]> git.karo-electronics.de Git - mv-sheeva.git/blob - Documentation/cgroups/memory.txt
687dea5bf1fdf19f70106b03393750d625e9a709
[mv-sheeva.git] / Documentation / cgroups / memory.txt
1 Memory Resource Controller
2
3 NOTE: The Memory Resource Controller has generically been referred to as the
4       memory controller in this document. Do not confuse memory controller
5       used here with the memory controller that is used in hardware.
6
7 (For editors)
8 In this document:
9       When we mention a cgroup (cgroupfs's directory) with memory controller,
10       we call it "memory cgroup". When you see git-log and source code, you'll
11       see patch's title and function names tend to use "memcg".
12       In this document, we avoid using it.
13
14 Benefits and Purpose of the memory controller
15
16 The memory controller isolates the memory behaviour of a group of tasks
17 from the rest of the system. The article on LWN [12] mentions some probable
18 uses of the memory controller. The memory controller can be used to
19
20 a. Isolate an application or a group of applications
21    Memory hungry applications can be isolated and limited to a smaller
22    amount of memory.
23 b. Create a cgroup with limited amount of memory, this can be used
24    as a good alternative to booting with mem=XXXX.
25 c. Virtualization solutions can control the amount of memory they want
26    to assign to a virtual machine instance.
27 d. A CD/DVD burner could control the amount of memory used by the
28    rest of the system to ensure that burning does not fail due to lack
29    of available memory.
30 e. There are several other use cases, find one or use the controller just
31    for fun (to learn and hack on the VM subsystem).
32
33 Current Status: linux-2.6.34-mmotm(development version of 2010/April)
34
35 Features:
36  - accounting anonymous pages, file caches, swap caches usage and limiting them.
37  - private LRU and reclaim routine. (system's global LRU and private LRU
38    work independently from each other)
39  - optionally, memory+swap usage can be accounted and limited.
40  - hierarchical accounting
41  - soft limit
42  - moving(recharging) account at moving a task is selectable.
43  - usage threshold notifier
44  - oom-killer disable knob and oom-notifier
45  - Root cgroup has no limit controls.
46
47  Hugepages is not under control yet. We just manage pages on LRU. To add more
48  controls, we have to take care of performance. Kernel memory support is work
49  in progress, and the current version provides basically functionality.
50
51 Brief summary of control files.
52
53  tasks                           # attach a task(thread) and show list of threads
54  cgroup.procs                    # show list of processes
55  cgroup.event_control            # an interface for event_fd()
56  memory.usage_in_bytes           # show current res_counter usage for memory
57                                  (See 5.5 for details)
58  memory.memsw.usage_in_bytes     # show current res_counter usage for memory+Swap
59                                  (See 5.5 for details)
60  memory.kmem.usage_in_bytes      # show current res_counter usage for kmem only.
61                                  (See 2.7 for details)
62  memory.limit_in_bytes           # set/show limit of memory usage
63  memory.memsw.limit_in_bytes     # set/show limit of memory+Swap usage
64  memory.kmem.limit_in_bytes      # if allowed, set/show limit of kernel memory
65  memory.failcnt                  # show the number of memory usage hits limits
66  memory.memsw.failcnt            # show the number of memory+Swap hits limits
67  memory.max_usage_in_bytes       # show max memory usage recorded
68  memory.memsw.usage_in_bytes     # show max memory+Swap usage recorded
69  memory.soft_limit_in_bytes      # set/show soft limit of memory usage
70  memory.stat                     # show various statistics
71  memory.use_hierarchy            # set/show hierarchical account enabled
72  memory.force_empty              # trigger forced move charge to parent
73  memory.swappiness               # set/show swappiness parameter of vmscan
74                                  (See sysctl's vm.swappiness)
75  memory.move_charge_at_immigrate # set/show controls of moving charges
76  memory.oom_control              # set/show oom controls.
