpus.exclusive.effective" which may be different
2502         from "cpuset.cpus.exclusive".  If "cpuset.cpus.exclusive"
2503         has previously been set, "cpuset.cpus.exclusive.effective"
2504         is always a subset of it.
2505
2506         Users can manually set it to a value that is different from
2507         "cpuset.cpus".  One constraint in setting it is that the list of
2508         CPUs must be exclusive with respect to "cpuset.cpus.exclusive"
2509         of its sibling.  If "cpuset.cpus.exclusive" of a sibling cgroup
2510         isn't set, its "cpuset.cpus" value, if set, cannot be a subset
2511         of it to leave at least one CPU available when the exclusive
2512         CPUs are taken away.
2513
2514         For a parent cgroup, any one of its exclusive CPUs can only
2515         be distributed to at most one of its child cgroups.  Having an
2516         exclusive CPU appearing in two or more of its child cgroups is
2517         not allowed (the exclusivity rule).  A value that violates the
2518         exclusivity rule will be rejected with a write error.
2519
2520         The root cgroup is a partition root and all its available CPUs
2521         are in its exclusive CPU set.
2522
2523   cpuset.cpus.exclusive.effective
2524         A read-only multiple values file which exists on all non-root
2525         cpuset-enabled cgroups.
2526
2527         This file shows the effective set of exclusive CPUs that
2528         can be used to create a partition root.  The content
2529         of this file will always be a subset of its parent's
2530         "cpuset.cpus.exclusive.effective" if its parent is not the root
2531         cgroup.  It will also be a subset of "cpuset.cpus.exclusive"
2532         if it is set.  If "cpuset.cpus.exclusive" is not set, it is
2533         treated to have an implicit value of "cpuset.cpus" in the
2534         formation of local partition.
2535
2536   cpuset.cpus.isolated
2537         A read-only and root cgroup only multiple values file.
2538
2539         This file shows the set of all isolated CPUs used in existing
2540         isolated partitions. It will be empty if no isolated partition
2541         is created.
2542
2543   cpuset.cpus.partition
2544         A read-write single value file which exists on non-root
2545         cpuset-enabled cgroups.  This flag is owned by the parent cgroup
2546         and is not delegatable.
2547
2548         It accepts only the following input values when written to.
2549
2550           ==========    =====================================
2551           "member"      Non-root member of a partition
2552           "root"        Partition root
2553           "isolated"    Partition root without load balancing
2554           ==========    =====================================
2555
2556         A cpuset partition is a collection of cpuset-enabled cgroups with
2557         a partition root at the top of the hierarchy and its descendants
2558         except those that are separate partition roots themselves and
2559         their descendants.  A partition has exclusive access to the
2560         set of exclusive CPUs allocated to it.  Other cgroups outside
2561         of that partition cannot use any CPUs in that set.
2562
2563         There are two types of partitions - local and remote.  A local
2564         partition is one whose parent cgroup is also a valid partition
2565         root.  A remote partition is one whose parent cgroup is not a
2566         valid partition root itself.  Writing to "cpuset.cpus.exclusive"
2567         is optional for the creation of a local partition as its
2568         "cpuset.cpus.exclusive" file will assume an implicit value that
2569         is the same as "cpuset.cpus" if it is not set.  Writing the
2570         proper "cpuset.cpus.exclusive" values down the cgroup hierarchy
2571         before the target partition root is mandatory for the creation
2572         of a remote partition.
2573
2574         Currently, a remote partition cannot be created under a local
2575         partition.  All the ancestors of a remote partition root except
2576         the root cgroup cannot be a partition root.
2577
2578         The root cgroup is always a partition root and its state cannot
2579         be changed.  All other non-root cgroups start out as "member".
2580
2581         When set to "root", the current cgroup is the root of a new
2582         partition or scheduling domain.  The set of exclusive CPUs is
2583         determined by the value of its "cpuset.cpus.exclusive.effective".
2584
2585         When set to "isolated", the CPUs in that partition will be in
2586         an isolated state without any load balancing from the scheduler
2587         and excluded from the unbound workqueues.  Tasks placed in such
2588         a partition with multiple CPUs should be carefully distributed
2589         and bound to each of the individual CPUs for optimal performance.
2590
2591         A partition root ("root" or "isolated") can be in one of the
2592         two possible states - valid or invalid.  An invalid partition
2593         root is in a degraded state where some state information may
2594         be retained, but behaves more like a "member".
2595
2596         All possible state transitions among "member", "root" and
2597         "isolated" are allowed.
