]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - Documentation/cgroups/memory.txt
Merge branch '3.3-rc-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/nab...
[karo-tx-linux.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  Kernel memory support is work in progress, and the current version provides
48  basically functionality. (See Section 2.7)
49
50 Brief summary of control files.
51
52  tasks                           # attach a task(thread) and show list of threads
53  cgroup.procs                    # show list of processes
54  cgroup.event_control            # an interface for event_fd()
55  memory.usage_in_bytes           # show current res_counter usage for memory
56                                  (See 5.5 for details)
57  memory.memsw.usage_in_bytes     # show current res_counter usage for memory+Swap
58                                  (See 5.5 for details)
59  memory.limit_in_bytes           # set/show limit of memory usage
60  memory.memsw.limit_in_bytes     # set/show limit of memory+Swap usage
61  memory.failcnt                  # show the number of memory usage hits limits
62  memory.memsw.failcnt            # show the number of memory+Swap hits limits
63  memory.max_usage_in_bytes       # show max memory usage recorded
64  memory.memsw.max_usage_in_bytes # show max memory+Swap usage recorded
65  memory.soft_limit_in_bytes      # set/show soft limit of memory usage
66  memory.stat                     # show various statistics
67  memory.use_hierarchy            # set/show hierarchical account enabled
68  memory.force_empty              # trigger forced move charge to parent
69  memory.swappiness               # set/show swappiness parameter of vmscan
70                                  (See sysctl's vm.swappiness)
71  memory.move_charge_at_immigrate # set/show controls of moving charges
72  memory.oom_control              # set/show oom controls.
73  memory.numa_stat                # show the number of memory usage per numa node
74
75  memory.kmem.tcp.limit_in_bytes  # set/show hard limit for tcp buf memory
76  memory.kmem.tcp.usage_in_bytes  # show current tcp buf memory allocation
77
78 1. History
79
80 The memory controller has a long history. A request for comments for the memory
81 controller was posted by Balbir Singh [1]. At the time the RFC was posted
82 there were several implementations for memory control. The goal of the
83 RFC was to build consensus and agreement for the minimal features required
84 for memory control. The first RSS controller was posted by Balbir Singh[2]
85 in Feb 2007. Pavel Emelianov [3][4][5] has since posted three versions of the
86 RSS controller. At OLS, at the resource management BoF, everyone suggested
87 that we handle both page cache and RSS together. Another request was raised
88 to allow user space handling of OOM. The current memory controller is
89 at version 6; it combines both mapped (RSS) and unmapped Page
90 Cache Control [11].
91
92 2. Memory Control
93
94 Memory is a unique resource in the sense that it is present in a limited
95 amount. If a task requires a lot of CPU processing, the task can spread
96 its processing over a period of hours, days, months or years, but with
97 memory, the same physical memory needs to be reused to accomplish the task.
98
99 The memory controller implementation has been divided into phases. These
100 are:
101
102 1. Memory controller
103 2. mlock(2) controller
104 3. Kernel user memory accounting and slab control
105 4. user mappings length controller
106
107 The memory controller is the first controller developed.
108
109 2.1. Design
110
111 The core of the design is a counter called the res_counter. The res_counter
112 tracks the current memory usage and limit of the group of processes associated
113 with the controller. Each cgroup has a memory controller specific data
114 structure (mem_cgroup) associated with it.
115
116 2.2. Accounting
117
118                 +--------------------+
119                 |  mem_cgroup     |
120                 |  (res_counter)     |
121                 +--------------------+
122                  /            ^      \
123                 /             |       \
124            +---------------+  |        +---------------+
125            | mm_struct     |  |....    | mm_struct     |
126            |               |  |        |               |
127            +---------------+  |        +---------------+
128                               |
129                               + --------------+
130                                               |
131            +---------------+           +------+--------+
132            | page          +---------->  page_cgroup|
133            |               |           |               |
134            +---------------+           +---------------+
135
136              (Figure 1: Hierarchy of Accounting)
137
138
139 Figure 1 shows the important aspects of the controller
140
141 1. Accounting happens per cgroup
142 2. Each mm_struct knows about which cgroup it belongs to
143 3. Each page has a pointer to the page_cgroup, which in turn knows the
144    cgroup it belongs to
145
146 The accounting is done as follows: mem_cgroup_charge() is invoked to setup
147 the necessary data structures and check if the cgroup that is being charged
148 is over its limit. If it is then reclaim is invoked on the cgroup.
