kernel/acct.c

   1 /*
   2  *  linux/kernel/acct.c
   3  *
   4  *  BSD Process Accounting for Linux
   5  *
   6  *  Author: Marco van Wieringen <mvw@planets.elm.net>
   7  *
   8  *  Some code based on ideas and code from:
   9  *  Thomas K. Dyas <tdyas@eden.rutgers.edu>
  10  *
  11  *  This file implements BSD-style process accounting. Whenever any
  12  *  process exits, an accounting record of type "struct acct" is
  13  *  written to the file specified with the acct() system call. It is
  14  *  up to user-level programs to do useful things with the accounting
  15  *  log. The kernel just provides the raw accounting information.
  16  *
  17  * (C) Copyright 1995 - 1997 Marco van Wieringen - ELM Consultancy B.V.
  18  *
  19  *  Plugged two leaks. 1) It didn't return acct_file into the free_filps if
  20  *  the file happened to be read-only. 2) If the accounting was suspended
  21  *  due to the lack of space it happily allowed to reopen it and completely
  22  *  lost the old acct_file. 3/10/98, Al Viro.
  23  *
  24  *  Now we silently close acct_file on attempt to reopen. Cleaned sys_acct().
  25  *  XTerms and EMACS are manifestations of pure evil. 21/10/98, AV.
  26  *
  27  *  Fixed a nasty interaction with with sys_umount(). If the accointing
  28  *  was suspeneded we failed to stop it on umount(). Messy.
  29  *  Another one: remount to readonly didn't stop accounting.
  30  *      Question: what should we do if we have CAP_SYS_ADMIN but not
  31  *  CAP_SYS_PACCT? Current code does the following: umount returns -EBUSY
  32  *  unless we are messing with the root. In that case we are getting a
  33  *  real mess with do_remount_sb(). 9/11/98, AV.
  34  *
  35  *  Fixed a bunch of races (and pair of leaks). Probably not the best way,
  36  *  but this one obviously doesn't introduce deadlocks. Later. BTW, found
  37  *  one race (and leak) in BSD implementation.
  38  *  OK, that's better. ANOTHER race and leak in BSD variant. There always
  39  *  is one more bug... 10/11/98, AV.
  40  *
  41  *      Oh, fsck... Oopsable SMP race in do_process_acct() - we must hold
  42  * ->mmap_sem to walk the vma list of current->mm. Nasty, since it leaks
  43  * a struct file opened for write. Fixed. 2/6/2000, AV.
  44  */
  45
  46 #include <linux/mm.h>
  47 #include <linux/slab.h>
  48 #include <linux/acct.h>
  49 #include <linux/capability.h>
  50 #include <linux/file.h>
  51 #include <linux/tty.h>
  52 #include <linux/security.h>
  53 #include <linux/vfs.h>
  54 #include <linux/jiffies.h>
  55 #include <linux/times.h>
  56 #include <linux/syscalls.h>
  57 #include <linux/mount.h>
  58 #include <linux/uaccess.h>
  59 #include <asm/div64.h>
  60 #include <linux/blkdev.h> /* sector_div */
  61 #include <linux/pid_namespace.h>
  62 #include <../fs/mount.h>        /* will go away when we refactor */
  63
  64 /*
  65  * These constants control the amount of freespace that suspend and
  66  * resume the process accounting system, and the time delay between
  67  * each check.
  68  * Turned into sysctl-controllable parameters. AV, 12/11/98
  69  */
  70
  71 int acct_parm[3] = {4, 2, 30};
  72 #define RESUME          (acct_parm[0])  /* >foo% free space - resume */
  73 #define SUSPEND         (acct_parm[1])  /* <foo% free space - suspend */
  74 #define ACCT_TIMEOUT    (acct_parm[2])  /* foo second timeout between checks */
  75
  76 /*
  77  * External references and all of the globals.
  78  */
  79 static void do_acct_process(struct bsd_acct_struct *acct);
  80
  81 struct bsd_acct_struct {
  82         atomic_long_t           count;
  83         union {
  84                 struct {
  85                         struct hlist_node       s_list;
  86                         struct hlist_node       m_list;
  87                 };
  88                 struct rcu_head rcu;
  89         };
  90         struct mutex            lock;
  91         int                     active;
  92         unsigned long           needcheck;
  93         struct file             *file;
  94         struct pid_namespace    *ns;
  95         struct work_struct      work;
  96         struct completion       done;
  97 };
  98
  99 static void acct_free_rcu(struct rcu_head *head)
 100 {
 101         kfree(container_of(head, struct bsd_acct_struct, rcu));
 102 }
 103
 104 static DEFINE_SPINLOCK(acct_lock);
 105
 106 /*
 107  * Check the amount of free space and suspend/resume accordingly.