77  memory.numa_stat                # show the number of memory usage per numa node
78
79  memory.independent_kmem_limit   # select whether or not kernel memory limits are
80                                    independent of user limits
81
82 1. History
83
84 The memory controller has a long history. A request for comments for the memory
85 controller was posted by Balbir Singh [1]. At the time the RFC was posted
86 there were several implementations for memory control. The goal of the
87 RFC was to build consensus and agreement for the minimal features required
88 for memory control. The first RSS controller was posted by Balbir Singh[2]
89 in Feb 2007. Pavel Emelianov [3][4][5] has since posted three versions of the
90 RSS controller. At OLS, at the resource management BoF, everyone suggested
91 that we handle both page cache and RSS together. Another request was raised
92 to allow user space handling of OOM. The current memory controller is
93 at version 6; it combines both mapped (RSS) and unmapped Page
94 Cache Control [11].
95
96 2. Memory Control
97
98 Memory is a unique resource in the sense that it is present in a limited
99 amount. If a task requires a lot of CPU processing, the task can spread
100 its processing over a period of hours, days, months or years, but with
101 memory, the same physical memory needs to be reused to accomplish the task.
102
103 The memory controller implementation has been divided into phases. These
104 are:
105
106 1. Memory controller
107 2. mlock(2) controller
108 3. Kernel user memory accounting and slab control
109 4. user mappings length controller
110
111 The memory controller is the first controller developed.
112
113 2.1. Design
114
115 The core of the design is a counter called the res_counter. The res_counter
116 tracks the current memory usage and limit of the group of processes associated
117 with the controller. Each cgroup has a memory controller specific data
118 structure (mem_cgroup) associated with it.
119
120 2.2. Accounting
121
122                 +--------------------+
123                 |  mem_cgroup     |
124                 |  (res_counter)     |
125                 +--------------------+
126                  /            ^      \
127                 /             |       \
128            +---------------+  |        +---------------+
129            | mm_struct     |  |....    | mm_struct     |
130            |               |  |        |               |
131            +---------------+  |        +---------------+
132                               |
133                               + --------------+
134                                               |
135            +---------------+           +------+--------+
136            | page          +---------->  page_cgroup|
137            |               |           |               |
138            +---------------+           +---------------+
139
140              (Figure 1: Hierarchy of Accounting)
141
142
143 Figure 1 shows the important aspects of the controller
144
145 1. Accounting happens per cgroup
146 2. Each mm_struct knows about which cgroup it belongs to
147 3. Each page has a pointer to the page_cgroup, which in turn knows the
148    cgroup it belongs to
149
150 The accounting is done as follows: mem_cgroup_charge() is invoked to setup
151 the necessary data structures and check if the cgroup that is being charged
152 is over its limit. If it is then reclaim is invoked on the cgroup.
153 More details can be found in the reclaim section of this document.
154 If everything goes well, a page meta-data-structure called page_cgroup is
155 updated. page_cgroup has its own LRU on cgroup.
156 (*) page_cgroup structure is allocated at boot/memory-hotplug time.
157
158 2.2.1 Accounting details
159
160 All mapped anon pages (RSS) and cache pages (Page Cache) are accounted.
161 Some pages which are never reclaimable and will not be on the global LRU
162 are not accounted. We just account pages under usual VM management.
163
164 RSS pages are accounted at page_fault unless they've already been accounted
165 for earlier. A file page will be accounted for as Page Cache when it's
166 inserted into inode (radix-tree). While it's mapped into the page tables of
167 processes, duplicate accounting is carefully avoided.
168
169 A RSS page is unaccounted when it's fully unmapped. A PageCache page is
170 unaccounted when it's removed from radix-tree. Even if RSS pages are fully
171 unmapped (by kswapd), they may exist as SwapCache in the system until they
172 are really freed. Such SwapCaches also also accounted.
173 A swapped-in page is not accounted until it's mapped.
174
175 Note: The kernel does swapin-readahead and read multiple swaps at once.
176 This means swapped-in pages may contain pages for other tasks than a task
177 causing page fault. So, we avoid accounting at swap-in I/O.