149 More details can be found in the reclaim section of this document.
150 If everything goes well, a page meta-data-structure called page_cgroup is
151 updated. page_cgroup has its own LRU on cgroup.
152 (*) page_cgroup structure is allocated at boot/memory-hotplug time.
153
154 2.2.1 Accounting details
155
156 All mapped anon pages (RSS) and cache pages (Page Cache) are accounted.
157 Some pages which are never reclaimable and will not be on the global LRU
158 are not accounted. We just account pages under usual VM management.
159
160 RSS pages are accounted at page_fault unless they've already been accounted
161 for earlier. A file page will be accounted for as Page Cache when it's
162 inserted into inode (radix-tree). While it's mapped into the page tables of
163 processes, duplicate accounting is carefully avoided.
164
165 A RSS page is unaccounted when it's fully unmapped. A PageCache page is
166 unaccounted when it's removed from radix-tree. Even if RSS pages are fully
167 unmapped (by kswapd), they may exist as SwapCache in the system until they
168 are really freed. Such SwapCaches also also accounted.
169 A swapped-in page is not accounted until it's mapped.
170
171 Note: The kernel does swapin-readahead and read multiple swaps at once.
172 This means swapped-in pages may contain pages for other tasks than a task
173 causing page fault. So, we avoid accounting at swap-in I/O.
174
175 At page migration, accounting information is kept.
176
177 Note: we just account pages-on-LRU because our purpose is to control amount
178 of used pages; not-on-LRU pages tend to be out-of-control from VM view.
179
180 2.3 Shared Page Accounting
181
182 Shared pages are accounted on the basis of the first touch approach. The
183 cgroup that first touches a page is accounted for the page. The principle
184 behind this approach is that a cgroup that aggressively uses a shared
185 page will eventually get charged for it (once it is uncharged from
186 the cgroup that brought it in -- this will happen on memory pressure).
187
188 Exception: If CONFIG_CGROUP_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP is not used.
189 When you do swapoff and make swapped-out pages of shmem(tmpfs) to
190 be backed into memory in force, charges for pages are accounted against the
191 caller of swapoff rather than the users of shmem.
192
193
194 2.4 Swap Extension (CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP)
195
196 Swap Extension allows you to record charge for swap. A swapped-in page is
197 charged back to original page allocator if possible.
198
199 When swap is accounted, following files are added.
200  - memory.memsw.usage_in_bytes.
201  - memory.memsw.limit_in_bytes.
202
203 memsw means memory+swap. Usage of memory+swap is limited by
204 memsw.limit_in_bytes.
205
206 Example: Assume a system with 4G of swap. A task which allocates 6G of memory
207 (by mistake) under 2G memory limitation will use all swap.
208 In this case, setting memsw.limit_in_bytes=3G will prevent bad use of swap.
209 By using memsw limit, you can avoid system OOM which can be caused by swap
210 shortage.
211
212 * why 'memory+swap' rather than swap.
213 The global LRU(kswapd) can swap out arbitrary pages. Swap-out means
214 to move account from memory to swap...there is no change in usage of
215 memory+swap. In other words, when we want to limit the usage of swap without
216 affecting global LRU, memory+swap limit is better than just limiting swap from
217 OS point of view.
218
219 * What happens when a cgroup hits memory.memsw.limit_in_bytes
220 When a cgroup hits memory.memsw.limit_in_bytes, it's useless to do swap-out
221 in this cgroup. Then, swap-out will not be done by cgroup routine and file
222 caches are dropped. But as mentioned above, global LRU can do swapout memory
223 from it for sanity of the system's memory management state. You can't forbid
224 it by cgroup.
225
226 2.5 Reclaim
227
228 Each cgroup maintains a per cgroup LRU which has the same structure as
229 global VM. When a cgroup goes over its limit, we first try
230 to reclaim memory from the cgroup so as to make space for the new
231 pages that the cgroup has touched. If the reclaim is unsuccessful,
232 an OOM routine is invoked to select and kill the bulkiest task in the
233 cgroup. (See 10. OOM Control below.)