2598
2599         On read, the "cpuset.cpus.partition" file can show the following
2600         values.
2601
2602           ============================= =====================================
2603           "member"                      Non-root member of a partition
2604           "root"                        Partition root
2605           "isolated"                    Partition root without load balancing
2606           "root invalid (<reason>)"     Invalid partition root
2607           "isolated invalid (<reason>)" Invalid isolated partition root
2608           ============================= =====================================
2609
2610         In the case of an invalid partition root, a descriptive string on
2611         why the partition is invalid is included within parentheses.
2612
2613         For a local partition root to be valid, the following conditions
2614         must be met.
2615
2616         1) The parent cgroup is a valid partition root.
2617         2) The "cpuset.cpus.exclusive.effective" file cannot be empty,
2618            though it may contain offline CPUs.
2619         3) The "cpuset.cpus.effective" cannot be empty unless there is
2620            no task associated with this partition.
2621
2622         For a remote partition root to be valid, all the above conditions
2623         except the first one must be met.
2624
2625         External events like hotplug or changes to "cpuset.cpus" or
2626         "cpuset.cpus.exclusive" can cause a valid partition root to
2627         become invalid and vice versa.  Note that a task cannot be
2628         moved to a cgroup with empty "cpuset.cpus.effective".
2629
2630         A valid non-root parent partition may distribute out all its CPUs
2631         to its child local partitions when there is no task associated
2632         with it.
2633
2634         Care must be taken to change a valid partition root to "member"
2635         as all its child local partitions, if present, will become
2636         invalid causing disruption to tasks running in those child
2637         partitions. These inactivated partitions could be recovered if
2638         their parent is switched back to a partition root with a proper
2639         value in "cpuset.cpus" or "cpuset.cpus.exclusive".
2640
2641         Poll and inotify events are triggered whenever the state of
2642         "cpuset.cpus.partition" changes.  That includes changes caused
2643         by write to "cpuset.cpus.partition", cpu hotplug or other
2644         changes that modify the validity status of the partition.
2645         This will allow user space agents to monitor unexpected changes
2646         to "cpuset.cpus.partition" without the need to do continuous
2647         polling.
2648
2649         A user can pre-configure certain CPUs to an isolated state
2650         with load balancing disabled at boot time with the "isolcpus"
2651         kernel boot command line option.  If those CPUs are to be put
2652         into a partition, they have to be used in an isolated partition.
2653
2654
2655 Device controller
2656 -----------------
2657
2658 Device controller manages access to device files. It includes both
2659 creation of new device files (using mknod), and access to the
2660 existing device files.
2661
2662 Cgroup v2 device controller has no interface files and is implemented
2663 on top of cgroup BPF. To control access to device files, a user may
2664 create bpf programs of type BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE and attach
2665 them to cgroups with BPF_CGROUP_DEVICE flag. On an attempt to access a
2666 device file, corresponding BPF programs will be executed, and depending
2667 on the return value the attempt will succeed or fail with -EPERM.
2668
2669 A BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE program takes a pointer to the
2670 bpf_cgroup_dev_ctx structure, which describes the device access attempt:
2671 access type (mknod/read/write) and device (type, major and minor numbers).
2672 If the program returns 0, the attempt fails with -EPERM, otherwise it
2673 succeeds.
2674
2675 An example of BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE program may be found in
2676 tools/testing/selftests/bpf/progs/dev_cgroup.c in the kernel source tree.
2677
2678
2679 RDMA
2680 ----
2681
2682 The "rdma" controller regulates the distribution and accounting of
2683 RDMA resources.
2684
2685 RDMA Interface Files
2686 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2687
2688   rdma.max
2689         A readwrite nested-keyed file that exists for all the cgroups
2690         except root that describes current configured resource limit
2691         for a RDMA/IB device.
2692
2693         Lines are keyed by device name and are not ordered.
2694         Each line contains space separated resource name and its configured
2695         limit that can be distributed.
2696
2697         The following nested keys are defined.
2698
2699           ==========    =============================
2700           hca_handle    Maximum number of HCA Handles
2701           hca_object    Maximum number of HCA Objects
2702           ==========    =============================
2703
2704         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2705
2706           mlx4_0 hca_handle=2 hca_object=2000
2707           ocrdma1 hca_handle=3 hca_object=max
2708
2709   rdma.current
2710         A read-only file that describes current resource usage.
2711         It exists for all the cgroup except root.
2712
2713         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2714
2715           mlx4_0 hca_handle=1 hca_object=20
2716           ocrdma1 hca_handle=1 hca_object=23
2717
2718 DMEM
2719 ----
2720
2721 The "dmem" controller regulates the distribution and accounting of
2722 device memory regions. Because each memory region may have its own page size,
2723 which does not have to be equal to the system page size, the units are always bytes.
