RDMA/rtrs: server: Fix some error return code
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / admin-guide / cgroup-v1 / cpusets.rst
blob7ade3abd342ae08820c9b026f04f080c3b882fda
1 =======
2 CPUSETS
3 =======
5 Copyright (C) 2004 BULL SA.
7 Written by Simon.Derr@bull.net
9 - Portions Copyright (c) 2004-2006 Silicon Graphics, Inc.
10 - Modified by Paul Jackson <pj@sgi.com>
11 - Modified by Christoph Lameter <cl@linux.com>
12 - Modified by Paul Menage <menage@google.com>
13 - Modified by Hidetoshi Seto <seto.hidetoshi@jp.fujitsu.com>
15 .. CONTENTS:
17    1. Cpusets
18      1.1 What are cpusets ?
19      1.2 Why are cpusets needed ?
20      1.3 How are cpusets implemented ?
21      1.4 What are exclusive cpusets ?
22      1.5 What is memory_pressure ?
23      1.6 What is memory spread ?
24      1.7 What is sched_load_balance ?
25      1.8 What is sched_relax_domain_level ?
26      1.9 How do I use cpusets ?
27    2. Usage Examples and Syntax
28      2.1 Basic Usage
29      2.2 Adding/removing cpus
30      2.3 Setting flags
31      2.4 Attaching processes
32    3. Questions
33    4. Contact
35 1. Cpusets
36 ==========
38 1.1 What are cpusets ?
39 ----------------------
41 Cpusets provide a mechanism for assigning a set of CPUs and Memory
42 Nodes to a set of tasks.   In this document "Memory Node" refers to
43 an on-line node that contains memory.
45 Cpusets constrain the CPU and Memory placement of tasks to only
46 the resources within a task's current cpuset.  They form a nested
47 hierarchy visible in a virtual file system.  These are the essential
48 hooks, beyond what is already present, required to manage dynamic
49 job placement on large systems.
51 Cpusets use the generic cgroup subsystem described in
52 Documentation/admin-guide/cgroup-v1/cgroups.rst.
54 Requests by a task, using the sched_setaffinity(2) system call to
55 include CPUs in its CPU affinity mask, and using the mbind(2) and
56 set_mempolicy(2) system calls to include Memory Nodes in its memory
57 policy, are both filtered through that task's cpuset, filtering out any
58 CPUs or Memory Nodes not in that cpuset.  The scheduler will not
59 schedule a task on a CPU that is not allowed in its cpus_allowed
60 vector, and the kernel page allocator will not allocate a page on a
61 node that is not allowed in the requesting task's mems_allowed vector.
63 User level code may create and destroy cpusets by name in the cgroup
64 virtual file system, manage the attributes and permissions of these
65 cpusets and which CPUs and Memory Nodes are assigned to each cpuset,
66 specify and query to which cpuset a task is assigned, and list the
67 task pids assigned to a cpuset.
70 1.2 Why are cpusets needed ?
71 ----------------------------
73 The management of large computer systems, with many processors (CPUs),
74 complex memory cache hierarchies and multiple Memory Nodes having
75 non-uniform access times (NUMA) presents additional challenges for
76 the efficient scheduling and memory placement of processes.
78 Frequently more modest sized systems can be operated with adequate
79 efficiency just by letting the operating system automatically share
80 the available CPU and Memory resources amongst the requesting tasks.
82 But larger systems, which benefit more from careful processor and
83 memory placement to reduce memory access times and contention,
84 and which typically represent a larger investment for the customer,
85 can benefit from explicitly placing jobs on properly sized subsets of
86 the system.
88 This can be especially valuable on:
90     * Web Servers running multiple instances of the same web application,
91     * Servers running different applications (for instance, a web server
92       and a database), or
93     * NUMA systems running large HPC applications with demanding
94       performance characteristics.
96 These subsets, or "soft partitions" must be able to be dynamically
97 adjusted, as the job mix changes, without impacting other concurrently
98 executing jobs. The location of the running jobs pages may also be moved
99 when the memory locations are changed.
101 The kernel cpuset patch provides the minimum essential kernel
102 mechanisms required to efficiently implement such subsets.  It
103 leverages existing CPU and Memory Placement facilities in the Linux
104 kernel to avoid any additional impact on the critical scheduler or
105 memory allocator code.
108 1.3 How are cpusets implemented ?
109 ---------------------------------
111 Cpusets provide a Linux kernel mechanism to constrain which CPUs and
112 Memory Nodes are used by a process or set of processes.
114 The Linux kernel already has a pair of mechanisms to specify on which
115 CPUs a task may be scheduled (sched_setaffinity) and on which Memory
116 Nodes it may obtain memory (mbind, set_mempolicy).
118 Cpusets extends these two mechanisms as follows:
120  - Cpusets are sets of allowed CPUs and Memory Nodes, known to the
121    kernel.
