13d2f7cd65dbfd851eaa61cf08645994c9fd0037
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / taskstats.c
1 /*
2  * taskstats.c - Export per-task statistics to userland
3  *
4  * Copyright (C) Shailabh Nagar, IBM Corp. 2006
5  *           (C) Balbir Singh,   IBM Corp. 2006
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  * (at your option) any later version.
11  *
12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  */
18
19 #include <linux/kernel.h>
20 #include <linux/taskstats_kern.h>
21 #include <linux/tsacct_kern.h>
22 #include <linux/delayacct.h>
23 #include <linux/cpumask.h>
24 #include <linux/percpu.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/cgroupstats.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/fs.h>
29 #include <linux/file.h>
30 #include <linux/pid_namespace.h>
31 #include <net/genetlink.h>
32 #include <linux/atomic.h>
33
34 /*
35  * Maximum length of a cpumask that can be specified in
36  * the TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER/DEREGISTER_CPUMASK attribute
37  */
38 #define TASKSTATS_CPUMASK_MAXLEN        (100+6*NR_CPUS)
39
40 static DEFINE_PER_CPU(__u32, taskstats_seqnum);
41 static int family_registered;
42 struct kmem_cache *taskstats_cache;
43
44 static struct genl_family family = {
45         .id             = GENL_ID_GENERATE,
46         .name           = TASKSTATS_GENL_NAME,
47         .version        = TASKSTATS_GENL_VERSION,
48         .maxattr        = TASKSTATS_CMD_ATTR_MAX,
49 };
50
51 static const struct nla_policy taskstats_cmd_get_policy[TASKSTATS_CMD_ATTR_MAX+1] = {
52         [TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]  = { .type = NLA_U32 },
53         [TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID] = { .type = NLA_U32 },
54         [TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK] = { .type = NLA_STRING },
55         [TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK] = { .type = NLA_STRING },};
56
57 static const struct nla_policy cgroupstats_cmd_get_policy[CGROUPSTATS_CMD_ATTR_MAX+1] = {
58         [CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD] = { .type = NLA_U32 },
59 };
60
61 struct listener {
62         struct list_head list;
63         pid_t pid;
64         char valid;
65 };
66
67 struct listener_list {
68         struct rw_semaphore sem;
69         struct list_head list;
70 };
71 static DEFINE_PER_CPU(struct listener_list, listener_array);
72
73 enum actions {
74         REGISTER,
75         DEREGISTER,
76         CPU_DONT_CARE
77 };
78
79 static int prepare_reply(struct genl_info *info, u8 cmd, struct sk_buff **skbp,
80                                 size_t size)
81 {
82         struct sk_buff *skb;
83         void *reply;
84
85         /*
86          * If new attributes are added, please revisit this allocation
87          */
88         skb = genlmsg_new(size, GFP_KERNEL);
89         if (!skb)
90                 return -ENOMEM;
91
92         if (!info) {
93                 int seq = this_cpu_inc_return(taskstats_seqnum) - 1;
94
95                 reply = genlmsg_put(skb, 0, seq, &family, 0, cmd);
96         } else
97                 reply = genlmsg_put_reply(skb, info, &family, 0, cmd);
98         if (reply == NULL) {
99                 nlmsg_free(skb);
100                 return -EINVAL;
101         }
102
103         *skbp = skb;
104         return 0;
105 }
106
107 /*
108  * Send taskstats data in @skb to listener with nl_pid @pid
109  */
110 static int send_reply(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
111 {
112         struct genlmsghdr *genlhdr = nlmsg_data(nlmsg_hdr(skb));
113         void *reply = genlmsg_data(genlhdr);
114         int rc;
115
116         rc = genlmsg_end(skb, reply);
117         if (rc < 0) {
118                 nlmsg_free(skb);
119                 return rc;
120         }
121
122         return genlmsg_reply(skb, info);
123 }
124
125 /*
126  * Send taskstats data in @skb to listeners registered for @cpu's exit data
127  */
128 static void send_cpu_listeners(struct sk_buff *skb,
129                                         struct listener_list *listeners)
130 {
131         struct genlmsghdr *genlhdr = nlmsg_data(nlmsg_hdr(skb));
132         struct listener *s, *tmp;
133         struct sk_buff *skb_next, *skb_cur = skb;
134         void *reply = genlmsg_data(genlhdr);
135         int rc, delcount = 0;