178
179 At page migration, accounting information is kept.
180
181 Note: we just account pages-on-LRU because our purpose is to control amount
182 of used pages; not-on-LRU pages tend to be out-of-control from VM view.
183
184 2.3 Shared Page Accounting
185
186 Shared pages are accounted on the basis of the first touch approach. The
187 cgroup that first touches a page is accounted for the page. The principle
188 behind this approach is that a cgroup that aggressively uses a shared
189 page will eventually get charged for it (once it is uncharged from
190 the cgroup that brought it in -- this will happen on memory pressure).
191
192 Exception: If CONFIG_CGROUP_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP is not used.
193 When you do swapoff and make swapped-out pages of shmem(tmpfs) to
194 be backed into memory in force, charges for pages are accounted against the
195 caller of swapoff rather than the users of shmem.
196
197
198 2.4 Swap Extension (CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP)
199
200 Swap Extension allows you to record charge for swap. A swapped-in page is
201 charged back to original page allocator if possible.
202
203 When swap is accounted, following files are added.
204  - memory.memsw.usage_in_bytes.
205  - memory.memsw.limit_in_bytes.
206
207 memsw means memory+swap. Usage of memory+swap is limited by
208 memsw.limit_in_bytes.
209
210 Example: Assume a system with 4G of swap. A task which allocates 6G of memory
211 (by mistake) under 2G memory limitation will use all swap.
212 In this case, setting memsw.limit_in_bytes=3G will prevent bad use of swap.
213 By using memsw limit, you can avoid system OOM which can be caused by swap
214 shortage.
215
216 * why 'memory+swap' rather than swap.
217 The global LRU(kswapd) can swap out arbitrary pages. Swap-out means
218 to move account from memory to swap...there is no change in usage of
219 memory+swap. In other words, when we want to limit the usage of swap without
220 affecting global LRU, memory+swap limit is better than just limiting swap from
221 OS point of view.
222
223 * What happens when a cgroup hits memory.memsw.limit_in_bytes
224 When a cgroup hits memory.memsw.limit_in_bytes, it's useless to do swap-out
225 in this cgroup. Then, swap-out will not be done by cgroup routine and file
226 caches are dropped. But as mentioned above, global LRU can do swapout memory
227 from it for sanity of the system's memory management state. You can't forbid
228 it by cgroup.
229
230 2.5 Reclaim
231
232 Each cgroup maintains a per cgroup LRU which has the same structure as
233 global VM. When a cgroup goes over its limit, we first try
234 to reclaim memory from the cgroup so as to make space for the new
235 pages that the cgroup has touched. If the reclaim is unsuccessful,
236 an OOM routine is invoked to select and kill the bulkiest task in the
237 cgroup. (See 10. OOM Control below.)
238
239 The reclaim algorithm has not been modified for cgroups, except that
240 pages that are selected for reclaiming come from the per cgroup LRU
241 list.
242
243 NOTE: Reclaim does not work for the root cgroup, since we cannot set any
244 limits on the root cgroup.
245
246 Note2: When panic_on_oom is set to "2", the whole system will panic.
247
248 When oom event notifier is registered, event will be delivered.
249 (See oom_control section)
250
251 2.6 Locking
252
253    lock_page_cgroup()/unlock_page_cgroup() should not be called under
254    mapping->tree_lock.
255
256    Other lock order is following:
257    PG_locked.
258    mm->page_table_lock
259        zone->lru_lock
260           lock_page_cgroup.
261   In many cases, just lock_page_cgroup() is called.
262   per-zone-per-cgroup LRU (cgroup's private LRU) is just guarded by
263   zone->lru_lock, it has no lock of its own.
264
265 2.7 Kernel Memory Extension (CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM)
266
267 With the Kernel memory extension, the Memory Controller is able to limit
268 the amount of kernel memory used by the system. Kernel memory is fundamentally
269 different than user memory, since it can't be swapped out, which makes it
270 possible to DoS the system by consuming too much of this precious resource.