122  - Each task in the system is attached to a cpuset, via a pointer
123    in the task structure to a reference counted cgroup structure.
124  - Calls to sched_setaffinity are filtered to just those CPUs
125    allowed in that task's cpuset.
126  - Calls to mbind and set_mempolicy are filtered to just
127    those Memory Nodes allowed in that task's cpuset.
128  - The root cpuset contains all the systems CPUs and Memory
129    Nodes.
130  - For any cpuset, one can define child cpusets containing a subset
131    of the parents CPU and Memory Node resources.
132  - The hierarchy of cpusets can be mounted at /dev/cpuset, for
133    browsing and manipulation from user space.
134  - A cpuset may be marked exclusive, which ensures that no other
135    cpuset (except direct ancestors and descendants) may contain
136    any overlapping CPUs or Memory Nodes.
137  - You can list all the tasks (by pid) attached to any cpuset.
139 The implementation of cpusets requires a few, simple hooks
140 into the rest of the kernel, none in performance critical paths:
142  - in init/main.c, to initialize the root cpuset at system boot.
143  - in fork and exit, to attach and detach a task from its cpuset.
144  - in sched_setaffinity, to mask the requested CPUs by what's
145    allowed in that task's cpuset.
146  - in sched.c migrate_live_tasks(), to keep migrating tasks within
147    the CPUs allowed by their cpuset, if possible.
148  - in the mbind and set_mempolicy system calls, to mask the requested
149    Memory Nodes by what's allowed in that task's cpuset.
150  - in page_alloc.c, to restrict memory to allowed nodes.
151  - in vmscan.c, to restrict page recovery to the current cpuset.
153 You should mount the "cgroup" filesystem type in order to enable
154 browsing and modifying the cpusets presently known to the kernel.  No
155 new system calls are added for cpusets - all support for querying and
156 modifying cpusets is via this cpuset file system.
158 The /proc/<pid>/status file for each task has four added lines,
159 displaying the task's cpus_allowed (on which CPUs it may be scheduled)
160 and mems_allowed (on which Memory Nodes it may obtain memory),
161 in the two formats seen in the following example::
163   Cpus_allowed:   ffffffff,ffffffff,ffffffff,ffffffff
164   Cpus_allowed_list:      0-127
165   Mems_allowed:   ffffffff,ffffffff
166   Mems_allowed_list:      0-63
168 Each cpuset is represented by a directory in the cgroup file system
169 containing (on top of the standard cgroup files) the following
170 files describing that cpuset:
172  - cpuset.cpus: list of CPUs in that cpuset
173  - cpuset.mems: list of Memory Nodes in that cpuset
174  - cpuset.memory_migrate flag: if set, move pages to cpusets nodes
175  - cpuset.cpu_exclusive flag: is cpu placement exclusive?
176  - cpuset.mem_exclusive flag: is memory placement exclusive?
177  - cpuset.mem_hardwall flag:  is memory allocation hardwalled
178  - cpuset.memory_pressure: measure of how much paging pressure in cpuset
179  - cpuset.memory_spread_page flag: if set, spread page cache evenly on allowed nodes
180  - cpuset.memory_spread_slab flag: if set, spread slab cache evenly on allowed nodes
181  - cpuset.sched_load_balance flag: if set, load balance within CPUs on that cpuset
182  - cpuset.sched_relax_domain_level: the searching range when migrating tasks
184 In addition, only the root cpuset has the following file:
186  - cpuset.memory_pressure_enabled flag: compute memory_pressure?
188 New cpusets are created using the mkdir system call or shell
189 command.  The properties of a cpuset, such as its flags, allowed
190 CPUs and Memory Nodes, and attached tasks, are modified by writing
191 to the appropriate file in that cpusets directory, as listed above.
193 The named hierarchical structure of nested cpusets allows partitioning
194 a large system into nested, dynamically changeable, "soft-partitions".
196 The attachment of each task, automatically inherited at fork by any
197 children of that task, to a cpuset allows organizing the work load
198 on a system into related sets of tasks such that each set is constrained
199 to using the CPUs and Memory Nodes of a particular cpuset.  A task
200 may be re-attached to any other cpuset, if allowed by the permissions
201 on the necessary cpuset file system directories.
203 Such management of a system "in the large" integrates smoothly with
204 the detailed placement done on individual tasks and memory regions
205 using the sched_setaffinity, mbind and set_mempolicy system calls.
207 The following rules apply to each cpuset:
209  - Its CPUs and Memory Nodes must be a subset of its parents.
210  - It can't be marked exclusive unless its parent is.
211  - If its cpu or memory is exclusive, they may not overlap any sibling.
