OSDN Git Service

fs: fix fd table size alignment properly
[uclinux-h8/linux.git] / kernel / taskstats.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * taskstats.c - Export per-task statistics to userland
4  *
5  * Copyright (C) Shailabh Nagar, IBM Corp. 2006
6  *           (C) Balbir Singh,   IBM Corp. 2006
7  */
8
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/taskstats_kern.h>
11 #include <linux/tsacct_kern.h>
12 #include <linux/delayacct.h>
13 #include <linux/cpumask.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/cgroupstats.h>
17 #include <linux/cgroup.h>
18 #include <linux/fs.h>
19 #include <linux/file.h>
20 #include <linux/pid_namespace.h>
21 #include <net/genetlink.h>
22 #include <linux/atomic.h>
23 #include <linux/sched/cputime.h>
24
25 /*
26  * Maximum length of a cpumask that can be specified in
27  * the TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER/DEREGISTER_CPUMASK attribute
28  */
29 #define TASKSTATS_CPUMASK_MAXLEN        (100+6*NR_CPUS)
30
31 static DEFINE_PER_CPU(__u32, taskstats_seqnum);
32 static int family_registered;
33 struct kmem_cache *taskstats_cache;
34
35 static struct genl_family family;
36
37 static const struct nla_policy taskstats_cmd_get_policy[] = {
38         [TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]  = { .type = NLA_U32 },
39         [TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID] = { .type = NLA_U32 },
40         [TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK] = { .type = NLA_STRING },
41         [TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK] = { .type = NLA_STRING },};
42
43 static const struct nla_policy cgroupstats_cmd_get_policy[] = {
44         [CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD] = { .type = NLA_U32 },
45 };
46
47 struct listener {
48         struct list_head list;
49         pid_t pid;
50         char valid;
51 };
52
53 struct listener_list {
54         struct rw_semaphore sem;
55         struct list_head list;
56 };
57 static DEFINE_PER_CPU(struct listener_list, listener_array);
58
59 enum actions {
60         REGISTER,
61         DEREGISTER,
62         CPU_DONT_CARE
63 };
64
65 static int prepare_reply(struct genl_info *info, u8 cmd, struct sk_buff **skbp,
66                                 size_t size)
67 {
68         struct sk_buff *skb;
69         void *reply;
70
71         /*
72          * If new attributes are added, please revisit this allocation
73          */
74         skb = genlmsg_new(size, GFP_KERNEL);
75         if (!skb)
76                 return -ENOMEM;
77
78         if (!info) {
79                 int seq = this_cpu_inc_return(taskstats_seqnum) - 1;
80
81                 reply = genlmsg_put(skb, 0, seq, &family, 0, cmd);
82         } else
83                 reply = genlmsg_put_reply(skb, info, &family, 0, cmd);
84         if (reply == NULL) {
85                 nlmsg_free(skb);
86                 return -EINVAL;
87         }
88
89         *skbp = skb;
90         return 0;
91 }
92
93 /*
94  * Send taskstats data in @skb to listener with nl_pid @pid
95  */
96 static int send_reply(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
97 {
98         struct genlmsghdr *genlhdr = nlmsg_data(nlmsg_hdr(skb));
99         void *reply = genlmsg_data(genlhdr);
100
101         genlmsg_end(skb, reply);
102
103         return genlmsg_reply(skb, info);
104 }
105
106 /*
107  * Send taskstats data in @skb to listeners registered for @cpu's exit data
108  */
109 static void send_cpu_listeners(struct sk_buff *skb,
110                                         struct listener_list *listeners)
111 {
112         struct genlmsghdr *genlhdr = nlmsg_data(nlmsg_hdr(skb));
113         struct listener *s, *tmp;
114         struct sk_buff *skb_next, *skb_cur = skb;
115         void *reply = genlmsg_data(genlhdr);
116         int delcount = 0;
117
118         genlmsg_end(skb, reply);
119
120         down_read(&listeners->sem);
121         list_for_each_entry(s, &listeners->list, list) {
122                 int rc;
123
124                 skb_next = NULL;
125                 if (!list_is_last(&s->list, &listeners->list)) {
126                         skb_next = skb_clone(skb_cur, GFP_KERNEL);
127                         if (!skb_next)
128                                 break;
