Merge tag 'mm-stable-2023-11-01-14-33' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux.git] / Documentation / admin-guide / cgroup-v2.rst
1 .. _cgroup-v2:
2
3 ================
4 Control Group v2
5 ================
6
7 :Date: October, 2015
8 :Author: Tejun Heo <tj@kernel.org>
9
10 This is the authoritative documentation on the design, interface and
11 conventions of cgroup v2.  It describes all userland-visible aspects
12 of cgroup including core and specific controller behaviors.  All
13 future changes must be reflected in this document.  Documentation for
14 v1 is available under :ref:`Documentation/admin-guide/cgroup-v1/index.rst <cgroup-v1>`.
15
16 .. CONTENTS
17
18    1. Introduction
19      1-1. Terminology
20      1-2. What is cgroup?
21    2. Basic Operations
22      2-1. Mounting
23      2-2. Organizing Processes and Threads
24        2-2-1. Processes
25        2-2-2. Threads
26      2-3. [Un]populated Notification
27      2-4. Controlling Controllers
28        2-4-1. Enabling and Disabling
29        2-4-2. Top-down Constraint
30        2-4-3. No Internal Process Constraint
31      2-5. Delegation
32        2-5-1. Model of Delegation
33        2-5-2. Delegation Containment
34      2-6. Guidelines
35        2-6-1. Organize Once and Control
36        2-6-2. Avoid Name Collisions
37    3. Resource Distribution Models
38      3-1. Weights
39      3-2. Limits
40      3-3. Protections
41      3-4. Allocations
42    4. Interface Files
43      4-1. Format
44      4-2. Conventions
45      4-3. Core Interface Files
46    5. Controllers
47      5-1. CPU
48        5-1-1. CPU Interface Files
49      5-2. Memory
50        5-2-1. Memory Interface Files
51        5-2-2. Usage Guidelines
52        5-2-3. Memory Ownership
53      5-3. IO
54        5-3-1. IO Interface Files
55        5-3-2. Writeback
56        5-3-3. IO Latency
57          5-3-3-1. How IO Latency Throttling Works
58          5-3-3-2. IO Latency Interface Files
59        5-3-4. IO Priority
60      5-4. PID
61        5-4-1. PID Interface Files
62      5-5. Cpuset
63        5.5-1. Cpuset Interface Files
64      5-6. Device
65      5-7. RDMA
66        5-7-1. RDMA Interface Files
67      5-8. HugeTLB
68        5.8-1. HugeTLB Interface Files
69      5-9. Misc
70        5.9-1 Miscellaneous cgroup Interface Files
71        5.9-2 Migration and Ownership
72      5-10. Others
73        5-10-1. perf_event
74      5-N. Non-normative information
75        5-N-1. CPU controller root cgroup process behaviour
76        5-N-2. IO controller root cgroup process behaviour
77    6. Namespace
78      6-1. Basics
79      6-2. The Root and Views
80      6-3. Migration and setns(2)
81      6-4. Interaction with Other Namespaces
82    P. Information on Kernel Programming
83      P-1. Filesystem Support for Writeback
84    D. Deprecated v1 Core Features
85    R. Issues with v1 and Rationales for v2
86      R-1. Multiple Hierarchies
87      R-2. Thread Granularity
88      R-3. Competition Between Inner Nodes and Threads
89      R-4. Other Interface Issues
90      R-5. Controller Issues and Remedies
91        R-5-1. Memory
92
93
94 Introduction
95 ============
96
97 Terminology
98 -----------
99
100 "cgroup" stands for "control group" and is never capitalized.  The
101 singular form is used to designate the whole feature and also as a
102 qualifier as in "cgroup controllers".  When explicitly referring to
103 multiple individual control groups, the plural form "cgroups" is used.
104
105
106 What is cgroup?
107 ---------------
108
109 cgroup is a mechanism to organize processes hierarchically and
110 distribute system resources along the hierarchy in a controlled and
111 configurable manner.
112
113 cgroup is largely composed of two parts - the core and controllers.
114 cgroup core is primarily responsible for hierarchically organizing
115 processes.  A cgroup controller is usually responsible for
116 distributing a specific type of system resource along the hierarchy
117 although there are utility controllers which serve purposes other than
118 resource distribution.
119
120 cgroups form a tree structure and every process in the system belongs
121 to one and only one cgroup.  All threads of a process belong to the
122 same cgroup.  On creation, all processes are put in the cgroup that
123 the parent process belongs to at the time.  A process can be migrated
124 to another cgroup.  Migration of a process doesn't affect already
125 existing descendant processes.
126
127 Following certain structural constraints, controllers may be enabled or
128 disabled selectively on a cgroup.  All controller behaviors are
129 hierarchical - if a controller is enabled on a cgroup, it affects all
130 processes which belong to the cgroups consisting the inclusive
131 sub-hierarchy of the cgroup.  When a controller is enabled on a nested
132 cgroup, it always restricts the resource distribution further.  The
133 restrictions set closer to the root in the hierarchy can not be
134 overridden from further away.
135
136
137 Basic Operations
138 ================
139
140 Mounting
141 --------
142
143 Unlike v1, cgroup v2 has only single hierarchy.  The cgroup v2
144 hierarchy can be mounted with the following mount command::
145
146   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
147
148 cgroup2 filesystem has the magic number 0x63677270 ("cgrp").  All
149 controllers which support v2 and are not bound to a v1 hierarchy are
150 automatically bound to the v2 hierarchy and show up at the root.
151 Controllers which are not in active use in the v2 hierarchy can be
152 bound to other hierarchies.  This allows mixing v2 hierarchy with the
153 legacy v1 multiple hierarchies in a fully backward compatible way.
154
155 A controller can be moved across hierarchies only after the controller
156 is no longer referenced in its current hierarchy.  Because per-cgroup
157 controller states are destroyed asynchronously and controllers may
158 have lingering references, a controller may not show up immediately on
159 the v2 hierarchy after the final umount of the previous hierarchy.
160 Similarly, a controller should be fully disabled to be moved out of
161 the unified hierarchy and it may take some time for the disabled
162 controller to become available for other hierarchies; furthermore, due
163 to inter-controller dependencies, other controllers may need to be
164 disabled too.
165
166 While useful for development and manual configurations, moving
167 controllers dynamically between the v2 and other hierarchies is
168 strongly discouraged for production use.  It is recommended to decide
169 the hierarchies and controller associations before starting using the
170 controllers after system boot.
171
172 During transition to v2, system management software might still
173 automount the v1 cgroup filesystem and so hijack all controllers
174 during boot, before manual intervention is possible. To make testing
175 and experimenting easier, the kernel parameter cgroup_no_v1= allows
176 disabling controllers in v1 and make them always available in v2.
177
178 cgroup v2 currently supports the following mount options.
179
180   nsdelegate
181         Consider cgroup namespaces as delegation boundaries.  This
182         option is system wide and can only be set on mount or modified
183         through remount from the init namespace.  The mount option is
184         ignored on non-init namespace mounts.  Please refer to the
185         Delegation section for details.
186
187   favordynmods
188         Reduce the latencies of dynamic cgroup modifications such as
189         task migrations and controller on/offs at the cost of making
190         hot path operations such as forks and exits more expensive.
191         The static usage pattern of creating a cgroup, enabling
192         controllers, and then seeding it with CLONE_INTO_CGROUP is
193         not affected by this option.
194
195   memory_localevents
196         Only populate memory.events with data for the current cgroup,
197         and not any subtrees. This is legacy behaviour, the default
198         behaviour without this option is to include subtree counts.
199         This option is system wide and can only be set on mount or
200         modified through remount from the init namespace. The mount
201         option is ignored on non-init namespace mounts.
202
203   memory_recursiveprot
204         Recursively apply memory.min and memory.low protection to
205         entire subtrees, without requiring explicit downward
206         propagation into leaf cgroups.  This allows protecting entire
207         subtrees from one another, while retaining free competition
208         within those subtrees.  This should have been the default
209         behavior but is a mount-option to avoid regressing setups
210         relying on the original semantics (e.g. specifying bogusly
211         high 'bypass' protection values at higher tree levels).
212
213   memory_hugetlb_accounting
214         Count HugeTLB memory usage towards the cgroup's overall
215         memory usage for the memory controller (for the purpose of
216         statistics reporting and memory protetion). This is a new
217         behavior that could regress existing setups, so it must be
218         explicitly opted in with this mount option.
219
220         A few caveats to keep in mind:
221
222         * There is no HugeTLB pool management involved in the memory
223           controller. The pre-allocated pool does not belong to anyone.
224           Specifically, when a new HugeTLB folio is allocated to
225           the pool, it is not accounted for from the perspective of the
226           memory controller. It is only charged to a cgroup when it is
227           actually used (for e.g at page fault time). Host memory
228           overcommit management has to consider this when configuring
229           hard limits. In general, HugeTLB pool management should be
230           done via other mechanisms (such as the HugeTLB controller).
231         * Failure to charge a HugeTLB folio to the memory controller
232           results in SIGBUS. This could happen even if the HugeTLB pool
233           still has pages available (but the cgroup limit is hit and
234           reclaim attempt fails).
235         * Charging HugeTLB memory towards the memory controller affects
236           memory protection and reclaim dynamics. Any userspace tuning
237           (of low, min limits for e.g) needs to take this into account.
238         * HugeTLB pages utilized while this option is not selected
239           will not be tracked by the memory controller (even if cgroup
240           v2 is remounted later on).
241
242
243 Organizing Processes and Threads
244 --------------------------------
245
246 Processes
247 ~~~~~~~~~
248
249 Initially, only the root cgroup exists to which all processes belong.
250 A child cgroup can be created by creating a sub-directory::
251
252   # mkdir $CGROUP_NAME
253
254 A given cgroup may have multiple child cgroups forming a tree
255 structure.  Each cgroup has a read-writable interface file
256 "cgroup.procs".  When read, it lists the PIDs of all processes which
257 belong to the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
258 same PID may show up more than once if the process got moved to
259 another cgroup and then back or the PID got recycled while reading.
260
261 A process can be migrated into a cgroup by writing its PID to the
262 target cgroup's "cgroup.procs" file.  Only one process can be migrated
263 on a single write(2) call.  If a process is composed of multiple
264 threads, writing the PID of any thread migrates all threads of the
265 process.
266
267 When a process forks a child process, the new process is born into the
268 cgroup that the forking process belongs to at the time of the
269 operation.  After exit, a process stays associated with the cgroup
270 that it belonged to at the time of exit until it's reaped; however, a
271 zombie process does not appear in "cgroup.procs" and thus can't be
272 moved to another cgroup.
273
274 A cgroup which doesn't have any children or live processes can be
275 destroyed by removing the directory.  Note that a cgroup which doesn't
276 have any children and is associated only with zombie processes is
277 considered empty and can be removed::
278
279   # rmdir $CGROUP_NAME
280
281 "/proc/$PID/cgroup" lists a process's cgroup membership.  If legacy
282 cgroup is in use in the system, this file may contain multiple lines,
283 one for each hierarchy.  The entry for cgroup v2 is always in the
284 format "0::$PATH"::
285
286   # cat /proc/842/cgroup
287   ...
288   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested
289
290 If the process becomes a zombie and the cgroup it was associated with
291 is removed subsequently, " (deleted)" is appended to the path::
292
293   # cat /proc/842/cgroup
294   ...
295   0::/test-cgroup/test-cgroup-nested (deleted)
296
297
298 Threads
299 ~~~~~~~
300
301 cgroup v2 supports thread granularity for a subset of controllers to
302 support use cases requiring hierarchical resource distribution across
303 the threads of a group of processes.  By default, all threads of a
304 process belong to the same cgroup, which also serves as the resource
305 domain to host resource consumptions which are not specific to a
306 process or thread.  The thread mode allows threads to be spread across
307 a subtree while still maintaining the common resource domain for them.
308
309 Controllers which support thread mode are called threaded controllers.
310 The ones which don't are called domain controllers.
311
312 Marking a cgroup threaded makes it join the resource domain of its
313 parent as a threaded cgroup.  The parent may be another threaded
314 cgroup whose resource domain is further up in the hierarchy.  The root
315 of a threaded subtree, that is, the nearest ancestor which is not
316 threaded, is called threaded domain or thread root interchangeably and
317 serves as the resource domain for the entire subtree.
318
319 Inside a threaded subtree, threads of a process can be put in
320 different cgroups and are not subject to the no internal process
321 constraint - threaded controllers can be enabled on non-leaf cgroups
322 whether they have threads in them or not.
323
324 As the threaded domain cgroup hosts all the domain resource
325 consumptions of the subtree, it is considered to have internal
326 resource consumptions whether there are processes in it or not and
327 can't have populated child cgroups which aren't threaded.  Because the
328 root cgroup is not subject to no internal process constraint, it can
329 serve both as a threaded domain and a parent to domain cgroups.
330
331 The current operation mode or type of the cgroup is shown in the
332 "cgroup.type" file which indicates whether the cgroup is a normal
333 domain, a domain which is serving as the domain of a threaded subtree,
334 or a threaded cgroup.
335
336 On creation, a cgroup is always a domain cgroup and can be made
337 threaded by writing "threaded" to the "cgroup.type" file.  The
338 operation is single direction::
339
340   # echo threaded > cgroup.type
341
342 Once threaded, the cgroup can't be made a domain again.  To enable the
343 thread mode, the following conditions must be met.
344
345 - As the cgroup will join the parent's resource domain.  The parent
346   must either be a valid (threaded) domain or a threaded cgroup.
347
348 - When the parent is an unthreaded domain, it must not have any domain
349   controllers enabled or populated domain children.  The root is
350   exempt from this requirement.
351
352 Topology-wise, a cgroup can be in an invalid state.  Please consider
353 the following topology::
354
355   A (threaded domain) - B (threaded) - C (domain, just created)
356
357 C is created as a domain but isn't connected to a parent which can
358 host child domains.  C can't be used until it is turned into a
359 threaded cgroup.  "cgroup.type" file will report "domain (invalid)" in
360 these cases.  Operations which fail due to invalid topology use
361 EOPNOTSUPP as the errno.
362
363 A domain cgroup is turned into a threaded domain when one of its child
364 cgroup becomes threaded or threaded controllers are enabled in the
365 "cgroup.subtree_control" file while there are processes in the cgroup.
366 A threaded domain reverts to a normal domain when the conditions
367 clear.