271
272 Some kernel memory resources may be accounted and limited separately from the
273 main "kmem" resource. For instance, a slab cache that is considered important
274 enough to be limited separately may have its own knobs.
275
276 Kernel memory limits are not imposed for the root cgroup. Usage for the root
277 cgroup may or may not be accounted.
278
279 Memory limits as specified by the standard Memory Controller may or may not
280 take kernel memory into consideration. This is achieved through the file
281 memory.independent_kmem_limit. A Value different than 0 will allow for kernel
282 memory to be controlled separately.
283
284 When kernel memory limits are not independent, the limit values set in
285 memory.kmem files are ignored.
286
287 Currently no soft limit is implemented for kernel memory. It is future work
288 to trigger slab reclaim when those limits are reached.
289
290 2.7.1 Current Kernel Memory resources accounted
291
292 * sockets memory pressure: some sockets protocols have memory pressure
293 thresholds. The Memory Controller allows them to be controlled individually
294 per cgroup, instead of globally.
295
296 * tcp memory pressure: sockets memory pressure for the tcp protocol.
297
298 3. User Interface
299
300 0. Configuration
301
302 a. Enable CONFIG_CGROUPS
303 b. Enable CONFIG_RESOURCE_COUNTERS
304 c. Enable CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
305 d. Enable CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP (to use swap extension)
306
307 1. Prepare the cgroups (see cgroups.txt, Why are cgroups needed?)
308 # mount -t tmpfs none /sys/fs/cgroup
309 # mkdir /sys/fs/cgroup/memory
310 # mount -t cgroup none /sys/fs/cgroup/memory -o memory
311
312 2. Make the new group and move bash into it
313 # mkdir /sys/fs/cgroup/memory/0
314 # echo $$ > /sys/fs/cgroup/memory/0/tasks
315
316 Since now we're in the 0 cgroup, we can alter the memory limit:
317 # echo 4M > /sys/fs/cgroup/memory/0/memory.limit_in_bytes
318
319 NOTE: We can use a suffix (k, K, m, M, g or G) to indicate values in kilo,
320 mega or gigabytes. (Here, Kilo, Mega, Giga are Kibibytes, Mebibytes, Gibibytes.)
321
322 NOTE: We can write "-1" to reset the *.limit_in_bytes(unlimited).
323 NOTE: We cannot set limits on the root cgroup any more.
324
325 # cat /sys/fs/cgroup/memory/0/memory.limit_in_bytes
326 4194304
327
328 We can check the usage:
329 # cat /sys/fs/cgroup/memory/0/memory.usage_in_bytes
330 1216512
331
332 A successful write to this file does not guarantee a successful set of
333 this limit to the value written into the file. This can be due to a
334 number of factors, such as rounding up to page boundaries or the total
335 availability of memory on the system. The user is required to re-read
336 this file after a write to guarantee the value committed by the kernel.
337
338 # echo 1 > memory.limit_in_bytes
339 # cat memory.limit_in_bytes
340 4096
341
342 The memory.failcnt field gives the number of times that the cgroup limit was
343 exceeded.
344
345 The memory.stat file gives accounting information. Now, the number of
346 caches, RSS and Active pages/Inactive pages are shown.
347
348 4. Testing
349
350 For testing features and implementation, see memcg_test.txt.
351
352 Performance test is also important. To see pure memory controller's overhead,
353 testing on tmpfs will give you good numbers of small overheads.
354 Example: do kernel make on tmpfs.
355
356 Page-fault scalability is also important. At measuring parallel
357 page fault test, multi-process test may be better than multi-thread
358 test because it has noise of shared objects/status.
359
360 But the above two are testing extreme situations.
361 Trying usual test under memory controller is always helpful.
362
363 4.1 Troubleshooting
364
365 Sometimes a user might find that the application under a cgroup is
366 terminated by OOM killer. There are several causes for this:
367
368 1. The cgroup limit is too low (just too low to do anything useful)
369 2. The user is using anonymous memory and swap is turned off or too low
370
371 A sync followed by echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches will help get rid of
372 some of the pages cached in the cgroup (page cache pages).
