[PATCH] taskstats: fix sub-threads accounting
[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/tsacct_kern.h>
24 #include <linux/cpumask.h>
25 #include <linux/percpu.h>
26 #include <net/genetlink.h>
27 #include <asm/atomic.h>
28
29 /*
30  * Maximum length of a cpumask that can be specified in
31  * the TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER/DEREGISTER_CPUMASK attribute
32  */
33 #define TASKSTATS_CPUMASK_MAXLEN        (100+6*NR_CPUS)
34
35 static DEFINE_PER_CPU(__u32, taskstats_seqnum) = { 0 };
36 static int family_registered;
37 kmem_cache_t *taskstats_cache;
38
39 static struct genl_family family = {
40         .id             = GENL_ID_GENERATE,
41         .name           = TASKSTATS_GENL_NAME,
42         .version        = TASKSTATS_GENL_VERSION,
43         .maxattr        = TASKSTATS_CMD_ATTR_MAX,
44 };
45
46 static struct nla_policy taskstats_cmd_get_policy[TASKSTATS_CMD_ATTR_MAX+1]
47 __read_mostly = {
48         [TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]  = { .type = NLA_U32 },
49         [TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID] = { .type = NLA_U32 },
50         [TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK] = { .type = NLA_STRING },
51         [TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK] = { .type = NLA_STRING },};
52
53 struct listener {
54         struct list_head list;
55         pid_t pid;
56         char valid;
57 };
58
59 struct listener_list {
60         struct rw_semaphore sem;
61         struct list_head list;
62 };
63 static DEFINE_PER_CPU(struct listener_list, listener_array);
64
65 enum actions {
66         REGISTER,
67         DEREGISTER,
68         CPU_DONT_CARE
69 };
70
71 static int prepare_reply(struct genl_info *info, u8 cmd, struct sk_buff **skbp,
72                         void **replyp, size_t size)
73 {
74         struct sk_buff *skb;
75         void *reply;
76
77         /*
78          * If new attributes are added, please revisit this allocation
79          */
80         size = nlmsg_total_size(genlmsg_total_size(size));
81         skb = nlmsg_new(size, GFP_KERNEL);
82         if (!skb)
83                 return -ENOMEM;
84
85         if (!info) {
86                 int seq = get_cpu_var(taskstats_seqnum)++;
87                 put_cpu_var(taskstats_seqnum);
88
89                 reply = genlmsg_put(skb, 0, seq,
90                                 family.id, 0, 0,
91                                 cmd, family.version);
92         } else
93                 reply = genlmsg_put(skb, info->snd_pid, info->snd_seq,
94                                 family.id, 0, 0,
95                                 cmd, family.version);
96         if (reply == NULL) {
97                 nlmsg_free(skb);
98                 return -EINVAL;
99         }
100
101         *skbp = skb;
102         *replyp = reply;
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, pid_t pid)
110 {
111         struct genlmsghdr *genlhdr = nlmsg_data((struct nlmsghdr *)skb->data);
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_unicast(skb, pid);
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, unsigned int cpu)
128 {
129         struct genlmsghdr *genlhdr = nlmsg_data((struct nlmsghdr *)skb->data);
130         struct listener_list *listeners;
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         listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
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(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 int fill_pid(pid_t pid, struct task_struct *tsk,
179                 struct taskstats *stats)
180 {
181         int rc = 0;
182
183         if (!tsk) {
184                 rcu_read_lock();
185                 tsk = find_task_by_pid(pid);
186                 if (tsk)
187                         get_task_struct(tsk);
188                 rcu_read_unlock();
189                 if (!tsk)
190                         return -ESRCH;
191         } else
192                 get_task_struct(tsk);
193
194         /*
195          * Each accounting subsystem adds calls to its functions to
196          * fill in relevant parts of struct taskstsats as follows
197          *
198          *      per-task-foo(stats, tsk);
199          */
200
201         delayacct_add_tsk(stats, tsk);
202
203         /* fill in basic acct fields */
204         stats->version = TASKSTATS_VERSION;
205         bacct_add_tsk(stats, tsk);
206
207         /* fill in extended acct fields */
208         xacct_add_tsk(stats, tsk);
209
210         /* Define err: label here if needed */
211         put_task_struct(tsk);
212         return rc;
213
214 }
215
216 static int fill_tgid(pid_t tgid, struct task_struct *first,
217                 struct taskstats *stats)
218 {
219         struct task_struct *tsk;
220         unsigned long flags;
221         int rc = -ESRCH;
222
223         /*
224          * Add additional stats from live tasks except zombie thread group
225          * leaders who are already counted with the dead tasks
226          */
227         rcu_read_lock();
228         if (!first)
229                 first = find_task_by_pid(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
237         tsk = first;
238         do {
239                 if (tsk->exit_state)
240                         continue;
241                 /*
242                  * Accounting subsystem can call its functions here to
243                  * fill in relevant parts of struct taskstsats as follows
244                  *
245                  *      per-task-foo(stats, tsk);
246                  */
247                 delayacct_add_tsk(stats, tsk);
248
249         } while_each_thread(first, tsk);
250
251         unlock_task_sighand(first, &flags);
252         rc = 0;
253 out:
254         rcu_read_unlock();
255
256         stats->version = TASKSTATS_VERSION;
257         /*
258          * Accounting subsytems can also add calls here to modify
259          * fields of taskstats.
