procps/top.c

   1 /*
   2  * A tiny 'top' utility.
   3  *
   4  * This is written specifically for the linux /proc/<PID>/stat(m)
   5  * files format.
   6
   7  * This reads the PIDs of all processes and their status and shows
   8  * the status of processes (first ones that fit to screen) at given
   9  * intervals.
  10  *
  11  * NOTES:
  12  * - At startup this changes to /proc, all the reads are then
  13  *   relative to that.
  14  *
  15  * (C) Eero Tamminen <oak at welho dot com>
  16  *
  17  * Rewritten by Vladimir Oleynik (C) 2002 <dzo@simtreas.ru>
  18  */
  19
  20 /* Original code Copyrights */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 1992 Branko Lankester
  23  * Copyright (c) 1992 Roger Binns
  24  * Copyright (C) 1994-1996 Charles L. Blake.
  25  * Copyright (C) 1992-1998 Michael K. Johnson
  26  * May be distributed under the conditions of the
  27  * GNU Library General Public License
  28  */
  29
  30 #include <sys/types.h>
  31 #include <stdio.h>
  32 #include <stdlib.h>
  33 #include <unistd.h>
  34 #include <string.h>
  35 #include <sys/ioctl.h>
  36 #include "busybox.h"
  37
  38 //#define ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE  /* + 2k */
  39
  40 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
  41 #include <time.h>
  42 #include <sys/time.h>
  43 #include <fcntl.h>
  44 #include <netinet/in.h>  /* htons */
  45 #endif
  46
  47
  48 typedef int (*cmp_t)(procps_status_t *P, procps_status_t *Q);
  49
  50 static procps_status_t *top;   /* Hehe */
  51 static int ntop;
  52
  53 #ifdef CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
  54 static int pid_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  55 {
  56     return (Q->pid - P->pid);
  57 }
  58 #endif
  59
  60 static int mem_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  61 {
  62     return (int)(Q->rss - P->rss);
  63 }
  64
  65 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
  66
  67 #define sort_depth 3
  68 static cmp_t sort_function[sort_depth];
  69
  70 static int pcpu_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  71 {
  72     return (Q->pcpu - P->pcpu);
  73 }
  74
  75 static int time_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  76 {
  77     return (int)((Q->stime + Q->utime) - (P->stime + P->utime));
  78 }
  79
  80 static int mult_lvl_cmp(void* a, void* b) {
  81     int i, cmp_val;
  82
  83     for(i = 0; i < sort_depth; i++) {
  84         cmp_val = (*sort_function[i])(a, b);
  85         if (cmp_val != 0)
  86             return cmp_val;
  87     }
  88     return 0;
  89 }
  90
  91 /* This structure stores some critical information from one frame to
  92    the next. mostly used for sorting. Added cumulative and resident fields. */
  93 struct save_hist {
  94     int ticks;
  95     int pid;
  96     int utime;
  97     int stime;
  98 };
  99
 100 /*
 101  * Calculates percent cpu usage for each task.
 102  */
 103
 104 static struct save_hist *save_history;
 105
 106 static unsigned long Hertz;
 107
 108 /***********************************************************************
 109  * Some values in /proc are expressed in units of 1/HZ seconds, where HZ
 110  * is the kernel clock tick rate. One of these units is called a jiffy.
 111  * The HZ value used in the kernel may vary according to hacker desire.
 112  * According to Linus Torvalds, this is not true. He considers the values
 113  * in /proc as being in architecture-dependent units that have no relation
 114  * to the kernel clock tick rate. Examination of the kernel source code
 115  * reveals that opinion as wishful thinking.
 116  *
 117  * In any case, we need the HZ constant as used in /proc. (the real HZ value
 118  * may differ, but we don't care) There are several ways we could get HZ:
 119  *
 120  * 1. Include the kernel header file. If it changes, recompile this library.
 121  * 2. Use the sysconf() function. When HZ changes, recompile the C library!
 122  * 3. Ask the kernel. This is obviously correct...
 123  *
 124  * Linus Torvalds won't let us ask the kernel, because he thinks we should
 125  * not know the HZ value. Oh well, we don't have to listen to him.
 126  * Someone smuggled out the HZ value. :-)
 127  *
 128  * This code should work fine, even if Linus fixes the kernel to match his
 129  * stated behavior. The code only fails in case of a partial conversion.
