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