irda: use msecs_to_jiffies() rather than manual calculation
[linux-block.git] / Documentation / cgroups / memory.txt
1 Memory Resource Controller
2
3 NOTE: The Memory Resource Controller has generically been referred to as the
4       memory controller in this document. Do not confuse memory controller
5       used here with the memory controller that is used in hardware.
6
7 (For editors)
8 In this document:
9       When we mention a cgroup (cgroupfs's directory) with memory controller,
10       we call it "memory cgroup". When you see git-log and source code, you'll
11       see patch's title and function names tend to use "memcg".
12       In this document, we avoid using it.
13
14 Benefits and Purpose of the memory controller
15
16 The memory controller isolates the memory behaviour of a group of tasks
17 from the rest of the system. The article on LWN [12] mentions some probable
18 uses of the memory controller. The memory controller can be used to
19
20 a. Isolate an application or a group of applications
21    Memory hungry applications can be isolated and limited to a smaller
22    amount of memory.
23 b. Create a cgroup with limited amount of memory, this can be used
24    as a good alternative to booting with mem=XXXX.
25 c. Virtualization solutions can control the amount of memory they want
26    to assign to a virtual machine instance.
27 d. A CD/DVD burner could control the amount of memory used by the
28    rest of the system to ensure that burning does not fail due to lack
29    of available memory.
30 e. There are several other use cases, find one or use the controller just
31    for fun (to learn and hack on the VM subsystem).
32
33 Current Status: linux-2.6.34-mmotm(development version of 2010/April)
34
35 Features:
36  - accounting anonymous pages, file caches, swap caches usage and limiting them.
37  - private LRU and reclaim routine. (system's global LRU and private LRU
38    work independently from each other)
39  - optionally, memory+swap usage can be accounted and limited.
40  - hierarchical accounting
41  - soft limit
42  - moving(recharging) account at moving a task is selectable.
43  - usage threshold notifier
44  - oom-killer disable knob and oom-notifier
45  - Root cgroup has no limit controls.
46
47  Hugepages is not under control yet. We just manage pages on LRU. To add more
48  controls, we have to take care of performance. Kernel memory support is work
49  in progress, and the current version provides basically functionality.
50
51 Brief summary of control files.
52
53  tasks                           # attach a task(thread) and show list of threads
54  cgroup.procs                    # show list of processes
55  cgroup.event_control            # an interface for event_fd()
56  memory.usage_in_bytes           # show current res_counter usage for memory
57                                  (See 5.5 for details)
58  memory.memsw.usage_in_bytes     # show current res_counter usage for memory+Swap
59                                  (See 5.5 for details)
60  memory.kmem.usage_in_bytes      # show current res_counter usage for kmem only.
61                                  (See 2.7 for details)
62  memory.limit_in_bytes           # set/show limit of memory usage
63  memory.memsw.limit_in_bytes     # set/show limit of memory+Swap usage
64  memory.kmem.limit_in_bytes      # if allowed, set/show limit of kernel memory
65  memory.failcnt                  # show the number of memory usage hits limits
66  memory.memsw.failcnt            # show the number of memory+Swap hits limits
67  memory.max_usage_in_bytes       # show max memory usage recorded
68  memory.memsw.usage_in_bytes     # show max memory+Swap usage recorded
69  memory.soft_limit_in_bytes      # set/show soft limit of memory usage
70  memory.stat                     # show various statistics
71  memory.use_hierarchy            # set/show hierarchical account enabled
72  memory.force_empty              # trigger forced move charge to parent
73  memory.swappiness               # set/show swappiness parameter of vmscan
74                                  (See sysctl's vm.swappiness)
75  memory.move_charge_at_immigrate # set/show controls of moving charges
76  memory.oom_control              # set/show oom controls.