2724
2725 DMEM Interface Files
2726 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2727
2728   dmem.max, dmem.min, dmem.low
2729         A readwrite nested-keyed file that exists for all the cgroups
2730         except root that describes current configured resource limit
2731         for a region.
2732
2733         An example for xe follows::
2734
2735           drm/0000:03:00.0/vram0 1073741824
2736           drm/0000:03:00.0/stolen max
2737
2738         The semantics are the same as for the memory cgroup controller, and are
2739         calculated in the same way.
2740
2741   dmem.capacity
2742         A read-only file that describes maximum region capacity.
2743         It only exists on the root cgroup. Not all memory can be
2744         allocated by cgroups, as the kernel reserves some for
2745         internal use.
2746
2747         An example for xe follows::
2748
2749           drm/0000:03:00.0/vram0 8514437120
2750           drm/0000:03:00.0/stolen 67108864
2751
2752   dmem.current
2753         A read-only file that describes current resource usage.
2754         It exists for all the cgroup except root.
2755
2756         An example for xe follows::
2757
2758           drm/0000:03:00.0/vram0 12550144
2759           drm/0000:03:00.0/stolen 8650752
2760
2761 HugeTLB
2762 -------
2763
2764 The HugeTLB controller allows to limit the HugeTLB usage per control group and
2765 enforces the controller limit during page fault.
2766
2767 HugeTLB Interface Files
2768 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2769
2770   hugetlb.<hugepagesize>.current
2771         Show current usage for "hugepagesize" hugetlb.  It exists for all
2772         the cgroup except root.
2773
2774   hugetlb.<hugepagesize>.max
2775         Set/show the hard limit of "hugepagesize" hugetlb usage.
2776         The default value is "max".  It exists for all the cgroup except root.
2777
2778   hugetlb.<hugepagesize>.events
2779         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
2780
2781           max
2782                 The number of allocation failure due to HugeTLB limit
2783
2784   hugetlb.<hugepagesize>.events.local
2785         Similar to hugetlb.<hugepagesize>.events but the fields in the file
2786         are local to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
2787         generated on this file reflects only the local events.
2788
2789   hugetlb.<hugepagesize>.numa_stat
2790         Similar to memory.numa_stat, it shows the numa information of the
2791         hugetlb pages of <hugepagesize> in this cgroup.  Only active in
2792         use hugetlb pages are included.  The per-node values are in bytes.
2793
2794 Misc
2795 ----
2796
2797 The Miscellaneous cgroup provides the resource limiting and tracking
2798 mechanism for the scalar resources which cannot be abstracted like the other
2799 cgroup resources. Controller is enabled by the CONFIG_CGROUP_MISC config
2800 option.
2801
2802 A resource can be added to the controller via enum misc_res_type{} in the
2803 include/linux/misc_cgroup.h file and the corresponding name via misc_res_name[]
2804 in the kernel/cgroup/misc.c file. Provider of the resource must set its
2805 capacity prior to using the resource by calling misc_cg_set_capacity().
2806
2807 Once a capacity is set then the resource usage can be updated using charge and
2808 uncharge APIs. All of the APIs to interact with misc controller are in
2809 include/linux/misc_cgroup.h.
2810
2811 Misc Interface Files
2812 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2813
2814 Miscellaneous controller provides 3 interface files. If two misc resources (res_a and res_b) are registered then:
2815
2816   misc.capacity
2817         A read-only flat-keyed file shown only in the root cgroup.  It shows
2818         miscellaneous scalar resources available on the platform along with
2819         their quantities::
2820
2821           $ cat misc.capacity
2822           res_a 50
2823           res_b 10
2824
2825   misc.current
2826         A read-only flat-keyed file shown in the all cgroups.  It shows
2827         the current usage of the resources in the cgroup and its children.::
2828
2829           $ cat misc.current
2830           res_a 3
2831           res_b 0
2832
2833   misc.peak
2834         A read-only flat-keyed file shown in all cgroups.  It shows the
2835         historical maximum usage of the resources in the cgroup and its
2836         children.::
2837
2838           $ cat misc.peak
2839           res_a 10
2840           res_b 8
2841
2842   misc.max
2843         A read-write flat-keyed file shown in the non root cgroups. Allowed
2844         maximum usage of the resources in the cgroup and its children.::
2845
2846           $ cat misc.max
2847           res_a max
2848           res_b 4
2849
2850         Limit can be set by::
2851
2852           # echo res_a 1 > misc.max
2853
2854         Limit can be set to max by::
2855
2856           # echo res_a max > misc.max
2857
2858         Limits can be set higher than the capacity value in the misc.capacity
2859         file.