234
235 The reclaim algorithm has not been modified for cgroups, except that
236 pages that are selected for reclaiming come from the per cgroup LRU
237 list.
238
239 NOTE: Reclaim does not work for the root cgroup, since we cannot set any
240 limits on the root cgroup.
241
242 Note2: When panic_on_oom is set to "2", the whole system will panic.
243
244 When oom event notifier is registered, event will be delivered.
245 (See oom_control section)
246
247 2.6 Locking
248
249    lock_page_cgroup()/unlock_page_cgroup() should not be called under
250    mapping->tree_lock.
251
252    Other lock order is following:
253    PG_locked.
254    mm->page_table_lock
255        zone->lru_lock
256           lock_page_cgroup.
257   In many cases, just lock_page_cgroup() is called.
258   per-zone-per-cgroup LRU (cgroup's private LRU) is just guarded by
259   zone->lru_lock, it has no lock of its own.
260
261 2.7 Kernel Memory Extension (CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM)
262
263 With the Kernel memory extension, the Memory Controller is able to limit
264 the amount of kernel memory used by the system. Kernel memory is fundamentally
265 different than user memory, since it can't be swapped out, which makes it
266 possible to DoS the system by consuming too much of this precious resource.
267
268 Kernel memory limits are not imposed for the root cgroup. Usage for the root
269 cgroup may or may not be accounted.
270
271 Currently no soft limit is implemented for kernel memory. It is future work
272 to trigger slab reclaim when those limits are reached.
273
274 2.7.1 Current Kernel Memory resources accounted
275
276 * sockets memory pressure: some sockets protocols have memory pressure
277 thresholds. The Memory Controller allows them to be controlled individually
278 per cgroup, instead of globally.
279
280 * tcp memory pressure: sockets memory pressure for the tcp protocol.
281
282 3. User Interface
283
284 0. Configuration
285
286 a. Enable CONFIG_CGROUPS
287 b. Enable CONFIG_RESOURCE_COUNTERS
288 c. Enable CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
289 d. Enable CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP (to use swap extension)
290
291 1. Prepare the cgroups (see cgroups.txt, Why are cgroups needed?)
292 # mount -t tmpfs none /sys/fs/cgroup
293 # mkdir /sys/fs/cgroup/memory
294 # mount -t cgroup none /sys/fs/cgroup/memory -o memory
295
296 2. Make the new group and move bash into it
297 # mkdir /sys/fs/cgroup/memory/0
298 # echo $$ > /sys/fs/cgroup/memory/0/tasks
299
300 Since now we're in the 0 cgroup, we can alter the memory limit:
301 # echo 4M > /sys/fs/cgroup/memory/0/memory.limit_in_bytes
302
303 NOTE: We can use a suffix (k, K, m, M, g or G) to indicate values in kilo,
304 mega or gigabytes. (Here, Kilo, Mega, Giga are Kibibytes, Mebibytes, Gibibytes.)
305
306 NOTE: We can write "-1" to reset the *.limit_in_bytes(unlimited).
307 NOTE: We cannot set limits on the root cgroup any more.
308
309 # cat /sys/fs/cgroup/memory/0/memory.limit_in_bytes
310 4194304
311
312 We can check the usage:
313 # cat /sys/fs/cgroup/memory/0/memory.usage_in_bytes
314 1216512
315
316 A successful write to this file does not guarantee a successful set of
317 this limit to the value written into the file. This can be due to a
318 number of factors, such as rounding up to page boundaries or the total
319 availability of memory on the system. The user is required to re-read
320 this file after a write to guarantee the value committed by the kernel.
321
322 # echo 1 > memory.limit_in_bytes
323 # cat memory.limit_in_bytes
324 4096
325
326 The memory.failcnt field gives the number of times that the cgroup limit was
327 exceeded.
328
329 The memory.stat file gives accounting information. Now, the number of
330 caches, RSS and Active pages/Inactive pages are shown.
331
332 4. Testing
333
334 For testing features and implementation, see memcg_test.txt.
335
336 Performance test is also important. To see pure memory controller's overhead,
337 testing on tmpfs will give you good numbers of small overheads.