77  memory.numa_stat                # show the number of memory usage per numa node
78
79  memory.independent_kmem_limit   # select whether or not kernel memory limits are
80                                    independent of user limits
81  memory.kmem.tcp.limit_in_bytes  # set/show hard limit for tcp buf memory
82  memory.kmem.tcp.usage_in_bytes  # show current tcp buf memory allocation
83
84 1. History
85
86 The memory controller has a long history. A request for comments for the memory
87 controller was posted by Balbir Singh [1]. At the time the RFC was posted
88 there were several implementations for memory control. The goal of the
89 RFC was to build consensus and agreement for the minimal features required
90 for memory control. The first RSS controller was posted by Balbir Singh[2]
91 in Feb 2007. Pavel Emelianov [3][4][5] has since posted three versions of the
92 RSS controller. At OLS, at the resource management BoF, everyone suggested
93 that we handle both page cache and RSS together. Another request was raised
94 to allow user space handling of OOM. The current memory controller is
95 at version 6; it combines both mapped (RSS) and unmapped Page
96 Cache Control [11].
97
98 2. Memory Control
99
100 Memory is a unique resource in the sense that it is present in a limited
101 amount. If a task requires a lot of CPU processing, the task can spread
102 its processing over a period of hours, days, months or years, but with
103 memory, the same physical memory needs to be reused to accomplish the task.
104
105 The memory controller implementation has been divided into phases. These
106 are:
107
108 1. Memory controller
109 2. mlock(2) controller
110 3. Kernel user memory accounting and slab control
111 4. user mappings length controller
112
113 The memory controller is the first controller developed.
114
115 2.1. Design
116
117 The core of the design is a counter called the res_counter. The res_counter
118 tracks the current memory usage and limit of the group of processes associated
119 with the controller. Each cgroup has a memory controller specific data
120 structure (mem_cgroup) associated with it.
121
122 2.2. Accounting
123
124                 +--------------------+
125                 |  mem_cgroup     |
126                 |  (res_counter)     |
127                 +--------------------+
128                  /            ^      \
129                 /             |       \
130            +---------------+  |        +---------------+
131            | mm_struct     |  |....    | mm_struct     |
132            |               |  |        |               |
133            +---------------+  |        +---------------+
134                               |
135                               + --------------+
136                                               |
137            +---------------+           +------+--------+
138            | page          +---------->  page_cgroup|
139            |               |           |               |
140            +---------------+           +---------------+
141
142              (Figure 1: Hierarchy of Accounting)
143
144
145 Figure 1 shows the important aspects of the controller
146
147 1. Accounting happens per cgroup
148 2. Each mm_struct knows about which cgroup it belongs to
149 3. Each page has a pointer to the page_cgroup, which in turn knows the
150    cgroup it belongs to
151
152 The accounting is done as follows: mem_cgroup_charge() is invoked to setup
153 the necessary data structures and check if the cgroup that is being charged
154 is over its limit. If it is then reclaim is invoked on the cgroup.
155 More details can be found in the reclaim section of this document.
156 If everything goes well, a page meta-data-structure called page_cgroup is
157 updated. page_cgroup has its own LRU on cgroup.
158 (*) page_cgroup structure is allocated at boot/memory-hotplug time.
159
160 2.2.1 Accounting details
161
162 All mapped anon pages (RSS) and cache pages (Page Cache) are accounted.
163 Some pages which are never reclaimable and will not be on the global LRU
164 are not accounted. We just account pages under usual VM management.
165
166 RSS pages are accounted at page_fault unless they've already been accounted
167 for earlier. A file page will be accounted for as Page Cache when it's
168 inserted into inode (radix-tree). While it's mapped into the page tables of
169 processes, duplicate accounting is carefully avoided.
170
171 A RSS page is unaccounted when it's fully unmapped. A PageCache page is
172 unaccounted when it's removed from radix-tree. Even if RSS pages are fully
173 unmapped (by kswapd), they may exist as SwapCache in the system until they
174 are really freed. Such SwapCaches also also accounted.
175 A swapped-in page is not accounted until it's mapped.
176
177 Note: The kernel does swapin-readahead and read multiple swaps at once.
178 This means swapped-in pages may contain pages for other tasks than a task
179 causing page fault. So, we avoid accounting at swap-in I/O.