129                 }
130                 rc = genlmsg_unicast(&init_net, skb_cur, s->pid);
131                 if (rc == -ECONNREFUSED) {
132                         s->valid = 0;
133                         delcount++;
134                 }
135                 skb_cur = skb_next;
136         }
137         up_read(&listeners->sem);
138
139         if (skb_cur)
140                 nlmsg_free(skb_cur);
141
142         if (!delcount)
143                 return;
144
145         /* Delete invalidated entries */
146         down_write(&listeners->sem);
147         list_for_each_entry_safe(s, tmp, &listeners->list, list) {
148                 if (!s->valid) {
149                         list_del(&s->list);
150                         kfree(s);
151                 }
152         }
153         up_write(&listeners->sem);
154 }
155
156 static void fill_stats(struct user_namespace *user_ns,
157                        struct pid_namespace *pid_ns,
158                        struct task_struct *tsk, struct taskstats *stats)
159 {
160         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
161         /*
162          * Each accounting subsystem adds calls to its functions to
163          * fill in relevant parts of struct taskstsats as follows
164          *
165          *      per-task-foo(stats, tsk);
166          */
167
168         delayacct_add_tsk(stats, tsk);
169
170         /* fill in basic acct fields */
171         stats->version = TASKSTATS_VERSION;
172         stats->nvcsw = tsk->nvcsw;
173         stats->nivcsw = tsk->nivcsw;
174         bacct_add_tsk(user_ns, pid_ns, stats, tsk);
175
176         /* fill in extended acct fields */
177         xacct_add_tsk(stats, tsk);
178 }
179
180 static int fill_stats_for_pid(pid_t pid, struct taskstats *stats)
181 {
182         struct task_struct *tsk;
183
184         tsk = find_get_task_by_vpid(pid);
185         if (!tsk)
186                 return -ESRCH;
187         fill_stats(current_user_ns(), task_active_pid_ns(current), tsk, stats);
188         put_task_struct(tsk);
189         return 0;
190 }
191
192 static int fill_stats_for_tgid(pid_t tgid, struct taskstats *stats)
193 {
194         struct task_struct *tsk, *first;
195         unsigned long flags;
196         int rc = -ESRCH;
197         u64 delta, utime, stime;
198         u64 start_time;
199
200         /*
201          * Add additional stats from live tasks except zombie thread group
202          * leaders who are already counted with the dead tasks
203          */
204         rcu_read_lock();
205         first = find_task_by_vpid(tgid);
206
207         if (!first || !lock_task_sighand(first, &flags))
208                 goto out;
209
210         if (first->signal->stats)
211                 memcpy(stats, first->signal->stats, sizeof(*stats));
212         else
213                 memset(stats, 0, sizeof(*stats));
214
215         tsk = first;
216         start_time = ktime_get_ns();
217         do {
218                 if (tsk->exit_state)
219                         continue;
220                 /*
221                  * Accounting subsystem can call its functions here to
222                  * fill in relevant parts of struct taskstsats as follows
223                  *
224                  *      per-task-foo(stats, tsk);
225                  */
226                 delayacct_add_tsk(stats, tsk);
227
228                 /* calculate task elapsed time in nsec */
229                 delta = start_time - tsk->start_time;
230                 /* Convert to micro seconds */
231                 do_div(delta, NSEC_PER_USEC);
232                 stats->ac_etime += delta;
233
234                 task_cputime(tsk, &utime, &stime);
235                 stats->ac_utime += div_u64(utime, NSEC_PER_USEC);
236                 stats->ac_stime += div_u64(stime, NSEC_PER_USEC);
237
238                 stats->nvcsw += tsk->nvcsw;
239                 stats->nivcsw += tsk->nivcsw;
240         } while_each_thread(first, tsk);
241
242         unlock_task_sighand(first, &flags);
243         rc = 0;
244 out:
245         rcu_read_unlock();
246
247         stats->version = TASKSTATS_VERSION;
248         /*
249          * Accounting subsystems can also add calls here to modify
250          * fields of taskstats.