213 These rules, and the natural hierarchy of cpusets, enable efficient
214 enforcement of the exclusive guarantee, without having to scan all
215 cpusets every time any of them change to ensure nothing overlaps a
216 exclusive cpuset.  Also, the use of a Linux virtual file system (vfs)
217 to represent the cpuset hierarchy provides for a familiar permission
218 and name space for cpusets, with a minimum of additional kernel code.
220 The cpus and mems files in the root (top_cpuset) cpuset are
221 read-only.  The cpus file automatically tracks the value of
222 cpu_online_mask using a CPU hotplug notifier, and the mems file
223 automatically tracks the value of node_states[N_MEMORY]--i.e.,
224 nodes with memory--using the cpuset_track_online_nodes() hook.
226 The cpuset.effective_cpus and cpuset.effective_mems files are
227 normally read-only copies of cpuset.cpus and cpuset.mems files
228 respectively.  If the cpuset cgroup filesystem is mounted with the
229 special "cpuset_v2_mode" option, the behavior of these files will become
230 similar to the corresponding files in cpuset v2.  In other words, hotplug
231 events will not change cpuset.cpus and cpuset.mems.  Those events will
232 only affect cpuset.effective_cpus and cpuset.effective_mems which show
233 the actual cpus and memory nodes that are currently used by this cpuset.
234 See Documentation/admin-guide/cgroup-v2.rst for more information about
235 cpuset v2 behavior.
238 1.4 What are exclusive cpusets ?
239 --------------------------------
241 If a cpuset is cpu or mem exclusive, no other cpuset, other than
242 a direct ancestor or descendant, may share any of the same CPUs or
243 Memory Nodes.
245 A cpuset that is cpuset.mem_exclusive *or* cpuset.mem_hardwall is "hardwalled",
246 i.e. it restricts kernel allocations for page, buffer and other data
247 commonly shared by the kernel across multiple users.  All cpusets,
248 whether hardwalled or not, restrict allocations of memory for user
249 space.  This enables configuring a system so that several independent
250 jobs can share common kernel data, such as file system pages, while
251 isolating each job's user allocation in its own cpuset.  To do this,
252 construct a large mem_exclusive cpuset to hold all the jobs, and
253 construct child, non-mem_exclusive cpusets for each individual job.
254 Only a small amount of typical kernel memory, such as requests from
255 interrupt handlers, is allowed to be taken outside even a
256 mem_exclusive cpuset.
259 1.5 What is memory_pressure ?
260 -----------------------------
261 The memory_pressure of a cpuset provides a simple per-cpuset metric
262 of the rate that the tasks in a cpuset are attempting to free up in
263 use memory on the nodes of the cpuset to satisfy additional memory
264 requests.
266 This enables batch managers monitoring jobs running in dedicated
267 cpusets to efficiently detect what level of memory pressure that job
268 is causing.
270 This is useful both on tightly managed systems running a wide mix of
271 submitted jobs, which may choose to terminate or re-prioritize jobs that
272 are trying to use more memory than allowed on the nodes assigned to them,
273 and with tightly coupled, long running, massively parallel scientific
274 computing jobs that will dramatically fail to meet required performance
275 goals if they start to use more memory than allowed to them.
277 This mechanism provides a very economical way for the batch manager
278 to monitor a cpuset for signs of memory pressure.  It's up to the
279 batch manager or other user code to decide what to do about it and
280 take action.
283     Unless this feature is enabled by writing "1" to the special file
284     /dev/cpuset/memory_pressure_enabled, the hook in the rebalance
285     code of __alloc_pages() for this metric reduces to simply noticing
286     that the cpuset_memory_pressure_enabled flag is zero.  So only
287     systems that enable this feature will compute the metric.
289 Why a per-cpuset, running average:
291     Because this meter is per-cpuset, rather than per-task or mm,
292     the system load imposed by a batch scheduler monitoring this
293     metric is sharply reduced on large systems, because a scan of
294     the tasklist can be avoided on each set of queries.
296     Because this meter is a running average, instead of an accumulating
297     counter, a batch scheduler can detect memory pressure with a
298     single read, instead of having to read and accumulate results
299     for a period of time.
301     Because this meter is per-cpuset rather than per-task or mm,
302     the batch scheduler can obtain the key information, memory
303     pressure in a cpuset, with a single read, rather than having to
304     query and accumulate results over all the (dynamically changing)
305     set of tasks in the cpuset.
307 A per-cpuset simple digital filter (requires a spinlock and 3 words
308 of data per-cpuset) is kept, and updated by any task attached to that
309 cpuset, if it enters the synchronous (direct) page reclaim code.
311 A per-cpuset file provides an integer number representing the recent
312 (half-life of 10 seconds) rate of direct page reclaims caused by
313 the tasks in the cpuset, in units of reclaims attempted per second,
314 times 1000.
317 1.6 What is memory spread ?
318 ---------------------------
319 There are two boolean flag files per cpuset that control where the
320 kernel allocates pages for the file system buffers and related in
321 kernel data structures.  They are called 'cpuset.memory_spread_page' and
322 'cpuset.memory_spread_slab'.