2860
2861   misc.events
2862         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups. The
2863         following entries are defined. Unless specified otherwise, a value
2864         change in this file generates a file modified event. All fields in
2865         this file are hierarchical.
2866
2867           max
2868                 The number of times the cgroup's resource usage was
2869                 about to go over the max boundary.
2870
2871   misc.events.local
2872         Similar to misc.events but the fields in the file are local to the
2873         cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event generated on
2874         this file reflects only the local events.
2875
2876 Migration and Ownership
2877 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2878
2879 A miscellaneous scalar resource is charged to the cgroup in which it is used
2880 first, and stays charged to that cgroup until that resource is freed. Migrating
2881 a process to a different cgroup does not move the charge to the destination
2882 cgroup where the process has moved.
2883
2884 Others
2885 ------
2886
2887 perf_event
2888 ~~~~~~~~~~
2889
2890 perf_event controller, if not mounted on a legacy hierarchy, is
2891 automatically enabled on the v2 hierarchy so that perf events can
2892 always be filtered by cgroup v2 path.  The controller can still be
2893 moved to a legacy hierarchy after v2 hierarchy is populated.
2894
2895
2896 Non-normative information
2897 -------------------------
2898
2899 This section contains information that isn't considered to be a part of
2900 the stable kernel API and so is subject to change.
2901
2902
2903 CPU controller root cgroup process behaviour
2904 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2905
2906 When distributing CPU cycles in the root cgroup each thread in this
2907 cgroup is treated as if it was hosted in a separate child cgroup of the
2908 root cgroup. This child cgroup weight is dependent on its thread nice
2909 level.
2910
2911 For details of this mapping see sched_prio_to_weight array in
2912 kernel/sched/core.c file (values from this array should be scaled
2913 appropriately so the neutral - nice 0 - value is 100 instead of 1024).
2914
2915
2916 IO controller root cgroup process behaviour
2917 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2918
2919 Root cgroup processes are hosted in an implicit leaf child node.
2920 When distributing IO resources this implicit child node is taken into
2921 account as if it was a normal child cgroup of the root cgroup with a
2922 weight value of 200.
2923
2924
2925 Namespace
2926 =========
2927
2928 Basics
2929 ------
2930
2931 cgroup namespace provides a mechanism to virtualize the view of the
2932 "/proc/$PID/cgroup" file and cgroup mounts.  The CLONE_NEWCGROUP clone
2933 flag can be used with clone(2) and unshare(2) to create a new cgroup
2934 namespace.  The process running inside the cgroup namespace will have
2935 its "/proc/$PID/cgroup" output restricted to cgroupns root.  The
2936 cgroupns root is the cgroup of the process at the time of creation of
2937 the cgroup namespace.
2938
2939 Without cgroup namespace, the "/proc/$PID/cgroup" file shows the
2940 complete path of the cgroup of a process.  In a container setup where
2941 a set of cgroups and namespaces are intended to isolate processes the
2942 "/proc/$PID/cgroup" file may leak potential system level information
2943 to the isolated processes.  For example::
2944
2945   # cat /proc/self/cgroup
2946   0::/batchjobs/container_id1
2947
2948 The path '/batchjobs/container_id1' can be considered as system-data
2949 and undesirable to expose to the isolated processes.  cgroup namespace
2950 can be used to restrict visibility of this path.  For example, before
2951 creating a cgroup namespace, one would see::
2952
2953   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2954   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:37 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026531835]
2955   # cat /proc/self/cgroup
2956   0::/batchjobs/container_id1
2957
2958 After unsharing a new namespace, the view changes::
2959
2960   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2961   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:35 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026532183]
2962   # cat /proc/self/cgroup
2963   0::/
2964
2965 When some thread from a multi-threaded process unshares its cgroup
2966 namespace, the new cgroupns gets applied to the entire process (all
2967 the threads).  This is natural for the v2 hierarchy; however, for the
2968 legacy hierarchies, this may be unexpected.