368
369 When read, "cgroup.threads" contains the list of the thread IDs of all
370 threads in the cgroup.  Except that the operations are per-thread
371 instead of per-process, "cgroup.threads" has the same format and
372 behaves the same way as "cgroup.procs".  While "cgroup.threads" can be
373 written to in any cgroup, as it can only move threads inside the same
374 threaded domain, its operations are confined inside each threaded
375 subtree.
376
377 The threaded domain cgroup serves as the resource domain for the whole
378 subtree, and, while the threads can be scattered across the subtree,
379 all the processes are considered to be in the threaded domain cgroup.
380 "cgroup.procs" in a threaded domain cgroup contains the PIDs of all
381 processes in the subtree and is not readable in the subtree proper.
382 However, "cgroup.procs" can be written to from anywhere in the subtree
383 to migrate all threads of the matching process to the cgroup.
384
385 Only threaded controllers can be enabled in a threaded subtree.  When
386 a threaded controller is enabled inside a threaded subtree, it only
387 accounts for and controls resource consumptions associated with the
388 threads in the cgroup and its descendants.  All consumptions which
389 aren't tied to a specific thread belong to the threaded domain cgroup.
390
391 Because a threaded subtree is exempt from no internal process
392 constraint, a threaded controller must be able to handle competition
393 between threads in a non-leaf cgroup and its child cgroups.  Each
394 threaded controller defines how such competitions are handled.
395
396 Currently, the following controllers are threaded and can be enabled
397 in a threaded cgroup::
398
399 - cpu
400 - cpuset
401 - perf_event
402 - pids
403
404 [Un]populated Notification
405 --------------------------
406
407 Each non-root cgroup has a "cgroup.events" file which contains
408 "populated" field indicating whether the cgroup's sub-hierarchy has
409 live processes in it.  Its value is 0 if there is no live process in
410 the cgroup and its descendants; otherwise, 1.  poll and [id]notify
411 events are triggered when the value changes.  This can be used, for
412 example, to start a clean-up operation after all processes of a given
413 sub-hierarchy have exited.  The populated state updates and
414 notifications are recursive.  Consider the following sub-hierarchy
415 where the numbers in the parentheses represent the numbers of processes
416 in each cgroup::
417
418   A(4) - B(0) - C(1)
419               \ D(0)
420
421 A, B and C's "populated" fields would be 1 while D's 0.  After the one
422 process in C exits, B and C's "populated" fields would flip to "0" and
423 file modified events will be generated on the "cgroup.events" files of
424 both cgroups.
425
426
427 Controlling Controllers
428 -----------------------
429
430 Enabling and Disabling
431 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
432
433 Each cgroup has a "cgroup.controllers" file which lists all
434 controllers available for the cgroup to enable::
435
436   # cat cgroup.controllers
437   cpu io memory
438
439 No controller is enabled by default.  Controllers can be enabled and
440 disabled by writing to the "cgroup.subtree_control" file::
441
442   # echo "+cpu +memory -io" > cgroup.subtree_control
443
444 Only controllers which are listed in "cgroup.controllers" can be
445 enabled.  When multiple operations are specified as above, either they
446 all succeed or fail.  If multiple operations on the same controller
447 are specified, the last one is effective.
448
449 Enabling a controller in a cgroup indicates that the distribution of
450 the target resource across its immediate children will be controlled.
451 Consider the following sub-hierarchy.  The enabled controllers are
452 listed in parentheses::
453
454   A(cpu,memory) - B(memory) - C()
455                             \ D()
456
457 As A has "cpu" and "memory" enabled, A will control the distribution
458 of CPU cycles and memory to its children, in this case, B.  As B has
459 "memory" enabled but not "CPU", C and D will compete freely on CPU
460 cycles but their division of memory available to B will be controlled.
461
462 As a controller regulates the distribution of the target resource to
463 the cgroup's children, enabling it creates the controller's interface
464 files in the child cgroups.  In the above example, enabling "cpu" on B
465 would create the "cpu." prefixed controller interface files in C and
466 D.  Likewise, disabling "memory" from B would remove the "memory."
467 prefixed controller interface files from C and D.  This means that the
468 controller interface files - anything which doesn't start with
469 "cgroup." are owned by the parent rather than the cgroup itself.
470
471
472 Top-down Constraint
473 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
474
475 Resources are distributed top-down and a cgroup can further distribute
476 a resource only if the resource has been distributed to it from the
477 parent.  This means that all non-root "cgroup.subtree_control" files
478 can only contain controllers which are enabled in the parent's
479 "cgroup.subtree_control" file.  A controller can be enabled only if
480 the parent has the controller enabled and a controller can't be
481 disabled if one or more children have it enabled.
482
483
484 No Internal Process Constraint
485 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
486
487 Non-root cgroups can distribute domain resources to their children
488 only when they don't have any processes of their own.  In other words,
489 only domain cgroups which don't contain any processes can have domain
490 controllers enabled in their "cgroup.subtree_control" files.
491
492 This guarantees that, when a domain controller is looking at the part
493 of the hierarchy which has it enabled, processes are always only on
494 the leaves.  This rules out situations where child cgroups compete
495 against internal processes of the parent.
496
497 The root cgroup is exempt from this restriction.  Root contains
498 processes and anonymous resource consumption which can't be associated
499 with any other cgroups and requires special treatment from most
500 controllers.  How resource consumption in the root cgroup is governed
501 is up to each controller (for more information on this topic please
502 refer to the Non-normative information section in the Controllers
503 chapter).
504
505 Note that the restriction doesn't get in the way if there is no
506 enabled controller in the cgroup's "cgroup.subtree_control".  This is
507 important as otherwise it wouldn't be possible to create children of a
508 populated cgroup.  To control resource distribution of a cgroup, the
509 cgroup must create children and transfer all its processes to the
510 children before enabling controllers in its "cgroup.subtree_control"
511 file.
512
513
514 Delegation
515 ----------
516
517 Model of Delegation
518 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
519
520 A cgroup can be delegated in two ways.  First, to a less privileged
521 user by granting write access of the directory and its "cgroup.procs",
522 "cgroup.threads" and "cgroup.subtree_control" files to the user.
523 Second, if the "nsdelegate" mount option is set, automatically to a
524 cgroup namespace on namespace creation.
525
526 Because the resource control interface files in a given directory
527 control the distribution of the parent's resources, the delegatee
528 shouldn't be allowed to write to them.  For the first method, this is
529 achieved by not granting access to these files.  For the second, the
530 kernel rejects writes to all files other than "cgroup.procs" and
531 "cgroup.subtree_control" on a namespace root from inside the
532 namespace.
533
534 The end results are equivalent for both delegation types.  Once
535 delegated, the user can build sub-hierarchy under the directory,
536 organize processes inside it as it sees fit and further distribute the
537 resources it received from the parent.  The limits and other settings
538 of all resource controllers are hierarchical and regardless of what
539 happens in the delegated sub-hierarchy, nothing can escape the
540 resource restrictions imposed by the parent.
541
542 Currently, cgroup doesn't impose any restrictions on the number of
543 cgroups in or nesting depth of a delegated sub-hierarchy; however,
544 this may be limited explicitly in the future.
545
546
547 Delegation Containment
548 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
549
550 A delegated sub-hierarchy is contained in the sense that processes
551 can't be moved into or out of the sub-hierarchy by the delegatee.
552
553 For delegations to a less privileged user, this is achieved by
554 requiring the following conditions for a process with a non-root euid
555 to migrate a target process into a cgroup by writing its PID to the
556 "cgroup.procs" file.
557
558 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file.
559
560 - The writer must have write access to the "cgroup.procs" file of the
561   common ancestor of the source and destination cgroups.
562
563 The above two constraints ensure that while a delegatee may migrate
564 processes around freely in the delegated sub-hierarchy it can't pull
565 in from or push out to outside the sub-hierarchy.
566
567 For an example, let's assume cgroups C0 and C1 have been delegated to
568 user U0 who created C00, C01 under C0 and C10 under C1 as follows and
569 all processes under C0 and C1 belong to U0::
570
571   ~~~~~~~~~~~~~ - C0 - C00
572   ~ cgroup    ~      \ C01
573   ~ hierarchy ~
574   ~~~~~~~~~~~~~ - C1 - C10
575
576 Let's also say U0 wants to write the PID of a process which is
577 currently in C10 into "C00/cgroup.procs".  U0 has write access to the
578 file; however, the common ancestor of the source cgroup C10 and the
579 destination cgroup C00 is above the points of delegation and U0 would
580 not have write access to its "cgroup.procs" files and thus the write
581 will be denied with -EACCES.
582
583 For delegations to namespaces, containment is achieved by requiring
584 that both the source and destination cgroups are reachable from the
585 namespace of the process which is attempting the migration.  If either
586 is not reachable, the migration is rejected with -ENOENT.
587
588
589 Guidelines
590 ----------
591
592 Organize Once and Control
593 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
594
595 Migrating a process across cgroups is a relatively expensive operation
596 and stateful resources such as memory are not moved together with the
597 process.  This is an explicit design decision as there often exist
598 inherent trade-offs between migration and various hot paths in terms
599 of synchronization cost.
600
601 As such, migrating processes across cgroups frequently as a means to
602 apply different resource restrictions is discouraged.  A workload
603 should be assigned to a cgroup according to the system's logical and
604 resource structure once on start-up.  Dynamic adjustments to resource
605 distribution can be made by changing controller configuration through
606 the interface files.
607
608
609 Avoid Name Collisions
610 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
611
612 Interface files for a cgroup and its children cgroups occupy the same
613 directory and it is possible to create children cgroups which collide
614 with interface files.
615
616 All cgroup core interface files are prefixed with "cgroup." and each
617 controller's interface files are prefixed with the controller name and
618 a dot.  A controller's name is composed of lower case alphabets and
619 '_'s but never begins with an '_' so it can be used as the prefix
620 character for collision avoidance.  Also, interface file names won't
621 start or end with terms which are often used in categorizing workloads
622 such as job, service, slice, unit or workload.
623
624 cgroup doesn't do anything to prevent name collisions and it's the
625 user's responsibility to avoid them.
626
627
628 Resource Distribution Models
629 ============================
630
631 cgroup controllers implement several resource distribution schemes
632 depending on the resource type and expected use cases.  This section
633 describes major schemes in use along with their expected behaviors.
634
635
636 Weights
637 -------
638
639 A parent's resource is distributed by adding up the weights of all
640 active children and giving each the fraction matching the ratio of its
641 weight against the sum.  As only children which can make use of the
642 resource at the moment participate in the distribution, this is
643 work-conserving.  Due to the dynamic nature, this model is usually
644 used for stateless resources.
645
646 All weights are in the range [1, 10000] with the default at 100.  This
647 allows symmetric multiplicative biases in both directions at fine
648 enough granularity while staying in the intuitive range.
649
650 As long as the weight is in range, all configuration combinations are
651 valid and there is no reason to reject configuration changes or
652 process migrations.
653
654 "cpu.weight" proportionally distributes CPU cycles to active children
655 and is an example of this type.
656
657
658 .. _cgroupv2-limits-distributor:
659
660 Limits
661 ------
662
663 A child can only consume up to the configured amount of the resource.
664 Limits can be over-committed - the sum of the limits of children can
665 exceed the amount of resource available to the parent.
666
667 Limits are in the range [0, max] and defaults to "max", which is noop.
668
669 As limits can be over-committed, all configuration combinations are
670 valid and there is no reason to reject configuration changes or
671 process migrations.
672
673 "io.max" limits the maximum BPS and/or IOPS that a cgroup can consume
674 on an IO device and is an example of this type.
675
676 .. _cgroupv2-protections-distributor:
677
678 Protections
679 -----------
680
681 A cgroup is protected up to the configured amount of the resource
682 as long as the usages of all its ancestors are under their
683 protected levels.  Protections can be hard guarantees or best effort
684 soft boundaries.  Protections can also be over-committed in which case
685 only up to the amount available to the parent is protected among
686 children.
687
688 Protections are in the range [0, max] and defaults to 0, which is
689 noop.
690
691 As protections can be over-committed, all configuration combinations
692 are valid and there is no reason to reject configuration changes or
693 process migrations.
694
695 "memory.low" implements best-effort memory protection and is an
696 example of this type.
697
698
699 Allocations
700 -----------
701
702 A cgroup is exclusively allocated a certain amount of a finite
703 resource.  Allocations can't be over-committed - the sum of the
704 allocations of children can not exceed the amount of resource
705 available to the parent.
706
707 Allocations are in the range [0, max] and defaults to 0, which is no
708 resource.
709
710 As allocations can't be over-committed, some configuration
711 combinations are invalid and should be rejected.  Also, if the
712 resource is mandatory for execution of processes, process migrations
713 may be rejected.
714
715 "cpu.rt.max" hard-allocates realtime slices and is an example of this
716 type.
717
718
719 Interface Files
720 ===============
721
722 Format
723 ------
724
725 All interface files should be in one of the following formats whenever
726 possible::
727
728   New-line separated values
729   (when only one value can be written at once)
730
731         VAL0\n
732         VAL1\n
733         ...
734
735   Space separated values
736   (when read-only or multiple values can be written at once)
737
738         VAL0 VAL1 ...\n
739
740   Flat keyed
741
742         KEY0 VAL0\n
743         KEY1 VAL1\n
744         ...
745
746   Nested keyed
747
748         KEY0 SUB_KEY0=VAL00 SUB_KEY1=VAL01...
749         KEY1 SUB_KEY0=VAL10 SUB_KEY1=VAL11...
750         ...
751
752 For a writable file, the format for writing should generally match
753 reading; however, controllers may allow omitting later fields or
754 implement restricted shortcuts for most common use cases.
755
756 For both flat and nested keyed files, only the values for a single key
757 can be written at a time.  For nested keyed files, the sub key pairs
758 may be specified in any order and not all pairs have to be specified.
759
760
761 Conventions
762 -----------
763
764 - Settings for a single feature should be contained in a single file.
765
766 - The root cgroup should be exempt from resource control and thus
767   shouldn't have resource control interface files.
768
769 - The default time unit is microseconds.  If a different unit is ever
770   used, an explicit unit suffix must be present.
771
772 - A parts-per quantity should use a percentage decimal with at least
773   two digit fractional part - e.g. 13.40.
774
775 - If a controller implements weight based resource distribution, its
776   interface file should be named "weight" and have the range [1,
777   10000] with 100 as the default.  The values are chosen to allow
778   enough and symmetric bias in both directions while keeping it
779   intuitive (the default is 100%).
