Merge tag 'kgdb-6.7-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/danielt...
[linux-2.6-microblaze.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/acct.h>
13 #include <linux/delayacct.h>
14 #include <linux/cpumask.h>
15 #include <linux/percpu.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/cgroupstats.h>
18 #include <linux/cgroup.h>
19 #include <linux/fs.h>
20 #include <linux/file.h>
21 #include <linux/pid_namespace.h>
22 #include <net/genetlink.h>
23 #include <linux/atomic.h>
24 #include <linux/sched/cputime.h>
25
26 /*
27  * Maximum length of a cpumask that can be specified in
28  * the TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER/DEREGISTER_CPUMASK attribute
29  */
30 #define TASKSTATS_CPUMASK_MAXLEN        (100+6*NR_CPUS)
31
32 static DEFINE_PER_CPU(__u32, taskstats_seqnum);
33 static int family_registered;
34 struct kmem_cache *taskstats_cache;
35
36 static struct genl_family family;
37
38 static const struct nla_policy taskstats_cmd_get_policy[] = {
39         [TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]  = { .type = NLA_U32 },
40         [TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID] = { .type = NLA_U32 },
41         [TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK] = { .type = NLA_STRING },
42         [TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK] = { .type = NLA_STRING },};
43
44 static const struct nla_policy cgroupstats_cmd_get_policy[] = {
45         [CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD] = { .type = NLA_U32 },
46 };
47
48 struct listener {
49         struct list_head list;
50         pid_t pid;
51         char valid;
52 };
53
54 struct listener_list {
55         struct rw_semaphore sem;
56         struct list_head list;
57 };
58 static DEFINE_PER_CPU(struct listener_list, listener_array);
59
60 enum actions {
61         REGISTER,
62         DEREGISTER,
63         CPU_DONT_CARE
64 };
65
66 static int prepare_reply(struct genl_info *info, u8 cmd, struct sk_buff **skbp,
67                                 size_t size)
68 {
69         struct sk_buff *skb;
70         void *reply;
71
72         /*
73          * If new attributes are added, please revisit this allocation
74          */
75         skb = genlmsg_new(size, GFP_KERNEL);
76         if (!skb)
77                 return -ENOMEM;
78
79         if (!info) {
80                 int seq = this_cpu_inc_return(taskstats_seqnum) - 1;
81
82                 reply = genlmsg_put(skb, 0, seq, &family, 0, cmd);
83         } else
84                 reply = genlmsg_put_reply(skb, info, &family, 0, cmd);
85         if (reply == NULL) {
86                 nlmsg_free(skb);
87                 return -EINVAL;
88         }
89
90         *skbp = skb;
91         return 0;
92 }
93
94 /*
95  * Send taskstats data in @skb to listener with nl_pid @pid
96  */
97 static int send_reply(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
98 {
99         struct genlmsghdr *genlhdr = nlmsg_data(nlmsg_hdr(skb));
100         void *reply = genlmsg_data(genlhdr);
101
102         genlmsg_end(skb, reply);
103
104         return genlmsg_reply(skb, info);
105 }
106
107 /*
108  * Send taskstats data in @skb to listeners registered for @cpu's exit data
109  */
110 static void send_cpu_listeners(struct sk_buff *skb,
111                                         struct listener_list *listeners)
112 {
113         struct genlmsghdr *genlhdr = nlmsg_data(nlmsg_hdr(skb));
114         struct listener *s, *tmp;
115         struct sk_buff *skb_next, *skb_cur = skb;
116         void *reply = genlmsg_data(genlhdr);
117         int delcount = 0;
118
119         genlmsg_end(skb, reply);
120
121         down_read(&listeners->sem);
122         list_for_each_entry(s, &listeners->list, list) {
123                 int rc;
124
125                 skb_next = NULL;
126                 if (!list_is_last(&s->list, &listeners->list)) {
127                         skb_next = skb_clone(skb_cur, GFP_KERNEL);
128                         if (!skb_next)
129                                 break;
130                 }