251          */
252         return rc;
253 }
254
255 static void fill_tgid_exit(struct task_struct *tsk)
256 {
257         unsigned long flags;
258
259         spin_lock_irqsave(&tsk->sighand->siglock, flags);
260         if (!tsk->signal->stats)
261                 goto ret;
262
263         /*
264          * Each accounting subsystem calls its functions here to
265          * accumalate its per-task stats for tsk, into the per-tgid structure
266          *
267          *      per-task-foo(tsk->signal->stats, tsk);
268          */
269         delayacct_add_tsk(tsk->signal->stats, tsk);
270 ret:
271         spin_unlock_irqrestore(&tsk->sighand->siglock, flags);
272         return;
273 }
274
275 static int add_del_listener(pid_t pid, const struct cpumask *mask, int isadd)
276 {
277         struct listener_list *listeners;
278         struct listener *s, *tmp, *s2;
279         unsigned int cpu;
280         int ret = 0;
281
282         if (!cpumask_subset(mask, cpu_possible_mask))
283                 return -EINVAL;
284
285         if (current_user_ns() != &init_user_ns)
286                 return -EINVAL;
287
288         if (task_active_pid_ns(current) != &init_pid_ns)
289                 return -EINVAL;
290
291         if (isadd == REGISTER) {
292                 for_each_cpu(cpu, mask) {
293                         s = kmalloc_node(sizeof(struct listener),
294                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
295                         if (!s) {
296                                 ret = -ENOMEM;
297                                 goto cleanup;
298                         }
299                         s->pid = pid;
300                         s->valid = 1;
301
302                         listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
303                         down_write(&listeners->sem);
304                         list_for_each_entry(s2, &listeners->list, list) {
305                                 if (s2->pid == pid && s2->valid)
306                                         goto exists;
307                         }
308                         list_add(&s->list, &listeners->list);
309                         s = NULL;
310 exists:
311                         up_write(&listeners->sem);
312                         kfree(s); /* nop if NULL */
313                 }
314                 return 0;
315         }
316
317         /* Deregister or cleanup */
318 cleanup:
319         for_each_cpu(cpu, mask) {
320                 listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
321                 down_write(&listeners->sem);
322                 list_for_each_entry_safe(s, tmp, &listeners->list, list) {
323                         if (s->pid == pid) {
324                                 list_del(&s->list);
325                                 kfree(s);
326                                 break;
327                         }
328                 }
329                 up_write(&listeners->sem);
330         }
331         return ret;
332 }
333
334 static int parse(struct nlattr *na, struct cpumask *mask)
335 {
336         char *data;
337         int len;
338         int ret;
339
340         if (na == NULL)
341                 return 1;
342         len = nla_len(na);
343         if (len > TASKSTATS_CPUMASK_MAXLEN)
344                 return -E2BIG;
345         if (len < 1)
346                 return -EINVAL;
347         data = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
348         if (!data)
349                 return -ENOMEM;
350         nla_strscpy(data, na, len);
351         ret = cpulist_parse(data, mask);
352         kfree(data);
353         return ret;
354 }
355
356 static struct taskstats *mk_reply(struct sk_buff *skb, int type, u32 pid)
357 {
358         struct nlattr *na, *ret;
359         int aggr;
360
361         aggr = (type == TASKSTATS_TYPE_PID)
362                         ? TASKSTATS_TYPE_AGGR_PID
363                         : TASKSTATS_TYPE_AGGR_TGID;
364
365         na = nla_nest_start_noflag(skb, aggr);
366         if (!na)
367                 goto err;
368
369         if (nla_put(skb, type, sizeof(pid), &pid) < 0) {
370                 nla_nest_cancel(skb, na);
371                 goto err;
372         }
373         ret = nla_reserve_64bit(skb, TASKSTATS_TYPE_STATS,
374                                 sizeof(struct taskstats), TASKSTATS_TYPE_NULL);
375         if (!ret) {
376                 nla_nest_cancel(skb, na);
377                 goto err;
378         }
379         nla_nest_end(skb, na);
380
381         return nla_data(ret);
382 err:
383         return NULL;
384 }
385
386 static int cgroupstats_user_cmd(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
387 {
388         int rc = 0;
389         struct sk_buff *rep_skb;
390         struct cgroupstats *stats;
391         struct nlattr *na;
392         size_t size;
393         u32 fd;
394         struct fd f;
395
396         na = info->attrs[CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD];
397         if (!na)
398                 return -EINVAL;
399
400         fd = nla_get_u32(info->attrs[CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD]);
401         f = fdget(fd);
402         if (!f.file)
403                 return 0;
404
405         size = nla_total_size(sizeof(struct cgroupstats));