2969
2970 A cgroup namespace is alive as long as there are processes inside or
2971 mounts pinning it.  When the last usage goes away, the cgroup
2972 namespace is destroyed.  The cgroupns root and the actual cgroups
2973 remain.
2974
2975
2976 The Root and Views
2977 ------------------
2978
2979 The 'cgroupns root' for a cgroup namespace is the cgroup in which the
2980 process calling unshare(2) is running.  For example, if a process in
2981 /batchjobs/container_id1 cgroup calls unshare, cgroup
2982 /batchjobs/container_id1 becomes the cgroupns root.  For the
2983 init_cgroup_ns, this is the real root ('/') cgroup.
2984
2985 The cgroupns root cgroup does not change even if the namespace creator
2986 process later moves to a different cgroup::
2987
2988   # ~/unshare -c # unshare cgroupns in some cgroup
2989   # cat /proc/self/cgroup
2990   0::/
2991   # mkdir sub_cgrp_1
2992   # echo 0 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2993   # cat /proc/self/cgroup
2994   0::/sub_cgrp_1
2995
2996 Each process gets its namespace-specific view of "/proc/$PID/cgroup"
2997
2998 Processes running inside the cgroup namespace will be able to see
2999 cgroup paths (in /proc/self/cgroup) only inside their root cgroup.
3000 From within an unshared cgroupns::
3001
3002   # sleep 100000 &
3003   [1] 7353
3004   # echo 7353 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
3005   # cat /proc/7353/cgroup
3006   0::/sub_cgrp_1
3007
3008 From the initial cgroup namespace, the real cgroup path will be
3009 visible::
3010
3011   $ cat /proc/7353/cgroup
3012   0::/batchjobs/container_id1/sub_cgrp_1
3013
3014 From a sibling cgroup namespace (that is, a namespace rooted at a
3015 different cgroup), the cgroup path relative to its own cgroup
3016 namespace root will be shown.  For instance, if PID 7353's cgroup
3017 namespace root is at '/batchjobs/container_id2', then it will see::
3018
3019   # cat /proc/7353/cgroup
3020   0::/../container_id2/sub_cgrp_1
3021
3022 Note that the relative path always starts with '/' to indicate that
3023 its relative to the cgroup namespace root of the caller.
3024
3025
3026 Migration and setns(2)
3027 ----------------------
3028
3029 Processes inside a cgroup namespace can move into and out of the
3030 namespace root if they have proper access to external cgroups.  For
3031 example, from inside a namespace with cgroupns root at
3032 /batchjobs/container_id1, and assuming that the global hierarchy is
3033 still accessible inside cgroupns::
3034
3035   # cat /proc/7353/cgroup
3036   0::/sub_cgrp_1
3037   # echo 7353 > batchjobs/container_id2/cgroup.procs
3038   # cat /proc/7353/cgroup
3039   0::/../container_id2
3040
3041 Note that this kind of setup is not encouraged.  A task inside cgroup
3042 namespace should only be exposed to its own cgroupns hierarchy.
3043
3044 setns(2) to another cgroup namespace is allowed when:
3045
3046 (a) the process has CAP_SYS_ADMIN against its current user namespace
3047 (b) the process has CAP_SYS_ADMIN against the target cgroup
3048     namespace's userns
3049
3050 No implicit cgroup changes happen with attaching to another cgroup
3051 namespace.  It is expected that the someone moves the attaching
3052 process under the target cgroup namespace root.
3053
3054
3055 Interaction with Other Namespaces
3056 ---------------------------------
3057
3058 Namespace specific cgroup hierarchy can be mounted by a process
3059 running inside a non-init cgroup namespace::
3060
3061   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
3062
3063 This will mount the unified cgroup hierarchy with cgroupns root as the
3064 filesystem root.  The process needs CAP_SYS_ADMIN against its user and
3065 mount namespaces.
3066
3067 The virtualization of /proc/self/cgroup file combined with restricting
3068 the view of cgroup hierarchy by namespace-private cgroupfs mount
3069 provides a properly isolated cgroup view inside the container.
3070
3071
3072 Information on Kernel Programming
3073 =================================
3074
3075 This section contains kernel programming information in the areas
3076 where interacting with cgroup is necessary.  cgroup core and
3077 controllers are not covered.
3078
3079
3080 Filesystem Support for Writeback
3081 --------------------------------
3082
3083 A filesystem can support cgroup writeback by updating
3084 address_space_operations->writepages() to annotate bio's using the
3085 following two functions.