180
181 At page migration, accounting information is kept.
182
183 Note: we just account pages-on-LRU because our purpose is to control amount
184 of used pages; not-on-LRU pages tend to be out-of-control from VM view.
185
186 2.3 Shared Page Accounting
187
188 Shared pages are accounted on the basis of the first touch approach. The
189 cgroup that first touches a page is accounted for the page. The principle
190 behind this approach is that a cgroup that aggressively uses a shared
191 page will eventually get charged for it (once it is uncharged from
192 the cgroup that brought it in -- this will happen on memory pressure).
193
194 Exception: If CONFIG_CGROUP_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP is not used.
195 When you do swapoff and make swapped-out pages of shmem(tmpfs) to
196 be backed into memory in force, charges for pages are accounted against the
197 caller of swapoff rather than the users of shmem.
198
199
200 2.4 Swap Extension (CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP)
201
202 Swap Extension allows you to record charge for swap. A swapped-in page is
203 charged back to original page allocator if possible.
204
205 When swap is accounted, following files are added.
206  - memory.memsw.usage_in_bytes.
207  - memory.memsw.limit_in_bytes.
208
209 memsw means memory+swap. Usage of memory+swap is limited by
210 memsw.limit_in_bytes.
211
212 Example: Assume a system with 4G of swap. A task which allocates 6G of memory
213 (by mistake) under 2G memory limitation will use all swap.
214 In this case, setting memsw.limit_in_bytes=3G will prevent bad use of swap.
215 By using memsw limit, you can avoid system OOM which can be caused by swap
216 shortage.
217
218 * why 'memory+swap' rather than swap.
219 The global LRU(kswapd) can swap out arbitrary pages. Swap-out means
220 to move account from memory to swap...there is no change in usage of
221 memory+swap. In other words, when we want to limit the usage of swap without
222 affecting global LRU, memory+swap limit is better than just limiting swap from
223 OS point of view.
224
225 * What happens when a cgroup hits memory.memsw.limit_in_bytes
226 When a cgroup hits memory.memsw.limit_in_bytes, it's useless to do swap-out
227 in this cgroup. Then, swap-out will not be done by cgroup routine and file
228 caches are dropped. But as mentioned above, global LRU can do swapout memory
229 from it for sanity of the system's memory management state. You can't forbid
230 it by cgroup.
231
232 2.5 Reclaim
233
234 Each cgroup maintains a per cgroup LRU which has the same structure as
235 global VM. When a cgroup goes over its limit, we first try
236 to reclaim memory from the cgroup so as to make space for the new
237 pages that the cgroup has touched. If the reclaim is unsuccessful,
238 an OOM routine is invoked to select and kill the bulkiest task in the
239 cgroup. (See 10. OOM Control below.)
240
241 The reclaim algorithm has not been modified for cgroups, except that
242 pages that are selected for reclaiming come from the per cgroup LRU
243 list.
244
245 NOTE: Reclaim does not work for the root cgroup, since we cannot set any
246 limits on the root cgroup.
247
248 Note2: When panic_on_oom is set to "2", the whole system will panic.
249
250 When oom event notifier is registered, event will be delivered.
251 (See oom_control section)
252
253 2.6 Locking
254
255    lock_page_cgroup()/unlock_page_cgroup() should not be called under
256    mapping->tree_lock.
257
258    Other lock order is following:
259    PG_locked.
260    mm->page_table_lock
261        zone->lru_lock
262           lock_page_cgroup.
263   In many cases, just lock_page_cgroup() is called.
264   per-zone-per-cgroup LRU (cgroup's private LRU) is just guarded by
265   zone->lru_lock, it has no lock of its own.
266
267 2.7 Kernel Memory Extension (CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM)
268
269 With the Kernel memory extension, the Memory Controller is able to limit
270 the amount of kernel memory used by the system. Kernel memory is fundamentally
271 different than user memory, since it can't be swapped out, which makes it
272 possible to DoS the system by consuming too much of this precious resource.