324 If the per-cpuset boolean flag file 'cpuset.memory_spread_page' is set, then
325 the kernel will spread the file system buffers (page cache) evenly
326 over all the nodes that the faulting task is allowed to use, instead
327 of preferring to put those pages on the node where the task is running.
329 If the per-cpuset boolean flag file 'cpuset.memory_spread_slab' is set,
330 then the kernel will spread some file system related slab caches,
331 such as for inodes and dentries evenly over all the nodes that the
332 faulting task is allowed to use, instead of preferring to put those
333 pages on the node where the task is running.
335 The setting of these flags does not affect anonymous data segment or
336 stack segment pages of a task.
338 By default, both kinds of memory spreading are off, and memory
339 pages are allocated on the node local to where the task is running,
340 except perhaps as modified by the task's NUMA mempolicy or cpuset
341 configuration, so long as sufficient free memory pages are available.
343 When new cpusets are created, they inherit the memory spread settings
344 of their parent.
346 Setting memory spreading causes allocations for the affected page
347 or slab caches to ignore the task's NUMA mempolicy and be spread
348 instead.    Tasks using mbind() or set_mempolicy() calls to set NUMA
349 mempolicies will not notice any change in these calls as a result of
350 their containing task's memory spread settings.  If memory spreading
351 is turned off, then the currently specified NUMA mempolicy once again
352 applies to memory page allocations.
354 Both 'cpuset.memory_spread_page' and 'cpuset.memory_spread_slab' are boolean flag
355 files.  By default they contain "0", meaning that the feature is off
356 for that cpuset.  If a "1" is written to that file, then that turns
357 the named feature on.
359 The implementation is simple.
361 Setting the flag 'cpuset.memory_spread_page' turns on a per-process flag
362 PFA_SPREAD_PAGE for each task that is in that cpuset or subsequently
363 joins that cpuset.  The page allocation calls for the page cache
364 is modified to perform an inline check for this PFA_SPREAD_PAGE task
365 flag, and if set, a call to a new routine cpuset_mem_spread_node()
366 returns the node to prefer for the allocation.
368 Similarly, setting 'cpuset.memory_spread_slab' turns on the flag
369 PFA_SPREAD_SLAB, and appropriately marked slab caches will allocate
370 pages from the node returned by cpuset_mem_spread_node().
372 The cpuset_mem_spread_node() routine is also simple.  It uses the
373 value of a per-task rotor cpuset_mem_spread_rotor to select the next
374 node in the current task's mems_allowed to prefer for the allocation.
376 This memory placement policy is also known (in other contexts) as
377 round-robin or interleave.
379 This policy can provide substantial improvements for jobs that need
380 to place thread local data on the corresponding node, but that need
381 to access large file system data sets that need to be spread across
382 the several nodes in the jobs cpuset in order to fit.  Without this
383 policy, especially for jobs that might have one thread reading in the
384 data set, the memory allocation across the nodes in the jobs cpuset
385 can become very uneven.
387 1.7 What is sched_load_balance ?
388 --------------------------------
390 The kernel scheduler (kernel/sched/core.c) automatically load balances
391 tasks.  If one CPU is underutilized, kernel code running on that
392 CPU will look for tasks on other more overloaded CPUs and move those
393 tasks to itself, within the constraints of such placement mechanisms
394 as cpusets and sched_setaffinity.
396 The algorithmic cost of load balancing and its impact on key shared
397 kernel data structures such as the task list increases more than
398 linearly with the number of CPUs being balanced.  So the scheduler
399 has support to partition the systems CPUs into a number of sched
400 domains such that it only load balances within each sched domain.
401 Each sched domain covers some subset of the CPUs in the system;
402 no two sched domains overlap; some CPUs might not be in any sched
403 domain and hence won't be load balanced.
405 Put simply, it costs less to balance between two smaller sched domains
406 than one big one, but doing so means that overloads in one of the
407 two domains won't be load balanced to the other one.
409 By default, there is one sched domain covering all CPUs, including those
410 marked isolated using the kernel boot time "isolcpus=" argument. However,
411 the isolated CPUs will not participate in load balancing, and will not
412 have tasks running on them unless explicitly assigned.
414 This default load balancing across all CPUs is not well suited for
415 the following two situations:
417  1) On large systems, load balancing across many CPUs is expensive.
418     If the system is managed using cpusets to place independent jobs
419     on separate sets of CPUs, full load balancing is unnecessary.
420  2) Systems supporting realtime on some CPUs need to minimize
421     system overhead on those CPUs, including avoiding task load
422     balancing if that is not needed.