338 Example: do kernel make on tmpfs.
339
340 Page-fault scalability is also important. At measuring parallel
341 page fault test, multi-process test may be better than multi-thread
342 test because it has noise of shared objects/status.
343
344 But the above two are testing extreme situations.
345 Trying usual test under memory controller is always helpful.
346
347 4.1 Troubleshooting
348
349 Sometimes a user might find that the application under a cgroup is
350 terminated by OOM killer. There are several causes for this:
351
352 1. The cgroup limit is too low (just too low to do anything useful)
353 2. The user is using anonymous memory and swap is turned off or too low
354
355 A sync followed by echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches will help get rid of
356 some of the pages cached in the cgroup (page cache pages).
357
358 To know what happens, disable OOM_Kill by 10. OOM Control(see below) and
359 seeing what happens will be helpful.
360
361 4.2 Task migration
362
363 When a task migrates from one cgroup to another, its charge is not
364 carried forward by default. The pages allocated from the original cgroup still
365 remain charged to it, the charge is dropped when the page is freed or
366 reclaimed.
367
368 You can move charges of a task along with task migration.
369 See 8. "Move charges at task migration"
370
371 4.3 Removing a cgroup
372
373 A cgroup can be removed by rmdir, but as discussed in sections 4.1 and 4.2, a
374 cgroup might have some charge associated with it, even though all
375 tasks have migrated away from it. (because we charge against pages, not
376 against tasks.)
377
378 Such charges are freed or moved to their parent. At moving, both of RSS
379 and CACHES are moved to parent.
380 rmdir() may return -EBUSY if freeing/moving fails. See 5.1 also.
381
382 Charges recorded in swap information is not updated at removal of cgroup.
383 Recorded information is discarded and a cgroup which uses swap (swapcache)
384 will be charged as a new owner of it.
385
386
387 5. Misc. interfaces.
388
389 5.1 force_empty
390   memory.force_empty interface is provided to make cgroup's memory usage empty.
391   You can use this interface only when the cgroup has no tasks.
392   When writing anything to this
393
394   # echo 0 > memory.force_empty
395
396   Almost all pages tracked by this memory cgroup will be unmapped and freed.
397   Some pages cannot be freed because they are locked or in-use. Such pages are
398   moved to parent and this cgroup will be empty. This may return -EBUSY if
399   VM is too busy to free/move all pages immediately.
400
401   Typical use case of this interface is that calling this before rmdir().
402   Because rmdir() moves all pages to parent, some out-of-use page caches can be
403   moved to the parent. If you want to avoid that, force_empty will be useful.
404
405 5.2 stat file
406
407 memory.stat file includes following statistics
408
409 # per-memory cgroup local status
410 cache           - # of bytes of page cache memory.
411 rss             - # of bytes of anonymous and swap cache memory.
412 mapped_file     - # of bytes of mapped file (includes tmpfs/shmem)
413 pgpgin          - # of charging events to the memory cgroup. The charging
414                 event happens each time a page is accounted as either mapped
415                 anon page(RSS) or cache page(Page Cache) to the cgroup.
416 pgpgout         - # of uncharging events to the memory cgroup. The uncharging
417                 event happens each time a page is unaccounted from the cgroup.
418 swap            - # of bytes of swap usage
419 inactive_anon   - # of bytes of anonymous memory and swap cache memory on
420                 LRU list.
421 active_anon     - # of bytes of anonymous and swap cache memory on active
422                 inactive LRU list.
423 inactive_file   - # of bytes of file-backed memory on inactive LRU list.
424 active_file     - # of bytes of file-backed memory on active LRU list.
425 unevictable     - # of bytes of memory that cannot be reclaimed (mlocked etc).
426
427 # status considering hierarchy (see memory.use_hierarchy settings)
428
429 hierarchical_memory_limit - # of bytes of memory limit with regard to hierarchy
430                         under which the memory cgroup is
431 hierarchical_memsw_limit - # of bytes of memory+swap limit with regard to
432                         hierarchy under which memory cgroup is.