780
781 - If a controller implements an absolute resource guarantee and/or
782   limit, the interface files should be named "min" and "max"
783   respectively.  If a controller implements best effort resource
784   guarantee and/or limit, the interface files should be named "low"
785   and "high" respectively.
786
787   In the above four control files, the special token "max" should be
788   used to represent upward infinity for both reading and writing.
789
790 - If a setting has a configurable default value and keyed specific
791   overrides, the default entry should be keyed with "default" and
792   appear as the first entry in the file.
793
794   The default value can be updated by writing either "default $VAL" or
795   "$VAL".
796
797   When writing to update a specific override, "default" can be used as
798   the value to indicate removal of the override.  Override entries
799   with "default" as the value must not appear when read.
800
801   For example, a setting which is keyed by major:minor device numbers
802   with integer values may look like the following::
803
804     # cat cgroup-example-interface-file
805     default 150
806     8:0 300
807
808   The default value can be updated by::
809
810     # echo 125 > cgroup-example-interface-file
811
812   or::
813
814     # echo "default 125" > cgroup-example-interface-file
815
816   An override can be set by::
817
818     # echo "8:16 170" > cgroup-example-interface-file
819
820   and cleared by::
821
822     # echo "8:0 default" > cgroup-example-interface-file
823     # cat cgroup-example-interface-file
824     default 125
825     8:16 170
826
827 - For events which are not very high frequency, an interface file
828   "events" should be created which lists event key value pairs.
829   Whenever a notifiable event happens, file modified event should be
830   generated on the file.
831
832
833 Core Interface Files
834 --------------------
835
836 All cgroup core files are prefixed with "cgroup."
837
838   cgroup.type
839         A read-write single value file which exists on non-root
840         cgroups.
841
842         When read, it indicates the current type of the cgroup, which
843         can be one of the following values.
844
845         - "domain" : A normal valid domain cgroup.
846
847         - "domain threaded" : A threaded domain cgroup which is
848           serving as the root of a threaded subtree.
849
850         - "domain invalid" : A cgroup which is in an invalid state.
851           It can't be populated or have controllers enabled.  It may
852           be allowed to become a threaded cgroup.
853
854         - "threaded" : A threaded cgroup which is a member of a
855           threaded subtree.
856
857         A cgroup can be turned into a threaded cgroup by writing
858         "threaded" to this file.
859
860   cgroup.procs
861         A read-write new-line separated values file which exists on
862         all cgroups.
863
864         When read, it lists the PIDs of all processes which belong to
865         the cgroup one-per-line.  The PIDs are not ordered and the
866         same PID may show up more than once if the process got moved
867         to another cgroup and then back or the PID got recycled while
868         reading.
869
870         A PID can be written to migrate the process associated with
871         the PID to the cgroup.  The writer should match all of the
872         following conditions.
873
874         - It must have write access to the "cgroup.procs" file.
875
876         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
877           common ancestor of the source and destination cgroups.
878
879         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
880         should be granted along with the containing directory.
881
882         In a threaded cgroup, reading this file fails with EOPNOTSUPP
883         as all the processes belong to the thread root.  Writing is
884         supported and moves every thread of the process to the cgroup.
885
886   cgroup.threads
887         A read-write new-line separated values file which exists on
888         all cgroups.
889
890         When read, it lists the TIDs of all threads which belong to
891         the cgroup one-per-line.  The TIDs are not ordered and the
892         same TID may show up more than once if the thread got moved to
893         another cgroup and then back or the TID got recycled while
894         reading.
895
896         A TID can be written to migrate the thread associated with the
897         TID to the cgroup.  The writer should match all of the
898         following conditions.
899
900         - It must have write access to the "cgroup.threads" file.
901
902         - The cgroup that the thread is currently in must be in the
903           same resource domain as the destination cgroup.
904
905         - It must have write access to the "cgroup.procs" file of the
906           common ancestor of the source and destination cgroups.
907
908         When delegating a sub-hierarchy, write access to this file
909         should be granted along with the containing directory.
910
911   cgroup.controllers
912         A read-only space separated values file which exists on all
913         cgroups.
914
915         It shows space separated list of all controllers available to
916         the cgroup.  The controllers are not ordered.
917
918   cgroup.subtree_control
919         A read-write space separated values file which exists on all
920         cgroups.  Starts out empty.
921
922         When read, it shows space separated list of the controllers
923         which are enabled to control resource distribution from the
924         cgroup to its children.
925
926         Space separated list of controllers prefixed with '+' or '-'
927         can be written to enable or disable controllers.  A controller
928         name prefixed with '+' enables the controller and '-'
929         disables.  If a controller appears more than once on the list,
930         the last one is effective.  When multiple enable and disable
931         operations are specified, either all succeed or all fail.
932
933   cgroup.events
934         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
935         The following entries are defined.  Unless specified
936         otherwise, a value change in this file generates a file
937         modified event.
938
939           populated
940                 1 if the cgroup or its descendants contains any live
941                 processes; otherwise, 0.
942           frozen
943                 1 if the cgroup is frozen; otherwise, 0.
944
945   cgroup.max.descendants
946         A read-write single value files.  The default is "max".
947
948         Maximum allowed number of descent cgroups.
949         If the actual number of descendants is equal or larger,
950         an attempt to create a new cgroup in the hierarchy will fail.
951
952   cgroup.max.depth
953         A read-write single value files.  The default is "max".
954
955         Maximum allowed descent depth below the current cgroup.
956         If the actual descent depth is equal or larger,
957         an attempt to create a new child cgroup will fail.
958
959   cgroup.stat
960         A read-only flat-keyed file with the following entries:
961
962           nr_descendants
963                 Total number of visible descendant cgroups.
964
965           nr_dying_descendants
966                 Total number of dying descendant cgroups. A cgroup becomes
967                 dying after being deleted by a user. The cgroup will remain
968                 in dying state for some time undefined time (which can depend
969                 on system load) before being completely destroyed.
970
971                 A process can't enter a dying cgroup under any circumstances,
972                 a dying cgroup can't revive.
973
974                 A dying cgroup can consume system resources not exceeding
975                 limits, which were active at the moment of cgroup deletion.
976
977   cgroup.freeze
978         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
979         Allowed values are "0" and "1". The default is "0".
980
981         Writing "1" to the file causes freezing of the cgroup and all
982         descendant cgroups. This means that all belonging processes will
983         be stopped and will not run until the cgroup will be explicitly
984         unfrozen. Freezing of the cgroup may take some time; when this action
985         is completed, the "frozen" value in the cgroup.events control file
986         will be updated to "1" and the corresponding notification will be
987         issued.
988
989         A cgroup can be frozen either by its own settings, or by settings
990         of any ancestor cgroups. If any of ancestor cgroups is frozen, the
991         cgroup will remain frozen.
992
993         Processes in the frozen cgroup can be killed by a fatal signal.
994         They also can enter and leave a frozen cgroup: either by an explicit
995         move by a user, or if freezing of the cgroup races with fork().
996         If a process is moved to a frozen cgroup, it stops. If a process is
997         moved out of a frozen cgroup, it becomes running.
998
999         Frozen status of a cgroup doesn't affect any cgroup tree operations:
1000         it's possible to delete a frozen (and empty) cgroup, as well as
1001         create new sub-cgroups.
1002
1003   cgroup.kill
1004         A write-only single value file which exists in non-root cgroups.
1005         The only allowed value is "1".
1006
1007         Writing "1" to the file causes the cgroup and all descendant cgroups to
1008         be killed. This means that all processes located in the affected cgroup
1009         tree will be killed via SIGKILL.
1010
1011         Killing a cgroup tree will deal with concurrent forks appropriately and
1012         is protected against migrations.
1013
1014         In a threaded cgroup, writing this file fails with EOPNOTSUPP as
1015         killing cgroups is a process directed operation, i.e. it affects
1016         the whole thread-group.
1017
1018   cgroup.pressure
1019         A read-write single value file that allowed values are "0" and "1".
1020         The default is "1".
1021
1022         Writing "0" to the file will disable the cgroup PSI accounting.
1023         Writing "1" to the file will re-enable the cgroup PSI accounting.
1024
1025         This control attribute is not hierarchical, so disable or enable PSI
1026         accounting in a cgroup does not affect PSI accounting in descendants
1027         and doesn't need pass enablement via ancestors from root.
1028
1029         The reason this control attribute exists is that PSI accounts stalls for
1030         each cgroup separately and aggregates it at each level of the hierarchy.
1031         This may cause non-negligible overhead for some workloads when under
1032         deep level of the hierarchy, in which case this control attribute can
1033         be used to disable PSI accounting in the non-leaf cgroups.
1034
1035   irq.pressure
1036         A read-write nested-keyed file.
1037
1038         Shows pressure stall information for IRQ/SOFTIRQ. See
1039         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1040
1041 Controllers
1042 ===========
1043
1044 .. _cgroup-v2-cpu:
1045
1046 CPU
1047 ---
1048
1049 The "cpu" controllers regulates distribution of CPU cycles.  This
1050 controller implements weight and absolute bandwidth limit models for
1051 normal scheduling policy and absolute bandwidth allocation model for
1052 realtime scheduling policy.
1053
1054 In all the above models, cycles distribution is defined only on a temporal
1055 base and it does not account for the frequency at which tasks are executed.
1056 The (optional) utilization clamping support allows to hint the schedutil
1057 cpufreq governor about the minimum desired frequency which should always be
1058 provided by a CPU, as well as the maximum desired frequency, which should not
1059 be exceeded by a CPU.
1060
1061 WARNING: cgroup2 doesn't yet support control of realtime processes and
1062 the cpu controller can only be enabled when all RT processes are in
1063 the root cgroup.  Be aware that system management software may already
1064 have placed RT processes into nonroot cgroups during the system boot
1065 process, and these processes may need to be moved to the root cgroup
1066 before the cpu controller can be enabled.
1067
1068
1069 CPU Interface Files
1070 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1071
1072 All time durations are in microseconds.
1073
1074   cpu.stat
1075         A read-only flat-keyed file.
1076         This file exists whether the controller is enabled or not.
1077
1078         It always reports the following three stats:
1079
1080         - usage_usec
1081         - user_usec
1082         - system_usec
1083
1084         and the following five when the controller is enabled:
1085
1086         - nr_periods
1087         - nr_throttled
1088         - throttled_usec
1089         - nr_bursts
1090         - burst_usec
1091
1092   cpu.weight
1093         A read-write single value file which exists on non-root
1094         cgroups.  The default is "100".
1095
1096         The weight in the range [1, 10000].
1097
1098   cpu.weight.nice
1099         A read-write single value file which exists on non-root
1100         cgroups.  The default is "0".
1101
1102         The nice value is in the range [-20, 19].
1103
1104         This interface file is an alternative interface for
1105         "cpu.weight" and allows reading and setting weight using the
1106         same values used by nice(2).  Because the range is smaller and
1107         granularity is coarser for the nice values, the read value is
1108         the closest approximation of the current weight.
1109
1110   cpu.max
1111         A read-write two value file which exists on non-root cgroups.
1112         The default is "max 100000".
1113
1114         The maximum bandwidth limit.  It's in the following format::
1115
1116           $MAX $PERIOD
1117
1118         which indicates that the group may consume up to $MAX in each
1119         $PERIOD duration.  "max" for $MAX indicates no limit.  If only
1120         one number is written, $MAX is updated.
1121
1122   cpu.max.burst
1123         A read-write single value file which exists on non-root
1124         cgroups.  The default is "0".
1125
1126         The burst in the range [0, $MAX].
1127
1128   cpu.pressure
1129         A read-write nested-keyed file.
1130
1131         Shows pressure stall information for CPU. See
1132         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1133
1134   cpu.uclamp.min
1135         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1136         The default is "0", i.e. no utilization boosting.
1137
1138         The requested minimum utilization (protection) as a percentage
1139         rational number, e.g. 12.34 for 12.34%.
1140
1141         This interface allows reading and setting minimum utilization clamp
1142         values similar to the sched_setattr(2). This minimum utilization
1143         value is used to clamp the task specific minimum utilization clamp.
1144
1145         The requested minimum utilization (protection) is always capped by
1146         the current value for the maximum utilization (limit), i.e.
1147         `cpu.uclamp.max`.
1148
1149   cpu.uclamp.max
1150         A read-write single value file which exists on non-root cgroups.
1151         The default is "max". i.e. no utilization capping
1152
1153         The requested maximum utilization (limit) as a percentage rational
1154         number, e.g. 98.76 for 98.76%.
1155
1156         This interface allows reading and setting maximum utilization clamp
1157         values similar to the sched_setattr(2). This maximum utilization
1158         value is used to clamp the task specific maximum utilization clamp.
1159
1160
1161
1162 Memory
1163 ------
1164
1165 The "memory" controller regulates distribution of memory.  Memory is
1166 stateful and implements both limit and protection models.  Due to the
1167 intertwining between memory usage and reclaim pressure and the
1168 stateful nature of memory, the distribution model is relatively
1169 complex.
1170
1171 While not completely water-tight, all major memory usages by a given
1172 cgroup are tracked so that the total memory consumption can be
1173 accounted and controlled to a reasonable extent.  Currently, the
1174 following types of memory usages are tracked.
1175
1176 - Userland memory - page cache and anonymous memory.
1177
1178 - Kernel data structures such as dentries and inodes.
1179
1180 - TCP socket buffers.
1181
1182 The above list may expand in the future for better coverage.
1183
1184
1185 Memory Interface Files
1186 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1187
1188 All memory amounts are in bytes.  If a value which is not aligned to
1189 PAGE_SIZE is written, the value may be rounded up to the closest
1190 PAGE_SIZE multiple when read back.
1191
1192   memory.current
1193         A read-only single value file which exists on non-root
1194         cgroups.
1195
1196         The total amount of memory currently being used by the cgroup
1197         and its descendants.
1198
1199   memory.min
1200         A read-write single value file which exists on non-root
1201         cgroups.  The default is "0".
1202
1203         Hard memory protection.  If the memory usage of a cgroup
1204         is within its effective min boundary, the cgroup's memory
1205         won't be reclaimed under any conditions. If there is no
1206         unprotected reclaimable memory available, OOM killer
1207         is invoked. Above the effective min boundary (or
1208         effective low boundary if it is higher), pages are reclaimed
1209         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1210         smaller overages.
1211
1212         Effective min boundary is limited by memory.min values of
1213         all ancestor cgroups. If there is memory.min overcommitment
1214         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1215         than parent will allow), then each child cgroup will get
1216         the part of parent's protection proportional to its
1217         actual memory usage below memory.min.