 130  *
 131  */
 132
 133 #define FILE_TO_BUF(filename, fd) do{                           \
 134     if (fd == -1 && (fd = open(filename, O_RDONLY)) == -1) {    \
 135         bb_perror_msg_and_die("/proc not be mounted?");            \
 136     }                                                           \
 137     lseek(fd, 0L, SEEK_SET);                                    \
 138     if ((local_n = read(fd, buf, sizeof buf - 1)) < 0) {        \
 139         bb_perror_msg_and_die("%s", filename);                     \
 140     }                                                           \
 141     buf[local_n] = '\0';                                        \
 142 }while(0)
 143
 144 #define FILE_TO_BUF2(filename, fd) do{                          \
 145     lseek(fd, 0L, SEEK_SET);                                    \
 146     if ((local_n = read(fd, buf, sizeof buf - 1)) < 0) {        \
 147         bb_perror_msg_and_die("%s", filename);                     \
 148     }                                                           \
 149     buf[local_n] = '\0';                                        \
 150 }while(0)
 151
 152 static void init_Hertz_value(void) {
 153   unsigned long user_j, nice_j, sys_j, other_j;  /* jiffies (clock ticks) */
 154   double up_1, up_2, seconds;
 155   unsigned long jiffies, h;
 156   char buf[80];
 157   int uptime_fd = -1;
 158   int stat_fd = -1;
 159
 160   long smp_num_cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
 161
 162   if(smp_num_cpus<1) smp_num_cpus=1;
 163   do {
 164     int local_n;
 165
 166     FILE_TO_BUF("uptime", uptime_fd);
 167     up_1 = strtod(buf, 0);
 168     FILE_TO_BUF("stat", stat_fd);
 169     sscanf(buf, "cpu %lu %lu %lu %lu", &user_j, &nice_j, &sys_j, &other_j);
 170     FILE_TO_BUF2("uptime", uptime_fd);
 171     up_2 = strtod(buf, 0);
 172   } while((long)( (up_2-up_1)*1000.0/up_1 )); /* want under 0.1% error */
 173
 174   close(uptime_fd);
 175   close(stat_fd);
 176
 177   jiffies = user_j + nice_j + sys_j + other_j;
 178   seconds = (up_1 + up_2) / 2;
 179   h = (unsigned long)( (double)jiffies/seconds/smp_num_cpus );
 180   /* actual values used by 2.4 kernels: 32 64 100 128 1000 1024 1200 */
 181   switch(h){
 182   case   30 ...   34 :  Hertz =   32; break; /* ia64 emulator */
 183   case   48 ...   52 :  Hertz =   50; break;
 184   case   58 ...   62 :  Hertz =   60; break;
 185   case   63 ...   65 :  Hertz =   64; break; /* StrongARM /Shark */
 186   case   95 ...  105 :  Hertz =  100; break; /* normal Linux */
 187   case  124 ...  132 :  Hertz =  128; break; /* MIPS, ARM */
 188   case  195 ...  204 :  Hertz =  200; break; /* normal << 1 */
 189   case  253 ...  260 :  Hertz =  256; break;
 190   case  295 ...  304 :  Hertz =  300; break; /* 3 cpus */
 191   case  393 ...  408 :  Hertz =  400; break; /* normal << 2 */
 192   case  495 ...  504 :  Hertz =  500; break; /* 5 cpus */
 193   case  595 ...  604 :  Hertz =  600; break; /* 6 cpus */
 194   case  695 ...  704 :  Hertz =  700; break; /* 7 cpus */
 195   case  790 ...  808 :  Hertz =  800; break; /* normal << 3 */
 196   case  895 ...  904 :  Hertz =  900; break; /* 9 cpus */
 197   case  990 ... 1010 :  Hertz = 1000; break; /* ARM */
 198   case 1015 ... 1035 :  Hertz = 1024; break; /* Alpha, ia64 */
 199   case 1095 ... 1104 :  Hertz = 1100; break; /* 11 cpus */
 200   case 1180 ... 1220 :  Hertz = 1200; break; /* Alpha */
 201   default:
 202     /* If 32-bit or big-endian (not Alpha or ia64), assume HZ is 100. */
 203     Hertz = (sizeof(long)==sizeof(int) || htons(999)==999) ? 100UL : 1024UL;
 204   }
 205 }
 206
 207 static void do_stats(void)
 208 {
 209     struct timeval t;
 210     static struct timeval oldtime;
 211     struct timezone timez;
 212     float elapsed_time;
 213
 214     procps_status_t *cur;
 215     int total_time, i, n;
 216     static int prev_count;
 217     int systime, usrtime, pid;
 218
 219     struct save_hist *New_save_hist;
 220
 221     /*
 222      * Finds the current time (in microseconds) and calculates the time
 223      * elapsed since the last update.