136
137         rc = genlmsg_end(skb, reply);
138         if (rc < 0) {
139                 nlmsg_free(skb);
140                 return;
141         }
142
143         rc = 0;
144         down_read(&listeners->sem);
145         list_for_each_entry(s, &listeners->list, list) {
146                 skb_next = NULL;
147                 if (!list_is_last(&s->list, &listeners->list)) {
148                         skb_next = skb_clone(skb_cur, GFP_KERNEL);
149                         if (!skb_next)
150                                 break;
151                 }
152                 rc = genlmsg_unicast(&init_net, skb_cur, s->pid);
153                 if (rc == -ECONNREFUSED) {
154                         s->valid = 0;
155                         delcount++;
156                 }
157                 skb_cur = skb_next;
158         }
159         up_read(&listeners->sem);
160
161         if (skb_cur)
162                 nlmsg_free(skb_cur);
163
164         if (!delcount)
165                 return;
166
167         /* Delete invalidated entries */
168         down_write(&listeners->sem);
169         list_for_each_entry_safe(s, tmp, &listeners->list, list) {
170                 if (!s->valid) {
171                         list_del(&s->list);
172                         kfree(s);
173                 }
174         }
175         up_write(&listeners->sem);
176 }
177
178 static void fill_stats(struct user_namespace *user_ns,
179                        struct pid_namespace *pid_ns,
180                        struct task_struct *tsk, struct taskstats *stats)
181 {
182         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
183         /*
184          * Each accounting subsystem adds calls to its functions to
185          * fill in relevant parts of struct taskstsats as follows
186          *
187          *      per-task-foo(stats, tsk);
188          */
189
190         delayacct_add_tsk(stats, tsk);
191
192         /* fill in basic acct fields */
193         stats->version = TASKSTATS_VERSION;
194         stats->nvcsw = tsk->nvcsw;
195         stats->nivcsw = tsk->nivcsw;
196         bacct_add_tsk(user_ns, pid_ns, stats, tsk);
197
198         /* fill in extended acct fields */
199         xacct_add_tsk(stats, tsk);
200 }
201
202 static int fill_stats_for_pid(pid_t pid, struct taskstats *stats)
203 {
204         struct task_struct *tsk;
205
206         rcu_read_lock();
207         tsk = find_task_by_vpid(pid);
208         if (tsk)
209                 get_task_struct(tsk);
210         rcu_read_unlock();
211         if (!tsk)
212                 return -ESRCH;
213         fill_stats(current_user_ns(), task_active_pid_ns(current), tsk, stats);
214         put_task_struct(tsk);
215         return 0;
216 }
217
218 static int fill_stats_for_tgid(pid_t tgid, struct taskstats *stats)
219 {
220         struct task_struct *tsk, *first;
221         unsigned long flags;
222         int rc = -ESRCH;
223
224         /*
225          * Add additional stats from live tasks except zombie thread group
226          * leaders who are already counted with the dead tasks
227          */
228         rcu_read_lock();
229         first = find_task_by_vpid(tgid);
230
231         if (!first || !lock_task_sighand(first, &flags))
232                 goto out;
233
234         if (first->signal->stats)
235                 memcpy(stats, first->signal->stats, sizeof(*stats));
236         else
237                 memset(stats, 0, sizeof(*stats));
238
239         tsk = first;
240         do {
241                 if (tsk->exit_state)
242                         continue;
243                 /*
244                  * Accounting subsystem can call its functions here to
245                  * fill in relevant parts of struct taskstsats as follows
246                  *
247                  *      per-task-foo(stats, tsk);
248                  */
249                 delayacct_add_tsk(stats, tsk);
250
251                 stats->nvcsw += tsk->nvcsw;
252                 stats->nivcsw += tsk->nivcsw;
253         } while_each_thread(first, tsk);
254
255         unlock_task_sighand(first, &flags);
256         rc = 0;
257 out:
258         rcu_read_unlock();
259
260         stats->version = TASKSTATS_VERSION;
261         /*
262          * Accounting subsystems can also add calls here to modify
263          * fields of taskstats.