373
374 To know what happens, disable OOM_Kill by 10. OOM Control(see below) and
375 seeing what happens will be helpful.
376
377 4.2 Task migration
378
379 When a task migrates from one cgroup to another, its charge is not
380 carried forward by default. The pages allocated from the original cgroup still
381 remain charged to it, the charge is dropped when the page is freed or
382 reclaimed.
383
384 You can move charges of a task along with task migration.
385 See 8. "Move charges at task migration"
386
387 4.3 Removing a cgroup
388
389 A cgroup can be removed by rmdir, but as discussed in sections 4.1 and 4.2, a
390 cgroup might have some charge associated with it, even though all
391 tasks have migrated away from it. (because we charge against pages, not
392 against tasks.)
393
394 Such charges are freed or moved to their parent. At moving, both of RSS
395 and CACHES are moved to parent.
396 rmdir() may return -EBUSY if freeing/moving fails. See 5.1 also.
397
398 Charges recorded in swap information is not updated at removal of cgroup.
399 Recorded information is discarded and a cgroup which uses swap (swapcache)
400 will be charged as a new owner of it.
401
402
403 5. Misc. interfaces.
404
405 5.1 force_empty
406   memory.force_empty interface is provided to make cgroup's memory usage empty.
407   You can use this interface only when the cgroup has no tasks.
408   When writing anything to this
409
410   # echo 0 > memory.force_empty
411
412   Almost all pages tracked by this memory cgroup will be unmapped and freed.
413   Some pages cannot be freed because they are locked or in-use. Such pages are
414   moved to parent and this cgroup will be empty. This may return -EBUSY if
415   VM is too busy to free/move all pages immediately.
416
417   Typical use case of this interface is that calling this before rmdir().
418   Because rmdir() moves all pages to parent, some out-of-use page caches can be
419   moved to the parent. If you want to avoid that, force_empty will be useful.
420
421 5.2 stat file
422
423 memory.stat file includes following statistics
424
425 # per-memory cgroup local status
426 cache           - # of bytes of page cache memory.
427 rss             - # of bytes of anonymous and swap cache memory.
428 mapped_file     - # of bytes of mapped file (includes tmpfs/shmem)
429 pgpgin          - # of pages paged in (equivalent to # of charging events).
430 pgpgout         - # of pages paged out (equivalent to # of uncharging events).
431 swap            - # of bytes of swap usage
432 inactive_anon   - # of bytes of anonymous memory and swap cache memory on
433                 LRU list.
434 active_anon     - # of bytes of anonymous and swap cache memory on active
435                 inactive LRU list.
436 inactive_file   - # of bytes of file-backed memory on inactive LRU list.
437 active_file     - # of bytes of file-backed memory on active LRU list.
438 unevictable     - # of bytes of memory that cannot be reclaimed (mlocked etc).
439
440 # status considering hierarchy (see memory.use_hierarchy settings)
441
442 hierarchical_memory_limit - # of bytes of memory limit with regard to hierarchy
443                         under which the memory cgroup is
444 hierarchical_memsw_limit - # of bytes of memory+swap limit with regard to
445                         hierarchy under which memory cgroup is.
446
447 total_cache             - sum of all children's "cache"
448 total_rss               - sum of all children's "rss"
449 total_mapped_file       - sum of all children's "cache"
450 total_pgpgin            - sum of all children's "pgpgin"
451 total_pgpgout           - sum of all children's "pgpgout"
452 total_swap              - sum of all children's "swap"
453 total_inactive_anon     - sum of all children's "inactive_anon"
454 total_active_anon       - sum of all children's "active_anon"
455 total_inactive_file     - sum of all children's "inactive_file"
456 total_active_file       - sum of all children's "active_file"
457 total_unevictable       - sum of all children's "unevictable"
458
459 # The following additional stats are dependent on CONFIG_DEBUG_VM.