273
274 Some kernel memory resources may be accounted and limited separately from the
275 main "kmem" resource. For instance, a slab cache that is considered important
276 enough to be limited separately may have its own knobs.
277
278 Kernel memory limits are not imposed for the root cgroup. Usage for the root
279 cgroup may or may not be accounted.
280
281 Memory limits as specified by the standard Memory Controller may or may not
282 take kernel memory into consideration. This is achieved through the file
283 memory.independent_kmem_limit. A Value different than 0 will allow for kernel
284 memory to be controlled separately.
285
286 When kernel memory limits are not independent, the limit values set in
287 memory.kmem files are ignored.
288
289 Currently no soft limit is implemented for kernel memory. It is future work
290 to trigger slab reclaim when those limits are reached.
291
292 2.7.1 Current Kernel Memory resources accounted
293
294 * sockets memory pressure: some sockets protocols have memory pressure
295 thresholds. The Memory Controller allows them to be controlled individually
296 per cgroup, instead of globally.
297
298 * tcp memory pressure: sockets memory pressure for the tcp protocol.
299
300 3. User Interface
301
302 0. Configuration
303
304 a. Enable CONFIG_CGROUPS
305 b. Enable CONFIG_RESOURCE_COUNTERS
306 c. Enable CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
307 d. Enable CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP (to use swap extension)
308
309 1. Prepare the cgroups (see cgroups.txt, Why are cgroups needed?)
310 # mount -t tmpfs none /sys/fs/cgroup
311 # mkdir /sys/fs/cgroup/memory
312 # mount -t cgroup none /sys/fs/cgroup/memory -o memory
313
314 2. Make the new group and move bash into it
315 # mkdir /sys/fs/cgroup/memory/0
316 # echo $$ > /sys/fs/cgroup/memory/0/tasks
317
318 Since now we're in the 0 cgroup, we can alter the memory limit:
319 # echo 4M > /sys/fs/cgroup/memory/0/memory.limit_in_bytes
320
321 NOTE: We can use a suffix (k, K, m, M, g or G) to indicate values in kilo,
322 mega or gigabytes. (Here, Kilo, Mega, Giga are Kibibytes, Mebibytes, Gibibytes.)
323
324 NOTE: We can write "-1" to reset the *.limit_in_bytes(unlimited).
325 NOTE: We cannot set limits on the root cgroup any more.
326
327 # cat /sys/fs/cgroup/memory/0/memory.limit_in_bytes
328 4194304
329
330 We can check the usage:
331 # cat /sys/fs/cgroup/memory/0/memory.usage_in_bytes
332 1216512
333
334 A successful write to this file does not guarantee a successful set of
335 this limit to the value written into the file. This can be due to a
336 number of factors, such as rounding up to page boundaries or the total
337 availability of memory on the system. The user is required to re-read
338 this file after a write to guarantee the value committed by the kernel.
339
340 # echo 1 > memory.limit_in_bytes
341 # cat memory.limit_in_bytes
342 4096
343
344 The memory.failcnt field gives the number of times that the cgroup limit was
345 exceeded.
346
347 The memory.stat file gives accounting information. Now, the number of
348 caches, RSS and Active pages/Inactive pages are shown.
349
350 4. Testing
351
352 For testing features and implementation, see memcg_test.txt.
353
354 Performance test is also important. To see pure memory controller's overhead,
355 testing on tmpfs will give you good numbers of small overheads.
356 Example: do kernel make on tmpfs.
357
358 Page-fault scalability is also important. At measuring parallel
359 page fault test, multi-process test may be better than multi-thread
360 test because it has noise of shared objects/status.
361
362 But the above two are testing extreme situations.
363 Trying usual test under memory controller is always helpful.
364
365 4.1 Troubleshooting
366
367 Sometimes a user might find that the application under a cgroup is
368 terminated by OOM killer. There are several causes for this:
369
370 1. The cgroup limit is too low (just too low to do anything useful)
371 2. The user is using anonymous memory and swap is turned off or too low
372
373 A sync followed by echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches will help get rid of
374 some of the pages cached in the cgroup (page cache pages).