424 When the per-cpuset flag "cpuset.sched_load_balance" is enabled (the default
425 setting), it requests that all the CPUs in that cpusets allowed 'cpuset.cpus'
426 be contained in a single sched domain, ensuring that load balancing
427 can move a task (not otherwised pinned, as by sched_setaffinity)
428 from any CPU in that cpuset to any other.
430 When the per-cpuset flag "cpuset.sched_load_balance" is disabled, then the
431 scheduler will avoid load balancing across the CPUs in that cpuset,
432 --except-- in so far as is necessary because some overlapping cpuset
433 has "sched_load_balance" enabled.
435 So, for example, if the top cpuset has the flag "cpuset.sched_load_balance"
436 enabled, then the scheduler will have one sched domain covering all
437 CPUs, and the setting of the "cpuset.sched_load_balance" flag in any other
438 cpusets won't matter, as we're already fully load balancing.
440 Therefore in the above two situations, the top cpuset flag
441 "cpuset.sched_load_balance" should be disabled, and only some of the smaller,
442 child cpusets have this flag enabled.
444 When doing this, you don't usually want to leave any unpinned tasks in
445 the top cpuset that might use non-trivial amounts of CPU, as such tasks
446 may be artificially constrained to some subset of CPUs, depending on
447 the particulars of this flag setting in descendant cpusets.  Even if
448 such a task could use spare CPU cycles in some other CPUs, the kernel
449 scheduler might not consider the possibility of load balancing that
450 task to that underused CPU.
452 Of course, tasks pinned to a particular CPU can be left in a cpuset
453 that disables "cpuset.sched_load_balance" as those tasks aren't going anywhere
454 else anyway.
456 There is an impedance mismatch here, between cpusets and sched domains.
457 Cpusets are hierarchical and nest.  Sched domains are flat; they don't
458 overlap and each CPU is in at most one sched domain.
460 It is necessary for sched domains to be flat because load balancing
461 across partially overlapping sets of CPUs would risk unstable dynamics
462 that would be beyond our understanding.  So if each of two partially
463 overlapping cpusets enables the flag 'cpuset.sched_load_balance', then we
464 form a single sched domain that is a superset of both.  We won't move
465 a task to a CPU outside its cpuset, but the scheduler load balancing
466 code might waste some compute cycles considering that possibility.
468 This mismatch is why there is not a simple one-to-one relation
469 between which cpusets have the flag "cpuset.sched_load_balance" enabled,
470 and the sched domain configuration.  If a cpuset enables the flag, it
471 will get balancing across all its CPUs, but if it disables the flag,
472 it will only be assured of no load balancing if no other overlapping
473 cpuset enables the flag.
475 If two cpusets have partially overlapping 'cpuset.cpus' allowed, and only
476 one of them has this flag enabled, then the other may find its
477 tasks only partially load balanced, just on the overlapping CPUs.
478 This is just the general case of the top_cpuset example given a few
479 paragraphs above.  In the general case, as in the top cpuset case,
480 don't leave tasks that might use non-trivial amounts of CPU in
481 such partially load balanced cpusets, as they may be artificially
482 constrained to some subset of the CPUs allowed to them, for lack of
483 load balancing to the other CPUs.
485 CPUs in "cpuset.isolcpus" were excluded from load balancing by the
486 isolcpus= kernel boot option, and will never be load balanced regardless
487 of the value of "cpuset.sched_load_balance" in any cpuset.
489 1.7.1 sched_load_balance implementation details.
490 ------------------------------------------------
492 The per-cpuset flag 'cpuset.sched_load_balance' defaults to enabled (contrary
493 to most cpuset flags.)  When enabled for a cpuset, the kernel will
494 ensure that it can load balance across all the CPUs in that cpuset
495 (makes sure that all the CPUs in the cpus_allowed of that cpuset are
496 in the same sched domain.)
498 If two overlapping cpusets both have 'cpuset.sched_load_balance' enabled,
499 then they will be (must be) both in the same sched domain.
501 If, as is the default, the top cpuset has 'cpuset.sched_load_balance' enabled,
502 then by the above that means there is a single sched domain covering
503 the whole system, regardless of any other cpuset settings.
505 The kernel commits to user space that it will avoid load balancing
506 where it can.  It will pick as fine a granularity partition of sched
507 domains as it can while still providing load balancing for any set
508 of CPUs allowed to a cpuset having 'cpuset.sched_load_balance' enabled.
510 The internal kernel cpuset to scheduler interface passes from the
511 cpuset code to the scheduler code a partition of the load balanced
512 CPUs in the system. This partition is a set of subsets (represented
513 as an array of struct cpumask) of CPUs, pairwise disjoint, that cover
514 all the CPUs that must be load balanced.