460
461 recent_rotated_anon     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
462 recent_rotated_file     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
463 recent_scanned_anon     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
464 recent_scanned_file     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
465
466 Memo:
467         recent_rotated means recent frequency of LRU rotation.
468         recent_scanned means recent # of scans to LRU.
469         showing for better debug please see the code for meanings.
470
471 Note:
472         Only anonymous and swap cache memory is listed as part of 'rss' stat.
473         This should not be confused with the true 'resident set size' or the
474         amount of physical memory used by the cgroup.
475         'rss + file_mapped" will give you resident set size of cgroup.
476         (Note: file and shmem may be shared among other cgroups. In that case,
477          file_mapped is accounted only when the memory cgroup is owner of page
478          cache.)
479
480 5.3 swappiness
481
482 Similar to /proc/sys/vm/swappiness, but affecting a hierarchy of groups only.
483
484 Following cgroups' swappiness can't be changed.
485 - root cgroup (uses /proc/sys/vm/swappiness).
486 - a cgroup which uses hierarchy and it has other cgroup(s) below it.
487 - a cgroup which uses hierarchy and not the root of hierarchy.
488
489 5.4 failcnt
490
491 A memory cgroup provides memory.failcnt and memory.memsw.failcnt files.
492 This failcnt(== failure count) shows the number of times that a usage counter
493 hit its limit. When a memory cgroup hits a limit, failcnt increases and
494 memory under it will be reclaimed.
495
496 You can reset failcnt by writing 0 to failcnt file.
497 # echo 0 > .../memory.failcnt
498
499 5.5 usage_in_bytes
500
501 For efficiency, as other kernel components, memory cgroup uses some optimization
502 to avoid unnecessary cacheline false sharing. usage_in_bytes is affected by the
503 method and doesn't show 'exact' value of memory(and swap) usage, it's an fuzz
504 value for efficient access. (Of course, when necessary, it's synchronized.)
505 If you want to know more exact memory usage, you should use RSS+CACHE(+SWAP)
506 value in memory.stat(see 5.2).
507
508 5.6 numa_stat
509
510 This is similar to numa_maps but operates on a per-memcg basis.  This is
511 useful for providing visibility into the numa locality information within
512 an memcg since the pages are allowed to be allocated from any physical
513 node.  One of the usecases is evaluating application performance by
514 combining this information with the application's cpu allocation.
515
516 We export "total", "file", "anon" and "unevictable" pages per-node for
517 each memcg.  The ouput format of memory.numa_stat is:
518
519 total=<total pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
520 file=<total file pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
521 anon=<total anon pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
522 unevictable=<total anon pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
523
524 And we have total = file + anon + unevictable.
525
526 6. Hierarchy support
527
528 The memory controller supports a deep hierarchy and hierarchical accounting.
529 The hierarchy is created by creating the appropriate cgroups in the
530 cgroup filesystem. Consider for example, the following cgroup filesystem
531 hierarchy
532
533                root
534              /  |   \
535             /   |    \
536            a    b     c
537                       | \
538                       |  \
539                       d   e
540
541 In the diagram above, with hierarchical accounting enabled, all memory
542 usage of e, is accounted to its ancestors up until the root (i.e, c and root),
543 that has memory.use_hierarchy enabled. If one of the ancestors goes over its
544 limit, the reclaim algorithm reclaims from the tasks in the ancestor and the
545 children of the ancestor.
546
547 6.1 Enabling hierarchical accounting and reclaim
548
549 A memory cgroup by default disables the hierarchy feature. Support
550 can be enabled by writing 1 to memory.use_hierarchy file of the root cgroup
551
552 # echo 1 > memory.use_hierarchy
553
554 The feature can be disabled by
555
556 # echo 0 > memory.use_hierarchy
557
558 NOTE1: Enabling/disabling will fail if either the cgroup already has other
559        cgroups created below it, or if the parent cgroup has use_hierarchy
560        enabled.
561
562 NOTE2: When panic_on_oom is set to "2", the whole system will panic in
563        case of an OOM event in any cgroup.