375
376 To know what happens, disable OOM_Kill by 10. OOM Control(see below) and
377 seeing what happens will be helpful.
378
379 4.2 Task migration
380
381 When a task migrates from one cgroup to another, its charge is not
382 carried forward by default. The pages allocated from the original cgroup still
383 remain charged to it, the charge is dropped when the page is freed or
384 reclaimed.
385
386 You can move charges of a task along with task migration.
387 See 8. "Move charges at task migration"
388
389 4.3 Removing a cgroup
390
391 A cgroup can be removed by rmdir, but as discussed in sections 4.1 and 4.2, a
392 cgroup might have some charge associated with it, even though all
393 tasks have migrated away from it. (because we charge against pages, not
394 against tasks.)
395
396 Such charges are freed or moved to their parent. At moving, both of RSS
397 and CACHES are moved to parent.
398 rmdir() may return -EBUSY if freeing/moving fails. See 5.1 also.
399
400 Charges recorded in swap information is not updated at removal of cgroup.
401 Recorded information is discarded and a cgroup which uses swap (swapcache)
402 will be charged as a new owner of it.
403
404
405 5. Misc. interfaces.
406
407 5.1 force_empty
408   memory.force_empty interface is provided to make cgroup's memory usage empty.
409   You can use this interface only when the cgroup has no tasks.
410   When writing anything to this
411
412   # echo 0 > memory.force_empty
413
414   Almost all pages tracked by this memory cgroup will be unmapped and freed.
415   Some pages cannot be freed because they are locked or in-use. Such pages are
416   moved to parent and this cgroup will be empty. This may return -EBUSY if
417   VM is too busy to free/move all pages immediately.
418
419   Typical use case of this interface is that calling this before rmdir().
420   Because rmdir() moves all pages to parent, some out-of-use page caches can be
421   moved to the parent. If you want to avoid that, force_empty will be useful.
422
423 5.2 stat file
424
425 memory.stat file includes following statistics
426
427 # per-memory cgroup local status
428 cache           - # of bytes of page cache memory.
429 rss             - # of bytes of anonymous and swap cache memory.
430 mapped_file     - # of bytes of mapped file (includes tmpfs/shmem)
431 pgpgin          - # of pages paged in (equivalent to # of charging events).
432 pgpgout         - # of pages paged out (equivalent to # of uncharging events).
433 swap            - # of bytes of swap usage
434 inactive_anon   - # of bytes of anonymous memory and swap cache memory on
435                 LRU list.
436 active_anon     - # of bytes of anonymous and swap cache memory on active
437                 inactive LRU list.
438 inactive_file   - # of bytes of file-backed memory on inactive LRU list.
439 active_file     - # of bytes of file-backed memory on active LRU list.
440 unevictable     - # of bytes of memory that cannot be reclaimed (mlocked etc).
441
442 # status considering hierarchy (see memory.use_hierarchy settings)
443
444 hierarchical_memory_limit - # of bytes of memory limit with regard to hierarchy
445                         under which the memory cgroup is
446 hierarchical_memsw_limit - # of bytes of memory+swap limit with regard to
447                         hierarchy under which memory cgroup is.
448
449 total_cache             - sum of all children's "cache"
450 total_rss               - sum of all children's "rss"
451 total_mapped_file       - sum of all children's "cache"
452 total_pgpgin            - sum of all children's "pgpgin"
453 total_pgpgout           - sum of all children's "pgpgout"
454 total_swap              - sum of all children's "swap"
455 total_inactive_anon     - sum of all children's "inactive_anon"
456 total_active_anon       - sum of all children's "active_anon"
457 total_inactive_file     - sum of all children's "inactive_file"
458 total_active_file       - sum of all children's "active_file"
459 total_unevictable       - sum of all children's "unevictable"
460
461 # The following additional stats are dependent on CONFIG_DEBUG_VM.