3086
3087   wbc_init_bio(@wbc, @bio)
3088         Should be called for each bio carrying writeback data and
3089         associates the bio with the inode's owner cgroup and the
3090         corresponding request queue.  This must be called after
3091         a queue (device) has been associated with the bio and
3092         before submission.
3093
3094   wbc_account_cgroup_owner(@wbc, @folio, @bytes)
3095         Should be called for each data segment being written out.
3096         While this function doesn't care exactly when it's called
3097         during the writeback session, it's the easiest and most
3098         natural to call it as data segments are added to a bio.
3099
3100 With writeback bio's annotated, cgroup support can be enabled per
3101 super_block by setting SB_I_CGROUPWB in ->s_iflags.  This allows for
3102 selective disabling of cgroup writeback support which is helpful when
3103 certain filesystem features, e.g. journaled data mode, are
3104 incompatible.
3105
3106 wbc_init_bio() binds the specified bio to its cgroup.  Depending on
3107 the configuration, the bio may be executed at a lower priority and if
3108 the writeback session is holding shared resources, e.g. a journal
3109 entry, may lead to priority inversion.  There is no one easy solution
3110 for the problem.  Filesystems can try to work around specific problem
3111 cases by skipping wbc_init_bio() and using bio_associate_blkg()
3112 directly.
3113
3114
3115 Deprecated v1 Core Features
3116 ===========================
3117
3118 - Multiple hierarchies including named ones are not supported.
3119
3120 - All v1 mount options are not supported.
3121
3122 - The "tasks" file is removed and "cgroup.procs" is not sorted.
3123
3124 - "cgroup.clone_children" is removed.
3125
3126 - /proc/cgroups is meaningless for v2.  Use "cgroup.controllers" or
3127   "cgroup.stat" files at the root instead.
3128
3129
3130 Issues with v1 and Rationales for v2
3131 ====================================
3132
3133 Multiple Hierarchies
3134 --------------------
3135
3136 cgroup v1 allowed an arbitrary number of hierarchies and each
3137 hierarchy could host any number of controllers.  While this seemed to
3138 provide a high level of flexibility, it wasn't useful in practice.
3139
3140 For example, as there is only one instance of each controller, utility
3141 type controllers such as freezer which can be useful in all
3142 hierarchies could only be used in one.  The issue is exacerbated by
3143 the fact that controllers couldn't be moved to another hierarchy once
3144 hierarchies were populated.  Another issue was that all controllers
3145 bound to a hierarchy were forced to have exactly the same view of the
3146 hierarchy.  It wasn't possible to vary the granularity depending on
3147 the specific controller.
3148
3149 In practice, these issues heavily limited which controllers could be
3150 put on the same hierarchy and most configurations resorted to putting
3151 each controller on its own hierarchy.  Only closely related ones, such
3152 as the cpu and cpuacct controllers, made sense to be put on the same
3153 hierarchy.  This often meant that userland ended up managing multiple
3154 similar hierarchies repeating the same steps on each hierarchy
3155 whenever a hierarchy management operation was necessary.
3156
3157 Furthermore, support for multiple hierarchies came at a steep cost.
3158 It greatly complicated cgroup core implementation but more importantly
3159 the support for multiple hierarchies restricted how cgroup could be
3160 used in general and what controllers was able to do.
3161
3162 There was no limit on how many hierarchies there might be, which meant
3163 that a thread's cgroup membership couldn't be described in finite
3164 length.  The key might contain any number of entries and was unlimited
3165 in length, which made it highly awkward to manipulate and led to
3166 addition of controllers which existed only to identify membership,
3167 which in turn exacerbated the original problem of proliferating number
3168 of hierarchies.
3169
3170 Also, as a controller couldn't have any expectation regarding the
3171 topologies of hierarchies other controllers might be on, each
3172 controller had to assume that all other controllers were attached to
3173 completely orthogonal hierarchies.  This made it impossible, or at
3174 least very cumbersome, for controllers to cooperate with each other.
3175
3176 In most use cases, putting controllers on hierarchies which are
3177 completely orthogonal to each other isn't necessary.  What usually is
3178 called for is the ability to have differing levels of granularity
3179 depending on the specific controller.  In other words, hierarchy may
3180 be collapsed from leaf towards root when viewed from specific
3181 controllers.  For example, a given configuration might not care about
3182 how memory is distributed beyond a certain level while still wanting
3183 to control how CPU cycles are distributed.
3184
3185
3186 Thread Granularity
3187 ------------------
3188
3189 cgroup v1 allowed threads of a process to belong to different cgroups.