433
434 total_cache             - sum of all children's "cache"
435 total_rss               - sum of all children's "rss"
436 total_mapped_file       - sum of all children's "cache"
437 total_pgpgin            - sum of all children's "pgpgin"
438 total_pgpgout           - sum of all children's "pgpgout"
439 total_swap              - sum of all children's "swap"
440 total_inactive_anon     - sum of all children's "inactive_anon"
441 total_active_anon       - sum of all children's "active_anon"
442 total_inactive_file     - sum of all children's "inactive_file"
443 total_active_file       - sum of all children's "active_file"
444 total_unevictable       - sum of all children's "unevictable"
445
446 # The following additional stats are dependent on CONFIG_DEBUG_VM.
447
448 recent_rotated_anon     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
449 recent_rotated_file     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
450 recent_scanned_anon     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
451 recent_scanned_file     - VM internal parameter. (see mm/vmscan.c)
452
453 Memo:
454         recent_rotated means recent frequency of LRU rotation.
455         recent_scanned means recent # of scans to LRU.
456         showing for better debug please see the code for meanings.
457
458 Note:
459         Only anonymous and swap cache memory is listed as part of 'rss' stat.
460         This should not be confused with the true 'resident set size' or the
461         amount of physical memory used by the cgroup.
462         'rss + file_mapped" will give you resident set size of cgroup.
463         (Note: file and shmem may be shared among other cgroups. In that case,
464          file_mapped is accounted only when the memory cgroup is owner of page
465          cache.)
466
467 5.3 swappiness
468
469 Similar to /proc/sys/vm/swappiness, but affecting a hierarchy of groups only.
470
471 Following cgroups' swappiness can't be changed.
472 - root cgroup (uses /proc/sys/vm/swappiness).
473 - a cgroup which uses hierarchy and it has other cgroup(s) below it.
474 - a cgroup which uses hierarchy and not the root of hierarchy.
475
476 5.4 failcnt
477
478 A memory cgroup provides memory.failcnt and memory.memsw.failcnt files.
479 This failcnt(== failure count) shows the number of times that a usage counter
480 hit its limit. When a memory cgroup hits a limit, failcnt increases and
481 memory under it will be reclaimed.
482
483 You can reset failcnt by writing 0 to failcnt file.
484 # echo 0 > .../memory.failcnt
485
486 5.5 usage_in_bytes
487
488 For efficiency, as other kernel components, memory cgroup uses some optimization
489 to avoid unnecessary cacheline false sharing. usage_in_bytes is affected by the
490 method and doesn't show 'exact' value of memory(and swap) usage, it's an fuzz
491 value for efficient access. (Of course, when necessary, it's synchronized.)
492 If you want to know more exact memory usage, you should use RSS+CACHE(+SWAP)
493 value in memory.stat(see 5.2).
494
495 5.6 numa_stat
496
497 This is similar to numa_maps but operates on a per-memcg basis.  This is
498 useful for providing visibility into the numa locality information within
499 an memcg since the pages are allowed to be allocated from any physical
500 node.  One of the usecases is evaluating application performance by
501 combining this information with the application's cpu allocation.
502
503 We export "total", "file", "anon" and "unevictable" pages per-node for
504 each memcg.  The ouput format of memory.numa_stat is:
505
506 total=<total pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
507 file=<total file pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
508 anon=<total anon pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
509 unevictable=<total anon pages> N0=<node 0 pages> N1=<node 1 pages> ...
510
511 And we have total = file + anon + unevictable.
512
513 6. Hierarchy support
514
515 The memory controller supports a deep hierarchy and hierarchical accounting.
516 The hierarchy is created by creating the appropriate cgroups in the
517 cgroup filesystem. Consider for example, the following cgroup filesystem
518 hierarchy
519
520                root
521              /  |   \
522             /   |    \
523            a    b     c
524                       | \
525                       |  \
526                       d   e
527
528 In the diagram above, with hierarchical accounting enabled, all memory
529 usage of e, is accounted to its ancestors up until the root (i.e, c and root),
530 that has memory.use_hierarchy enabled. If one of the ancestors goes over its
531 limit, the reclaim algorithm reclaims from the tasks in the ancestor and the
532 children of the ancestor.