462
463 recent_rotated_anon     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
464 recent_rotated_file     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
465 recent_scanned_anon     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
466 recent_scanned_file     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
467
468 Memo:
469         recent_rotated means recent frequency of LRU rotation.
470         recent_scanned means recent # of scans to LRU.
471         showing for better debug please see the code for meanings.
472
473 Note:
474         Only anonymous and swap cache memory is listed as part of 'rss' stat.
475         This should not be confused with the true 'resident set size' or the
476         amount of physical memory used by the cgroup.
477         'rss + file_mapped" will give you resident set size of cgroup.
478         (Note: file and shmem may be shared among other cgroups. In that case,
479          file_mapped is accounted only when the memory cgroup is owner of page
480          cache.)
481
482 5.3 swappiness
483
484 Similar to /proc/sys/vm/swappiness, but affecting a hierarchy of groups only.
485
486 Following cgroups' swappiness can't be changed.
487 - root cgroup (uses /proc/sys/vm/swappiness).
488 - a cgroup which uses hierarchy and it has other cgroup(s) below it.
489 - a cgroup which uses hierarchy and not the root of hierarchy.
490
491 5.4 failcnt
492
493 A memory cgroup provides memory.failcnt and memory.memsw.failcnt files.
494 This failcnt(== failure count) shows the number of times that a usage counter
495 hit its limit. When a memory cgroup hits a limit, failcnt increases and
496 memory under it will be reclaimed.
497
498 You can reset failcnt by writing 0 to failcnt file.
499 # echo 0 > .../memory.failcnt
500
501 5.5 usage_in_bytes
502
503 For efficiency, as other kernel components, memory cgroup uses some optimization
504 to avoid unnecessary cacheline false sharing. usage_in_bytes is affected by the
505 method and doesn't show 'exact' value of memory(and swap) usage, it's an fuzz
506 value for efficient access. (Of course, when necessary, it's synchronized.)
507 If you want to know more exact memory usage, you should use RSS+CACHE(+SWAP)
508 value in memory.stat(see 5.2).
509
510 5.6 numa_stat
511
512 This is similar to numa_maps but operates on a per-memcg basis.  This is
513 useful for providing visibility into the numa locality information within
514 an memcg since the pages are allowed to be allocated from any physical
515 node.  One of the usecases is evaluating application performance by
516 combining this information with the application's cpu allocation.
517
518 We export "total", "file", "anon" and "unevictable" pages per-node for
519 each memcg.  The ouput format of memory.numa_stat is:
520
521 total=<total pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
522 file=<total file pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
523 anon=<total anon pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
524 unevictable=<total anon pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
525
526 And we have total = file + anon + unevictable.
527
528 6. Hierarchy support
529
530 The memory controller supports a deep hierarchy and hierarchical accounting.
531 The hierarchy is created by creating the appropriate cgroups in the
532 cgroup filesystem. Consider for example, the following cgroup filesystem
533 hierarchy
534
535                root
536              /  |   \
537             /   |    \
538            a    b     c
539                       | \
540                       |  \
541                       d   e
542
543 In the diagram above, with hierarchical accounting enabled, all memory
544 usage of e, is accounted to its ancestors up until the root (i.e, c and root),
545 that has memory.use_hierarchy enabled. If one of the ancestors goes over its
546 limit, the reclaim algorithm reclaims from the tasks in the ancestor and the
547 children of the ancestor.
548
549 6.1 Enabling hierarchical accounting and reclaim
550
551 A memory cgroup by default disables the hierarchy feature. Support
552 can be enabled by writing 1 to memory.use_hierarchy file of the root cgroup
553
554 # echo 1 > memory.use_hierarchy
555
556 The feature can be disabled by
557
558 # echo 0 > memory.use_hierarchy
559
560 NOTE1: Enabling/disabling will fail if either the cgroup already has other
561        cgroups created below it, or if the parent cgroup has use_hierarchy
562        enabled.
563
564 NOTE2: When panic_on_oom is set to "2", the whole system will panic in
565        case of an OOM event in any cgroup.