3190 This didn't make sense for some controllers and those controllers
3191 ended up implementing different ways to ignore such situations but
3192 much more importantly it blurred the line between API exposed to
3193 individual applications and system management interface.
3194
3195 Generally, in-process knowledge is available only to the process
3196 itself; thus, unlike service-level organization of processes,
3197 categorizing threads of a process requires active participation from
3198 the application which owns the target process.
3199
3200 cgroup v1 had an ambiguously defined delegation model which got abused
3201 in combination with thread granularity.  cgroups were delegated to
3202 individual applications so that they can create and manage their own
3203 sub-hierarchies and control resource distributions along them.  This
3204 effectively raised cgroup to the status of a syscall-like API exposed
3205 to lay programs.
3206
3207 First of all, cgroup has a fundamentally inadequate interface to be
3208 exposed this way.  For a process to access its own knobs, it has to
3209 extract the path on the target hierarchy from /proc/self/cgroup,
3210 construct the path by appending the name of the knob to the path, open
3211 and then read and/or write to it.  This is not only extremely clunky
3212 and unusual but also inherently racy.  There is no conventional way to
3213 define transaction across the required steps and nothing can guarantee
3214 that the process would actually be operating on its own sub-hierarchy.
3215
3216 cgroup controllers implemented a number of knobs which would never be
3217 accepted as public APIs because they were just adding control knobs to
3218 system-management pseudo filesystem.  cgroup ended up with interface
3219 knobs which were not properly abstracted or refined and directly
3220 revealed kernel internal details.  These knobs got exposed to
3221 individual applications through the ill-defined delegation mechanism
3222 effectively abusing cgroup as a shortcut to implementing public APIs
3223 without going through the required scrutiny.
3224
3225 This was painful for both userland and kernel.  Userland ended up with
3226 misbehaving and poorly abstracted interfaces and kernel exposing and
3227 locked into constructs inadvertently.
3228
3229
3230 Competition Between Inner Nodes and Threads
3231 -------------------------------------------
3232
3233 cgroup v1 allowed threads to be in any cgroups which created an
3234 interesting problem where threads belonging to a parent cgroup and its
3235 children cgroups competed for resources.  This was nasty as two
3236 different types of entities competed and there was no obvious way to
3237 settle it.  Different controllers did different things.
3238
3239 The cpu controller considered threads and cgroups as equivalents and
3240 mapped nice levels to cgroup weights.  This worked for some cases but
3241 fell flat when children wanted to be allocated specific ratios of CPU
3242 cycles and the number of internal threads fluctuated - the ratios
3243 constantly changed as the number of competing entities fluctuated.
3244 There also were other issues.  The mapping from nice level to weight
3245 wasn't obvious or universal, and there were various other knobs which
3246 simply weren't available for threads.
3247
3248 The io controller implicitly created a hidden leaf node for each
3249 cgroup to host the threads.  The hidden leaf had its own copies of all
3250 the knobs with ``leaf_`` prefixed.  While this allowed equivalent
3251 control over internal threads, it was with serious drawbacks.  It
3252 always added an extra layer of nesting which wouldn't be necessary
3253 otherwise, made the interface messy and significantly complicated the
3254 implementation.
3255
3256 The memory controller didn't have a way to control what happened
3257 between internal tasks and child cgroups and the behavior was not
3258 clearly defined.  There were attempts to add ad-hoc behaviors and
3259 knobs to tailor the behavior to specific workloads which would have
3260 led to problems extremely difficult to resolve in the long term.
3261
3262 Multiple controllers struggled with internal tasks and came up with
3263 different ways to deal with it; unfortunately, all the approaches were
3264 severely flawed and, furthermore, the widely different behaviors
3265 made cgroup as a whole highly inconsistent.
3266
3267 This clearly is a problem which needs to be addressed from cgroup core
3268 in a uniform way.
3269
3270
3271 Other Interface Issues
3272 ----------------------
3273
3274 cgroup v1 grew without oversight and developed a large number of
3275 idiosyncrasies and inconsistencies.  One issue on the cgroup core side
3276 was how an empty cgroup was notified - a userland helper binary was
3277 forked and executed for each event.  The event delivery wasn't
3278 recursive or delegatable.  The limitations of the mechanism also led
3279 to in-kernel event delivery filtering mechanism further complicating
3280 the interface.