533
534 6.1 Enabling hierarchical accounting and reclaim
535
536 A memory cgroup by default disables the hierarchy feature. Support
537 can be enabled by writing 1 to memory.use_hierarchy file of the root cgroup
538
539 # echo 1 > memory.use_hierarchy
540
541 The feature can be disabled by
542
543 # echo 0 > memory.use_hierarchy
544
545 NOTE1: Enabling/disabling will fail if either the cgroup already has other
546        cgroups created below it, or if the parent cgroup has use_hierarchy
547        enabled.
548
549 NOTE2: When panic_on_oom is set to "2", the whole system will panic in
550        case of an OOM event in any cgroup.
551
552 7. Soft limits
553
554 Soft limits allow for greater sharing of memory. The idea behind soft limits
555 is to allow control groups to use as much of the memory as needed, provided
556
557 a. There is no memory contention
558 b. They do not exceed their hard limit
559
560 When the system detects memory contention or low memory, control groups
561 are pushed back to their soft limits. If the soft limit of each control
562 group is very high, they are pushed back as much as possible to make
563 sure that one control group does not starve the others of memory.
564
565 Please note that soft limits is a best effort feature, it comes with
566 no guarantees, but it does its best to make sure that when memory is
567 heavily contended for, memory is allocated based on the soft limit
568 hints/setup. Currently soft limit based reclaim is setup such that
569 it gets invoked from balance_pgdat (kswapd).
570
571 7.1 Interface
572
573 Soft limits can be setup by using the following commands (in this example we
574 assume a soft limit of 256 MiB)
575
576 # echo 256M > memory.soft_limit_in_bytes
577
578 If we want to change this to 1G, we can at any time use
579
580 # echo 1G > memory.soft_limit_in_bytes
581
582 NOTE1: Soft limits take effect over a long period of time, since they involve
583        reclaiming memory for balancing between memory cgroups
584 NOTE2: It is recommended to set the soft limit always below the hard limit,
585        otherwise the hard limit will take precedence.
586
587 8. Move charges at task migration
588
589 Users can move charges associated with a task along with task migration, that
590 is, uncharge task's pages from the old cgroup and charge them to the new cgroup.
591 This feature is not supported in !CONFIG_MMU environments because of lack of
592 page tables.
593
594 8.1 Interface
595
596 This feature is disabled by default. It can be enabled(and disabled again) by
597 writing to memory.move_charge_at_immigrate of the destination cgroup.
598
599 If you want to enable it:
600
601 # echo (some positive value) > memory.move_charge_at_immigrate
602
603 Note: Each bits of move_charge_at_immigrate has its own meaning about what type
604       of charges should be moved. See 8.2 for details.
605 Note: Charges are moved only when you move mm->owner, IOW, a leader of a thread
606       group.
607 Note: If we cannot find enough space for the task in the destination cgroup, we
608       try to make space by reclaiming memory. Task migration may fail if we
609       cannot make enough space.
610 Note: It can take several seconds if you move charges much.
611
612 And if you want disable it again:
613
614 # echo 0 > memory.move_charge_at_immigrate
615
616 8.2 Type of charges which can be move
617
618 Each bits of move_charge_at_immigrate has its own meaning about what type of
619 charges should be moved. But in any cases, it must be noted that an account of
620 a page or a swap can be moved only when it is charged to the task's current(old)
621 memory cgroup.
622
623   bit | what type of charges would be moved ?
624  -----+------------------------------------------------------------------------
625    0  | A charge of an anonymous page(or swap of it) used by the target task.
626       | Those pages and swaps must be used only by the target task. You must
627       | enable Swap Extension(see 2.4) to enable move of swap charges.
628  -----+------------------------------------------------------------------------
629    1  | A charge of file pages(normal file, tmpfs file(e.g. ipc shared memory)
630       | and swaps of tmpfs file) mmapped by the target task. Unlike the case of
631       | anonymous pages, file pages(and swaps) in the range mmapped by the task
632       | will be moved even if the task hasn't done page fault, i.e. they might
633       | not be the task's "RSS", but other task's "RSS" that maps the same file.
634       | And mapcount of the page is ignored(the page can be moved even if
635       | page_mapcount(page) > 1). You must enable Swap Extension(see 2.4) to
636       | enable move of swap charges.
637
638 8.3 TODO
639
640 - Implement madvise(2) to let users decide the vma to be moved or not to be
641   moved.
