Merge branch 'sched-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6.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 <asm/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;
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), GFP_KERNEL,
297                                          cpu_to_node(cpu));
298                         if (!s)
299                                 goto cleanup;
300                         s->pid = pid;
301                         INIT_LIST_HEAD(&s->list);
302                         s->valid = 1;
303
304                         listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
305                         down_write(&listeners->sem);
306                         list_add(&s->list, &listeners->list);
307                         up_write(&listeners->sem);
308                 }
309                 return 0;
310         }
311
312         /* Deregister or cleanup */
313 cleanup:
314         for_each_cpu(cpu, mask) {
315                 listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
316                 down_write(&listeners->sem);
317                 list_for_each_entry_safe(s, tmp, &listeners->list, list) {
318                         if (s->pid == pid) {
319                                 list_del(&s->list);
320                                 kfree(s);
321                                 break;
322                         }
323                 }
324                 up_write(&listeners->sem);
325         }
326         return 0;
327 }
328
329 static int parse(struct nlattr *na, struct cpumask *mask)
330 {
331         char *data;
332         int len;
333         int ret;
334
335         if (na == NULL)
336                 return 1;
337         len = nla_len(na);
338         if (len > TASKSTATS_CPUMASK_MAXLEN)
339                 return -E2BIG;
340         if (len < 1)
341                 return -EINVAL;
342         data = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
343         if (!data)
344                 return -ENOMEM;
345         nla_strlcpy(data, na, len);
346         ret = cpulist_parse(data, mask);
347         kfree(data);
348         return ret;
349 }
350
351 #if defined(CONFIG_64BIT) && !defined(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS)
352 #define TASKSTATS_NEEDS_PADDING 1
353 #endif
354
355 static struct taskstats *mk_reply(struct sk_buff *skb, int type, u32 pid)
356 {
357         struct nlattr *na, *ret;
358         int aggr;
359
360         aggr = (type == TASKSTATS_TYPE_PID)
361                         ? TASKSTATS_TYPE_AGGR_PID
362                         : TASKSTATS_TYPE_AGGR_TGID;
363
364         /*
365          * The taskstats structure is internally aligned on 8 byte
366          * boundaries but the layout of the aggregrate reply, with
367          * two NLA headers and the pid (each 4 bytes), actually
368          * force the entire structure to be unaligned. This causes
369          * the kernel to issue unaligned access warnings on some
370          * architectures like ia64. Unfortunately, some software out there
371          * doesn't properly unroll the NLA packet and assumes that the start
372          * of the taskstats structure will always be 20 bytes from the start
373          * of the netlink payload. Aligning the start of the taskstats
374          * structure breaks this software, which we don't want. So, for now
375          * the alignment only happens on architectures that require it
376          * and those users will have to update to fixed versions of those
377          * packages. Space is reserved in the packet only when needed.
378          * This ifdef should be removed in several years e.g. 2012 once
379          * we can be confident that fixed versions are installed on most
380          * systems. We add the padding before the aggregate since the
381          * aggregate is already a defined type.