1218
1219         Putting more memory than generally available under this
1220         protection is discouraged and may lead to constant OOMs.
1221
1222         If a memory cgroup is not populated with processes,
1223         its memory.min is ignored.
1224
1225   memory.low
1226         A read-write single value file which exists on non-root
1227         cgroups.  The default is "0".
1228
1229         Best-effort memory protection.  If the memory usage of a
1230         cgroup is within its effective low boundary, the cgroup's
1231         memory won't be reclaimed unless there is no reclaimable
1232         memory available in unprotected cgroups.
1233         Above the effective low boundary (or 
1234         effective min boundary if it is higher), pages are reclaimed
1235         proportionally to the overage, reducing reclaim pressure for
1236         smaller overages.
1237
1238         Effective low boundary is limited by memory.low values of
1239         all ancestor cgroups. If there is memory.low overcommitment
1240         (child cgroup or cgroups are requiring more protected memory
1241         than parent will allow), then each child cgroup will get
1242         the part of parent's protection proportional to its
1243         actual memory usage below memory.low.
1244
1245         Putting more memory than generally available under this
1246         protection is discouraged.
1247
1248   memory.high
1249         A read-write single value file which exists on non-root
1250         cgroups.  The default is "max".
1251
1252         Memory usage throttle limit.  If a cgroup's usage goes
1253         over the high boundary, the processes of the cgroup are
1254         throttled and put under heavy reclaim pressure.
1255
1256         Going over the high limit never invokes the OOM killer and
1257         under extreme conditions the limit may be breached. The high
1258         limit should be used in scenarios where an external process
1259         monitors the limited cgroup to alleviate heavy reclaim
1260         pressure.
1261
1262   memory.max
1263         A read-write single value file which exists on non-root
1264         cgroups.  The default is "max".
1265
1266         Memory usage hard limit.  This is the main mechanism to limit
1267         memory usage of a cgroup.  If a cgroup's memory usage reaches
1268         this limit and can't be reduced, the OOM killer is invoked in
1269         the cgroup. Under certain circumstances, the usage may go
1270         over the limit temporarily.
1271
1272         In default configuration regular 0-order allocations always
1273         succeed unless OOM killer chooses current task as a victim.
1274
1275         Some kinds of allocations don't invoke the OOM killer.
1276         Caller could retry them differently, return into userspace
1277         as -ENOMEM or silently ignore in cases like disk readahead.
1278
1279   memory.reclaim
1280         A write-only nested-keyed file which exists for all cgroups.
1281
1282         This is a simple interface to trigger memory reclaim in the
1283         target cgroup.
1284
1285         This file accepts a single key, the number of bytes to reclaim.
1286         No nested keys are currently supported.
1287
1288         Example::
1289
1290           echo "1G" > memory.reclaim
1291
1292         The interface can be later extended with nested keys to
1293         configure the reclaim behavior. For example, specify the
1294         type of memory to reclaim from (anon, file, ..).
1295
1296         Please note that the kernel can over or under reclaim from
1297         the target cgroup. If less bytes are reclaimed than the
1298         specified amount, -EAGAIN is returned.
1299
1300         Please note that the proactive reclaim (triggered by this
1301         interface) is not meant to indicate memory pressure on the
1302         memory cgroup. Therefore socket memory balancing triggered by
1303         the memory reclaim normally is not exercised in this case.
1304         This means that the networking layer will not adapt based on
1305         reclaim induced by memory.reclaim.
1306
1307   memory.peak
1308         A read-only single value file which exists on non-root
1309         cgroups.
1310
1311         The max memory usage recorded for the cgroup and its
1312         descendants since the creation of the cgroup.
1313
1314   memory.oom.group
1315         A read-write single value file which exists on non-root
1316         cgroups.  The default value is "0".
1317
1318         Determines whether the cgroup should be treated as
1319         an indivisible workload by the OOM killer. If set,
1320         all tasks belonging to the cgroup or to its descendants
1321         (if the memory cgroup is not a leaf cgroup) are killed
1322         together or not at all. This can be used to avoid
1323         partial kills to guarantee workload integrity.
1324
1325         Tasks with the OOM protection (oom_score_adj set to -1000)
1326         are treated as an exception and are never killed.
1327
1328         If the OOM killer is invoked in a cgroup, it's not going
1329         to kill any tasks outside of this cgroup, regardless
1330         memory.oom.group values of ancestor cgroups.
1331
1332   memory.events
1333         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1334         The following entries are defined.  Unless specified
1335         otherwise, a value change in this file generates a file
1336         modified event.
1337
1338         Note that all fields in this file are hierarchical and the
1339         file modified event can be generated due to an event down the
1340         hierarchy. For the local events at the cgroup level see
1341         memory.events.local.
1342
1343           low
1344                 The number of times the cgroup is reclaimed due to
1345                 high memory pressure even though its usage is under
1346                 the low boundary.  This usually indicates that the low
1347                 boundary is over-committed.
1348
1349           high
1350                 The number of times processes of the cgroup are
1351                 throttled and routed to perform direct memory reclaim
1352                 because the high memory boundary was exceeded.  For a
1353                 cgroup whose memory usage is capped by the high limit
1354                 rather than global memory pressure, this event's
1355                 occurrences are expected.
1356
1357           max
1358                 The number of times the cgroup's memory usage was
1359                 about to go over the max boundary.  If direct reclaim
1360                 fails to bring it down, the cgroup goes to OOM state.
1361
1362           oom
1363                 The number of time the cgroup's memory usage was
1364                 reached the limit and allocation was about to fail.
1365
1366                 This event is not raised if the OOM killer is not
1367                 considered as an option, e.g. for failed high-order
1368                 allocations or if caller asked to not retry attempts.
1369
1370           oom_kill
1371                 The number of processes belonging to this cgroup
1372                 killed by any kind of OOM killer.
1373
1374           oom_group_kill
1375                 The number of times a group OOM has occurred.
1376
1377   memory.events.local
1378         Similar to memory.events but the fields in the file are local
1379         to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
1380         generated on this file reflects only the local events.
1381
1382   memory.stat
1383         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1384
1385         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1386         types of memory, type-specific details, and other information
1387         on the state and past events of the memory management system.
1388
1389         All memory amounts are in bytes.
1390
1391         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1392         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1393         fixed position; use the keys to look up specific values!
1394
1395         If the entry has no per-node counter (or not show in the
1396         memory.numa_stat). We use 'npn' (non-per-node) as the tag
1397         to indicate that it will not show in the memory.numa_stat.
1398
1399           anon
1400                 Amount of memory used in anonymous mappings such as
1401                 brk(), sbrk(), and mmap(MAP_ANONYMOUS)
1402
1403           file
1404                 Amount of memory used to cache filesystem data,
1405                 including tmpfs and shared memory.
1406
1407           kernel (npn)
1408                 Amount of total kernel memory, including
1409                 (kernel_stack, pagetables, percpu, vmalloc, slab) in
1410                 addition to other kernel memory use cases.
1411
1412           kernel_stack
1413                 Amount of memory allocated to kernel stacks.
1414
1415           pagetables
1416                 Amount of memory allocated for page tables.
1417
1418           sec_pagetables
1419                 Amount of memory allocated for secondary page tables,
1420                 this currently includes KVM mmu allocations on x86
1421                 and arm64.
1422
1423           percpu (npn)
1424                 Amount of memory used for storing per-cpu kernel
1425                 data structures.
1426
1427           sock (npn)
1428                 Amount of memory used in network transmission buffers
1429
1430           vmalloc (npn)
1431                 Amount of memory used for vmap backed memory.
1432
1433           shmem
1434                 Amount of cached filesystem data that is swap-backed,
1435                 such as tmpfs, shm segments, shared anonymous mmap()s
1436
1437           zswap
1438                 Amount of memory consumed by the zswap compression backend.
1439
1440           zswapped
1441                 Amount of application memory swapped out to zswap.
1442
1443           file_mapped
1444                 Amount of cached filesystem data mapped with mmap()
1445
1446           file_dirty
1447                 Amount of cached filesystem data that was modified but
1448                 not yet written back to disk
1449
1450           file_writeback
1451                 Amount of cached filesystem data that was modified and
1452                 is currently being written back to disk
1453
1454           swapcached
1455                 Amount of swap cached in memory. The swapcache is accounted
1456                 against both memory and swap usage.
1457
1458           anon_thp
1459                 Amount of memory used in anonymous mappings backed by
1460                 transparent hugepages
1461
1462           file_thp
1463                 Amount of cached filesystem data backed by transparent
1464                 hugepages
1465
1466           shmem_thp
1467                 Amount of shm, tmpfs, shared anonymous mmap()s backed by
1468                 transparent hugepages
1469
1470           inactive_anon, active_anon, inactive_file, active_file, unevictable
1471                 Amount of memory, swap-backed and filesystem-backed,
1472                 on the internal memory management lists used by the
1473                 page reclaim algorithm.
1474
1475                 As these represent internal list state (eg. shmem pages are on anon
1476                 memory management lists), inactive_foo + active_foo may not be equal to
1477                 the value for the foo counter, since the foo counter is type-based, not
1478                 list-based.
1479
1480           slab_reclaimable
1481                 Part of "slab" that might be reclaimed, such as
1482                 dentries and inodes.
1483
1484           slab_unreclaimable
1485                 Part of "slab" that cannot be reclaimed on memory
1486                 pressure.
1487
1488           slab (npn)
1489                 Amount of memory used for storing in-kernel data
1490                 structures.
1491
1492           workingset_refault_anon
1493                 Number of refaults of previously evicted anonymous pages.
1494
1495           workingset_refault_file
1496                 Number of refaults of previously evicted file pages.
1497
1498           workingset_activate_anon
1499                 Number of refaulted anonymous pages that were immediately
1500                 activated.
1501
1502           workingset_activate_file
1503                 Number of refaulted file pages that were immediately activated.
1504
1505           workingset_restore_anon
1506                 Number of restored anonymous pages which have been detected as
1507                 an active workingset before they got reclaimed.
1508
1509           workingset_restore_file
1510                 Number of restored file pages which have been detected as an
1511                 active workingset before they got reclaimed.
1512
1513           workingset_nodereclaim
1514                 Number of times a shadow node has been reclaimed
1515
1516           pgscan (npn)
1517                 Amount of scanned pages (in an inactive LRU list)
1518
1519           pgsteal (npn)
1520                 Amount of reclaimed pages
1521
1522           pgscan_kswapd (npn)
1523                 Amount of scanned pages by kswapd (in an inactive LRU list)
1524
1525           pgscan_direct (npn)
1526                 Amount of scanned pages directly  (in an inactive LRU list)
1527
1528           pgscan_khugepaged (npn)
1529                 Amount of scanned pages by khugepaged  (in an inactive LRU list)
1530
1531           pgsteal_kswapd (npn)
1532                 Amount of reclaimed pages by kswapd
1533
1534           pgsteal_direct (npn)
1535                 Amount of reclaimed pages directly
1536
1537           pgsteal_khugepaged (npn)
1538                 Amount of reclaimed pages by khugepaged
1539
1540           pgfault (npn)
1541                 Total number of page faults incurred
1542
1543           pgmajfault (npn)
1544                 Number of major page faults incurred
1545
1546           pgrefill (npn)
1547                 Amount of scanned pages (in an active LRU list)
1548
1549           pgactivate (npn)
1550                 Amount of pages moved to the active LRU list
1551
1552           pgdeactivate (npn)
1553                 Amount of pages moved to the inactive LRU list
1554
1555           pglazyfree (npn)
1556                 Amount of pages postponed to be freed under memory pressure
1557
1558           pglazyfreed (npn)
1559                 Amount of reclaimed lazyfree pages
1560
1561           thp_fault_alloc (npn)
1562                 Number of transparent hugepages which were allocated to satisfy
1563                 a page fault. This counter is not present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1564                 is not set.
1565
1566           thp_collapse_alloc (npn)
1567                 Number of transparent hugepages which were allocated to allow
1568                 collapsing an existing range of pages. This counter is not
1569                 present when CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE is not set.
1570
1571           thp_swpout (npn)
1572                 Number of transparent hugepages which are swapout in one piece
1573                 without splitting.
1574
1575           thp_swpout_fallback (npn)
1576                 Number of transparent hugepages which were split before swapout.
1577                 Usually because failed to allocate some continuous swap space
1578                 for the huge page.
1579
1580   memory.numa_stat
1581         A read-only nested-keyed file which exists on non-root cgroups.
1582
1583         This breaks down the cgroup's memory footprint into different
1584         types of memory, type-specific details, and other information
1585         per node on the state of the memory management system.
1586
1587         This is useful for providing visibility into the NUMA locality
1588         information within an memcg since the pages are allowed to be
1589         allocated from any physical node. One of the use case is evaluating
1590         application performance by combining this information with the
1591         application's CPU allocation.
1592
1593         All memory amounts are in bytes.
1594
1595         The output format of memory.numa_stat is::
1596
1597           type N0=<bytes in node 0> N1=<bytes in node 1> ...
1598
1599         The entries are ordered to be human readable, and new entries
1600         can show up in the middle. Don't rely on items remaining in a
1601         fixed position; use the keys to look up specific values!
1602
1603         The entries can refer to the memory.stat.
1604
1605   memory.swap.current
1606         A read-only single value file which exists on non-root
1607         cgroups.
1608
1609         The total amount of swap currently being used by the cgroup
1610         and its descendants.
1611
1612   memory.swap.high
1613         A read-write single value file which exists on non-root
1614         cgroups.  The default is "max".
1615
1616         Swap usage throttle limit.  If a cgroup's swap usage exceeds
1617         this limit, all its further allocations will be throttled to
1618         allow userspace to implement custom out-of-memory procedures.
1619
1620         This limit marks a point of no return for the cgroup. It is NOT
1621         designed to manage the amount of swapping a workload does
1622         during regular operation. Compare to memory.swap.max, which
1623         prohibits swapping past a set amount, but lets the cgroup
1624         continue unimpeded as long as other memory can be reclaimed.
1625
1626         Healthy workloads are not expected to reach this limit.
1627
1628   memory.swap.peak
1629         A read-only single value file which exists on non-root
1630         cgroups.
1631
1632         The max swap usage recorded for the cgroup and its
1633         descendants since the creation of the cgroup.
1634
1635   memory.swap.max
1636         A read-write single value file which exists on non-root
1637         cgroups.  The default is "max".
1638
1639         Swap usage hard limit.  If a cgroup's swap usage reaches this
1640         limit, anonymous memory of the cgroup will not be swapped out.