131                 rc = genlmsg_unicast(&init_net, skb_cur, s->pid);
132                 if (rc == -ECONNREFUSED) {
133                         s->valid = 0;
134                         delcount++;
135                 }
136                 skb_cur = skb_next;
137         }
138         up_read(&listeners->sem);
139
140         if (skb_cur)
141                 nlmsg_free(skb_cur);
142
143         if (!delcount)
144                 return;
145
146         /* Delete invalidated entries */
147         down_write(&listeners->sem);
148         list_for_each_entry_safe(s, tmp, &listeners->list, list) {
149                 if (!s->valid) {
150                         list_del(&s->list);
151                         kfree(s);
152                 }
153         }
154         up_write(&listeners->sem);
155 }
156
157 static void exe_add_tsk(struct taskstats *stats, struct task_struct *tsk)
158 {
159         /* No idea if I'm allowed to access that here, now. */
160         struct file *exe_file = get_task_exe_file(tsk);
161
162         if (exe_file) {
163                 /* Following cp_new_stat64() in stat.c . */
164                 stats->ac_exe_dev =
165                         huge_encode_dev(exe_file->f_inode->i_sb->s_dev);
166                 stats->ac_exe_inode = exe_file->f_inode->i_ino;
167                 fput(exe_file);
168         } else {
169                 stats->ac_exe_dev = 0;
170                 stats->ac_exe_inode = 0;
171         }
172 }
173
174 static void fill_stats(struct user_namespace *user_ns,
175                        struct pid_namespace *pid_ns,
176                        struct task_struct *tsk, struct taskstats *stats)
177 {
178         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
179         /*
180          * Each accounting subsystem adds calls to its functions to
181          * fill in relevant parts of struct taskstsats as follows
182          *
183          *      per-task-foo(stats, tsk);
184          */
185
186         delayacct_add_tsk(stats, tsk);
187
188         /* fill in basic acct fields */
189         stats->version = TASKSTATS_VERSION;
190         stats->nvcsw = tsk->nvcsw;
191         stats->nivcsw = tsk->nivcsw;
192         bacct_add_tsk(user_ns, pid_ns, stats, tsk);
193
194         /* fill in extended acct fields */
195         xacct_add_tsk(stats, tsk);
196
197         /* add executable info */
198         exe_add_tsk(stats, tsk);
199 }
200
201 static int fill_stats_for_pid(pid_t pid, struct taskstats *stats)
202 {
203         struct task_struct *tsk;
204
205         tsk = find_get_task_by_vpid(pid);
206         if (!tsk)
207                 return -ESRCH;
208         fill_stats(current_user_ns(), task_active_pid_ns(current), tsk, stats);
209         put_task_struct(tsk);
210         return 0;
211 }
212
213 static int fill_stats_for_tgid(pid_t tgid, struct taskstats *stats)
214 {
215         struct task_struct *tsk, *first;
216         unsigned long flags;
217         int rc = -ESRCH;
218         u64 delta, utime, stime;
219         u64 start_time;
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         start_time = ktime_get_ns();
237         for_each_thread(first, tsk) {
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                 /* calculate task elapsed time in nsec */
249                 delta = start_time - tsk->start_time;
250                 /* Convert to micro seconds */
251                 do_div(delta, NSEC_PER_USEC);
252                 stats->ac_etime += delta;
253
254                 task_cputime(tsk, &utime, &stime);
255                 stats->ac_utime += div_u64(utime, NSEC_PER_USEC);
256                 stats->ac_stime += div_u64(stime, NSEC_PER_USEC);
257
258                 stats->nvcsw += tsk->nvcsw;
259                 stats->nivcsw += tsk->nivcsw;
260         }
261
262         unlock_task_sighand(first, &flags);
263         rc = 0;
264 out:
265         rcu_read_unlock();
266
267         stats->version = TASKSTATS_VERSION;
268         /*
269          * Accounting subsystems can also add calls here to modify
270          * fields of taskstats.
