Documentation/cgroups/freezer-subsystem.txt

   1 The cgroup freezer is useful to batch job management system which start
   2 and stop sets of tasks in order to schedule the resources of a machine
   3 according to the desires of a system administrator. This sort of program
   4 is often used on HPC clusters to schedule access to the cluster as a
   5 whole. The cgroup freezer uses cgroups to describe the set of tasks to
   6 be started/stopped by the batch job management system. It also provides
   7 a means to start and stop the tasks composing the job.
   8
   9 The cgroup freezer will also be useful for checkpointing running groups
  10 of tasks. The freezer allows the checkpoint code to obtain a consistent
  11 image of the tasks by attempting to force the tasks in a cgroup into a
  12 quiescent state. Once the tasks are quiescent another task can
  13 walk /proc or invoke a kernel interface to gather information about the
  14 quiesced tasks. Checkpointed tasks can be restarted later should a
  15 recoverable error occur. This also allows the checkpointed tasks to be
  16 migrated between nodes in a cluster by copying the gathered information
  17 to another node and restarting the tasks there.
  18
  19 Sequences of SIGSTOP and SIGCONT are not always sufficient for stopping
  20 and resuming tasks in userspace. Both of these signals are observable
  21 from within the tasks we wish to freeze. While SIGSTOP cannot be caught,
  22 blocked, or ignored it can be seen by waiting or ptracing parent tasks.
  23 SIGCONT is especially unsuitable since it can be caught by the task. Any
  24 programs designed to watch for SIGSTOP and SIGCONT could be broken by
  25 attempting to use SIGSTOP and SIGCONT to stop and resume tasks. We can
  26 demonstrate this problem using nested bash shells:
  27
  28         $ echo $$
  29         16644
  30         $ bash
  31         $ echo $$
  32         16690
  33
  34         From a second, unrelated bash shell:
  35         $ kill -SIGSTOP 16690
  36         $ kill -SIGCONT 16690
  37
  38         <at this point 16690 exits and causes 16644 to exit too>
  39
  40 This happens because bash can observe both signals and choose how it
  41 responds to them.
  42
  43 Another example of a program which catches and responds to these
  44 signals is gdb. In fact any program designed to use ptrace is likely to
  45 have a problem with this method of stopping and resuming tasks.
  46
  47 In contrast, the cgroup freezer uses the kernel freezer code to
  48 prevent the freeze/unfreeze cycle from becoming visible to the tasks
  49 being frozen. This allows the bash example above and gdb to run as
  50 expected.
  51
  52 The freezer subsystem in the container filesystem defines a file named
  53 freezer.state. Writing "FROZEN" to the state file will freeze all tasks in the
  54 cgroup. Subsequently writing "THAWED" will unfreeze the tasks in the cgroup.
  55 Reading will return the current state.
  56
  57 Note freezer.state doesn't exist in root cgroup, which means root cgroup
  58 is non-freezable.
  59
  60 * Examples of usage :
  61
  62    # mkdir /sys/fs/cgroup/freezer
  63    # mount -t cgroup -ofreezer freezer /sys/fs/cgroup/freezer
  64    # mkdir /sys/fs/cgroup/freezer/0
  65    # echo $some_pid > /sys/fs/cgroup/freezer/0/tasks
  66
  67 to get status of the freezer subsystem :
  68
  69    # cat /sys/fs/cgroup/freezer/0/freezer.state
  70    THAWED
  71
  72 to freeze all tasks in the container :
  73
  74    # echo FROZEN > /sys/fs/cgroup/freezer/0/freezer.state
  75    # cat /sys/fs/cgroup/freezer/0/freezer.state
  76    FREEZING
  77    # cat /sys/fs/cgroup/freezer/0/freezer.state
  78    FROZEN
  79
  80 to unfreeze all tasks in the container :
  81
  82    # echo THAWED > /sys/fs/cgroup/freezer/0/freezer.state
  83    # cat /sys/fs/cgroup/freezer/0/freezer.state
  84    THAWED
  85
  86 This is the basic mechanism which should do the right thing for user space task
  87 in a simple scenario.
  88
  89 It's important to note that freezing can be incomplete. In that case we return
  90 EBUSY. This means that some tasks in the cgroup are busy doing something that
  91 prevents us from completely freezing the cgroup at this time. After EBUSY,
  92 the cgroup will remain partially frozen -- reflected by freezer.state reporting
  93 "FREEZING" when read. The state will remain "FREEZING" until one of these
  94 things happens:
  95
  96         1) Userspace cancels the freezing operation by writing "THAWED" to
  97                 the freezer.state file
  98         2) Userspace retries the freezing operation by writing "FROZEN" to
  99                 the freezer.state file (writing "FREEZING" is not legal
 100                 and returns EINVAL)
 101         3) The tasks that blocked the cgroup from entering the "FROZEN"
 102                 state disappear from the cgroup's set of tasks.