 224      */
 225     gettimeofday(&t, &timez);
 226     elapsed_time = (t.tv_sec - oldtime.tv_sec)
 227         + (float) (t.tv_usec - oldtime.tv_usec) / 1000000.0;
 228     oldtime.tv_sec  = t.tv_sec;
 229     oldtime.tv_usec = t.tv_usec;
 230
 231     New_save_hist  = alloca(sizeof(struct save_hist)*ntop);
 232     /*
 233      * Make a pass through the data to get stats.
 234      */
 235     for(n = 0; n < ntop; n++) {
 236         cur = top + n;
 237
 238         /*
 239          * Calculate time in cur process.  Time is sum of user time
 240          * (usrtime) plus system time (systime).
 241          */
 242         systime = cur->stime;
 243         usrtime = cur->utime;
 244         pid = cur->pid;
 245         total_time = systime + usrtime;
 246         New_save_hist[n].ticks = total_time;
 247         New_save_hist[n].pid = pid;
 248         New_save_hist[n].stime = systime;
 249         New_save_hist[n].utime = usrtime;
 250
 251         /* find matching entry from previous pass */
 252         for (i = 0; i < prev_count; i++) {
 253             if (save_history[i].pid == pid) {
 254                 total_time -= save_history[i].ticks;
 255                 systime -= save_history[i].stime;
 256                 usrtime -= save_history[i].utime;
 257                 break;
 258             }
 259         }
 260
 261         /*
 262          * Calculate percent cpu time for cur task.
 263          */
 264         i = (total_time * 10 * 100/Hertz) / elapsed_time;
 265         if (i > 999)
 266             i = 999;
 267         cur->pcpu = i;
 268
 269     }
 270
 271     /*
 272      * Save cur frame's information.
 273      */
 274     free(save_history);
 275     save_history = memcpy(xmalloc(sizeof(struct save_hist)*n), New_save_hist,
 276                                                 sizeof(struct save_hist)*n);
 277     prev_count = n;
 278     qsort(top, n, sizeof(procps_status_t), (void*)mult_lvl_cmp);
 279 }
 280 #else
 281 static cmp_t sort_function;
 282 #endif /* ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE */
 283
 284 /* display generic info (meminfo / loadavg) */
 285 static unsigned long display_generic(void)
 286 {
 287         FILE *fp;
 288         char buf[80];
 289         float avg1, avg2, avg3;
 290         unsigned long total, used, mfree, shared, buffers, cached;
 291         unsigned int needs_conversion = 1;
 292
 293         /* read memory info */
 294         fp = bb_xfopen("meminfo", "r");
 295
 296         /*
 297          * Old kernels (such as 2.4.x) had a nice summary of memory info that
 298          * we could parse, however this is gone entirely in 2.6. Try parsing
 299          * the old way first, and if that fails, parse each field manually.
 300          *
 301          * First, we read in the first line. Old kernels will have bogus
 302          * strings we don't care about, whereas new kernels will start right
 303          * out with MemTotal:
 304          *                              -- PFM.
 305          */
 306         if (fscanf(fp, "MemTotal: %lu %s\n", &total, buf) != 2) {
 307                 fgets(buf, sizeof(buf), fp);    /* skip first line */
 308
 309                 fscanf(fp, "Mem: %lu %lu %lu %lu %lu %lu",
 310                    &total, &used, &mfree, &shared, &buffers, &cached);
 311         } else {
 312                 /*
 313                  * Revert to manual parsing, which incidentally already has the
 314                  * sizes in kilobytes. This should be safe for both 2.4 and
 315                  * 2.6.
 316                  */
 317                 needs_conversion = 0;
 318
 319                 fscanf(fp, "MemFree: %lu %s\n", &mfree, buf);
 320
 321                 /*
 322                  * MemShared: is no longer present in 2.6. Report this as 0,
 323                  * to maintain consistent behavior with normal procps.