1641
1642   memory.swap.events
1643         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1644         The following entries are defined.  Unless specified
1645         otherwise, a value change in this file generates a file
1646         modified event.
1647
1648           high
1649                 The number of times the cgroup's swap usage was over
1650                 the high threshold.
1651
1652           max
1653                 The number of times the cgroup's swap usage was about
1654                 to go over the max boundary and swap allocation
1655                 failed.
1656
1657           fail
1658                 The number of times swap allocation failed either
1659                 because of running out of swap system-wide or max
1660                 limit.
1661
1662         When reduced under the current usage, the existing swap
1663         entries are reclaimed gradually and the swap usage may stay
1664         higher than the limit for an extended period of time.  This
1665         reduces the impact on the workload and memory management.
1666
1667   memory.zswap.current
1668         A read-only single value file which exists on non-root
1669         cgroups.
1670
1671         The total amount of memory consumed by the zswap compression
1672         backend.
1673
1674   memory.zswap.max
1675         A read-write single value file which exists on non-root
1676         cgroups.  The default is "max".
1677
1678         Zswap usage hard limit. If a cgroup's zswap pool reaches this
1679         limit, it will refuse to take any more stores before existing
1680         entries fault back in or are written out to disk.
1681
1682   memory.pressure
1683         A read-only nested-keyed file.
1684
1685         Shows pressure stall information for memory. See
1686         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1687
1688
1689 Usage Guidelines
1690 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1691
1692 "memory.high" is the main mechanism to control memory usage.
1693 Over-committing on high limit (sum of high limits > available memory)
1694 and letting global memory pressure to distribute memory according to
1695 usage is a viable strategy.
1696
1697 Because breach of the high limit doesn't trigger the OOM killer but
1698 throttles the offending cgroup, a management agent has ample
1699 opportunities to monitor and take appropriate actions such as granting
1700 more memory or terminating the workload.
1701
1702 Determining whether a cgroup has enough memory is not trivial as
1703 memory usage doesn't indicate whether the workload can benefit from
1704 more memory.  For example, a workload which writes data received from
1705 network to a file can use all available memory but can also operate as
1706 performant with a small amount of memory.  A measure of memory
1707 pressure - how much the workload is being impacted due to lack of
1708 memory - is necessary to determine whether a workload needs more
1709 memory; unfortunately, memory pressure monitoring mechanism isn't
1710 implemented yet.
1711
1712
1713 Memory Ownership
1714 ~~~~~~~~~~~~~~~~
1715
1716 A memory area is charged to the cgroup which instantiated it and stays
1717 charged to the cgroup until the area is released.  Migrating a process
1718 to a different cgroup doesn't move the memory usages that it
1719 instantiated while in the previous cgroup to the new cgroup.
1720
1721 A memory area may be used by processes belonging to different cgroups.
1722 To which cgroup the area will be charged is in-deterministic; however,
1723 over time, the memory area is likely to end up in a cgroup which has
1724 enough memory allowance to avoid high reclaim pressure.
1725
1726 If a cgroup sweeps a considerable amount of memory which is expected
1727 to be accessed repeatedly by other cgroups, it may make sense to use
1728 POSIX_FADV_DONTNEED to relinquish the ownership of memory areas
1729 belonging to the affected files to ensure correct memory ownership.
1730
1731
1732 IO
1733 --
1734
1735 The "io" controller regulates the distribution of IO resources.  This
1736 controller implements both weight based and absolute bandwidth or IOPS
1737 limit distribution; however, weight based distribution is available
1738 only if cfq-iosched is in use and neither scheme is available for
1739 blk-mq devices.
1740
1741
1742 IO Interface Files
1743 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1744
1745   io.stat
1746         A read-only nested-keyed file.
1747
1748         Lines are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.
1749         The following nested keys are defined.
1750
1751           ======        =====================
1752           rbytes        Bytes read
1753           wbytes        Bytes written
1754           rios          Number of read IOs
1755           wios          Number of write IOs
1756           dbytes        Bytes discarded
1757           dios          Number of discard IOs
1758           ======        =====================
1759
1760         An example read output follows::
1761
1762           8:16 rbytes=1459200 wbytes=314773504 rios=192 wios=353 dbytes=0 dios=0
1763           8:0 rbytes=90430464 wbytes=299008000 rios=8950 wios=1252 dbytes=50331648 dios=3021
1764
1765   io.cost.qos
1766         A read-write nested-keyed file which exists only on the root
1767         cgroup.
1768
1769         This file configures the Quality of Service of the IO cost
1770         model based controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which
1771         currently implements "io.weight" proportional control.  Lines
1772         are keyed by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The
1773         line for a given device is populated on the first write for
1774         the device on "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following
1775         nested keys are defined.
1776
1777           ======        =====================================
1778           enable        Weight-based control enable
1779           ctrl          "auto" or "user"
1780           rpct          Read latency percentile    [0, 100]
1781           rlat          Read latency threshold
1782           wpct          Write latency percentile   [0, 100]
1783           wlat          Write latency threshold
1784           min           Minimum scaling percentage [1, 10000]
1785           max           Maximum scaling percentage [1, 10000]
1786           ======        =====================================
1787
1788         The controller is disabled by default and can be enabled by
1789         setting "enable" to 1.  "rpct" and "wpct" parameters default
1790         to zero and the controller uses internal device saturation
1791         state to adjust the overall IO rate between "min" and "max".
1792
1793         When a better control quality is needed, latency QoS
1794         parameters can be configured.  For example::
1795
1796           8:16 enable=1 ctrl=auto rpct=95.00 rlat=75000 wpct=95.00 wlat=150000 min=50.00 max=150.0
1797
1798         shows that on sdb, the controller is enabled, will consider
1799         the device saturated if the 95th percentile of read completion
1800         latencies is above 75ms or write 150ms, and adjust the overall
1801         IO issue rate between 50% and 150% accordingly.
1802
1803         The lower the saturation point, the better the latency QoS at
1804         the cost of aggregate bandwidth.  The narrower the allowed
1805         adjustment range between "min" and "max", the more conformant
1806         to the cost model the IO behavior.  Note that the IO issue
1807         base rate may be far off from 100% and setting "min" and "max"
1808         blindly can lead to a significant loss of device capacity or
1809         control quality.  "min" and "max" are useful for regulating
1810         devices which show wide temporary behavior changes - e.g. a
1811         ssd which accepts writes at the line speed for a while and
1812         then completely stalls for multiple seconds.
1813
1814         When "ctrl" is "auto", the parameters are controlled by the
1815         kernel and may change automatically.  Setting "ctrl" to "user"
1816         or setting any of the percentile and latency parameters puts
1817         it into "user" mode and disables the automatic changes.  The
1818         automatic mode can be restored by setting "ctrl" to "auto".
1819
1820   io.cost.model
1821         A read-write nested-keyed file which exists only on the root
1822         cgroup.
1823
1824         This file configures the cost model of the IO cost model based
1825         controller (CONFIG_BLK_CGROUP_IOCOST) which currently
1826         implements "io.weight" proportional control.  Lines are keyed
1827         by $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The line for a
1828         given device is populated on the first write for the device on
1829         "io.cost.qos" or "io.cost.model".  The following nested keys
1830         are defined.
1831
1832           =====         ================================
1833           ctrl          "auto" or "user"
1834           model         The cost model in use - "linear"
1835           =====         ================================
1836
1837         When "ctrl" is "auto", the kernel may change all parameters
1838         dynamically.  When "ctrl" is set to "user" or any other
1839         parameters are written to, "ctrl" become "user" and the
1840         automatic changes are disabled.
1841
1842         When "model" is "linear", the following model parameters are
1843         defined.
1844
1845           ============= ========================================
1846           [r|w]bps      The maximum sequential IO throughput
1847           [r|w]seqiops  The maximum 4k sequential IOs per second
1848           [r|w]randiops The maximum 4k random IOs per second
1849           ============= ========================================
1850
1851         From the above, the builtin linear model determines the base
1852         costs of a sequential and random IO and the cost coefficient
1853         for the IO size.  While simple, this model can cover most
1854         common device classes acceptably.
1855
1856         The IO cost model isn't expected to be accurate in absolute
1857         sense and is scaled to the device behavior dynamically.
1858
1859         If needed, tools/cgroup/iocost_coef_gen.py can be used to
1860         generate device-specific coefficients.
1861
1862   io.weight
1863         A read-write flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
1864         The default is "default 100".
1865
1866         The first line is the default weight applied to devices
1867         without specific override.  The rest are overrides keyed by
1868         $MAJ:$MIN device numbers and not ordered.  The weights are in
1869         the range [1, 10000] and specifies the relative amount IO time
1870         the cgroup can use in relation to its siblings.
1871
1872         The default weight can be updated by writing either "default
1873         $WEIGHT" or simply "$WEIGHT".  Overrides can be set by writing
1874         "$MAJ:$MIN $WEIGHT" and unset by writing "$MAJ:$MIN default".
1875
1876         An example read output follows::
1877
1878           default 100
1879           8:16 200
1880           8:0 50
1881
1882   io.max
1883         A read-write nested-keyed file which exists on non-root
1884         cgroups.
1885
1886         BPS and IOPS based IO limit.  Lines are keyed by $MAJ:$MIN
1887         device numbers and not ordered.  The following nested keys are
1888         defined.
1889
1890           =====         ==================================
1891           rbps          Max read bytes per second
1892           wbps          Max write bytes per second
1893           riops         Max read IO operations per second
1894           wiops         Max write IO operations per second
1895           =====         ==================================
1896
1897         When writing, any number of nested key-value pairs can be
1898         specified in any order.  "max" can be specified as the value
1899         to remove a specific limit.  If the same key is specified
1900         multiple times, the outcome is undefined.
1901
1902         BPS and IOPS are measured in each IO direction and IOs are
1903         delayed if limit is reached.  Temporary bursts are allowed.
1904
1905         Setting read limit at 2M BPS and write at 120 IOPS for 8:16::
1906
1907           echo "8:16 rbps=2097152 wiops=120" > io.max
1908
1909         Reading returns the following::
1910
1911           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=120
1912
1913         Write IOPS limit can be removed by writing the following::
1914
1915           echo "8:16 wiops=max" > io.max
1916
1917         Reading now returns the following::
1918
1919           8:16 rbps=2097152 wbps=max riops=max wiops=max
1920
1921   io.pressure
1922         A read-only nested-keyed file.
1923
1924         Shows pressure stall information for IO. See
1925         :ref:`Documentation/accounting/psi.rst <psi>` for details.
1926
1927
1928 Writeback
1929 ~~~~~~~~~
1930
1931 Page cache is dirtied through buffered writes and shared mmaps and
1932 written asynchronously to the backing filesystem by the writeback
1933 mechanism.  Writeback sits between the memory and IO domains and
1934 regulates the proportion of dirty memory by balancing dirtying and
1935 write IOs.
1936
1937 The io controller, in conjunction with the memory controller,
1938 implements control of page cache writeback IOs.  The memory controller
1939 defines the memory domain that dirty memory ratio is calculated and
1940 maintained for and the io controller defines the io domain which
1941 writes out dirty pages for the memory domain.  Both system-wide and
1942 per-cgroup dirty memory states are examined and the more restrictive
1943 of the two is enforced.
1944
1945 cgroup writeback requires explicit support from the underlying
1946 filesystem.  Currently, cgroup writeback is implemented on ext2, ext4,
1947 btrfs, f2fs, and xfs.  On other filesystems, all writeback IOs are 
1948 attributed to the root cgroup.
1949
1950 There are inherent differences in memory and writeback management
1951 which affects how cgroup ownership is tracked.  Memory is tracked per
1952 page while writeback per inode.  For the purpose of writeback, an
1953 inode is assigned to a cgroup and all IO requests to write dirty pages
1954 from the inode are attributed to that cgroup.
1955
1956 As cgroup ownership for memory is tracked per page, there can be pages
1957 which are associated with different cgroups than the one the inode is
1958 associated with.  These are called foreign pages.  The writeback
1959 constantly keeps track of foreign pages and, if a particular foreign
1960 cgroup becomes the majority over a certain period of time, switches
1961 the ownership of the inode to that cgroup.
1962
1963 While this model is enough for most use cases where a given inode is
1964 mostly dirtied by a single cgroup even when the main writing cgroup
1965 changes over time, use cases where multiple cgroups write to a single
1966 inode simultaneously are not supported well.  In such circumstances, a
1967 significant portion of IOs are likely to be attributed incorrectly.
1968 As memory controller assigns page ownership on the first use and
1969 doesn't update it until the page is released, even if writeback
1970 strictly follows page ownership, multiple cgroups dirtying overlapping
1971 areas wouldn't work as expected.  It's recommended to avoid such usage
1972 patterns.
1973
1974 The sysctl knobs which affect writeback behavior are applied to cgroup
1975 writeback as follows.
1976
1977   vm.dirty_background_ratio, vm.dirty_ratio
1978         These ratios apply the same to cgroup writeback with the
1979         amount of available memory capped by limits imposed by the
1980         memory controller and system-wide clean memory.
1981
1982   vm.dirty_background_bytes, vm.dirty_bytes
1983         For cgroup writeback, this is calculated into ratio against
1984         total available memory and applied the same way as
1985         vm.dirty[_background]_ratio.
1986
1987
1988 IO Latency
1989 ~~~~~~~~~~
1990
1991 This is a cgroup v2 controller for IO workload protection.  You provide a group
1992 with a latency target, and if the average latency exceeds that target the
1993 controller will throttle any peers that have a lower latency target than the
1994 protected workload.
1995
1996 The limits are only applied at the peer level in the hierarchy.  This means that
1997 in the diagram below, only groups A, B, and C will influence each other, and
1998 groups D and F will influence each other.  Group G will influence nobody::
1999
2000                         [root]
2001                 /          |            \
2002                 A          B            C
2003                /  \        |
2004               D    F       G
2005
2006
2007 So the ideal way to configure this is to set io.latency in groups A, B, and C.
2008 Generally you do not want to set a value lower than the latency your device
2009 supports.  Experiment to find the value that works best for your workload.
2010 Start at higher than the expected latency for your device and watch the
2011 avg_lat value in io.stat for your workload group to get an idea of the
2012 latency you see during normal operation.  Use the avg_lat value as a basis for
2013 your real setting, setting at 10-15% higher than the value in io.stat.