264          */
265         return rc;
266 }
267
268 static void fill_tgid_exit(struct task_struct *tsk)
269 {
270         unsigned long flags;
271
272         spin_lock_irqsave(&tsk->sighand->siglock, flags);
273         if (!tsk->signal->stats)
274                 goto ret;
275
276         /*
277          * Each accounting subsystem calls its functions here to
278          * accumalate its per-task stats for tsk, into the per-tgid structure
279          *
280          *      per-task-foo(tsk->signal->stats, tsk);
281          */
282         delayacct_add_tsk(tsk->signal->stats, tsk);
283 ret:
284         spin_unlock_irqrestore(&tsk->sighand->siglock, flags);
285         return;
286 }
287
288 static int add_del_listener(pid_t pid, const struct cpumask *mask, int isadd)
289 {
290         struct listener_list *listeners;
291         struct listener *s, *tmp, *s2;
292         unsigned int cpu;
293         int ret = 0;
294
295         if (!cpumask_subset(mask, cpu_possible_mask))
296                 return -EINVAL;
297
298         if (current_user_ns() != &init_user_ns)
299                 return -EINVAL;
300
301         if (task_active_pid_ns(current) != &init_pid_ns)
302                 return -EINVAL;
303
304         if (isadd == REGISTER) {
305                 for_each_cpu(cpu, mask) {
306                         s = kmalloc_node(sizeof(struct listener),
307                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
308                         if (!s) {
309                                 ret = -ENOMEM;
310                                 goto cleanup;
311                         }
312                         s->pid = pid;
313                         s->valid = 1;
314
315                         listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
316                         down_write(&listeners->sem);
317                         list_for_each_entry(s2, &listeners->list, list) {
318                                 if (s2->pid == pid && s2->valid)
319                                         goto exists;
320                         }
321                         list_add(&s->list, &listeners->list);
322                         s = NULL;
323 exists:
324                         up_write(&listeners->sem);
325                         kfree(s); /* nop if NULL */
326                 }
327                 return 0;
328         }
329
330         /* Deregister or cleanup */
331 cleanup:
332         for_each_cpu(cpu, mask) {
333                 listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
334                 down_write(&listeners->sem);
335                 list_for_each_entry_safe(s, tmp, &listeners->list, list) {
336                         if (s->pid == pid) {
337                                 list_del(&s->list);
338                                 kfree(s);
339                                 break;
340                         }
341                 }
342                 up_write(&listeners->sem);
343         }
344         return ret;
345 }
346
347 static int parse(struct nlattr *na, struct cpumask *mask)
348 {
349         char *data;
350         int len;
351         int ret;
352
353         if (na == NULL)
354                 return 1;
355         len = nla_len(na);
356         if (len > TASKSTATS_CPUMASK_MAXLEN)
357                 return -E2BIG;
358         if (len < 1)
359                 return -EINVAL;
360         data = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
361         if (!data)
362                 return -ENOMEM;
363         nla_strlcpy(data, na, len);
364         ret = cpulist_parse(data, mask);
365         kfree(data);
366         return ret;
367 }
368
369 #if defined(CONFIG_64BIT) && !defined(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS)
370 #define TASKSTATS_NEEDS_PADDING 1
371 #endif
372
373 static struct taskstats *mk_reply(struct sk_buff *skb, int type, u32 pid)
374 {
375         struct nlattr *na, *ret;
376         int aggr;
377
378         aggr = (type == TASKSTATS_TYPE_PID)
379                         ? TASKSTATS_TYPE_AGGR_PID
380                         : TASKSTATS_TYPE_AGGR_TGID;
381
382         /*
383          * The taskstats structure is internally aligned on 8 byte
384          * boundaries but the layout of the aggregrate reply, with
385          * two NLA headers and the pid (each 4 bytes), actually
386          * force the entire structure to be unaligned. This causes
387          * the kernel to issue unaligned access warnings on some
388          * architectures like ia64. Unfortunately, some software out there
389          * doesn't properly unroll the NLA packet and assumes that the start
390          * of the taskstats structure will always be 20 bytes from the start
391          * of the netlink payload. Aligning the start of the taskstats
392          * structure breaks this software, which we don't want. So, for now
393          * the alignment only happens on architectures that require it
394          * and those users will have to update to fixed versions of those
395          * packages. Space is reserved in the packet only when needed.
396          * This ifdef should be removed in several years e.g. 2012 once
397          * we can be confident that fixed versions are installed on most
398          * systems. We add the padding before the aggregate since the
399          * aggregate is already a defined type.