564
565 7. Soft limits
566
567 Soft limits allow for greater sharing of memory. The idea behind soft limits
568 is to allow control groups to use as much of the memory as needed, provided
569
570 a. There is no memory contention
571 b. They do not exceed their hard limit
572
573 When the system detects memory contention or low memory, control groups
574 are pushed back to their soft limits. If the soft limit of each control
575 group is very high, they are pushed back as much as possible to make
576 sure that one control group does not starve the others of memory.
577
578 Please note that soft limits is a best effort feature, it comes with
579 no guarantees, but it does its best to make sure that when memory is
580 heavily contended for, memory is allocated based on the soft limit
581 hints/setup. Currently soft limit based reclaim is setup such that
582 it gets invoked from balance_pgdat (kswapd).
583
584 7.1 Interface
585
586 Soft limits can be setup by using the following commands (in this example we
587 assume a soft limit of 256 MiB)
588
589 # echo 256M > memory.soft_limit_in_bytes
590
591 If we want to change this to 1G, we can at any time use
592
593 # echo 1G > memory.soft_limit_in_bytes
594
595 NOTE1: Soft limits take effect over a long period of time, since they involve
596        reclaiming memory for balancing between memory cgroups
597 NOTE2: It is recommended to set the soft limit always below the hard limit,
598        otherwise the hard limit will take precedence.
599
600 8. Move charges at task migration
601
602 Users can move charges associated with a task along with task migration, that
603 is, uncharge task's pages from the old cgroup and charge them to the new cgroup.
604 This feature is not supported in !CONFIG_MMU environments because of lack of
605 page tables.
606
607 8.1 Interface
608
609 This feature is disabled by default. It can be enabled(and disabled again) by
610 writing to memory.move_charge_at_immigrate of the destination cgroup.
611
612 If you want to enable it:
613
614 # echo (some positive value) > memory.move_charge_at_immigrate
615
616 Note: Each bits of move_charge_at_immigrate has its own meaning about what type
617       of charges should be moved. See 8.2 for details.
618 Note: Charges are moved only when you move mm->owner, IOW, a leader of a thread
619       group.
620 Note: If we cannot find enough space for the task in the destination cgroup, we
621       try to make space by reclaiming memory. Task migration may fail if we
622       cannot make enough space.
623 Note: It can take several seconds if you move charges much.
624
625 And if you want disable it again:
626
627 # echo 0 > memory.move_charge_at_immigrate
628
629 8.2 Type of charges which can be move
630
631 Each bits of move_charge_at_immigrate has its own meaning about what type of
632 charges should be moved. But in any cases, it must be noted that an account of
633 a page or a swap can be moved only when it is charged to the task's current(old)
634 memory cgroup.
635
636   bit | what type of charges would be moved ?
637  -----+------------------------------------------------------------------------
638    0  | A charge of an anonymous page(or swap of it) used by the target task.
639       | Those pages and swaps must be used only by the target task. You must
640       | enable Swap Extension(see 2.4) to enable move of swap charges.
641  -----+------------------------------------------------------------------------
642    1  | A charge of file pages(normal file, tmpfs file(e.g. ipc shared memory)
643       | and swaps of tmpfs file) mmapped by the target task. Unlike the case of
644       | anonymous pages, file pages(and swaps) in the range mmapped by the task
645       | will be moved even if the task hasn't done page fault, i.e. they might
646       | not be the task's "RSS", but other task's "RSS" that maps the same file.
647       | And mapcount of the page is ignored(the page can be moved even if
648       | page_mapcount(page) > 1). You must enable Swap Extension(see 2.4) to
649       | enable move of swap charges.
650
651 8.3 TODO
652
653 - Implement madvise(2) to let users decide the vma to be moved or not to be
654   moved.
655 - All of moving charge operations are done under cgroup_mutex. It's not good
656   behavior to hold the mutex too long, so we may need some trick.
