[PATCH] csa: Extended system accounting over taskstats
[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         skb = nlmsg_new(genlmsg_total_size(size), GFP_KERNEL);
81         if (!skb)
82                 return -ENOMEM;
83
84         if (!info) {
85                 int seq = get_cpu_var(taskstats_seqnum)++;
86                 put_cpu_var(taskstats_seqnum);
87
88                 reply = genlmsg_put(skb, 0, seq,
89                                 family.id, 0, 0,
90                                 cmd, family.version);
91         } else
92                 reply = genlmsg_put(skb, info->snd_pid, info->snd_seq,
93                                 family.id, 0, 0,
94                                 cmd, family.version);
95         if (reply == NULL) {
96                 nlmsg_free(skb);
97                 return -EINVAL;
98         }
99
100         *skbp = skb;
101         *replyp = reply;
102         return 0;
103 }
104
105 /*
106  * Send taskstats data in @skb to listener with nl_pid @pid
107  */
108 static int send_reply(struct sk_buff *skb, pid_t pid)
109 {
110         struct genlmsghdr *genlhdr = nlmsg_data((struct nlmsghdr *)skb->data);
111         void *reply = genlmsg_data(genlhdr);
112         int rc;
113
114         rc = genlmsg_end(skb, reply);
115         if (rc < 0) {
116                 nlmsg_free(skb);
117                 return rc;
118         }
119
120         return genlmsg_unicast(skb, pid);
121 }
122
123 /*
124  * Send taskstats data in @skb to listeners registered for @cpu's exit data
125  */
126 static void send_cpu_listeners(struct sk_buff *skb, unsigned int cpu)
127 {
128         struct genlmsghdr *genlhdr = nlmsg_data((struct nlmsghdr *)skb->data);
129         struct listener_list *listeners;
130         struct listener *s, *tmp;
131         struct sk_buff *skb_next, *skb_cur = skb;
132         void *reply = genlmsg_data(genlhdr);
133         int rc, delcount = 0;
134
135         rc = genlmsg_end(skb, reply);
136         if (rc < 0) {
137                 nlmsg_free(skb);
138                 return;
139         }
140
141         rc = 0;
142         listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
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(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 int fill_pid(pid_t pid, struct task_struct *pidtsk,
178                 struct taskstats *stats)
179 {
180         int rc = 0;
181         struct task_struct *tsk = pidtsk;
182
183         if (!pidtsk) {
184                 read_lock(&tasklist_lock);
185                 tsk = find_task_by_pid(pid);
186                 if (!tsk) {
187                         read_unlock(&tasklist_lock);
188                         return -ESRCH;
189                 }
190                 get_task_struct(tsk);
191                 read_unlock(&tasklist_lock);
192         } else
193                 get_task_struct(tsk);
194
195         /*
196          * Each accounting subsystem adds calls to its functions to
197          * fill in relevant parts of struct taskstsats as follows
198          *
199          *      per-task-foo(stats, tsk);
200          */
201
202         delayacct_add_tsk(stats, tsk);
203
204         /* fill in basic acct fields */
205         stats->version = TASKSTATS_VERSION;
206         bacct_add_tsk(stats, tsk);
207
208         /* fill in extended acct fields */
209         xacct_add_tsk(stats, tsk);
210
211         /* Define err: label here if needed */
212         put_task_struct(tsk);
213         return rc;
214
215 }
216
217 static int fill_tgid(pid_t tgid, struct task_struct *tgidtsk,
218                 struct taskstats *stats)
219 {
220         struct task_struct *tsk, *first;
221         unsigned long flags;
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         first = tgidtsk;
228         if (!first) {
229                 read_lock(&tasklist_lock);
230                 first = find_task_by_pid(tgid);
231                 if (!first) {
232                         read_unlock(&tasklist_lock);
233                         return -ESRCH;
234                 }
235                 get_task_struct(first);
236                 read_unlock(&tasklist_lock);
237         } else
238                 get_task_struct(first);
239
240         /* Start with stats from dead tasks */
241         spin_lock_irqsave(&first->signal->stats_lock, flags);
242         if (first->signal->stats)
243                 memcpy(stats, first->signal->stats, sizeof(*stats));
244         spin_unlock_irqrestore(&first->signal->stats_lock, flags);
245
246         tsk = first;
247         read_lock(&tasklist_lock);
248         do {
249                 if (tsk->exit_state == EXIT_ZOMBIE && thread_group_leader(tsk))
250                         continue;
251                 /*
252                  * Accounting subsystem can call its functions here to
253                  * fill in relevant parts of struct taskstsats as follows
254                  *
255                  *      per-task-foo(stats, tsk);
256                  */
257                 delayacct_add_tsk(stats, tsk);
258
259         } while_each_thread(first, tsk);
260         read_unlock(&tasklist_lock);
261         stats->version = TASKSTATS_VERSION;
262
263         /*
264          * Accounting subsytems can also add calls here to modify
265          * fields of taskstats.