516 The cpuset code builds a new such partition and passes it to the
517 scheduler sched domain setup code, to have the sched domains rebuilt
518 as necessary, whenever:
520  - the 'cpuset.sched_load_balance' flag of a cpuset with non-empty CPUs changes,
521  - or CPUs come or go from a cpuset with this flag enabled,
522  - or 'cpuset.sched_relax_domain_level' value of a cpuset with non-empty CPUs
523    and with this flag enabled changes,
524  - or a cpuset with non-empty CPUs and with this flag enabled is removed,
525  - or a cpu is offlined/onlined.
527 This partition exactly defines what sched domains the scheduler should
528 setup - one sched domain for each element (struct cpumask) in the
529 partition.
531 The scheduler remembers the currently active sched domain partitions.
532 When the scheduler routine partition_sched_domains() is invoked from
533 the cpuset code to update these sched domains, it compares the new
534 partition requested with the current, and updates its sched domains,
535 removing the old and adding the new, for each change.
538 1.8 What is sched_relax_domain_level ?
539 --------------------------------------
541 In sched domain, the scheduler migrates tasks in 2 ways; periodic load
542 balance on tick, and at time of some schedule events.
544 When a task is woken up, scheduler try to move the task on idle CPU.
545 For example, if a task A running on CPU X activates another task B
546 on the same CPU X, and if CPU Y is X's sibling and performing idle,
547 then scheduler migrate task B to CPU Y so that task B can start on
548 CPU Y without waiting task A on CPU X.
550 And if a CPU run out of tasks in its runqueue, the CPU try to pull
551 extra tasks from other busy CPUs to help them before it is going to
552 be idle.
554 Of course it takes some searching cost to find movable tasks and/or
555 idle CPUs, the scheduler might not search all CPUs in the domain
556 every time.  In fact, in some architectures, the searching ranges on
557 events are limited in the same socket or node where the CPU locates,
558 while the load balance on tick searches all.
560 For example, assume CPU Z is relatively far from CPU X.  Even if CPU Z
561 is idle while CPU X and the siblings are busy, scheduler can't migrate
562 woken task B from X to Z since it is out of its searching range.
563 As the result, task B on CPU X need to wait task A or wait load balance
564 on the next tick.  For some applications in special situation, waiting
565 1 tick may be too long.
567 The 'cpuset.sched_relax_domain_level' file allows you to request changing
568 this searching range as you like.  This file takes int value which
569 indicates size of searching range in levels ideally as follows,
570 otherwise initial value -1 that indicates the cpuset has no request.
572 ====== ===========================================================
573   -1   no request. use system default or follow request of others.
574    0   no search.
575    1   search siblings (hyperthreads in a core).
576    2   search cores in a package.
577    3   search cpus in a node [= system wide on non-NUMA system]
578    4   search nodes in a chunk of node [on NUMA system]
579    5   search system wide [on NUMA system]
580 ====== ===========================================================
582 The system default is architecture dependent.  The system default
583 can be changed using the relax_domain_level= boot parameter.
585 This file is per-cpuset and affect the sched domain where the cpuset
586 belongs to.  Therefore if the flag 'cpuset.sched_load_balance' of a cpuset
587 is disabled, then 'cpuset.sched_relax_domain_level' have no effect since
588 there is no sched domain belonging the cpuset.
590 If multiple cpusets are overlapping and hence they form a single sched
591 domain, the largest value among those is used.  Be careful, if one
592 requests 0 and others are -1 then 0 is used.
594 Note that modifying this file will have both good and bad effects,
595 and whether it is acceptable or not depends on your situation.
596 Don't modify this file if you are not sure.
598 If your situation is:
600  - The migration costs between each cpu can be assumed considerably
601    small(for you) due to your special application's behavior or
602    special hardware support for CPU cache etc.
603  - The searching cost doesn't have impact(for you) or you can make
604    the searching cost enough small by managing cpuset to compact etc.
605  - The latency is required even it sacrifices cache hit rate etc.
606    then increasing 'sched_relax_domain_level' would benefit you.
609 1.9 How do I use cpusets ?
610 --------------------------
612 In order to minimize the impact of cpusets on critical kernel
613 code, such as the scheduler, and due to the fact that the kernel
614 does not support one task updating the memory placement of another
615 task directly, the impact on a task of changing its cpuset CPU
616 or Memory Node placement, or of changing to which cpuset a task
617 is attached, is subtle.
619 If a cpuset has its Memory Nodes modified, then for each task attached
620 to that cpuset, the next time that the kernel attempts to allocate
621 a page of memory for that task, the kernel will notice the change
622 in the task's cpuset, and update its per-task memory placement to
623 remain within the new cpusets memory placement.  If the task was using
624 mempolicy MPOL_BIND, and the nodes to which it was bound overlap with
625 its new cpuset, then the task will continue to use whatever subset
626 of MPOL_BIND nodes are still allowed in the new cpuset.  If the task
627 was using MPOL_BIND and now none of its MPOL_BIND nodes are allowed
628 in the new cpuset, then the task will be essentially treated as if it
629 was MPOL_BIND bound to the new cpuset (even though its NUMA placement,
630 as queried by get_mempolicy(), doesn't change).  If a task is moved
631 from one cpuset to another, then the kernel will adjust the task's
632 memory placement, as above, the next time that the kernel attempts
633 to allocate a page of memory for that task.