2014
2015 How IO Latency Throttling Works
2016 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2017
2018 io.latency is work conserving; so as long as everybody is meeting their latency
2019 target the controller doesn't do anything.  Once a group starts missing its
2020 target it begins throttling any peer group that has a higher target than itself.
2021 This throttling takes 2 forms:
2022
2023 - Queue depth throttling.  This is the number of outstanding IO's a group is
2024   allowed to have.  We will clamp down relatively quickly, starting at no limit
2025   and going all the way down to 1 IO at a time.
2026
2027 - Artificial delay induction.  There are certain types of IO that cannot be
2028   throttled without possibly adversely affecting higher priority groups.  This
2029   includes swapping and metadata IO.  These types of IO are allowed to occur
2030   normally, however they are "charged" to the originating group.  If the
2031   originating group is being throttled you will see the use_delay and delay
2032   fields in io.stat increase.  The delay value is how many microseconds that are
2033   being added to any process that runs in this group.  Because this number can
2034   grow quite large if there is a lot of swapping or metadata IO occurring we
2035   limit the individual delay events to 1 second at a time.
2036
2037 Once the victimized group starts meeting its latency target again it will start
2038 unthrottling any peer groups that were throttled previously.  If the victimized
2039 group simply stops doing IO the global counter will unthrottle appropriately.
2040
2041 IO Latency Interface Files
2042 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2043
2044   io.latency
2045         This takes a similar format as the other controllers.
2046
2047                 "MAJOR:MINOR target=<target time in microseconds>"
2048
2049   io.stat
2050         If the controller is enabled you will see extra stats in io.stat in
2051         addition to the normal ones.
2052
2053           depth
2054                 This is the current queue depth for the group.
2055
2056           avg_lat
2057                 This is an exponential moving average with a decay rate of 1/exp
2058                 bound by the sampling interval.  The decay rate interval can be
2059                 calculated by multiplying the win value in io.stat by the
2060                 corresponding number of samples based on the win value.
2061
2062           win
2063                 The sampling window size in milliseconds.  This is the minimum
2064                 duration of time between evaluation events.  Windows only elapse
2065                 with IO activity.  Idle periods extend the most recent window.
2066
2067 IO Priority
2068 ~~~~~~~~~~~
2069
2070 A single attribute controls the behavior of the I/O priority cgroup policy,
2071 namely the io.prio.class attribute. The following values are accepted for
2072 that attribute:
2073
2074   no-change
2075         Do not modify the I/O priority class.
2076
2077   promote-to-rt
2078         For requests that have a non-RT I/O priority class, change it into RT.
2079         Also change the priority level of these requests to 4. Do not modify
2080         the I/O priority of requests that have priority class RT.
2081
2082   restrict-to-be
2083         For requests that do not have an I/O priority class or that have I/O
2084         priority class RT, change it into BE. Also change the priority level
2085         of these requests to 0. Do not modify the I/O priority class of
2086         requests that have priority class IDLE.
2087
2088   idle
2089         Change the I/O priority class of all requests into IDLE, the lowest
2090         I/O priority class.
2091
2092   none-to-rt
2093         Deprecated. Just an alias for promote-to-rt.
2094
2095 The following numerical values are associated with the I/O priority policies:
2096
2097 +----------------+---+
2098 | no-change      | 0 |
2099 +----------------+---+
2100 | promote-to-rt  | 1 |
2101 +----------------+---+
2102 | restrict-to-be | 2 |
2103 +----------------+---+
2104 | idle           | 3 |
2105 +----------------+---+
2106
2107 The numerical value that corresponds to each I/O priority class is as follows:
2108
2109 +-------------------------------+---+
2110 | IOPRIO_CLASS_NONE             | 0 |
2111 +-------------------------------+---+
2112 | IOPRIO_CLASS_RT (real-time)   | 1 |
2113 +-------------------------------+---+
2114 | IOPRIO_CLASS_BE (best effort) | 2 |
2115 +-------------------------------+---+
2116 | IOPRIO_CLASS_IDLE             | 3 |
2117 +-------------------------------+---+
2118
2119 The algorithm to set the I/O priority class for a request is as follows:
2120
2121 - If I/O priority class policy is promote-to-rt, change the request I/O
2122   priority class to IOPRIO_CLASS_RT and change the request I/O priority
2123   level to 4.
2124 - If I/O priority class policy is not promote-to-rt, translate the I/O priority
2125   class policy into a number, then change the request I/O priority class
2126   into the maximum of the I/O priority class policy number and the numerical
2127   I/O priority class.
2128
2129 PID
2130 ---
2131
2132 The process number controller is used to allow a cgroup to stop any
2133 new tasks from being fork()'d or clone()'d after a specified limit is
2134 reached.
2135
2136 The number of tasks in a cgroup can be exhausted in ways which other
2137 controllers cannot prevent, thus warranting its own controller.  For
2138 example, a fork bomb is likely to exhaust the number of tasks before
2139 hitting memory restrictions.
2140
2141 Note that PIDs used in this controller refer to TIDs, process IDs as
2142 used by the kernel.
2143
2144
2145 PID Interface Files
2146 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2147
2148   pids.max
2149         A read-write single value file which exists on non-root
2150         cgroups.  The default is "max".
2151
2152         Hard limit of number of processes.
2153
2154   pids.current
2155         A read-only single value file which exists on all cgroups.
2156
2157         The number of processes currently in the cgroup and its
2158         descendants.
2159
2160 Organisational operations are not blocked by cgroup policies, so it is
2161 possible to have pids.current > pids.max.  This can be done by either
2162 setting the limit to be smaller than pids.current, or attaching enough
2163 processes to the cgroup such that pids.current is larger than
2164 pids.max.  However, it is not possible to violate a cgroup PID policy
2165 through fork() or clone(). These will return -EAGAIN if the creation
2166 of a new process would cause a cgroup policy to be violated.
2167
2168
2169 Cpuset
2170 ------
2171
2172 The "cpuset" controller provides a mechanism for constraining
2173 the CPU and memory node placement of tasks to only the resources
2174 specified in the cpuset interface files in a task's current cgroup.
2175 This is especially valuable on large NUMA systems where placing jobs
2176 on properly sized subsets of the systems with careful processor and
2177 memory placement to reduce cross-node memory access and contention
2178 can improve overall system performance.
2179
2180 The "cpuset" controller is hierarchical.  That means the controller
2181 cannot use CPUs or memory nodes not allowed in its parent.
2182
2183
2184 Cpuset Interface Files
2185 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2186
2187   cpuset.cpus
2188         A read-write multiple values file which exists on non-root
2189         cpuset-enabled cgroups.
2190
2191         It lists the requested CPUs to be used by tasks within this
2192         cgroup.  The actual list of CPUs to be granted, however, is
2193         subjected to constraints imposed by its parent and can differ
2194         from the requested CPUs.
2195
2196         The CPU numbers are comma-separated numbers or ranges.
2197         For example::
2198
2199           # cat cpuset.cpus
2200           0-4,6,8-10
2201
2202         An empty value indicates that the cgroup is using the same
2203         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
2204         "cpuset.cpus" or all the available CPUs if none is found.
2205
2206         The value of "cpuset.cpus" stays constant until the next update
2207         and won't be affected by any CPU hotplug events.
2208
2209   cpuset.cpus.effective
2210         A read-only multiple values file which exists on all
2211         cpuset-enabled cgroups.
2212
2213         It lists the onlined CPUs that are actually granted to this
2214         cgroup by its parent.  These CPUs are allowed to be used by
2215         tasks within the current cgroup.
2216
2217         If "cpuset.cpus" is empty, the "cpuset.cpus.effective" file shows
2218         all the CPUs from the parent cgroup that can be available to
2219         be used by this cgroup.  Otherwise, it should be a subset of
2220         "cpuset.cpus" unless none of the CPUs listed in "cpuset.cpus"
2221         can be granted.  In this case, it will be treated just like an
2222         empty "cpuset.cpus".
2223
2224         Its value will be affected by CPU hotplug events.
2225
2226   cpuset.mems
2227         A read-write multiple values file which exists on non-root
2228         cpuset-enabled cgroups.
2229
2230         It lists the requested memory nodes to be used by tasks within
2231         this cgroup.  The actual list of memory nodes granted, however,
2232         is subjected to constraints imposed by its parent and can differ
2233         from the requested memory nodes.
2234
2235         The memory node numbers are comma-separated numbers or ranges.
2236         For example::
2237
2238           # cat cpuset.mems
2239           0-1,3
2240
2241         An empty value indicates that the cgroup is using the same
2242         setting as the nearest cgroup ancestor with a non-empty
2243         "cpuset.mems" or all the available memory nodes if none
2244         is found.
2245
2246         The value of "cpuset.mems" stays constant until the next update
2247         and won't be affected by any memory nodes hotplug events.
2248
2249         Setting a non-empty value to "cpuset.mems" causes memory of
2250         tasks within the cgroup to be migrated to the designated nodes if
2251         they are currently using memory outside of the designated nodes.
2252
2253         There is a cost for this memory migration.  The migration
2254         may not be complete and some memory pages may be left behind.
2255         So it is recommended that "cpuset.mems" should be set properly
2256         before spawning new tasks into the cpuset.  Even if there is
2257         a need to change "cpuset.mems" with active tasks, it shouldn't
2258         be done frequently.
2259
2260   cpuset.mems.effective
2261         A read-only multiple values file which exists on all
2262         cpuset-enabled cgroups.
2263
2264         It lists the onlined memory nodes that are actually granted to
2265         this cgroup by its parent. These memory nodes are allowed to
2266         be used by tasks within the current cgroup.
2267
2268         If "cpuset.mems" is empty, it shows all the memory nodes from the
2269         parent cgroup that will be available to be used by this cgroup.
2270         Otherwise, it should be a subset of "cpuset.mems" unless none of
2271         the memory nodes listed in "cpuset.mems" can be granted.  In this
2272         case, it will be treated just like an empty "cpuset.mems".
2273
2274         Its value will be affected by memory nodes hotplug events.
2275
2276   cpuset.cpus.exclusive
2277         A read-write multiple values file which exists on non-root
2278         cpuset-enabled cgroups.
2279
2280         It lists all the exclusive CPUs that are allowed to be used
2281         to create a new cpuset partition.  Its value is not used
2282         unless the cgroup becomes a valid partition root.  See the
2283         "cpuset.cpus.partition" section below for a description of what
2284         a cpuset partition is.
2285
2286         When the cgroup becomes a partition root, the actual exclusive
2287         CPUs that are allocated to that partition are listed in
2288         "cpuset.cpus.exclusive.effective" which may be different
2289         from "cpuset.cpus.exclusive".  If "cpuset.cpus.exclusive"
2290         has previously been set, "cpuset.cpus.exclusive.effective"
2291         is always a subset of it.
2292
2293         Users can manually set it to a value that is different from
2294         "cpuset.cpus".  The only constraint in setting it is that the
2295         list of CPUs must be exclusive with respect to its sibling.
2296
2297         For a parent cgroup, any one of its exclusive CPUs can only
2298         be distributed to at most one of its child cgroups.  Having an
2299         exclusive CPU appearing in two or more of its child cgroups is
2300         not allowed (the exclusivity rule).  A value that violates the
2301         exclusivity rule will be rejected with a write error.
2302
2303         The root cgroup is a partition root and all its available CPUs
2304         are in its exclusive CPU set.
2305
2306   cpuset.cpus.exclusive.effective
2307         A read-only multiple values file which exists on all non-root
2308         cpuset-enabled cgroups.
2309
2310         This file shows the effective set of exclusive CPUs that
2311         can be used to create a partition root.  The content of this
2312         file will always be a subset of "cpuset.cpus" and its parent's
2313         "cpuset.cpus.exclusive.effective" if its parent is not the root
2314         cgroup.  It will also be a subset of "cpuset.cpus.exclusive"
2315         if it is set.  If "cpuset.cpus.exclusive" is not set, it is
2316         treated to have an implicit value of "cpuset.cpus" in the
2317         formation of local partition.
2318
2319   cpuset.cpus.partition
2320         A read-write single value file which exists on non-root
2321         cpuset-enabled cgroups.  This flag is owned by the parent cgroup
2322         and is not delegatable.
2323
2324         It accepts only the following input values when written to.
2325
2326           ==========    =====================================
2327           "member"      Non-root member of a partition
2328           "root"        Partition root
2329           "isolated"    Partition root without load balancing
2330           ==========    =====================================
2331
2332         A cpuset partition is a collection of cpuset-enabled cgroups with
2333         a partition root at the top of the hierarchy and its descendants
2334         except those that are separate partition roots themselves and
2335         their descendants.  A partition has exclusive access to the
2336         set of exclusive CPUs allocated to it.  Other cgroups outside
2337         of that partition cannot use any CPUs in that set.
2338
2339         There are two types of partitions - local and remote.  A local
2340         partition is one whose parent cgroup is also a valid partition
2341         root.  A remote partition is one whose parent cgroup is not a
2342         valid partition root itself.  Writing to "cpuset.cpus.exclusive"
2343         is optional for the creation of a local partition as its
2344         "cpuset.cpus.exclusive" file will assume an implicit value that
2345         is the same as "cpuset.cpus" if it is not set.  Writing the
2346         proper "cpuset.cpus.exclusive" values down the cgroup hierarchy
2347         before the target partition root is mandatory for the creation
2348         of a remote partition.
2349
2350         Currently, a remote partition cannot be created under a local
2351         partition.  All the ancestors of a remote partition root except
2352         the root cgroup cannot be a partition root.
2353
2354         The root cgroup is always a partition root and its state cannot
2355         be changed.  All other non-root cgroups start out as "member".
2356
2357         When set to "root", the current cgroup is the root of a new
2358         partition or scheduling domain.  The set of exclusive CPUs is
2359         determined by the value of its "cpuset.cpus.exclusive.effective".
2360
2361         When set to "isolated", the CPUs in that partition will
2362         be in an isolated state without any load balancing from the
2363         scheduler.  Tasks placed in such a partition with multiple
2364         CPUs should be carefully distributed and bound to each of the
2365         individual CPUs for optimal performance.
2366
2367         A partition root ("root" or "isolated") can be in one of the
2368         two possible states - valid or invalid.  An invalid partition
2369         root is in a degraded state where some state information may
2370         be retained, but behaves more like a "member".
2371
2372         All possible state transitions among "member", "root" and
2373         "isolated" are allowed.
2374
2375         On read, the "cpuset.cpus.partition" file can show the following
2376         values.