406
407         rc = prepare_reply(info, CGROUPSTATS_CMD_NEW, &rep_skb,
408                                 size);
409         if (rc < 0)
410                 goto err;
411
412         na = nla_reserve(rep_skb, CGROUPSTATS_TYPE_CGROUP_STATS,
413                                 sizeof(struct cgroupstats));
414         if (na == NULL) {
415                 nlmsg_free(rep_skb);
416                 rc = -EMSGSIZE;
417                 goto err;
418         }
419
420         stats = nla_data(na);
421         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
422
423         rc = cgroupstats_build(stats, f.file->f_path.dentry);
424         if (rc < 0) {
425                 nlmsg_free(rep_skb);
426                 goto err;
427         }
428
429         rc = send_reply(rep_skb, info);
430
431 err:
432         fdput(f);
433         return rc;
434 }
435
436 static int cmd_attr_register_cpumask(struct genl_info *info)
437 {
438         cpumask_var_t mask;
439         int rc;
440
441         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
442                 return -ENOMEM;
443         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK], mask);
444         if (rc < 0)
445                 goto out;
446         rc = add_del_listener(info->snd_portid, mask, REGISTER);
447 out:
448         free_cpumask_var(mask);
449         return rc;
450 }
451
452 static int cmd_attr_deregister_cpumask(struct genl_info *info)
453 {
454         cpumask_var_t mask;
455         int rc;
456
457         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
458                 return -ENOMEM;
459         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK], mask);
460         if (rc < 0)
461                 goto out;
462         rc = add_del_listener(info->snd_portid, mask, DEREGISTER);
463 out:
464         free_cpumask_var(mask);
465         return rc;
466 }
467
468 static size_t taskstats_packet_size(void)
469 {
470         size_t size;
471
472         size = nla_total_size(sizeof(u32)) +
473                 nla_total_size_64bit(sizeof(struct taskstats)) +
474                 nla_total_size(0);
475
476         return size;
477 }
478
479 static int cmd_attr_pid(struct genl_info *info)
480 {
481         struct taskstats *stats;
482         struct sk_buff *rep_skb;
483         size_t size;
484         u32 pid;
485         int rc;
486
487         size = taskstats_packet_size();
488
489         rc = prepare_reply(info, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
490         if (rc < 0)
491                 return rc;
492
493         rc = -EINVAL;
494         pid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]);
495         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID, pid);
496         if (!stats)
497                 goto err;
498
499         rc = fill_stats_for_pid(pid, stats);
500         if (rc < 0)
501                 goto err;
502         return send_reply(rep_skb, info);
503 err:
504         nlmsg_free(rep_skb);
505         return rc;
506 }
507
508 static int cmd_attr_tgid(struct genl_info *info)
509 {
510         struct taskstats *stats;
511         struct sk_buff *rep_skb;
512         size_t size;
513         u32 tgid;
514         int rc;
515
516         size = taskstats_packet_size();
517
518         rc = prepare_reply(info, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
519         if (rc < 0)
520                 return rc;
521
522         rc = -EINVAL;
523         tgid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID]);
524         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID, tgid);
525         if (!stats)
526                 goto err;
527
528         rc = fill_stats_for_tgid(tgid, stats);
529         if (rc < 0)
530                 goto err;
531         return send_reply(rep_skb, info);
532 err:
533         nlmsg_free(rep_skb);
534         return rc;
535 }
536
537 static int taskstats_user_cmd(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
538 {
539         if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK])
540                 return cmd_attr_register_cpumask(info);
541         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK])
542                 return cmd_attr_deregister_cpumask(info);
543         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID])
544                 return cmd_attr_pid(info);
545         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID])
546                 return cmd_attr_tgid(info);
547         else
548                 return -EINVAL;
549 }
550
551 static struct taskstats *taskstats_tgid_alloc(struct task_struct *tsk)
552 {
553         struct signal_struct *sig = tsk->signal;
554         struct taskstats *stats_new, *stats;
555
556         /* Pairs with smp_store_release() below. */
557         stats = smp_load_acquire(&sig->stats);
558         if (stats || thread_group_empty(tsk))
559                 return stats;
560
561         /* No problem if kmem_cache_zalloc() fails */
562         stats_new = kmem_cache_zalloc(taskstats_cache, GFP_KERNEL);
563
564         spin_lock_irq(&tsk->sighand->siglock);
565         stats = sig->stats;
566         if (!stats) {
567                 /*
568                  * Pairs with smp_store_release() above and order the
569                  * kmem_cache_zalloc().