266          */
267
268         return 0;
269 }
270
271
272 static void fill_tgid_exit(struct task_struct *tsk)
273 {
274         unsigned long flags;
275
276         spin_lock_irqsave(&tsk->signal->stats_lock, flags);
277         if (!tsk->signal->stats)
278                 goto ret;
279
280         /*
281          * Each accounting subsystem calls its functions here to
282          * accumalate its per-task stats for tsk, into the per-tgid structure
283          *
284          *      per-task-foo(tsk->signal->stats, tsk);
285          */
286         delayacct_add_tsk(tsk->signal->stats, tsk);
287 ret:
288         spin_unlock_irqrestore(&tsk->signal->stats_lock, flags);
289         return;
290 }
291
292 static int add_del_listener(pid_t pid, cpumask_t *maskp, int isadd)
293 {
294         struct listener_list *listeners;
295         struct listener *s, *tmp;
296         unsigned int cpu;
297         cpumask_t mask = *maskp;
298
299         if (!cpus_subset(mask, cpu_possible_map))
300                 return -EINVAL;
301
302         if (isadd == REGISTER) {
303                 for_each_cpu_mask(cpu, mask) {
304                         s = kmalloc_node(sizeof(struct listener), GFP_KERNEL,
305                                          cpu_to_node(cpu));
306                         if (!s)
307                                 goto cleanup;
308                         s->pid = pid;
309                         INIT_LIST_HEAD(&s->list);
310                         s->valid = 1;
311
312                         listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
313                         down_write(&listeners->sem);
314                         list_add(&s->list, &listeners->list);
315                         up_write(&listeners->sem);
316                 }
317                 return 0;
318         }
319
320         /* Deregister or cleanup */
321 cleanup:
322         for_each_cpu_mask(cpu, mask) {
323                 listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
324                 down_write(&listeners->sem);
325                 list_for_each_entry_safe(s, tmp, &listeners->list, list) {
326                         if (s->pid == pid) {
327                                 list_del(&s->list);
328                                 kfree(s);
329                                 break;
330                         }
331                 }
332                 up_write(&listeners->sem);
333         }
334         return 0;
335 }
336
337 static int parse(struct nlattr *na, cpumask_t *mask)
338 {
339         char *data;
340         int len;
341         int ret;
342
343         if (na == NULL)
344                 return 1;
345         len = nla_len(na);
346         if (len > TASKSTATS_CPUMASK_MAXLEN)
347                 return -E2BIG;
348         if (len < 1)
349                 return -EINVAL;
350         data = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
351         if (!data)
352                 return -ENOMEM;
353         nla_strlcpy(data, na, len);
354         ret = cpulist_parse(data, *mask);
355         kfree(data);
356         return ret;
357 }
358
359 static int taskstats_user_cmd(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
360 {
361         int rc = 0;
362         struct sk_buff *rep_skb;
363         struct taskstats stats;
364         void *reply;
365         size_t size;
366         struct nlattr *na;
367         cpumask_t mask;
368
369         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK], &mask);
370         if (rc < 0)
371                 return rc;
372         if (rc == 0)
373                 return add_del_listener(info->snd_pid, &mask, REGISTER);
374
375         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK], &mask);
376         if (rc < 0)
377                 return rc;
378         if (rc == 0)
379                 return add_del_listener(info->snd_pid, &mask, DEREGISTER);
380
381         /*
382          * Size includes space for nested attributes
383          */
384         size = nla_total_size(sizeof(u32)) +
385                 nla_total_size(sizeof(struct taskstats)) + nla_total_size(0);
386
387         memset(&stats, 0, sizeof(stats));
388         rc = prepare_reply(info, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, &reply, size);
389         if (rc < 0)
390                 return rc;
391
392         if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]) {
393                 u32 pid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]);
394                 rc = fill_pid(pid, NULL, &stats);
395                 if (rc < 0)
396                         goto err;
397
398                 na = nla_nest_start(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_AGGR_PID);
399                 NLA_PUT_U32(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID, pid);
400                 NLA_PUT_TYPE(rep_skb, struct taskstats, TASKSTATS_TYPE_STATS,
401                                 stats);
402         } else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID]) {
403                 u32 tgid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID]);
404                 rc = fill_tgid(tgid, NULL, &stats);
405                 if (rc < 0)
406                         goto err;
407
408                 na = nla_nest_start(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_AGGR_TGID);
409                 NLA_PUT_U32(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID, tgid);
410                 NLA_PUT_TYPE(rep_skb, struct taskstats, TASKSTATS_TYPE_STATS,
411                                 stats);
412         } else {
413                 rc = -EINVAL;
414                 goto err;
415         }
416
417         nla_nest_end(rep_skb, na);
418
419         return send_reply(rep_skb, info->snd_pid);
420
421 nla_put_failure:
422         return genlmsg_cancel(rep_skb, reply);
423 err:
424         nlmsg_free(rep_skb);
425         return rc;
426 }
427
428 void taskstats_exit_alloc(struct taskstats **ptidstats, unsigned int *mycpu)
429 {
430         struct listener_list *listeners;
431         struct taskstats *tmp;
432         /*
433          * This is the cpu on which the task is exiting currently and will
434          * be the one for which the exit event is sent, even if the cpu
435          * on which this function is running changes later.