271          */
272         return rc;
273 }
274
275 static void fill_tgid_exit(struct task_struct *tsk)
276 {
277         unsigned long flags;
278
279         spin_lock_irqsave(&tsk->sighand->siglock, flags);
280         if (!tsk->signal->stats)
281                 goto ret;
282
283         /*
284          * Each accounting subsystem calls its functions here to
285          * accumalate its per-task stats for tsk, into the per-tgid structure
286          *
287          *      per-task-foo(tsk->signal->stats, tsk);
288          */
289         delayacct_add_tsk(tsk->signal->stats, tsk);
290 ret:
291         spin_unlock_irqrestore(&tsk->sighand->siglock, flags);
292         return;
293 }
294
295 static int add_del_listener(pid_t pid, const struct cpumask *mask, int isadd)
296 {
297         struct listener_list *listeners;
298         struct listener *s, *tmp, *s2;
299         unsigned int cpu;
300         int ret = 0;
301
302         if (!cpumask_subset(mask, cpu_possible_mask))
303                 return -EINVAL;
304
305         if (current_user_ns() != &init_user_ns)
306                 return -EINVAL;
307
308         if (task_active_pid_ns(current) != &init_pid_ns)
309                 return -EINVAL;
310
311         if (isadd == REGISTER) {
312                 for_each_cpu(cpu, mask) {
313                         s = kmalloc_node(sizeof(struct listener),
314                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
315                         if (!s) {
316                                 ret = -ENOMEM;
317                                 goto cleanup;
318                         }
319                         s->pid = pid;
320                         s->valid = 1;
321
322                         listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
323                         down_write(&listeners->sem);
324                         list_for_each_entry(s2, &listeners->list, list) {
325                                 if (s2->pid == pid && s2->valid)
326                                         goto exists;
327                         }
328                         list_add(&s->list, &listeners->list);
329                         s = NULL;
330 exists:
331                         up_write(&listeners->sem);
332                         kfree(s); /* nop if NULL */
333                 }
334                 return 0;
335         }
336
337         /* Deregister or cleanup */
338 cleanup:
339         for_each_cpu(cpu, mask) {
340                 listeners = &per_cpu(listener_array, cpu);
341                 down_write(&listeners->sem);
342                 list_for_each_entry_safe(s, tmp, &listeners->list, list) {
343                         if (s->pid == pid) {
344                                 list_del(&s->list);
345                                 kfree(s);
346                                 break;
347                         }
348                 }
349                 up_write(&listeners->sem);
350         }
351         return ret;
352 }
353
354 static int parse(struct nlattr *na, struct cpumask *mask)
355 {
356         char *data;
357         int len;
358         int ret;
359
360         if (na == NULL)
361                 return 1;
362         len = nla_len(na);
363         if (len > TASKSTATS_CPUMASK_MAXLEN)
364                 return -E2BIG;
365         if (len < 1)
366                 return -EINVAL;
367         data = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
368         if (!data)
369                 return -ENOMEM;
370         nla_strscpy(data, na, len);
371         ret = cpulist_parse(data, mask);
372         kfree(data);
373         return ret;
374 }
375
376 static struct taskstats *mk_reply(struct sk_buff *skb, int type, u32 pid)
377 {
378         struct nlattr *na, *ret;
379         int aggr;
380
381         aggr = (type == TASKSTATS_TYPE_PID)
382                         ? TASKSTATS_TYPE_AGGR_PID
383                         : TASKSTATS_TYPE_AGGR_TGID;
384
385         na = nla_nest_start_noflag(skb, aggr);
386         if (!na)
387                 goto err;
388
389         if (nla_put(skb, type, sizeof(pid), &pid) < 0) {
390                 nla_nest_cancel(skb, na);
391                 goto err;
392         }
393         ret = nla_reserve_64bit(skb, TASKSTATS_TYPE_STATS,
394                                 sizeof(struct taskstats), TASKSTATS_TYPE_NULL);
395         if (!ret) {
396                 nla_nest_cancel(skb, na);
397                 goto err;
398         }
399         nla_nest_end(skb, na);
400
401         return nla_data(ret);
402 err:
403         return NULL;
404 }
405
406 static int cgroupstats_user_cmd(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
407 {
408         int rc = 0;
409         struct sk_buff *rep_skb;
410         struct cgroupstats *stats;
411         struct nlattr *na;
412         size_t size;
413         u32 fd;
414         struct fd f;
415
416         na = info->attrs[CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD];
417         if (!na)
418                 return -EINVAL;
419
420         fd = nla_get_u32(info->attrs[CGROUPSTATS_CMD_ATTR_FD]);
421         f = fdget(fd);
422         if (!f.file)
423                 return 0;
424
425         size = nla_total_size(sizeof(struct cgroupstats));
426