570                  */
571                 smp_store_release(&sig->stats, stats_new);
572                 stats = stats_new;
573                 stats_new = NULL;
574         }
575         spin_unlock_irq(&tsk->sighand->siglock);
576
577         if (stats_new)
578                 kmem_cache_free(taskstats_cache, stats_new);
579
580         return stats;
581 }
582
583 /* Send pid data out on exit */
584 void taskstats_exit(struct task_struct *tsk, int group_dead)
585 {
586         int rc;
587         struct listener_list *listeners;
588         struct taskstats *stats;
589         struct sk_buff *rep_skb;
590         size_t size;
591         int is_thread_group;
592
593         if (!family_registered)
594                 return;
595
596         /*
597          * Size includes space for nested attributes
598          */
599         size = taskstats_packet_size();
600
601         is_thread_group = !!taskstats_tgid_alloc(tsk);
602         if (is_thread_group) {
603                 /* PID + STATS + TGID + STATS */
604                 size = 2 * size;
605                 /* fill the tsk->signal->stats structure */
606                 fill_tgid_exit(tsk);
607         }
608
609         listeners = raw_cpu_ptr(&listener_array);
610         if (list_empty(&listeners->list))
611                 return;
612
613         rc = prepare_reply(NULL, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
614         if (rc < 0)
615                 return;
616
617         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID,
618                          task_pid_nr_ns(tsk, &init_pid_ns));
619         if (!stats)
620                 goto err;
621
622         fill_stats(&init_user_ns, &init_pid_ns, tsk, stats);
623
624         /*
625          * Doesn't matter if tsk is the leader or the last group member leaving
626          */
627         if (!is_thread_group || !group_dead)
628                 goto send;
629
630         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID,
631                          task_tgid_nr_ns(tsk, &init_pid_ns));
632         if (!stats)
633                 goto err;
634
635         memcpy(stats, tsk->signal->stats, sizeof(*stats));
636
637 send:
638         send_cpu_listeners(rep_skb, listeners);
639         return;
640 err:
641         nlmsg_free(rep_skb);
642 }
643
644 static const struct genl_ops taskstats_ops[] = {
645         {
646                 .cmd            = TASKSTATS_CMD_GET,
647                 .validate = GENL_DONT_VALIDATE_STRICT | GENL_DONT_VALIDATE_DUMP,
648                 .doit           = taskstats_user_cmd,
649                 .policy         = taskstats_cmd_get_policy,
650                 .maxattr        = ARRAY_SIZE(taskstats_cmd_get_policy) - 1,
651                 .flags          = GENL_ADMIN_PERM,
652         },
653         {
654                 .cmd            = CGROUPSTATS_CMD_GET,
655                 .validate = GENL_DONT_VALIDATE_STRICT | GENL_DONT_VALIDATE_DUMP,
656                 .doit           = cgroupstats_user_cmd,
657                 .policy         = cgroupstats_cmd_get_policy,
658                 .maxattr        = ARRAY_SIZE(cgroupstats_cmd_get_policy) - 1,
659         },
660 };
661
662 static struct genl_family family __ro_after_init = {
663         .name           = TASKSTATS_GENL_NAME,
664         .version        = TASKSTATS_GENL_VERSION,
665         .module         = THIS_MODULE,
666         .ops            = taskstats_ops,
667         .n_ops          = ARRAY_SIZE(taskstats_ops),
668 };
669
670 /* Needed early in initialization */
671 void __init taskstats_init_early(void)
672 {
673         unsigned int i;
674
675         taskstats_cache = KMEM_CACHE(taskstats, SLAB_PANIC);
676         for_each_possible_cpu(i) {
677                 INIT_LIST_HEAD(&(per_cpu(listener_array, i).list));
678                 init_rwsem(&(per_cpu(listener_array, i).sem));
679         }
680 }
681
682 static int __init taskstats_init(void)
683 {
684         int rc;
685
686         rc = genl_register_family(&family);
687         if (rc)
688                 return rc;
689
690         family_registered = 1;
691         pr_info("registered taskstats version %d\n", TASKSTATS_GENL_VERSION);
692         return 0;
693 }
694
695 /*
696  * late initcall ensures initialization of statistics collection
697  * mechanisms precedes initialization of the taskstats interface
698  */
699 late_initcall(taskstats_init);