 324                  */
 325                 if (fscanf(fp, "MemShared: %lu %s\n", &shared, buf) != 2)
 326                         shared = 0;
 327
 328                 fscanf(fp, "Buffers: %lu %s\n", &buffers, buf);
 329                 fscanf(fp, "Cached: %lu %s\n", &cached, buf);
 330
 331                 used = total - mfree;
 332         }
 333         fclose(fp);
 334
 335         /* read load average */
 336         fp = bb_xfopen("loadavg", "r");
 337         if (fscanf(fp, "%f %f %f", &avg1, &avg2, &avg3) != 3) {
 338                 bb_error_msg_and_die("failed to read '%s'", "loadavg");
 339         }
 340         fclose(fp);
 341
 342         if (needs_conversion) {
 343                 /* convert to kilobytes */
 344                 used /= 1024;
 345                 mfree /= 1024;
 346                 shared /= 1024;
 347                 buffers /= 1024;
 348                 cached /= 1024;
 349                 total /= 1024;
 350         }
 351
 352         /* output memory info and load average */
 353         /* clear screen & go to top */
 354         printf("\e[H\e[J" "Mem: "
 355                "%ldK used, %ldK free, %ldK shrd, %ldK buff, %ldK cached\n",
 356                used, mfree, shared, buffers, cached);
 357         printf("Load average: %.2f, %.2f, %.2f    "
 358                         "(State: S=sleeping R=running, W=waiting)\n",
 359                avg1, avg2, avg3);
 360         return total;
 361 }
 362
 363
 364 /* display process statuses */
 365 static void display_status(int count, int col)
 366 {
 367         procps_status_t *s = top;
 368         char rss_str_buf[8];
 369         unsigned long total_memory = display_generic();
 370
 371 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 372         /* what info of the processes is shown */
 373         printf("\n\e[7m  PID USER     STATUS   RSS  PPID %%CPU %%MEM COMMAND\e[0m\n");
 374 #else
 375         printf("\n\e[7m  PID USER     STATUS   RSS  PPID %%MEM COMMAND\e[0m\n");
 376 #endif
 377
 378         while (count--) {
 379                 char *namecmd = s->short_cmd;
 380                 int pmem;
 381
 382                 pmem = 1000.0 * s->rss / total_memory;
 383                 if (pmem > 999) pmem = 999;
 384
 385                 if(s->rss > 10*1024)
 386                         sprintf(rss_str_buf, "%6ldM", s->rss/1024);
 387                 else
 388                         sprintf(rss_str_buf, "%7ld", s->rss);
 389 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 390                 printf("%5d %-8s %s  %s %5d %2d.%d %2u.%u ",
 391                         s->pid, s->user, s->state, rss_str_buf, s->ppid,
 392                         s->pcpu/10, s->pcpu%10, pmem/10, pmem%10);
 393 #else
 394                 printf("%5d %-8s %s  %s %5d %2u.%u ",
 395                         s->pid, s->user, s->state, rss_str_buf, s->ppid,
 396                         pmem/10, pmem%10);
 397 #endif
 398                         if(strlen(namecmd) > col)
 399                                 namecmd[col] = 0;
 400                         printf("%s\n", namecmd);
 401                 s++;
 402         }
 403 }
 404
 405 static void clearmems(void)
 406 {
 407         free(top);
 408         top = 0;
 409         ntop = 0;
 410 }
 411
 412 #ifdef CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 413 #include <termios.h>
 414 #include <sys/time.h>
 415 #include <signal.h>
 416
 417
 418 static struct termios initial_settings;
 419
 420 static void reset_term(void)
 421 {
 422         tcsetattr(0, TCSANOW, (void *) &initial_settings);
 423 #ifdef CONFIG_FEATURE_CLEAN_UP
 424         clearmems();
 425 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 426         free(save_history);
 427 #endif
 428 #endif /* CONFIG_FEATURE_CLEAN_UP */
 429 }
 430
 431 static void sig_catcher (int sig)
 432 {
 433         reset_term();
 434 }
 435 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 436
 437
 438 int top_main(int argc, char **argv)
 439 {
 440         int opt, interval, lines, col;
 441 #ifdef CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 442         struct termios new_settings;
 443         struct timeval tv;
 444         fd_set readfds;
 445         unsigned char c;
 446         struct sigaction sa;
 447 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 448
 449         /* Default update rate is 5 seconds */
 450         interval = 5;
 451
 452         /* do normal option parsing */
 453         while ((opt = getopt(argc, argv, "d:")) > 0) {
 454             switch (opt) {
 455                 case 'd':
 456                     interval = atoi(optarg);
 457                     break;
 458                 default:
 459                     bb_show_usage();
 460             }
 461         }
 462
 463         /* Default to 25 lines - 5 lines for status */
 464         lines = 25 - 5;
 465         /* Default CMD format size */
 466 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 467         col = 35 - 6;
 468 #else
 469         col = 35;
 470 #endif
 471         /* change to /proc */
 472         if (chdir("/proc") < 0) {