635 If a cpuset has its 'cpuset.cpus' modified, then each task in that cpuset
636 will have its allowed CPU placement changed immediately.  Similarly,
637 if a task's pid is written to another cpuset's 'tasks' file, then its
638 allowed CPU placement is changed immediately.  If such a task had been
639 bound to some subset of its cpuset using the sched_setaffinity() call,
640 the task will be allowed to run on any CPU allowed in its new cpuset,
641 negating the effect of the prior sched_setaffinity() call.
643 In summary, the memory placement of a task whose cpuset is changed is
644 updated by the kernel, on the next allocation of a page for that task,
645 and the processor placement is updated immediately.
647 Normally, once a page is allocated (given a physical page
648 of main memory) then that page stays on whatever node it
649 was allocated, so long as it remains allocated, even if the
650 cpusets memory placement policy 'cpuset.mems' subsequently changes.
651 If the cpuset flag file 'cpuset.memory_migrate' is set true, then when
652 tasks are attached to that cpuset, any pages that task had
653 allocated to it on nodes in its previous cpuset are migrated
654 to the task's new cpuset. The relative placement of the page within
655 the cpuset is preserved during these migration operations if possible.
656 For example if the page was on the second valid node of the prior cpuset
657 then the page will be placed on the second valid node of the new cpuset.
659 Also if 'cpuset.memory_migrate' is set true, then if that cpuset's
660 'cpuset.mems' file is modified, pages allocated to tasks in that
661 cpuset, that were on nodes in the previous setting of 'cpuset.mems',
662 will be moved to nodes in the new setting of 'mems.'
663 Pages that were not in the task's prior cpuset, or in the cpuset's
664 prior 'cpuset.mems' setting, will not be moved.
666 There is an exception to the above.  If hotplug functionality is used
667 to remove all the CPUs that are currently assigned to a cpuset,
668 then all the tasks in that cpuset will be moved to the nearest ancestor
669 with non-empty cpus.  But the moving of some (or all) tasks might fail if
670 cpuset is bound with another cgroup subsystem which has some restrictions
671 on task attaching.  In this failing case, those tasks will stay
672 in the original cpuset, and the kernel will automatically update
673 their cpus_allowed to allow all online CPUs.  When memory hotplug
674 functionality for removing Memory Nodes is available, a similar exception
675 is expected to apply there as well.  In general, the kernel prefers to
676 violate cpuset placement, over starving a task that has had all
677 its allowed CPUs or Memory Nodes taken offline.
679 There is a second exception to the above.  GFP_ATOMIC requests are
680 kernel internal allocations that must be satisfied, immediately.
681 The kernel may drop some request, in rare cases even panic, if a
682 GFP_ATOMIC alloc fails.  If the request cannot be satisfied within
683 the current task's cpuset, then we relax the cpuset, and look for
684 memory anywhere we can find it.  It's better to violate the cpuset
685 than stress the kernel.
687 To start a new job that is to be contained within a cpuset, the steps are:
689  1) mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset
690  2) mount -t cgroup -ocpuset cpuset /sys/fs/cgroup/cpuset
691  3) Create the new cpuset by doing mkdir's and write's (or echo's) in
692     the /sys/fs/cgroup/cpuset virtual file system.
693  4) Start a task that will be the "founding father" of the new job.
694  5) Attach that task to the new cpuset by writing its pid to the
695     /sys/fs/cgroup/cpuset tasks file for that cpuset.
696  6) fork, exec or clone the job tasks from this founding father task.
698 For example, the following sequence of commands will setup a cpuset
699 named "Charlie", containing just CPUs 2 and 3, and Memory Node 1,
700 and then start a subshell 'sh' in that cpuset::
702   mount -t cgroup -ocpuset cpuset /sys/fs/cgroup/cpuset
703   cd /sys/fs/cgroup/cpuset
704   mkdir Charlie
705   cd Charlie
706   /bin/echo 2-3 > cpuset.cpus
707   /bin/echo 1 > cpuset.mems
708   /bin/echo $$ > tasks
709   sh
710   # The subshell 'sh' is now running in cpuset Charlie
711   # The next line should display '/Charlie'
712   cat /proc/self/cpuset
714 There are ways to query or modify cpusets:
716  - via the cpuset file system directly, using the various cd, mkdir, echo,
717    cat, rmdir commands from the shell, or their equivalent from C.
718  - via the C library libcpuset.
719  - via the C library libcgroup.
720    (http://sourceforge.net/projects/libcg/)
721  - via the python application cset.