427         rc = prepare_reply(info, CGROUPSTATS_CMD_NEW, &rep_skb,
428                                 size);
429         if (rc < 0)
430                 goto err;
431
432         na = nla_reserve(rep_skb, CGROUPSTATS_TYPE_CGROUP_STATS,
433                                 sizeof(struct cgroupstats));
434         if (na == NULL) {
435                 nlmsg_free(rep_skb);
436                 rc = -EMSGSIZE;
437                 goto err;
438         }
439
440         stats = nla_data(na);
441         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
442
443         rc = cgroupstats_build(stats, f.file->f_path.dentry);
444         if (rc < 0) {
445                 nlmsg_free(rep_skb);
446                 goto err;
447         }
448
449         rc = send_reply(rep_skb, info);
450
451 err:
452         fdput(f);
453         return rc;
454 }
455
456 static int cmd_attr_register_cpumask(struct genl_info *info)
457 {
458         cpumask_var_t mask;
459         int rc;
460
461         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
462                 return -ENOMEM;
463         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK], mask);
464         if (rc < 0)
465                 goto out;
466         rc = add_del_listener(info->snd_portid, mask, REGISTER);
467 out:
468         free_cpumask_var(mask);
469         return rc;
470 }
471
472 static int cmd_attr_deregister_cpumask(struct genl_info *info)
473 {
474         cpumask_var_t mask;
475         int rc;
476
477         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
478                 return -ENOMEM;
479         rc = parse(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK], mask);
480         if (rc < 0)
481                 goto out;
482         rc = add_del_listener(info->snd_portid, mask, DEREGISTER);
483 out:
484         free_cpumask_var(mask);
485         return rc;
486 }
487
488 static size_t taskstats_packet_size(void)
489 {
490         size_t size;
491
492         size = nla_total_size(sizeof(u32)) +
493                 nla_total_size_64bit(sizeof(struct taskstats)) +
494                 nla_total_size(0);
495
496         return size;
497 }
498
499 static int cmd_attr_pid(struct genl_info *info)
500 {
501         struct taskstats *stats;
502         struct sk_buff *rep_skb;
503         size_t size;
504         u32 pid;
505         int rc;
506
507         size = taskstats_packet_size();
508
509         rc = prepare_reply(info, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
510         if (rc < 0)
511                 return rc;
512
513         rc = -EINVAL;
514         pid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID]);
515         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID, pid);
516         if (!stats)
517                 goto err;
518
519         rc = fill_stats_for_pid(pid, stats);
520         if (rc < 0)
521                 goto err;
522         return send_reply(rep_skb, info);
523 err:
524         nlmsg_free(rep_skb);
525         return rc;
526 }
527
528 static int cmd_attr_tgid(struct genl_info *info)
529 {
530         struct taskstats *stats;
531         struct sk_buff *rep_skb;
532         size_t size;
533         u32 tgid;
534         int rc;
535
536         size = taskstats_packet_size();
537
538         rc = prepare_reply(info, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
539         if (rc < 0)
540                 return rc;
541
542         rc = -EINVAL;
543         tgid = nla_get_u32(info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID]);
544         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID, tgid);
545         if (!stats)
546                 goto err;
547
548         rc = fill_stats_for_tgid(tgid, stats);
549         if (rc < 0)
550                 goto err;
551         return send_reply(rep_skb, info);
552 err:
553         nlmsg_free(rep_skb);
554         return rc;
555 }
556
557 static int taskstats_user_cmd(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
558 {
559         if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK])
560                 return cmd_attr_register_cpumask(info);
561         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK])
562                 return cmd_attr_deregister_cpumask(info);
563         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_PID])
564                 return cmd_attr_pid(info);
565         else if (info->attrs[TASKSTATS_CMD_ATTR_TGID])
566                 return cmd_attr_tgid(info);
567         else
568                 return -EINVAL;
569 }
570
571 static struct taskstats *taskstats_tgid_alloc(struct task_struct *tsk)
572 {
573         struct signal_struct *sig = tsk->signal;
574         struct taskstats *stats_new, *stats;
575
576         /* Pairs with smp_store_release() below. */
577         stats = smp_load_acquire(&sig->stats);
578         if (stats || thread_group_empty(tsk))
579                 return stats;
580
581         /* No problem if kmem_cache_zalloc() fails */
582         stats_new = kmem_cache_zalloc(taskstats_cache, GFP_KERNEL);
583
584         spin_lock_irq(&tsk->sighand->siglock);
585         stats = sig->stats;
586         if (!stats) {
587                 /*
588                  * Pairs with smp_store_release() above and order the
589                  * kmem_cache_zalloc().