260          */
261         return rc;
262 }
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, cpumask_t *maskp, int isadd)
286 {
287         struct listener_list *listeners;
288         struct listener *s, *tmp;
289         unsigned int cpu;
290         cpumask_t mask = *maskp;
291
292         if (!cpus_subset(mask, cpu_possible_map))
293                 return -EINVAL;
294
295         if (isadd == REGISTER) {
296                 for_each_cpu_mask(cpu, mask) {
297                         s = kmalloc_node(sizeof(struct listener), GFP_KERNEL,
298                                          cpu_to_node(cpu));
299                         if (!s)
300                                 goto cleanup;
301                         s->pid = pid;
302                         INIT_LIST_HEAD(&s->list);
303                         s->valid = 1;
304
305                         listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
306                         down_write(&listeners->sem);
307                         list_add(&s->list, &listeners->list);
308                         up_write(&listeners->sem);
309                 }
310                 return 0;
311         }
312
313         /* Deregister or cleanup */
314 cleanup:
315         for_each_cpu_mask(cpu, mask) {
316                 listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
317                 down_write(&listeners->sem);
318                 list_for_each_entry_safe(s, tmp, &listeners->list, list) {
319                         if (s->pid == pid) {
320                                 list_del(&s->list);
321                                 kfree(s);
322                                 break;
323                         }
324                 }
325                 up_write(&listeners->sem);
326         }
327         return 0;
328 }
329
330 static int parse(struct nlattr *na, cpumask_t *mask)
331 {
332         char *data;
333         int len;
334         int ret;
335
336         if (na == NULL)
337                 return 1;
338         len = nla_len(na);
339         if (len > TASKSTATS_CPUMASK_MAXLEN)
340                 return -E2BIG;
341         if (len < 1)
342                 return -EINVAL;
343         data = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
344         if (!data)
345                 return -ENOMEM;
346         nla_strlcpy(data, na, len);
347         ret = cpulist_parse(data, *mask);
348         kfree(data);
349         return ret;
350 }
351
352 static int taskstats_user_cmd(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
353 {
354         int rc = 0;
355         struct sk_buff *rep_skb;
356         struct taskstats stats;
357         void *reply;
358         size_t size;
359         struct nlattr *na;
360         cpumask_t mask;
361
362         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK], &mask);
363         if (rc < 0)
364                 return rc;
365         if (rc == 0)
366                 return add_del_listener(info->snd_pid, &mask, REGISTER);
367
368         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK], &mask);
369         if (rc < 0)
370                 return rc;
371         if (rc == 0)
372                 return add_del_listener(info->snd_pid, &mask, DEREGISTER);
373
374         /*
375          * Size includes space for nested attributes
376          */
377         size = nla_total_size(sizeof(u32)) +
378                 nla_total_size(sizeof(struct taskstats)) + nla_total_size(0);
379
380         memset(&stats, 0, sizeof(stats));
381         rc = prepare_reply(info, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, &reply, size);
382         if (rc < 0)
383                 return rc;
384
385         if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]) {
386                 u32 pid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]);
387                 rc = fill_pid(pid, NULL, &stats);
388                 if (rc < 0)
389                         goto err;
390
391                 na = nla_nest_start(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_AGGR_PID);
392                 NLA_PUT_U32(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID, pid);
393                 NLA_PUT_TYPE(rep_skb, struct taskstats, TASKSTATS_TYPE_STATS,
394                                 stats);
395         } else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID]) {
396                 u32 tgid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID]);
397                 rc = fill_tgid(tgid, NULL, &stats);
398                 if (rc < 0)
399                         goto err;
400
401                 na = nla_nest_start(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_AGGR_TGID);
402                 NLA_PUT_U32(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID, tgid);
403                 NLA_PUT_TYPE(rep_skb, struct taskstats, TASKSTATS_TYPE_STATS,
404                                 stats);
405         } else {
406                 rc = -EINVAL;
407                 goto err;
408         }
409
410         nla_nest_end(rep_skb, na);
411
412         return send_reply(rep_skb, info->snd_pid);
413
414 nla_put_failure:
415         rc = genlmsg_cancel(rep_skb, reply);
416 err:
417         nlmsg_free(rep_skb);
418         return rc;
419 }
420
421 void taskstats_exit_alloc(struct taskstats **ptidstats, unsigned int *mycpu)
422 {
423         struct listener_list *listeners;
424         struct taskstats *tmp;
425         /*
426          * This is the cpu on which the task is exiting currently and will
427          * be the one for which the exit event is sent, even if the cpu
428          * on which this function is running changes later.