2377
2378           ============================= =====================================
2379           "member"                      Non-root member of a partition
2380           "root"                        Partition root
2381           "isolated"                    Partition root without load balancing
2382           "root invalid (<reason>)"     Invalid partition root
2383           "isolated invalid (<reason>)" Invalid isolated partition root
2384           ============================= =====================================
2385
2386         In the case of an invalid partition root, a descriptive string on
2387         why the partition is invalid is included within parentheses.
2388
2389         For a local partition root to be valid, the following conditions
2390         must be met.
2391
2392         1) The parent cgroup is a valid partition root.
2393         2) The "cpuset.cpus.exclusive.effective" file cannot be empty,
2394            though it may contain offline CPUs.
2395         3) The "cpuset.cpus.effective" cannot be empty unless there is
2396            no task associated with this partition.
2397
2398         For a remote partition root to be valid, all the above conditions
2399         except the first one must be met.
2400
2401         External events like hotplug or changes to "cpuset.cpus" or
2402         "cpuset.cpus.exclusive" can cause a valid partition root to
2403         become invalid and vice versa.  Note that a task cannot be
2404         moved to a cgroup with empty "cpuset.cpus.effective".
2405
2406         A valid non-root parent partition may distribute out all its CPUs
2407         to its child local partitions when there is no task associated
2408         with it.
2409
2410         Care must be taken to change a valid partition root to "member"
2411         as all its child local partitions, if present, will become
2412         invalid causing disruption to tasks running in those child
2413         partitions. These inactivated partitions could be recovered if
2414         their parent is switched back to a partition root with a proper
2415         value in "cpuset.cpus" or "cpuset.cpus.exclusive".
2416
2417         Poll and inotify events are triggered whenever the state of
2418         "cpuset.cpus.partition" changes.  That includes changes caused
2419         by write to "cpuset.cpus.partition", cpu hotplug or other
2420         changes that modify the validity status of the partition.
2421         This will allow user space agents to monitor unexpected changes
2422         to "cpuset.cpus.partition" without the need to do continuous
2423         polling.
2424
2425         A user can pre-configure certain CPUs to an isolated state
2426         with load balancing disabled at boot time with the "isolcpus"
2427         kernel boot command line option.  If those CPUs are to be put
2428         into a partition, they have to be used in an isolated partition.
2429
2430
2431 Device controller
2432 -----------------
2433
2434 Device controller manages access to device files. It includes both
2435 creation of new device files (using mknod), and access to the
2436 existing device files.
2437
2438 Cgroup v2 device controller has no interface files and is implemented
2439 on top of cgroup BPF. To control access to device files, a user may
2440 create bpf programs of type BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE and attach
2441 them to cgroups with BPF_CGROUP_DEVICE flag. On an attempt to access a
2442 device file, corresponding BPF programs will be executed, and depending
2443 on the return value the attempt will succeed or fail with -EPERM.
2444
2445 A BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE program takes a pointer to the
2446 bpf_cgroup_dev_ctx structure, which describes the device access attempt:
2447 access type (mknod/read/write) and device (type, major and minor numbers).
2448 If the program returns 0, the attempt fails with -EPERM, otherwise it
2449 succeeds.
2450
2451 An example of BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE program may be found in
2452 tools/testing/selftests/bpf/progs/dev_cgroup.c in the kernel source tree.
2453
2454
2455 RDMA
2456 ----
2457
2458 The "rdma" controller regulates the distribution and accounting of
2459 RDMA resources.
2460
2461 RDMA Interface Files
2462 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2463
2464   rdma.max
2465         A readwrite nested-keyed file that exists for all the cgroups
2466         except root that describes current configured resource limit
2467         for a RDMA/IB device.
2468
2469         Lines are keyed by device name and are not ordered.
2470         Each line contains space separated resource name and its configured
2471         limit that can be distributed.
2472
2473         The following nested keys are defined.
2474
2475           ==========    =============================
2476           hca_handle    Maximum number of HCA Handles
2477           hca_object    Maximum number of HCA Objects
2478           ==========    =============================
2479
2480         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2481
2482           mlx4_0 hca_handle=2 hca_object=2000
2483           ocrdma1 hca_handle=3 hca_object=max
2484
2485   rdma.current
2486         A read-only file that describes current resource usage.
2487         It exists for all the cgroup except root.
2488
2489         An example for mlx4 and ocrdma device follows::
2490
2491           mlx4_0 hca_handle=1 hca_object=20
2492           ocrdma1 hca_handle=1 hca_object=23
2493
2494 HugeTLB
2495 -------
2496
2497 The HugeTLB controller allows to limit the HugeTLB usage per control group and
2498 enforces the controller limit during page fault.
2499
2500 HugeTLB Interface Files
2501 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2502
2503   hugetlb.<hugepagesize>.current
2504         Show current usage for "hugepagesize" hugetlb.  It exists for all
2505         the cgroup except root.
2506
2507   hugetlb.<hugepagesize>.max
2508         Set/show the hard limit of "hugepagesize" hugetlb usage.
2509         The default value is "max".  It exists for all the cgroup except root.
2510
2511   hugetlb.<hugepagesize>.events
2512         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups.
2513
2514           max
2515                 The number of allocation failure due to HugeTLB limit
2516
2517   hugetlb.<hugepagesize>.events.local
2518         Similar to hugetlb.<hugepagesize>.events but the fields in the file
2519         are local to the cgroup i.e. not hierarchical. The file modified event
2520         generated on this file reflects only the local events.
2521
2522   hugetlb.<hugepagesize>.numa_stat
2523         Similar to memory.numa_stat, it shows the numa information of the
2524         hugetlb pages of <hugepagesize> in this cgroup.  Only active in
2525         use hugetlb pages are included.  The per-node values are in bytes.
2526
2527 Misc
2528 ----
2529
2530 The Miscellaneous cgroup provides the resource limiting and tracking
2531 mechanism for the scalar resources which cannot be abstracted like the other
2532 cgroup resources. Controller is enabled by the CONFIG_CGROUP_MISC config
2533 option.
2534
2535 A resource can be added to the controller via enum misc_res_type{} in the
2536 include/linux/misc_cgroup.h file and the corresponding name via misc_res_name[]
2537 in the kernel/cgroup/misc.c file. Provider of the resource must set its
2538 capacity prior to using the resource by calling misc_cg_set_capacity().
2539
2540 Once a capacity is set then the resource usage can be updated using charge and
2541 uncharge APIs. All of the APIs to interact with misc controller are in
2542 include/linux/misc_cgroup.h.
2543
2544 Misc Interface Files
2545 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2546
2547 Miscellaneous controller provides 3 interface files. If two misc resources (res_a and res_b) are registered then:
2548
2549   misc.capacity
2550         A read-only flat-keyed file shown only in the root cgroup.  It shows
2551         miscellaneous scalar resources available on the platform along with
2552         their quantities::
2553
2554           $ cat misc.capacity
2555           res_a 50
2556           res_b 10
2557
2558   misc.current
2559         A read-only flat-keyed file shown in the all cgroups.  It shows
2560         the current usage of the resources in the cgroup and its children.::
2561
2562           $ cat misc.current
2563           res_a 3
2564           res_b 0
2565
2566   misc.max
2567         A read-write flat-keyed file shown in the non root cgroups. Allowed
2568         maximum usage of the resources in the cgroup and its children.::
2569
2570           $ cat misc.max
2571           res_a max
2572           res_b 4
2573
2574         Limit can be set by::
2575
2576           # echo res_a 1 > misc.max
2577
2578         Limit can be set to max by::
2579
2580           # echo res_a max > misc.max
2581
2582         Limits can be set higher than the capacity value in the misc.capacity
2583         file.
2584
2585   misc.events
2586         A read-only flat-keyed file which exists on non-root cgroups. The
2587         following entries are defined. Unless specified otherwise, a value
2588         change in this file generates a file modified event. All fields in
2589         this file are hierarchical.
2590
2591           max
2592                 The number of times the cgroup's resource usage was
2593                 about to go over the max boundary.
2594
2595 Migration and Ownership
2596 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2597
2598 A miscellaneous scalar resource is charged to the cgroup in which it is used
2599 first, and stays charged to that cgroup until that resource is freed. Migrating
2600 a process to a different cgroup does not move the charge to the destination
2601 cgroup where the process has moved.
2602
2603 Others
2604 ------
2605
2606 perf_event
2607 ~~~~~~~~~~
2608
2609 perf_event controller, if not mounted on a legacy hierarchy, is
2610 automatically enabled on the v2 hierarchy so that perf events can
2611 always be filtered by cgroup v2 path.  The controller can still be
2612 moved to a legacy hierarchy after v2 hierarchy is populated.
2613
2614
2615 Non-normative information
2616 -------------------------
2617
2618 This section contains information that isn't considered to be a part of
2619 the stable kernel API and so is subject to change.
2620
2621
2622 CPU controller root cgroup process behaviour
2623 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2624
2625 When distributing CPU cycles in the root cgroup each thread in this
2626 cgroup is treated as if it was hosted in a separate child cgroup of the
2627 root cgroup. This child cgroup weight is dependent on its thread nice
2628 level.
2629
2630 For details of this mapping see sched_prio_to_weight array in
2631 kernel/sched/core.c file (values from this array should be scaled
2632 appropriately so the neutral - nice 0 - value is 100 instead of 1024).
2633
2634
2635 IO controller root cgroup process behaviour
2636 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2637
2638 Root cgroup processes are hosted in an implicit leaf child node.
2639 When distributing IO resources this implicit child node is taken into
2640 account as if it was a normal child cgroup of the root cgroup with a
2641 weight value of 200.
2642
2643
2644 Namespace
2645 =========
2646
2647 Basics
2648 ------
2649
2650 cgroup namespace provides a mechanism to virtualize the view of the
2651 "/proc/$PID/cgroup" file and cgroup mounts.  The CLONE_NEWCGROUP clone
2652 flag can be used with clone(2) and unshare(2) to create a new cgroup
2653 namespace.  The process running inside the cgroup namespace will have
2654 its "/proc/$PID/cgroup" output restricted to cgroupns root.  The
2655 cgroupns root is the cgroup of the process at the time of creation of
2656 the cgroup namespace.
2657
2658 Without cgroup namespace, the "/proc/$PID/cgroup" file shows the
2659 complete path of the cgroup of a process.  In a container setup where
2660 a set of cgroups and namespaces are intended to isolate processes the
2661 "/proc/$PID/cgroup" file may leak potential system level information
2662 to the isolated processes.  For example::
2663
2664   # cat /proc/self/cgroup
2665   0::/batchjobs/container_id1
2666
2667 The path '/batchjobs/container_id1' can be considered as system-data
2668 and undesirable to expose to the isolated processes.  cgroup namespace
2669 can be used to restrict visibility of this path.  For example, before
2670 creating a cgroup namespace, one would see::
2671
2672   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2673   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:37 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026531835]
2674   # cat /proc/self/cgroup
2675   0::/batchjobs/container_id1
2676
2677 After unsharing a new namespace, the view changes::
2678
2679   # ls -l /proc/self/ns/cgroup
2680   lrwxrwxrwx 1 root root 0 2014-07-15 10:35 /proc/self/ns/cgroup -> cgroup:[4026532183]
2681   # cat /proc/self/cgroup
2682   0::/
2683
2684 When some thread from a multi-threaded process unshares its cgroup
2685 namespace, the new cgroupns gets applied to the entire process (all
2686 the threads).  This is natural for the v2 hierarchy; however, for the
2687 legacy hierarchies, this may be unexpected.
2688
2689 A cgroup namespace is alive as long as there are processes inside or
2690 mounts pinning it.  When the last usage goes away, the cgroup
2691 namespace is destroyed.  The cgroupns root and the actual cgroups
2692 remain.
2693
2694
2695 The Root and Views
2696 ------------------
2697
2698 The 'cgroupns root' for a cgroup namespace is the cgroup in which the
2699 process calling unshare(2) is running.  For example, if a process in
2700 /batchjobs/container_id1 cgroup calls unshare, cgroup
2701 /batchjobs/container_id1 becomes the cgroupns root.  For the
2702 init_cgroup_ns, this is the real root ('/') cgroup.
2703
2704 The cgroupns root cgroup does not change even if the namespace creator
2705 process later moves to a different cgroup::
2706
2707   # ~/unshare -c # unshare cgroupns in some cgroup
2708   # cat /proc/self/cgroup
2709   0::/
2710   # mkdir sub_cgrp_1
2711   # echo 0 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2712   # cat /proc/self/cgroup
2713   0::/sub_cgrp_1
2714
2715 Each process gets its namespace-specific view of "/proc/$PID/cgroup"
2716
2717 Processes running inside the cgroup namespace will be able to see
2718 cgroup paths (in /proc/self/cgroup) only inside their root cgroup.
2719 From within an unshared cgroupns::
2720
2721   # sleep 100000 &
2722   [1] 7353
2723   # echo 7353 > sub_cgrp_1/cgroup.procs
2724   # cat /proc/7353/cgroup
2725   0::/sub_cgrp_1
2726
2727 From the initial cgroup namespace, the real cgroup path will be
2728 visible::
2729
2730   $ cat /proc/7353/cgroup
2731   0::/batchjobs/container_id1/sub_cgrp_1
2732
2733 From a sibling cgroup namespace (that is, a namespace rooted at a
2734 different cgroup), the cgroup path relative to its own cgroup
2735 namespace root will be shown.  For instance, if PID 7353's cgroup
2736 namespace root is at '/batchjobs/container_id2', then it will see::
2737
2738   # cat /proc/7353/cgroup
2739   0::/../container_id2/sub_cgrp_1
2740
2741 Note that the relative path always starts with '/' to indicate that
2742 its relative to the cgroup namespace root of the caller.
2743
2744
2745 Migration and setns(2)
2746 ----------------------
2747
2748 Processes inside a cgroup namespace can move into and out of the
2749 namespace root if they have proper access to external cgroups.  For
2750 example, from inside a namespace with cgroupns root at
2751 /batchjobs/container_id1, and assuming that the global hierarchy is
2752 still accessible inside cgroupns::
2753
2754   # cat /proc/7353/cgroup
2755   0::/sub_cgrp_1
2756   # echo 7353 > batchjobs/container_id2/cgroup.procs
2757   # cat /proc/7353/cgroup
2758   0::/../container_id2
2759
2760 Note that this kind of setup is not encouraged.  A task inside cgroup
2761 namespace should only be exposed to its own cgroupns hierarchy.