566
567 7. Soft limits
568
569 Soft limits allow for greater sharing of memory. The idea behind soft limits
570 is to allow control groups to use as much of the memory as needed, provided
571
572 a. There is no memory contention
573 b. They do not exceed their hard limit
574
575 When the system detects memory contention or low memory, control groups
576 are pushed back to their soft limits. If the soft limit of each control
577 group is very high, they are pushed back as much as possible to make
578 sure that one control group does not starve the others of memory.
579
580 Please note that soft limits is a best effort feature, it comes with
581 no guarantees, but it does its best to make sure that when memory is
582 heavily contended for, memory is allocated based on the soft limit
583 hints/setup. Currently soft limit based reclaim is setup such that
584 it gets invoked from balance_pgdat (kswapd).
585
586 7.1 Interface
587
588 Soft limits can be setup by using the following commands (in this example we
589 assume a soft limit of 256 MiB)
590
591 # echo 256M > memory.soft_limit_in_bytes
592
593 If we want to change this to 1G, we can at any time use
594
595 # echo 1G > memory.soft_limit_in_bytes
596
597 NOTE1: Soft limits take effect over a long period of time, since they involve
598        reclaiming memory for balancing between memory cgroups
599 NOTE2: It is recommended to set the soft limit always below the hard limit,
600        otherwise the hard limit will take precedence.
601
602 8. Move charges at task migration
603
604 Users can move charges associated with a task along with task migration, that
605 is, uncharge task's pages from the old cgroup and charge them to the new cgroup.
606 This feature is not supported in !CONFIG_MMU environments because of lack of
607 page tables.
608
609 8.1 Interface
610
611 This feature is disabled by default. It can be enabled(and disabled again) by
612 writing to memory.move_charge_at_immigrate of the destination cgroup.
613
614 If you want to enable it:
615
616 # echo (some positive value) > memory.move_charge_at_immigrate
617
618 Note: Each bits of move_charge_at_immigrate has its own meaning about what type
619       of charges should be moved. See 8.2 for details.
620 Note: Charges are moved only when you move mm->owner, IOW, a leader of a thread
621       group.
622 Note: If we cannot find enough space for the task in the destination cgroup, we
623       try to make space by reclaiming memory. Task migration may fail if we
624       cannot make enough space.
625 Note: It can take several seconds if you move charges much.
626
627 And if you want disable it again:
628
629 # echo 0 > memory.move_charge_at_immigrate
630
631 8.2 Type of charges which can be move
632
633 Each bits of move_charge_at_immigrate has its own meaning about what type of
634 charges should be moved. But in any cases, it must be noted that an account of
635 a page or a swap can be moved only when it is charged to the task's current(old)
636 memory cgroup.
637
638   bit | what type of charges would be moved ?
639  -----+------------------------------------------------------------------------
640    0  | A charge of an anonymous page(or swap of it) used by the target task.
641       | Those pages and swaps must be used only by the target task. You must
642       | enable Swap Extension(see 2.4) to enable move of swap charges.
643  -----+------------------------------------------------------------------------
644    1  | A charge of file pages(normal file, tmpfs file(e.g. ipc shared memory)
645       | and swaps of tmpfs file) mmapped by the target task. Unlike the case of
646       | anonymous pages, file pages(and swaps) in the range mmapped by the task
647       | will be moved even if the task hasn't done page fault, i.e. they might
648       | not be the task's "RSS", but other task's "RSS" that maps the same file.
649       | And mapcount of the page is ignored(the page can be moved even if
650       | page_mapcount(page) > 1). You must enable Swap Extension(see 2.4) to
651       | enable move of swap charges.
652
653 8.3 TODO
654
655 - Implement madvise(2) to let users decide the vma to be moved or not to be
656   moved.
657 - All of moving charge operations are done under cgroup_mutex. It's not good
658   behavior to hold the mutex too long, so we may need some trick.