429          */
430         *mycpu = raw_smp_processor_id();
431
432         *ptidstats = NULL;
433         tmp = kmem_cache_zalloc(taskstats_cache, SLAB_KERNEL);
434         if (!tmp)
435                 return;
436
437         listeners = &per_cpu(listener_array, *mycpu);
438         down_read(&listeners->sem);
439         if (!list_empty(&listeners->list)) {
440                 *ptidstats = tmp;
441                 tmp = NULL;
442         }
443         up_read(&listeners->sem);
444         kfree(tmp);
445 }
446
447 /* Send pid data out on exit */
448 void taskstats_exit_send(struct task_struct *tsk, struct taskstats *tidstats,
449                         int group_dead, unsigned int mycpu)
450 {
451         int rc;
452         struct sk_buff *rep_skb;
453         void *reply;
454         size_t size;
455         int is_thread_group;
456         struct nlattr *na;
457
458         if (!family_registered)
459                 return;
460
461         /*
462          * Size includes space for nested attributes
463          */
464         size = nla_total_size(sizeof(u32)) +
465                 nla_total_size(sizeof(struct taskstats)) + nla_total_size(0);
466
467         is_thread_group = (tsk->signal->stats != NULL);
468         if (is_thread_group) {
469                 /* PID + STATS + TGID + STATS */
470                 size = 2 * size;
471                 /* fill the tsk->signal->stats structure */
472                 fill_tgid_exit(tsk);
473         }
474
475         if (!tidstats)
476                 return;
477
478         rc = prepare_reply(NULL, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, &reply, size);
479         if (rc < 0)
480                 goto ret;
481
482         rc = fill_pid(tsk->pid, tsk, tidstats);
483         if (rc < 0)
484                 goto err_skb;
485
486         na = nla_nest_start(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_AGGR_PID);
487         NLA_PUT_U32(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID, (u32)tsk->pid);
488         NLA_PUT_TYPE(rep_skb, struct taskstats, TASKSTATS_TYPE_STATS,
489                         *tidstats);
490         nla_nest_end(rep_skb, na);
491
492         if (!is_thread_group)
493                 goto send;
494
495         /*
496          * Doesn't matter if tsk is the leader or the last group member leaving
497          */
498         if (!group_dead)
499                 goto send;
500
501         na = nla_nest_start(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_AGGR_TGID);
502         NLA_PUT_U32(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID, (u32)tsk->tgid);
503         /* No locking needed for tsk->signal->stats since group is dead */
504         NLA_PUT_TYPE(rep_skb, struct taskstats, TASKSTATS_TYPE_STATS,
505                         *tsk->signal->stats);
506         nla_nest_end(rep_skb, na);
507
508 send:
509         send_cpu_listeners(rep_skb, mycpu);
510         return;
511
512 nla_put_failure:
513         genlmsg_cancel(rep_skb, reply);
514 err_skb:
515         nlmsg_free(rep_skb);
516 ret:
517         return;
518 }
519
520 static struct genl_ops taskstats_ops = {
521         .cmd            = TASKSTATS_CMD_GET,
522         .doit           = taskstats_user_cmd,
523         .policy         = taskstats_cmd_get_policy,
524 };
525
526 /* Needed early in initialization */
527 void __init taskstats_init_early(void)
528 {
529         unsigned int i;
530
531         taskstats_cache = kmem_cache_create("taskstats_cache",
532                                                 sizeof(struct taskstats),
533                                                 0, SLAB_PANIC, NULL, NULL);
534         for_each_possible_cpu(i) {
535                 INIT_LIST_HEAD(&(per_cpu(listener_array, i).list));
536                 init_rwsem(&(per_cpu(listener_array, i).sem));
537         }
538 }
539
540 static int __init taskstats_init(void)
541 {
542         int rc;
543
544         rc = genl_register_family(&family);
545         if (rc)
546                 return rc;
547
548         rc = genl_register_ops(&family, &taskstats_ops);
549         if (rc < 0)
550                 goto err;
551
552         family_registered = 1;
553         return 0;
554 err:
555         genl_unregister_family(&family);
556         return rc;
557 }
558
559 /*
560  * late initcall ensures initialization of statistics collection
561  * mechanisms precedes initialization of the taskstats interface
562  */
563 late_initcall(taskstats_init);