 473                 bb_perror_msg_and_die("chdir('/proc')");
 474         }
 475 #ifdef CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 476         tcgetattr(0, (void *) &initial_settings);
 477         memcpy(&new_settings, &initial_settings, sizeof(struct termios));
 478         new_settings.c_lflag &= ~(ISIG | ICANON); /* unbuffered input */
 479         /* Turn off echoing */
 480         new_settings.c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL);
 481
 482         signal (SIGTERM, sig_catcher);
 483         sigaction (SIGTERM, (struct sigaction *) 0, &sa);
 484         sa.sa_flags |= SA_RESTART;
 485         sa.sa_flags &= ~SA_INTERRUPT;
 486         sigaction (SIGTERM, &sa, (struct sigaction *) 0);
 487         sigaction (SIGINT, &sa, (struct sigaction *) 0);
 488         tcsetattr(0, TCSANOW, (void *) &new_settings);
 489         atexit(reset_term);
 490
 491         get_terminal_width_height(0, &col, &lines);
 492         if (lines > 4) {
 493             lines -= 5;
 494 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 495             col = col - 80 + 35 - 6;
 496 #else
 497             col = col - 80 + 35;
 498 #endif
 499         }
 500 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 501
 502 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 503         sort_function[0] = pcpu_sort;
 504         sort_function[1] = mem_sort;
 505         sort_function[2] = time_sort;
 506 #else
 507         sort_function = mem_sort;
 508 #endif /* ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE */
 509
 510         while (1) {
 511                 /* read process IDs & status for all the processes */
 512                 procps_status_t * p;
 513
 514                 while ((p = procps_scan(0)) != 0) {
 515                         int n = ntop;
 516
 517                         top = xrealloc(top, (++ntop)*sizeof(procps_status_t));
 518                         memcpy(top + n, p, sizeof(procps_status_t));
 519                 }
 520                 if (ntop == 0) {
 521                 bb_perror_msg_and_die("scandir('/proc')");
 522         }
 523 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 524                 if(!Hertz) {
 525                         init_Hertz_value();
 526                         do_stats();
 527                         sleep(1);
 528                         clearmems();
 529                         continue;
 530         }
 531                 do_stats();
 532 #else
 533                 qsort(top, ntop, sizeof(procps_status_t), (void*)sort_function);
 534 #endif /* ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE */
 535                 opt = lines;
 536                 if (opt > ntop) {
 537                         opt = ntop;
 538                 }
 539                 /* show status for each of the processes */
 540                 display_status(opt, col);
 541 #ifdef CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 542                 tv.tv_sec = interval;
 543                 tv.tv_usec = 0;
 544                 FD_ZERO (&readfds);
 545                 FD_SET (0, &readfds);
 546                 select (1, &readfds, NULL, NULL, &tv);
 547                 if (FD_ISSET (0, &readfds)) {
 548                         if (read (0, &c, 1) <= 0) {   /* signal */
 549                                 return EXIT_FAILURE;
 550                         }
 551                         if(c == 'q' || c == initial_settings.c_cc[VINTR])
 552                                 return EXIT_SUCCESS;
 553                         if(c == 'M') {
 554 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 555                                 sort_function[0] = mem_sort;
 556                                 sort_function[1] = pcpu_sort;
 557                                 sort_function[2] = time_sort;
 558 #else
 559                                 sort_function = mem_sort;
 560 #endif
 561                         }
 562 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 563                         if(c == 'P') {
 564                                 sort_function[0] = pcpu_sort;
 565                                 sort_function[1] = mem_sort;
 566                                 sort_function[2] = time_sort;
 567                         }
 568                         if(c == 'T') {
 569                                 sort_function[0] = time_sort;
 570                                 sort_function[1] = mem_sort;
 571                                 sort_function[2] = pcpu_sort;
 572                         }
 573 #endif
 574                         if(c == 'N') {
 575 #ifdef ENABLE_FEATURE_TOP_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 576                                 sort_function[0] = pid_sort;
 577 #else
 578                                 sort_function = pid_sort;
 579 #endif
 580                         }
 581                 }
 582 #else
 583                 sleep(interval);
 584 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 585                 clearmems();
 586         }
 587
 588         return EXIT_SUCCESS;
 589 }