659
660 9. Memory thresholds
661
662 Memory cgroup implements memory thresholds using cgroups notification
663 API (see cgroups.txt). It allows to register multiple memory and memsw
664 thresholds and gets notifications when it crosses.
665
666 To register a threshold application need:
667 - create an eventfd using eventfd(2);
668 - open memory.usage_in_bytes or memory.memsw.usage_in_bytes;
669 - write string like "<event_fd> <fd of memory.usage_in_bytes> <threshold>" to
670   cgroup.event_control.
671
672 Application will be notified through eventfd when memory usage crosses
673 threshold in any direction.
674
675 It's applicable for root and non-root cgroup.
676
677 10. OOM Control
678
679 memory.oom_control file is for OOM notification and other controls.
680
681 Memory cgroup implements OOM notifier using cgroup notification
682 API (See cgroups.txt). It allows to register multiple OOM notification
683 delivery and gets notification when OOM happens.
684
685 To register a notifier, application need:
686  - create an eventfd using eventfd(2)
687  - open memory.oom_control file
688  - write string like "<event_fd> <fd of memory.oom_control>" to
689    cgroup.event_control
690
691 Application will be notified through eventfd when OOM happens.
692 OOM notification doesn't work for root cgroup.
693
694 You can disable OOM-killer by writing "1" to memory.oom_control file, as:
695
696         #echo 1 > memory.oom_control
697
698 This operation is only allowed to the top cgroup of sub-hierarchy.
699 If OOM-killer is disabled, tasks under cgroup will hang/sleep
700 in memory cgroup's OOM-waitqueue when they request accountable memory.
701
702 For running them, you have to relax the memory cgroup's OOM status by
703         * enlarge limit or reduce usage.
704 To reduce usage,
705         * kill some tasks.
706         * move some tasks to other group with account migration.
707         * remove some files (on tmpfs?)
708
709 Then, stopped tasks will work again.
710
711 At reading, current status of OOM is shown.
712         oom_kill_disable 0 or 1 (if 1, oom-killer is disabled)
713         under_oom        0 or 1 (if 1, the memory cgroup is under OOM, tasks may
714                                  be stopped.)
715
716 11. TODO
717
718 1. Add support for accounting huge pages (as a separate controller)
719 2. Make per-cgroup scanner reclaim not-shared pages first
720 3. Teach controller to account for shared-pages
721 4. Start reclamation in the background when the limit is
722    not yet hit but the usage is getting closer
723
724 Summary
725
726 Overall, the memory controller has been a stable controller and has been
727 commented and discussed quite extensively in the community.
728
729 References
730
731 1. Singh, Balbir. RFC: Memory Controller, http://lwn.net/Articles/206697/
732 2. Singh, Balbir. Memory Controller (RSS Control),
733    http://lwn.net/Articles/222762/
734 3. Emelianov, Pavel. Resource controllers based on process cgroups
735    http://lkml.org/lkml/2007/3/6/198
736 4. Emelianov, Pavel. RSS controller based on process cgroups (v2)
737    http://lkml.org/lkml/2007/4/9/78
738 5. Emelianov, Pavel. RSS controller based on process cgroups (v3)
739    http://lkml.org/lkml/2007/5/30/244
740 6. Menage, Paul. Control Groups v10, http://lwn.net/Articles/236032/
741 7. Vaidyanathan, Srinivasan, Control Groups: Pagecache accounting and control
742    subsystem (v3), http://lwn.net/Articles/235534/
743 8. Singh, Balbir. RSS controller v2 test results (lmbench),
744    http://lkml.org/lkml/2007/5/17/232
745 9. Singh, Balbir. RSS controller v2 AIM9 results
746    http://lkml.org/lkml/2007/5/18/1
747 10. Singh, Balbir. Memory controller v6 test results,
748     http://lkml.org/lkml/2007/8/19/36
749 11. Singh, Balbir. Memory controller introduction (v6),
750     http://lkml.org/lkml/2007/8/17/69
751 12. Corbet, Jonathan, Controlling memory use in cgroups,
752     http://lwn.net/Articles/243795/