436          */
437         *mycpu = raw_smp_processor_id();
438
439         *ptidstats = NULL;
440         tmp = kmem_cache_zalloc(taskstats_cache, SLAB_KERNEL);
441         if (!tmp)
442                 return;
443
444         listeners = &per_cpu(listener_array, *mycpu);
445         down_read(&listeners->sem);
446         if (!list_empty(&listeners->list)) {
447                 *ptidstats = tmp;
448                 tmp = NULL;
449         }
450         up_read(&listeners->sem);
451         kfree(tmp);
452 }
453
454 /* Send pid data out on exit */
455 void taskstats_exit_send(struct task_struct *tsk, struct taskstats *tidstats,
456                         int group_dead, unsigned int mycpu)
457 {
458         int rc;
459         struct sk_buff *rep_skb;
460         void *reply;
461         size_t size;
462         int is_thread_group;
463         struct nlattr *na;
464         unsigned long flags;
465
466         if (!family_registered || !tidstats)
467                 return;
468
469         spin_lock_irqsave(&tsk->signal->stats_lock, flags);
470         is_thread_group = tsk->signal->stats ? 1 : 0;
471         spin_unlock_irqrestore(&tsk->signal->stats_lock, flags);
472
473         rc = 0;
474         /*
475          * Size includes space for nested attributes
476          */
477         size = nla_total_size(sizeof(u32)) +
478                 nla_total_size(sizeof(struct taskstats)) + nla_total_size(0);
479
480         if (is_thread_group)
481                 size = 2 * size;        /* PID + STATS + TGID + STATS */
482
483         rc = prepare_reply(NULL, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, &reply, size);
484         if (rc < 0)
485                 goto ret;
486
487         rc = fill_pid(tsk->pid, tsk, tidstats);
488         if (rc < 0)
489                 goto err_skb;
490
491         na = nla_nest_start(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_AGGR_PID);
492         NLA_PUT_U32(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID, (u32)tsk->pid);
493         NLA_PUT_TYPE(rep_skb, struct taskstats, TASKSTATS_TYPE_STATS,
494                         *tidstats);
495         nla_nest_end(rep_skb, na);
496
497         if (!is_thread_group)
498                 goto send;
499
500         /*
501          * tsk has/had a thread group so fill the tsk->signal->stats structure
502          * Doesn't matter if tsk is the leader or the last group member leaving
503          */
504
505         fill_tgid_exit(tsk);
506         if (!group_dead)
507                 goto send;
508
509         na = nla_nest_start(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_AGGR_TGID);
510         NLA_PUT_U32(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID, (u32)tsk->tgid);
511         /* No locking needed for tsk->signal->stats since group is dead */
512         NLA_PUT_TYPE(rep_skb, struct taskstats, TASKSTATS_TYPE_STATS,
513                         *tsk->signal->stats);
514         nla_nest_end(rep_skb, na);
515
516 send:
517         send_cpu_listeners(rep_skb, mycpu);
518         return;
519
520 nla_put_failure:
521         genlmsg_cancel(rep_skb, reply);
522         goto ret;
523 err_skb:
524         nlmsg_free(rep_skb);
525 ret:
526         return;
527 }
528
529 static struct genl_ops taskstats_ops = {
530         .cmd            = TASKSTATS_CMD_GET,
531         .doit           = taskstats_user_cmd,
532         .policy         = taskstats_cmd_get_policy,
533 };
534
535 /* Needed early in initialization */
536 void __init taskstats_init_early(void)
537 {
538         unsigned int i;
539
540         taskstats_cache = kmem_cache_create("taskstats_cache",
541                                                 sizeof(struct taskstats),
542                                                 0, SLAB_PANIC, NULL, NULL);
543         for_each_possible_cpu(i) {
544                 INIT_LIST_HEAD(&(per_cpu(listener_array, i).list));
545                 init_rwsem(&(per_cpu(listener_array, i).sem));
546         }
547 }
548
549 static int __init taskstats_init(void)
550 {
551         int rc;
552
553         rc = genl_register_family(&family);
554         if (rc)
555                 return rc;
556
557         rc = genl_register_ops(&family, &taskstats_ops);
558         if (rc < 0)
559                 goto err;
560
561         family_registered = 1;
562         return 0;
563 err:
564         genl_unregister_family(&family);
565         return rc;
566 }
567
568 /*
569  * late initcall ensures initialization of statistics collection
570  * mechanisms precedes initialization of the taskstats interface
571  */
572 late_initcall(taskstats_init);