590                  */
591                 smp_store_release(&sig->stats, stats_new);
592                 stats = stats_new;
593                 stats_new = NULL;
594         }
595         spin_unlock_irq(&tsk->sighand->siglock);
596
597         if (stats_new)
598                 kmem_cache_free(taskstats_cache, stats_new);
599
600         return stats;
601 }
602
603 /* Send pid data out on exit */
604 void taskstats_exit(struct task_struct *tsk, int group_dead)
605 {
606         int rc;
607         struct listener_list *listeners;
608         struct taskstats *stats;
609         struct sk_buff *rep_skb;
610         size_t size;
611         int is_thread_group;
612
613         if (!family_registered)
614                 return;
615
616         /*
617          * Size includes space for nested attributes
618          */
619         size = taskstats_packet_size();
620
621         is_thread_group = !!taskstats_tgid_alloc(tsk);
622         if (is_thread_group) {
623                 /* PID + STATS + TGID + STATS */
624                 size = 2 * size;
625                 /* fill the tsk->signal->stats structure */
626                 fill_tgid_exit(tsk);
627         }
628
629         listeners = raw_cpu_ptr(&listener_array);
630         if (list_empty(&listeners->list))
631                 return;
632
633         rc = prepare_reply(NULL, TASKSTATS_CMD_NEW, &rep_skb, size);
634         if (rc < 0)
635                 return;
636
637         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_PID,
638                          task_pid_nr_ns(tsk, &init_pid_ns));
639         if (!stats)
640                 goto err;
641
642         fill_stats(&init_user_ns, &init_pid_ns, tsk, stats);
643         if (group_dead)
644                 stats->ac_flag |= AGROUP;
645
646         /*
647          * Doesn't matter if tsk is the leader or the last group member leaving
648          */
649         if (!is_thread_group || !group_dead)
650                 goto send;
651
652         stats = mk_reply(rep_skb, TASKSTATS_TYPE_TGID,
653                          task_tgid_nr_ns(tsk, &init_pid_ns));
654         if (!stats)
655                 goto err;
656
657         memcpy(stats, tsk->signal->stats, sizeof(*stats));
658
659 send:
660         send_cpu_listeners(rep_skb, listeners);
661         return;
662 err:
663         nlmsg_free(rep_skb);
664 }
665
666 static const struct genl_ops taskstats_ops[] = {
667         {
668                 .cmd            = TASKSTATS_CMD_GET,
669                 .validate = GENL_DONT_VALIDATE_STRICT | GENL_DONT_VALIDATE_DUMP,
670                 .doit           = taskstats_user_cmd,
671                 .policy         = taskstats_cmd_get_policy,
672                 .maxattr        = ARRAY_SIZE(taskstats_cmd_get_policy) - 1,
673                 .flags          = GENL_ADMIN_PERM,
674         },
675         {
676                 .cmd            = CGROUPSTATS_CMD_GET,
677                 .validate = GENL_DONT_VALIDATE_STRICT | GENL_DONT_VALIDATE_DUMP,
678                 .doit           = cgroupstats_user_cmd,
679                 .policy         = cgroupstats_cmd_get_policy,
680                 .maxattr        = ARRAY_SIZE(cgroupstats_cmd_get_policy) - 1,
681         },
682 };
683
684 static struct genl_family family __ro_after_init = {
685         .name           = TASKSTATS_GENL_NAME,
686         .version        = TASKSTATS_GENL_VERSION,
687         .module         = THIS_MODULE,
688         .ops            = taskstats_ops,
689         .n_ops          = ARRAY_SIZE(taskstats_ops),
690         .resv_start_op  = CGROUPSTATS_CMD_GET + 1,
691         .netnsok        = true,
692 };
693
694 /* Needed early in initialization */
695 void __init taskstats_init_early(void)
696 {
697         unsigned int i;
698
699         taskstats_cache = KMEM_CACHE(taskstats, SLAB_PANIC);
700         for_each_possible_cpu(i) {
701                 INIT_LIST_HEAD(&(per_cpu(listener_array, i).list));
702                 init_rwsem(&(per_cpu(listener_array, i).sem));
703         }
704 }
705
706 static int __init taskstats_init(void)
707 {
708         int rc;
709
710         rc = genl_register_family(&family);
711         if (rc)
712                 return rc;
713
714         family_registered = 1;
715         pr_info("registered taskstats version %d\n", TASKSTATS_GENL_VERSION);
716         return 0;
717 }
718
719 /*
720  * late initcall ensures initialization of statistics collection
721  * mechanisms precedes initialization of the taskstats interface
722  */
723 late_initcall(taskstats_init);