722    (http://code.google.com/p/cpuset/)
724 The sched_setaffinity calls can also be done at the shell prompt using
725 SGI's runon or Robert Love's taskset.  The mbind and set_mempolicy
726 calls can be done at the shell prompt using the numactl command
727 (part of Andi Kleen's numa package).
729 2. Usage Examples and Syntax
730 ============================
732 2.1 Basic Usage
733 ---------------
735 Creating, modifying, using the cpusets can be done through the cpuset
736 virtual filesystem.
738 To mount it, type:
739 # mount -t cgroup -o cpuset cpuset /sys/fs/cgroup/cpuset
741 Then under /sys/fs/cgroup/cpuset you can find a tree that corresponds to the
742 tree of the cpusets in the system. For instance, /sys/fs/cgroup/cpuset
743 is the cpuset that holds the whole system.
745 If you want to create a new cpuset under /sys/fs/cgroup/cpuset::
747   # cd /sys/fs/cgroup/cpuset
748   # mkdir my_cpuset
750 Now you want to do something with this cpuset::
752   # cd my_cpuset
754 In this directory you can find several files::
756   # ls
757   cgroup.clone_children  cpuset.memory_pressure
758   cgroup.event_control   cpuset.memory_spread_page
759   cgroup.procs           cpuset.memory_spread_slab
760   cpuset.cpu_exclusive   cpuset.mems
761   cpuset.cpus            cpuset.sched_load_balance
762   cpuset.mem_exclusive   cpuset.sched_relax_domain_level
763   cpuset.mem_hardwall    notify_on_release
764   cpuset.memory_migrate  tasks
766 Reading them will give you information about the state of this cpuset:
767 the CPUs and Memory Nodes it can use, the processes that are using
768 it, its properties.  By writing to these files you can manipulate
769 the cpuset.
771 Set some flags::
773   # /bin/echo 1 > cpuset.cpu_exclusive
775 Add some cpus::
777   # /bin/echo 0-7 > cpuset.cpus
779 Add some mems::
781   # /bin/echo 0-7 > cpuset.mems
783 Now attach your shell to this cpuset::
785   # /bin/echo $$ > tasks
787 You can also create cpusets inside your cpuset by using mkdir in this
788 directory::
790   # mkdir my_sub_cs
792 To remove a cpuset, just use rmdir::
794   # rmdir my_sub_cs
796 This will fail if the cpuset is in use (has cpusets inside, or has
797 processes attached).
799 Note that for legacy reasons, the "cpuset" filesystem exists as a
800 wrapper around the cgroup filesystem.
802 The command::
804   mount -t cpuset X /sys/fs/cgroup/cpuset
806 is equivalent to::
808   mount -t cgroup -ocpuset,noprefix X /sys/fs/cgroup/cpuset
809   echo "/sbin/cpuset_release_agent" > /sys/fs/cgroup/cpuset/release_agent
811 2.2 Adding/removing cpus
812 ------------------------
814 This is the syntax to use when writing in the cpus or mems files
815 in cpuset directories::
817   # /bin/echo 1-4 > cpuset.cpus         -> set cpus list to cpus 1,2,3,4
818   # /bin/echo 1,2,3,4 > cpuset.cpus     -> set cpus list to cpus 1,2,3,4
820 To add a CPU to a cpuset, write the new list of CPUs including the
821 CPU to be added. To add 6 to the above cpuset::
823   # /bin/echo 1-4,6 > cpuset.cpus       -> set cpus list to cpus 1,2,3,4,6
825 Similarly to remove a CPU from a cpuset, write the new list of CPUs
826 without the CPU to be removed.
828 To remove all the CPUs::
830   # /bin/echo "" > cpuset.cpus          -> clear cpus list
832 2.3 Setting flags
833 -----------------
835 The syntax is very simple::
837   # /bin/echo 1 > cpuset.cpu_exclusive  -> set flag 'cpuset.cpu_exclusive'
838   # /bin/echo 0 > cpuset.cpu_exclusive  -> unset flag 'cpuset.cpu_exclusive'
840 2.4 Attaching processes
841 -----------------------
845   # /bin/echo PID > tasks
847 Note that it is PID, not PIDs. You can only attach ONE task at a time.
848 If you have several tasks to attach, you have to do it one after another::
850   # /bin/echo PID1 > tasks
851   # /bin/echo PID2 > tasks
852         ...
853   # /bin/echo PIDn > tasks
856 3. Questions
857 ============
860    what's up with this '/bin/echo' ?
863    bash's builtin 'echo' command does not check calls to write() against
864    errors. If you use it in the cpuset file system, you won't be
865    able to tell whether a command succeeded or failed.
868    When I attach processes, only the first of the line gets really attached !
871    We can only return one error code per call to write(). So you should also
872    put only ONE pid.
874 4. Contact
875 ==========
877 Web: http://www.bullopensource.org/cpuset