2762
2763 setns(2) to another cgroup namespace is allowed when:
2764
2765 (a) the process has CAP_SYS_ADMIN against its current user namespace
2766 (b) the process has CAP_SYS_ADMIN against the target cgroup
2767     namespace's userns
2768
2769 No implicit cgroup changes happen with attaching to another cgroup
2770 namespace.  It is expected that the someone moves the attaching
2771 process under the target cgroup namespace root.
2772
2773
2774 Interaction with Other Namespaces
2775 ---------------------------------
2776
2777 Namespace specific cgroup hierarchy can be mounted by a process
2778 running inside a non-init cgroup namespace::
2779
2780   # mount -t cgroup2 none $MOUNT_POINT
2781
2782 This will mount the unified cgroup hierarchy with cgroupns root as the
2783 filesystem root.  The process needs CAP_SYS_ADMIN against its user and
2784 mount namespaces.
2785
2786 The virtualization of /proc/self/cgroup file combined with restricting
2787 the view of cgroup hierarchy by namespace-private cgroupfs mount
2788 provides a properly isolated cgroup view inside the container.
2789
2790
2791 Information on Kernel Programming
2792 =================================
2793
2794 This section contains kernel programming information in the areas
2795 where interacting with cgroup is necessary.  cgroup core and
2796 controllers are not covered.
2797
2798
2799 Filesystem Support for Writeback
2800 --------------------------------
2801
2802 A filesystem can support cgroup writeback by updating
2803 address_space_operations->writepage[s]() to annotate bio's using the
2804 following two functions.
2805
2806   wbc_init_bio(@wbc, @bio)
2807         Should be called for each bio carrying writeback data and
2808         associates the bio with the inode's owner cgroup and the
2809         corresponding request queue.  This must be called after
2810         a queue (device) has been associated with the bio and
2811         before submission.
2812
2813   wbc_account_cgroup_owner(@wbc, @page, @bytes)
2814         Should be called for each data segment being written out.
2815         While this function doesn't care exactly when it's called
2816         during the writeback session, it's the easiest and most
2817         natural to call it as data segments are added to a bio.
2818
2819 With writeback bio's annotated, cgroup support can be enabled per
2820 super_block by setting SB_I_CGROUPWB in ->s_iflags.  This allows for
2821 selective disabling of cgroup writeback support which is helpful when
2822 certain filesystem features, e.g. journaled data mode, are
2823 incompatible.
2824
2825 wbc_init_bio() binds the specified bio to its cgroup.  Depending on
2826 the configuration, the bio may be executed at a lower priority and if
2827 the writeback session is holding shared resources, e.g. a journal
2828 entry, may lead to priority inversion.  There is no one easy solution
2829 for the problem.  Filesystems can try to work around specific problem
2830 cases by skipping wbc_init_bio() and using bio_associate_blkg()
2831 directly.
2832
2833
2834 Deprecated v1 Core Features
2835 ===========================
2836
2837 - Multiple hierarchies including named ones are not supported.
2838
2839 - All v1 mount options are not supported.
2840
2841 - The "tasks" file is removed and "cgroup.procs" is not sorted.
2842
2843 - "cgroup.clone_children" is removed.
2844
2845 - /proc/cgroups is meaningless for v2.  Use "cgroup.controllers" file
2846   at the root instead.
2847
2848
2849 Issues with v1 and Rationales for v2
2850 ====================================
2851
2852 Multiple Hierarchies
2853 --------------------
2854
2855 cgroup v1 allowed an arbitrary number of hierarchies and each
2856 hierarchy could host any number of controllers.  While this seemed to
2857 provide a high level of flexibility, it wasn't useful in practice.
2858
2859 For example, as there is only one instance of each controller, utility
2860 type controllers such as freezer which can be useful in all
2861 hierarchies could only be used in one.  The issue is exacerbated by
2862 the fact that controllers couldn't be moved to another hierarchy once
2863 hierarchies were populated.  Another issue was that all controllers
2864 bound to a hierarchy were forced to have exactly the same view of the
2865 hierarchy.  It wasn't possible to vary the granularity depending on
2866 the specific controller.
2867
2868 In practice, these issues heavily limited which controllers could be
2869 put on the same hierarchy and most configurations resorted to putting
2870 each controller on its own hierarchy.  Only closely related ones, such
2871 as the cpu and cpuacct controllers, made sense to be put on the same
2872 hierarchy.  This often meant that userland ended up managing multiple
2873 similar hierarchies repeating the same steps on each hierarchy
2874 whenever a hierarchy management operation was necessary.
2875
2876 Furthermore, support for multiple hierarchies came at a steep cost.
2877 It greatly complicated cgroup core implementation but more importantly
2878 the support for multiple hierarchies restricted how cgroup could be
2879 used in general and what controllers was able to do.
2880
2881 There was no limit on how many hierarchies there might be, which meant
2882 that a thread's cgroup membership couldn't be described in finite
2883 length.  The key might contain any number of entries and was unlimited
2884 in length, which made it highly awkward to manipulate and led to
2885 addition of controllers which existed only to identify membership,
2886 which in turn exacerbated the original problem of proliferating number
2887 of hierarchies.
2888
2889 Also, as a controller couldn't have any expectation regarding the
2890 topologies of hierarchies other controllers might be on, each
2891 controller had to assume that all other controllers were attached to
2892 completely orthogonal hierarchies.  This made it impossible, or at
2893 least very cumbersome, for controllers to cooperate with each other.
2894
2895 In most use cases, putting controllers on hierarchies which are
2896 completely orthogonal to each other isn't necessary.  What usually is
2897 called for is the ability to have differing levels of granularity
2898 depending on the specific controller.  In other words, hierarchy may
2899 be collapsed from leaf towards root when viewed from specific
2900 controllers.  For example, a given configuration might not care about
2901 how memory is distributed beyond a certain level while still wanting
2902 to control how CPU cycles are distributed.
2903
2904
2905 Thread Granularity
2906 ------------------
2907
2908 cgroup v1 allowed threads of a process to belong to different cgroups.
2909 This didn't make sense for some controllers and those controllers
2910 ended up implementing different ways to ignore such situations but
2911 much more importantly it blurred the line between API exposed to
2912 individual applications and system management interface.
2913
2914 Generally, in-process knowledge is available only to the process
2915 itself; thus, unlike service-level organization of processes,
2916 categorizing threads of a process requires active participation from
2917 the application which owns the target process.
2918
2919 cgroup v1 had an ambiguously defined delegation model which got abused
2920 in combination with thread granularity.  cgroups were delegated to
2921 individual applications so that they can create and manage their own
2922 sub-hierarchies and control resource distributions along them.  This
2923 effectively raised cgroup to the status of a syscall-like API exposed
2924 to lay programs.
2925
2926 First of all, cgroup has a fundamentally inadequate interface to be
2927 exposed this way.  For a process to access its own knobs, it has to
2928 extract the path on the target hierarchy from /proc/self/cgroup,
2929 construct the path by appending the name of the knob to the path, open
2930 and then read and/or write to it.  This is not only extremely clunky
2931 and unusual but also inherently racy.  There is no conventional way to
2932 define transaction across the required steps and nothing can guarantee
2933 that the process would actually be operating on its own sub-hierarchy.
2934
2935 cgroup controllers implemented a number of knobs which would never be
2936 accepted as public APIs because they were just adding control knobs to
2937 system-management pseudo filesystem.  cgroup ended up with interface
2938 knobs which were not properly abstracted or refined and directly
2939 revealed kernel internal details.  These knobs got exposed to
2940 individual applications through the ill-defined delegation mechanism
2941 effectively abusing cgroup as a shortcut to implementing public APIs
2942 without going through the required scrutiny.
2943
2944 This was painful for both userland and kernel.  Userland ended up with
2945 misbehaving and poorly abstracted interfaces and kernel exposing and
2946 locked into constructs inadvertently.
2947
2948
2949 Competition Between Inner Nodes and Threads
2950 -------------------------------------------
2951
2952 cgroup v1 allowed threads to be in any cgroups which created an
2953 interesting problem where threads belonging to a parent cgroup and its
2954 children cgroups competed for resources.  This was nasty as two
2955 different types of entities competed and there was no obvious way to
2956 settle it.  Different controllers did different things.
2957
2958 The cpu controller considered threads and cgroups as equivalents and
2959 mapped nice levels to cgroup weights.  This worked for some cases but
2960 fell flat when children wanted to be allocated specific ratios of CPU
2961 cycles and the number of internal threads fluctuated - the ratios
2962 constantly changed as the number of competing entities fluctuated.
2963 There also were other issues.  The mapping from nice level to weight
2964 wasn't obvious or universal, and there were various other knobs which
2965 simply weren't available for threads.
2966
2967 The io controller implicitly created a hidden leaf node for each
2968 cgroup to host the threads.  The hidden leaf had its own copies of all
2969 the knobs with ``leaf_`` prefixed.  While this allowed equivalent
2970 control over internal threads, it was with serious drawbacks.  It
2971 always added an extra layer of nesting which wouldn't be necessary
2972 otherwise, made the interface messy and significantly complicated the
2973 implementation.
2974
2975 The memory controller didn't have a way to control what happened
2976 between internal tasks and child cgroups and the behavior was not
2977 clearly defined.  There were attempts to add ad-hoc behaviors and
2978 knobs to tailor the behavior to specific workloads which would have
2979 led to problems extremely difficult to resolve in the long term.
2980
2981 Multiple controllers struggled with internal tasks and came up with
2982 different ways to deal with it; unfortunately, all the approaches were
2983 severely flawed and, furthermore, the widely different behaviors
2984 made cgroup as a whole highly inconsistent.
2985
2986 This clearly is a problem which needs to be addressed from cgroup core
2987 in a uniform way.
2988
2989
2990 Other Interface Issues
2991 ----------------------
2992
2993 cgroup v1 grew without oversight and developed a large number of
2994 idiosyncrasies and inconsistencies.  One issue on the cgroup core side
2995 was how an empty cgroup was notified - a userland helper binary was
2996 forked and executed for each event.  The event delivery wasn't
2997 recursive or delegatable.  The limitations of the mechanism also led
2998 to in-kernel event delivery filtering mechanism further complicating
2999 the interface.
3000
3001 Controller interfaces were problematic too.  An extreme example is
3002 controllers completely ignoring hierarchical organization and treating
3003 all cgroups as if they were all located directly under the root
3004 cgroup.  Some controllers exposed a large amount of inconsistent
3005 implementation details to userland.
3006
3007 There also was no consistency across controllers.  When a new cgroup
3008 was created, some controllers defaulted to not imposing extra
3009 restrictions while others disallowed any resource usage until
3010 explicitly configured.  Configuration knobs for the same type of
3011 control used widely differing naming schemes and formats.  Statistics
3012 and information knobs were named arbitrarily and used different
3013 formats and units even in the same controller.
3014
3015 cgroup v2 establishes common conventions where appropriate and updates
3016 controllers so that they expose minimal and consistent interfaces.
3017
3018
3019 Controller Issues and Remedies
3020 ------------------------------
3021
3022 Memory
3023 ~~~~~~
3024
3025 The original lower boundary, the soft limit, is defined as a limit
3026 that is per default unset.  As a result, the set of cgroups that
3027 global reclaim prefers is opt-in, rather than opt-out.  The costs for
3028 optimizing these mostly negative lookups are so high that the
3029 implementation, despite its enormous size, does not even provide the
3030 basic desirable behavior.  First off, the soft limit has no
3031 hierarchical meaning.  All configured groups are organized in a global
3032 rbtree and treated like equal peers, regardless where they are located
3033 in the hierarchy.  This makes subtree delegation impossible.  Second,
3034 the soft limit reclaim pass is so aggressive that it not just
3035 introduces high allocation latencies into the system, but also impacts
3036 system performance due to overreclaim, to the point where the feature
3037 becomes self-defeating.
3038
3039 The memory.low boundary on the other hand is a top-down allocated
3040 reserve.  A cgroup enjoys reclaim protection when it's within its
3041 effective low, which makes delegation of subtrees possible. It also
3042 enjoys having reclaim pressure proportional to its overage when
3043 above its effective low.
3044
3045 The original high boundary, the hard limit, is defined as a strict
3046 limit that can not budge, even if the OOM killer has to be called.
3047 But this generally goes against the goal of making the most out of the
3048 available memory.  The memory consumption of workloads varies during
3049 runtime, and that requires users to overcommit.  But doing that with a
3050 strict upper limit requires either a fairly accurate prediction of the
3051 working set size or adding slack to the limit.  Since working set size
3052 estimation is hard and error prone, and getting it wrong results in
3053 OOM kills, most users tend to err on the side of a looser limit and
3054 end up wasting precious resources.
3055
3056 The memory.high boundary on the other hand can be set much more
3057 conservatively.  When hit, it throttles allocations by forcing them
3058 into direct reclaim to work off the excess, but it never invokes the
3059 OOM killer.  As a result, a high boundary that is chosen too
3060 aggressively will not terminate the processes, but instead it will
3061 lead to gradual performance degradation.  The user can monitor this
3062 and make corrections until the minimal memory footprint that still
3063 gives acceptable performance is found.
3064
3065 In extreme cases, with many concurrent allocations and a complete
3066 breakdown of reclaim progress within the group, the high boundary can
3067 be exceeded.  But even then it's mostly better to satisfy the
3068 allocation from the slack available in other groups or the rest of the
3069 system than killing the group.  Otherwise, memory.max is there to
3070 limit this type of spillover and ultimately contain buggy or even
3071 malicious applications.
3072
3073 Setting the original memory.limit_in_bytes below the current usage was
3074 subject to a race condition, where concurrent charges could cause the
3075 limit setting to fail. memory.max on the other hand will first set the
3076 limit to prevent new charges, and then reclaim and OOM kill until the
3077 new limit is met - or the task writing to memory.max is killed.
3078
3079 The combined memory+swap accounting and limiting is replaced by real
3080 control over swap space.
3081
3082 The main argument for a combined memory+swap facility in the original
3083 cgroup design was that global or parental pressure would always be
3084 able to swap all anonymous memory of a child group, regardless of the
3085 child's own (possibly untrusted) configuration.  However, untrusted
3086 groups can sabotage swapping by other means - such as referencing its
3087 anonymous memory in a tight loop - and an admin can not assume full
3088 swappability when overcommitting untrusted jobs.
3089
3090 For trusted jobs, on the other hand, a combined counter is not an
3091 intuitive userspace interface, and it flies in the face of the idea
3092 that cgroup controllers should account and limit specific physical
3093 resources.  Swap space is a resource like all others in the system,
3094 and that's why unified hierarchy allows distributing it separately.