657
658 9. Memory thresholds
659
660 Memory cgroup implements memory thresholds using cgroups notification
661 API (see cgroups.txt). It allows to register multiple memory and memsw
662 thresholds and gets notifications when it crosses.
663
664 To register a threshold application need:
665 - create an eventfd using eventfd(2);
666 - open memory.usage_in_bytes or memory.memsw.usage_in_bytes;
667 - write string like "<event_fd> <fd of memory.usage_in_bytes> <threshold>" to
668   cgroup.event_control.
669
670 Application will be notified through eventfd when memory usage crosses
671 threshold in any direction.
672
673 It's applicable for root and non-root cgroup.
674
675 10. OOM Control
676
677 memory.oom_control file is for OOM notification and other controls.
678
679 Memory cgroup implements OOM notifier using cgroup notification
680 API (See cgroups.txt). It allows to register multiple OOM notification
681 delivery and gets notification when OOM happens.
682
683 To register a notifier, application need:
684  - create an eventfd using eventfd(2)
685  - open memory.oom_control file
686  - write string like "<event_fd> <fd of memory.oom_control>" to
687    cgroup.event_control
688
689 Application will be notified through eventfd when OOM happens.
690 OOM notification doesn't work for root cgroup.
691
692 You can disable OOM-killer by writing "1" to memory.oom_control file, as:
693
694         #echo 1 > memory.oom_control
695
696 This operation is only allowed to the top cgroup of sub-hierarchy.
697 If OOM-killer is disabled, tasks under cgroup will hang/sleep
698 in memory cgroup's OOM-waitqueue when they request accountable memory.
699
700 For running them, you have to relax the memory cgroup's OOM status by
701         * enlarge limit or reduce usage.
702 To reduce usage,
703         * kill some tasks.
704         * move some tasks to other group with account migration.
705         * remove some files (on tmpfs?)
706
707 Then, stopped tasks will work again.
708
709 At reading, current status of OOM is shown.
710         oom_kill_disable 0 or 1 (if 1, oom-killer is disabled)
711         under_oom        0 or 1 (if 1, the memory cgroup is under OOM, tasks may
712                                  be stopped.)
713
714 11. TODO
715
716 1. Add support for accounting huge pages (as a separate controller)
717 2. Make per-cgroup scanner reclaim not-shared pages first
718 3. Teach controller to account for shared-pages
719 4. Start reclamation in the background when the limit is
720    not yet hit but the usage is getting closer
721
722 Summary
723
724 Overall, the memory controller has been a stable controller and has been
725 commented and discussed quite extensively in the community.
726
727 References
728
729 1. Singh, Balbir. RFC: Memory Controller, http://lwn.net/Articles/206697/
730 2. Singh, Balbir. Memory Controller (RSS Control),
731    http://lwn.net/Articles/222762/
732 3. Emelianov, Pavel. Resource controllers based on process cgroups
733    http://lkml.org/lkml/2007/3/6/198
734 4. Emelianov, Pavel. RSS controller based on process cgroups (v2)
735    http://lkml.org/lkml/2007/4/9/78
736 5. Emelianov, Pavel. RSS controller based on process cgroups (v3)
737    http://lkml.org/lkml/2007/5/30/244
738 6. Menage, Paul. Control Groups v10, http://lwn.net/Articles/236032/
739 7. Vaidyanathan, Srinivasan, Control Groups: Pagecache accounting and control
740    subsystem (v3), http://lwn.net/Articles/235534/
741 8. Singh, Balbir. RSS controller v2 test results (lmbench),
742    http://lkml.org/lkml/2007/5/17/232
743 9. Singh, Balbir. RSS controller v2 AIM9 results
744    http://lkml.org/lkml/2007/5/18/1
745 10. Singh, Balbir. Memory controller v6 test results,
746     http://lkml.org/lkml/2007/8/19/36
747 11. Singh, Balbir. Memory controller introduction (v6),
748     http://lkml.org/lkml/2007/8/17/69
749 12. Corbet, Jonathan, Controlling memory use in cgroups,
750     http://lwn.net/Articles/243795/