400          */
401 #ifdef TASKSTATS_NEEDS_PADDING
402         if (nla_put(skb, TASKSTATS_TYPE_NULL, 0, NULL) < 0)
403                 goto err;
404 #endif
405         na = nla_nest_start(skb, aggr);
406         if (!na)
407                 goto err;
408
409         if (nla_put(skb, type, sizeof(pid), &pid) < 0) {
410                 nla_nest_cancel(skb, na);
411                 goto err;
412         }
413         ret = nla_reserve(skb, TASKSTATS_TYPE_STATS, sizeof(struct taskstats));
414         if (!ret) {
415                 nla_nest_cancel(skb, na);
416                 goto err;
417         }
418         nla_nest_end(skb, na);
419
420         return nla_data(ret);
421 err:
422         return NULL;
423 }
424
425 static int cgroupstats_user_cmd(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
426 {
427         int rc = 0;
428         struct sk_buff *rep_skb;
429         struct cgroupstats *stats;
430         struct nlattr *na;
431         size_t size;
432         u32 fd;
433         struct fd f;
434
435         na = info->attrs[CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD];
436         if (!na)
437                 return -EINVAL;
438
439         fd = nla_get_u32(info->attrs[CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD]);
440         f = fdget(fd);
441         if (!f.file)
442                 return 0;
443
444         size = nla_total_size(sizeof(struct cgroupstats));
445
446         rc = prepare_reply(info, CGROUPSTATS_CMD_NEW, &rep_skb,
447                                 size);
448         if (rc < 0)
449                 goto err;
450
451         na = nla_reserve(rep_skb, CGROUPSTATS_TYPE_CGROUP_STATS,
452                                 sizeof(struct cgroupstats));
453         if (na == NULL) {
454                 nlmsg_free(rep_skb);
455                 rc = -EMSGSIZE;
456                 goto err;
457         }
458
459         stats = nla_data(na);
460         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
461
462         rc = cgroupstats_build(stats, f.file->f_dentry);
463         if (rc < 0) {
464                 nlmsg_free(rep_skb);
465                 goto err;
466         }
467
468         rc = send_reply(rep_skb, info);
469
470 err:
471         fdput(f);
472         return rc;
473 }
474
475 static int cmd_attr_register_cpumask(struct genl_info *info)
476 {
477         cpumask_var_t mask;
478         int rc;
479
480         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
481                 return -ENOMEM;
482         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK], mask);
483         if (rc < 0)
484                 goto out;
485         rc = add_del_listener(info->snd_portid, mask, REGISTER);
486 out:
487         free_cpumask_var(mask);
488         return rc;
489 }
490
491 static int cmd_attr_deregister_cpumask(struct genl_info *info)
492 {
493         cpumask_var_t mask;
494         int rc;
495
496         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
497                 return -ENOMEM;
498         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK], mask);
499         if (rc < 0)
500                 goto out;
501         rc = add_del_listener(info->snd_portid, mask, DEREGISTER);
502 out:
503         free_cpumask_var(mask);
504         return rc;
505 }
506
507 static size_t taskstats_packet_size(void)
508 {
509         size_t size;
510
511         size = nla_total_size(sizeof(u32)) +
512                 nla_total_size(sizeof(struct taskstats)) + nla_total_size(0);
513 #ifdef TASKSTATS_NEEDS_PADDING
514         size += nla_total_size(0); /* Padding for alignment */
515 #endif
516         return size;
517 }
518
519 static int cmd_attr_pid(struct genl_info *info)
520 {
521         struct taskstats *stats;
522         struct sk_buff *rep_skb;
523         size_t size;
524         u32 pid;
525         int rc;
526
527         size = taskstats_packet_size();
528
529         rc = prepare_reply(info, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
530         if (rc < 0)
531                 return rc;
532
533         rc = -EINVAL;
534         pid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]);
535         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID, pid);
536         if (!stats)
537                 goto err;
538
539         rc = fill_stats_for_pid(pid, stats);
540         if (rc < 0)
541                 goto err;
542         return send_reply(rep_skb, info);
543 err:
544         nlmsg_free(rep_skb);
545         return rc;
546 }
547
548 static int cmd_attr_tgid(struct genl_info *info)
549 {
550         struct taskstats *stats;
551         struct sk_buff *rep_skb;
552         size_t size;
553         u32 tgid;
554         int rc;
555
556         size = taskstats_packet_size();
557
558         rc = prepare_reply(info, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
559         if (rc < 0)
560                 return rc;
561
562         rc = -EINVAL;
563         tgid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID]);
564         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID, tgid);
565         if (!stats)