3281
3282 Controller interfaces were problematic too.  An extreme example is
3283 controllers completely ignoring hierarchical organization and treating
3284 all cgroups as if they were all located directly under the root
3285 cgroup.  Some controllers exposed a large amount of inconsistent
3286 implementation details to userland.
3287
3288 There also was no consistency across controllers.  When a new cgroup
3289 was created, some controllers defaulted to not imposing extra
3290 restrictions while others disallowed any resource usage until
3291 explicitly configured.  Configuration knobs for the same type of
3292 control used widely differing naming schemes and formats.  Statistics
3293 and information knobs were named arbitrarily and used different
3294 formats and units even in the same controller.
3295
3296 cgroup v2 establishes common conventions where appropriate and updates
3297 controllers so that they expose minimal and consistent interfaces.
3298
3299
3300 Controller Issues and Remedies
3301 ------------------------------
3302
3303 Memory
3304 ~~~~~~
3305
3306 The original lower boundary, the soft limit, is defined as a limit
3307 that is per default unset.  As a result, the set of cgroups that
3308 global reclaim prefers is opt-in, rather than opt-out.  The costs for
3309 optimizing these mostly negative lookups are so high that the
3310 implementation, despite its enormous size, does not even provide the
3311 basic desirable behavior.  First off, the soft limit has no
3312 hierarchical meaning.  All configured groups are organized in a global
3313 rbtree and treated like equal peers, regardless where they are located
3314 in the hierarchy.  This makes subtree delegation impossible.  Second,
3315 the soft limit reclaim pass is so aggressive that it not just
3316 introduces high allocation latencies into the system, but also impacts
3317 system performance due to overreclaim, to the point where the feature
3318 becomes self-defeating.
3319
3320 The memory.low boundary on the other hand is a top-down allocated
3321 reserve.  A cgroup enjoys reclaim protection when it's within its
3322 effective low, which makes delegation of subtrees possible. It also
3323 enjoys having reclaim pressure proportional to its overage when
3324 above its effective low.
3325
3326 The original high boundary, the hard limit, is defined as a strict
3327 limit that can not budge, even if the OOM killer has to be called.
3328 But this generally goes against the goal of making the most out of the
3329 available memory.  The memory consumption of workloads varies during
3330 runtime, and that requires users to overcommit.  But doing that with a
3331 strict upper limit requires either a fairly accurate prediction of the
3332 working set size or adding slack to the limit.  Since working set size
3333 estimation is hard and error prone, and getting it wrong results in
3334 OOM kills, most users tend to err on the side of a looser limit and
3335 end up wasting precious resources.
3336
3337 The memory.high boundary on the other hand can be set much more
3338 conservatively.  When hit, it throttles allocations by forcing them
3339 into direct reclaim to work off the excess, but it never invokes the
3340 OOM killer.  As a result, a high boundary that is chosen too
3341 aggressively will not terminate the processes, but instead it will
3342 lead to gradual performance degradation.  The user can monitor this
3343 and make corrections until the minimal memory footprint that still
3344 gives acceptable performance is found.
3345
3346 In extreme cases, with many concurrent allocations and a complete
3347 breakdown of reclaim progress within the group, the high boundary can
3348 be exceeded.  But even then it's mostly better to satisfy the
3349 allocation from the slack available in other groups or the rest of the
3350 system than killing the group.  Otherwise, memory.max is there to
3351 limit this type of spillover and ultimately contain buggy or even
3352 malicious applications.
3353
3354 Setting the original memory.limit_in_bytes below the current usage was
3355 subject to a race condition, where concurrent charges could cause the
3356 limit setting to fail. memory.max on the other hand will first set the
3357 limit to prevent new charges, and then reclaim and OOM kill until the
3358 new limit is met - or the task writing to memory.max is killed.
3359
3360 The combined memory+swap accounting and limiting is replaced by real
3361 control over swap space.
3362
3363 The main argument for a combined memory+swap facility in the original
3364 cgroup design was that global or parental pressure would always be
3365 able to swap all anonymous memory of a child group, regardless of the
3366 child's own (possibly untrusted) configuration.  However, untrusted
3367 groups can sabotage swapping by other means - such as referencing its
3368 anonymous memory in a tight loop - and an admin can not assume full
3369 swappability when overcommitting untrusted jobs.
3370
3371 For trusted jobs, on the other hand, a combined counter is not an
3372 intuitive userspace interface, and it flies in the face of the idea
3373 that cgroup controllers should account and limit specific physical
3374 resources.  Swap space is a resource like all others in the system,
3375 and that's why unified hierarchy allows distributing it separately.