382          */
383 #ifdef TASKSTATS_NEEDS_PADDING
384         if (nla_put(skb, TASKSTATS_TYPE_NULL, 0, NULL) < 0)
385                 goto err;
386 #endif
387         na = nla_nest_start(skb, aggr);
388         if (!na)
389                 goto err;
390
391         if (nla_put(skb, type, sizeof(pid), &pid) < 0)
392                 goto err;
393         ret = nla_reserve(skb, TASKSTATS_TYPE_STATS, sizeof(struct taskstats));
394         if (!ret)
395                 goto err;
396         nla_nest_end(skb, na);
397
398         return nla_data(ret);
399 err:
400         return NULL;
401 }
402
403 static int cgroupstats_user_cmd(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
404 {
405         int rc = 0;
406         struct sk_buff *rep_skb;
407         struct cgroupstats *stats;
408         struct nlattr *na;
409         size_t size;
410         u32 fd;
411         struct file *file;
412         int fput_needed;
413
414         na = info->attrs[CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD];
415         if (!na)
416                 return -EINVAL;
417
418         fd = nla_get_u32(info->attrs[CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD]);
419         file = fget_light(fd, &fput_needed);
420         if (!file)
421                 return 0;
422
423         size = nla_total_size(sizeof(struct cgroupstats));
424
425         rc = prepare_reply(info, CGROUPSTATS_CMD_NEW, &rep_skb,
426                                 size);
427         if (rc < 0)
428                 goto err;
429
430         na = nla_reserve(rep_skb, CGROUPSTATS_TYPE_CGROUP_STATS,
431                                 sizeof(struct cgroupstats));
432         stats = nla_data(na);
433         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
434
435         rc = cgroupstats_build(stats, file->f_dentry);
436         if (rc < 0) {
437                 nlmsg_free(rep_skb);
438                 goto err;
439         }
440
441         rc = send_reply(rep_skb, info);
442
443 err:
444         fput_light(file, fput_needed);
445         return rc;
446 }
447
448 static int cmd_attr_register_cpumask(struct genl_info *info)
449 {
450         cpumask_var_t mask;
451         int rc;
452
453         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
454                 return -ENOMEM;
455         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK], mask);
456         if (rc < 0)
457                 goto out;
458         rc = add_del_listener(info->snd_pid, mask, REGISTER);
459 out:
460         free_cpumask_var(mask);
461         return rc;
462 }
463
464 static int cmd_attr_deregister_cpumask(struct genl_info *info)
465 {
466         cpumask_var_t mask;
467         int rc;
468
469         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
470                 return -ENOMEM;
471         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK], mask);
472         if (rc < 0)
473                 goto out;
474         rc = add_del_listener(info->snd_pid, mask, DEREGISTER);
475 out:
476         free_cpumask_var(mask);
477         return rc;
478 }
479
480 static size_t taskstats_packet_size(void)
481 {
482         size_t size;
483
484         size = nla_total_size(sizeof(u32)) +
485                 nla_total_size(sizeof(struct taskstats)) + nla_total_size(0);
486 #ifdef TASKSTATS_NEEDS_PADDING
487         size += nla_total_size(0); /* Padding for alignment */
488 #endif
489         return size;
490 }
491
492 static int cmd_attr_pid(struct genl_info *info)
493 {
494         struct taskstats *stats;
495         struct sk_buff *rep_skb;
496         size_t size;
497         u32 pid;
498         int rc;
499
500         size = taskstats_packet_size();
501
502         rc = prepare_reply(info, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
503         if (rc < 0)
504                 return rc;
505
506         rc = -EINVAL;
507         pid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]);
508         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID, pid);
509         if (!stats)
510                 goto err;
511
512         rc = fill_stats_for_pid(pid, stats);
513         if (rc < 0)
514                 goto err;
515         return send_reply(rep_skb, info);
516 err:
517         nlmsg_free(rep_skb);
518         return rc;
519 }
520
521 static int cmd_attr_tgid(struct genl_info *info)
522 {
523         struct taskstats *stats;
524         struct sk_buff *rep_skb;
525         size_t size;
526         u32 tgid;
527         int rc;
528
529         size = taskstats_packet_size();
530
531         rc = prepare_reply(info, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
532         if (rc < 0)
533                 return rc;
534
535         rc = -EINVAL;
536         tgid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID]);
537         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID, tgid);
538         if (!stats)
539                 goto err;
540
541         rc = fill_stats_for_tgid(tgid, stats);
542         if (rc < 0)
543                 goto err;
544         return send_reply(rep_skb, info);