642 - All of moving charge operations are done under cgroup_mutex. It's not good
643   behavior to hold the mutex too long, so we may need some trick.
644
645 9. Memory thresholds
646
647 Memory cgroup implements memory thresholds using cgroups notification
648 API (see cgroups.txt). It allows to register multiple memory and memsw
649 thresholds and gets notifications when it crosses.
650
651 To register a threshold application need:
652 - create an eventfd using eventfd(2);
653 - open memory.usage_in_bytes or memory.memsw.usage_in_bytes;
654 - write string like "<event_fd> <fd of memory.usage_in_bytes> <threshold>" to
655   cgroup.event_control.
656
657 Application will be notified through eventfd when memory usage crosses
658 threshold in any direction.
659
660 It's applicable for root and non-root cgroup.
661
662 10. OOM Control
663
664 memory.oom_control file is for OOM notification and other controls.
665
666 Memory cgroup implements OOM notifier using cgroup notification
667 API (See cgroups.txt). It allows to register multiple OOM notification
668 delivery and gets notification when OOM happens.
669
670 To register a notifier, application need:
671  - create an eventfd using eventfd(2)
672  - open memory.oom_control file
673  - write string like "<event_fd> <fd of memory.oom_control>" to
674    cgroup.event_control
675
676 Application will be notified through eventfd when OOM happens.
677 OOM notification doesn't work for root cgroup.
678
679 You can disable OOM-killer by writing "1" to memory.oom_control file, as:
680
681         #echo 1 > memory.oom_control
682
683 This operation is only allowed to the top cgroup of sub-hierarchy.
684 If OOM-killer is disabled, tasks under cgroup will hang/sleep
685 in memory cgroup's OOM-waitqueue when they request accountable memory.
686
687 For running them, you have to relax the memory cgroup's OOM status by
688         * enlarge limit or reduce usage.
689 To reduce usage,
690         * kill some tasks.
691         * move some tasks to other group with account migration.
692         * remove some files (on tmpfs?)
693
694 Then, stopped tasks will work again.
695
696 At reading, current status of OOM is shown.
697         oom_kill_disable 0 or 1 (if 1, oom-killer is disabled)
698         under_oom        0 or 1 (if 1, the memory cgroup is under OOM, tasks may
699                                  be stopped.)
700
701 11. TODO
702
703 1. Add support for accounting huge pages (as a separate controller)
704 2. Make per-cgroup scanner reclaim not-shared pages first
705 3. Teach controller to account for shared-pages
706 4. Start reclamation in the background when the limit is
707    not yet hit but the usage is getting closer
708
709 Summary
710
711 Overall, the memory controller has been a stable controller and has been
712 commented and discussed quite extensively in the community.
713
714 References
715
716 1. Singh, Balbir. RFC: Memory Controller, http://lwn.net/Articles/206697/
717 2. Singh, Balbir. Memory Controller (RSS Control),
718    http://lwn.net/Articles/222762/
719 3. Emelianov, Pavel. Resource controllers based on process cgroups
720    http://lkml.org/lkml/2007/3/6/198
721 4. Emelianov, Pavel. RSS controller based on process cgroups (v2)
722    http://lkml.org/lkml/2007/4/9/78
723 5. Emelianov, Pavel. RSS controller based on process cgroups (v3)
724    http://lkml.org/lkml/2007/5/30/244
725 6. Menage, Paul. Control Groups v10, http://lwn.net/Articles/236032/
726 7. Vaidyanathan, Srinivasan, Control Groups: Pagecache accounting and control
727    subsystem (v3), http://lwn.net/Articles/235534/
728 8. Singh, Balbir. RSS controller v2 test results (lmbench),
729    http://lkml.org/lkml/2007/5/17/232
730 9. Singh, Balbir. RSS controller v2 AIM9 results
731    http://lkml.org/lkml/2007/5/18/1
732 10. Singh, Balbir. Memory controller v6 test results,
733     http://lkml.org/lkml/2007/8/19/36
734 11. Singh, Balbir. Memory controller introduction (v6),
735     http://lkml.org/lkml/2007/8/17/69
736 12. Corbet, Jonathan, Controlling memory use in cgroups,
737     http://lwn.net/Articles/243795/