566                 goto err;
567
568         rc = fill_stats_for_tgid(tgid, stats);
569         if (rc < 0)
570                 goto err;
571         return send_reply(rep_skb, info);
572 err:
573         nlmsg_free(rep_skb);
574         return rc;
575 }
576
577 static int taskstats_user_cmd(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
578 {
579         if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK])
580                 return cmd_attr_register_cpumask(info);
581         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK])
582                 return cmd_attr_deregister_cpumask(info);
583         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID])
584                 return cmd_attr_pid(info);
585         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID])
586                 return cmd_attr_tgid(info);
587         else
588                 return -EINVAL;
589 }
590
591 static struct taskstats *taskstats_tgid_alloc(struct task_struct *tsk)
592 {
593         struct signal_struct *sig = tsk->signal;
594         struct taskstats *stats;
595
596         if (sig->stats || thread_group_empty(tsk))
597                 goto ret;
598
599         /* No problem if kmem_cache_zalloc() fails */
600         stats = kmem_cache_zalloc(taskstats_cache, GFP_KERNEL);
601
602         spin_lock_irq(&tsk->sighand->siglock);
603         if (!sig->stats) {
604                 sig->stats = stats;
605                 stats = NULL;
606         }
607         spin_unlock_irq(&tsk->sighand->siglock);
608
609         if (stats)
610                 kmem_cache_free(taskstats_cache, stats);
611 ret:
612         return sig->stats;
613 }
614
615 /* Send pid data out on exit */
616 void taskstats_exit(struct task_struct *tsk, int group_dead)
617 {
618         int rc;
619         struct listener_list *listeners;
620         struct taskstats *stats;
621         struct sk_buff *rep_skb;
622         size_t size;
623         int is_thread_group;
624
625         if (!family_registered)
626                 return;
627
628         /*
629          * Size includes space for nested attributes
630          */
631         size = taskstats_packet_size();
632
633         is_thread_group = !!taskstats_tgid_alloc(tsk);
634         if (is_thread_group) {
635                 /* PID + STATS + TGID + STATS */
636                 size = 2 * size;
637                 /* fill the tsk->signal->stats structure */
638                 fill_tgid_exit(tsk);
639         }
640
641         listeners = __this_cpu_ptr(&listener_array);
642         if (list_empty(&listeners->list))
643                 return;
644
645         rc = prepare_reply(NULL, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
646         if (rc < 0)
647                 return;
648
649         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID,
650                          task_pid_nr_ns(tsk, &init_pid_ns));
651         if (!stats)
652                 goto err;
653
654         fill_stats(&init_user_ns, &init_pid_ns, tsk, stats);
655
656         /*
657          * Doesn't matter if tsk is the leader or the last group member leaving
658          */
659         if (!is_thread_group || !group_dead)
660                 goto send;
661
662         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID,
663                          task_tgid_nr_ns(tsk, &init_pid_ns));
664         if (!stats)
665                 goto err;
666
667         memcpy(stats, tsk->signal->stats, sizeof(*stats));
668
669 send:
670         send_cpu_listeners(rep_skb, listeners);
671         return;
672 err:
673         nlmsg_free(rep_skb);
674 }
675
676 static const struct genl_ops taskstats_ops[] = {
677         {
678                 .cmd            = TASKSTATS_CMD_GET,
679                 .doit           = taskstats_user_cmd,
680                 .policy         = taskstats_cmd_get_policy,
681                 .flags          = GENL_ADMIN_PERM,
682         },
683         {
684                 .cmd            = CGROUPSTATS_CMD_GET,
685                 .doit           = cgroupstats_user_cmd,
686                 .policy         = cgroupstats_cmd_get_policy,
687         },
688 };
689
690 /* Needed early in initialization */
691 void __init taskstats_init_early(void)
692 {
693         unsigned int i;
694
695         taskstats_cache = KMEM_CACHE(taskstats, SLAB_PANIC);
696         for_each_possible_cpu(i) {
697                 INIT_LIST_HEAD(&(per_cpu(listener_array, i).list));
698                 init_rwsem(&(per_cpu(listener_array, i).sem));
699         }
700 }
701
702 static int __init taskstats_init(void)
703 {
704         int rc;
705
706         rc = genl_register_family_with_ops(&family, taskstats_ops);
707         if (rc)
708                 return rc;
709
710         family_registered = 1;
711         pr_info("registered taskstats version %d\n", TASKSTATS_GENL_VERSION);
712         return 0;
713 }
714
715 /*
716  * late initcall ensures initialization of statistics collection
717  * mechanisms precedes initialization of the taskstats interface
718  */
719 late_initcall(taskstats_init);