545 err:
546         nlmsg_free(rep_skb);
547         return rc;
548 }
549
550 static int taskstats_user_cmd(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
551 {
552         if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK])
553                 return cmd_attr_register_cpumask(info);
554         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK])
555                 return cmd_attr_deregister_cpumask(info);
556         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID])
557                 return cmd_attr_pid(info);
558         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID])
559                 return cmd_attr_tgid(info);
560         else
561                 return -EINVAL;
562 }
563
564 static struct taskstats *taskstats_tgid_alloc(struct task_struct *tsk)
565 {
566         struct signal_struct *sig = tsk->signal;
567         struct taskstats *stats;
568
569         if (sig->stats || thread_group_empty(tsk))
570                 goto ret;
571
572         /* No problem if kmem_cache_zalloc() fails */
573         stats = kmem_cache_zalloc(taskstats_cache, GFP_KERNEL);
574
575         spin_lock_irq(&tsk->sighand->siglock);
576         if (!sig->stats) {
577                 sig->stats = stats;
578                 stats = NULL;
579         }
580         spin_unlock_irq(&tsk->sighand->siglock);
581
582         if (stats)
583                 kmem_cache_free(taskstats_cache, stats);
584 ret:
585         return sig->stats;
586 }
587
588 /* Send pid data out on exit */
589 void taskstats_exit(struct task_struct *tsk, int group_dead)
590 {
591         int rc;
592         struct listener_list *listeners;
593         struct taskstats *stats;
594         struct sk_buff *rep_skb;
595         size_t size;
596         int is_thread_group;
597
598         if (!family_registered)
599                 return;
600
601         /*
602          * Size includes space for nested attributes
603          */
604         size = taskstats_packet_size();
605
606         is_thread_group = !!taskstats_tgid_alloc(tsk);
607         if (is_thread_group) {
608                 /* PID + STATS + TGID + STATS */
609                 size = 2 * size;
610                 /* fill the tsk->signal->stats structure */
611                 fill_tgid_exit(tsk);
612         }
613
614         listeners = __this_cpu_ptr(&listener_array);
615         if (list_empty(&listeners->list))
616                 return;
617
618         rc = prepare_reply(NULL, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
619         if (rc < 0)
620                 return;
621
622         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID, tsk->pid);
623         if (!stats)
624                 goto err;
625
626         fill_stats(tsk, stats);
627
628         /*
629          * Doesn't matter if tsk is the leader or the last group member leaving
630          */
631         if (!is_thread_group || !group_dead)
632                 goto send;
633
634         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID, tsk->tgid);
635         if (!stats)
636                 goto err;
637
638         memcpy(stats, tsk->signal->stats, sizeof(*stats));
639
640 send:
641         send_cpu_listeners(rep_skb, listeners);
642         return;
643 err:
644         nlmsg_free(rep_skb);
645 }
646
647 static struct genl_ops taskstats_ops = {
648         .cmd            = TASKSTATS_CMD_GET,
649         .doit           = taskstats_user_cmd,
650         .policy         = taskstats_cmd_get_policy,
651 };
652
653 static struct genl_ops cgroupstats_ops = {
654         .cmd            = CGROUPSTATS_CMD_GET,
655         .doit           = cgroupstats_user_cmd,
656         .policy         = cgroupstats_cmd_get_policy,
657 };
658
659 /* Needed early in initialization */
660 void __init taskstats_init_early(void)
661 {
662         unsigned int i;
663
664         taskstats_cache = KMEM_CACHE(taskstats, SLAB_PANIC);
665         for_each_possible_cpu(i) {
666                 INIT_LIST_HEAD(&(per_cpu(listener_array, i).list));
667                 init_rwsem(&(per_cpu(listener_array, i).sem));
668         }
669 }
670
671 static int __init taskstats_init(void)
672 {
673         int rc;
674
675         rc = genl_register_family(&family);
676         if (rc)
677                 return rc;
678
679         rc = genl_register_ops(&family, &taskstats_ops);
680         if (rc < 0)
681                 goto err;
682
683         rc = genl_register_ops(&family, &cgroupstats_ops);
684         if (rc < 0)
685                 goto err_cgroup_ops;
686
687         family_registered = 1;
688         pr_info("registered taskstats version %d\n", TASKSTATS_GENL_VERSION);
689         return 0;
690 err_cgroup_ops:
691         genl_unregister_ops(&family, &taskstats_ops);
692 err:
693         genl_unregister_family(&family);
694         return rc;
695 }
696
697 /*
698  * late initcall ensures initialization of statistics collection
699  * mechanisms precedes initialization of the taskstats interface
700  */
701 late_initcall(taskstats_init);