 108  */
 109 static int check_free_space(struct bsd_acct_struct *acct)
 110 {
 111         struct kstatfs sbuf;
 112
 113         if (time_is_before_jiffies(acct->needcheck))
 114                 goto out;
 115
 116         /* May block */
 117         if (vfs_statfs(&acct->file->f_path, &sbuf))
 118                 goto out;
 119
 120         if (acct->active) {
 121                 u64 suspend = sbuf.f_blocks * SUSPEND;
 122                 do_div(suspend, 100);
 123                 if (sbuf.f_bavail <= suspend) {
 124                         acct->active = 0;
 125                         printk(KERN_INFO "Process accounting paused\n");
 126                 }
 127         } else {
 128                 u64 resume = sbuf.f_blocks * RESUME;
 129                 do_div(resume, 100);
 130                 if (sbuf.f_bavail >= resume) {
 131                         acct->active = 1;
 132                         printk(KERN_INFO "Process accounting resumed\n");
 133                 }
 134         }
 135
 136         acct->needcheck = jiffies + ACCT_TIMEOUT*HZ;
 137 out:
 138         return acct->active;
 139 }
 140
 141 static void acct_put(struct bsd_acct_struct *p)
 142 {
 143         if (atomic_long_dec_and_test(&p->count))
 144                 call_rcu(&p->rcu, acct_free_rcu);
 145 }
 146
 147 static struct bsd_acct_struct *__acct_get(struct bsd_acct_struct *res)
 148 {
 149         if (!atomic_long_inc_not_zero(&res->count)) {
 150                 rcu_read_unlock();
 151                 cpu_relax();
 152                 return NULL;
 153         }
 154         rcu_read_unlock();
 155         mutex_lock(&res->lock);
 156         if (!res->ns) {
 157                 mutex_unlock(&res->lock);
 158                 acct_put(res);
 159                 return NULL;
 160         }
 161         return res;
 162 }
 163
 164 static struct bsd_acct_struct *acct_get(struct pid_namespace *ns)
 165 {
 166         struct bsd_acct_struct *res;
 167 again:
 168         smp_rmb();
 169         rcu_read_lock();
 170         res = ACCESS_ONCE(ns->bacct);
 171         if (!res) {
 172                 rcu_read_unlock();
 173                 return NULL;
 174         }
 175         res = __acct_get(res);
 176         if (!res)
 177                 goto again;
 178         return res;
 179 }
 180
 181 static void close_work(struct work_struct *work)
 182 {
 183         struct bsd_acct_struct *acct = container_of(work, struct bsd_acct_struct, work);
 184         struct file *file = acct->file;
 185         mnt_unpin(file->f_path.mnt);
 186         if (file->f_op->flush)
 187                 file->f_op->flush(file, NULL);
 188         __fput_sync(file);
 189         complete(&acct->done);
 190 }
 191
 192 static void acct_kill(struct bsd_acct_struct *acct,
 193                       struct bsd_acct_struct *new)
 194 {
 195         if (acct) {
 196                 struct pid_namespace *ns = acct->ns;
 197                 do_acct_process(acct);
 198                 INIT_WORK(&acct->work, close_work);
 199                 init_completion(&acct->done);
 200                 schedule_work(&acct->work);
 201                 wait_for_completion(&acct->done);
 202                 spin_lock(&acct_lock);
 203                 hlist_del(&acct->m_list);
 204                 hlist_del(&acct->s_list);
 205                 spin_unlock(&acct_lock);
 206                 ns->bacct = new;
 207                 if (new) {
 208                         struct vfsmount *m = new->file->f_path.mnt;
 209                         spin_lock(&acct_lock);
 210                         hlist_add_head(&new->s_list, &m->mnt_sb->s_pins);
 211                         hlist_add_head(&new->m_list, &real_mount(m)->mnt_pins);
 212                         spin_unlock(&acct_lock);
 213                         mutex_unlock(&new->lock);
 214                 }
 215                 acct->ns = NULL;
 216                 atomic_long_dec(&acct->count);
 217                 mutex_unlock(&acct->lock);
 218                 acct_put(acct);
 219         }
 220 }
 221
 222 static int acct_on(struct filename *pathname)
 223 {
 224         struct file *file;
 225         struct vfsmount *mnt;
 226         struct pid_namespace *ns = task_active_pid_ns(current);
 227         struct bsd_acct_struct *acct, *old;
 228
 229         acct = kzalloc(sizeof(struct bsd_acct_struct), GFP_KERNEL);
 230         if (!acct)
 231                 return -ENOMEM;
 232
 233         /* Difference from BSD - they don't do O_APPEND */
 234         file = file_open_name(pathname, O_WRONLY|O_APPEND|O_LARGEFILE, 0);
 235         if (IS_ERR(file)) {
 236                 kfree(acct);
 237                 return PTR_ERR(file);
 238         }
 239
 240         if (!S_ISREG(file_inode(file)->i_mode)) {
 241                 kfree(acct);
 242                 filp_close(file, NULL);
 243                 return -EACCES;
 244         }
 245
 246         if (!file->f_op->write) {
 247                 kfree(acct);
 248                 filp_close(file, NULL);
 249                 return -EIO;
 250         }
 251
 252         atomic_long_set(&acct->count, 1);
 253         acct->file = file;
 254         acct->needcheck = jiffies;
 255         acct->ns = ns;
 256         mutex_init(&acct->lock);
 257         mnt = file->f_path.mnt;
 258         mnt_pin(mnt);
 259
 260         old = acct_get(ns);
 261         mutex_lock_nested(&acct->lock, 1);      /* nobody has seen it yet */
 262         if (old) {
 263                 acct_kill(old, acct);
 264         } else {
 265                 ns->bacct = acct;
 266                 spin_lock(&acct_lock);
 267                 hlist_add_head(&acct->s_list, &mnt->mnt_sb->s_pins);
 268                 hlist_add_head(&acct->m_list, &real_mount(mnt)->mnt_pins);
 269                 spin_unlock(&acct_lock);
 270                 mutex_unlock(&acct->lock);
 271         }
 272         mntput(mnt); /* it's pinned, now give up active reference */
 273         return 0;
 274 }
 275
 276 static DEFINE_MUTEX(acct_on_mutex);
 277
 278 /**
 279  * sys_acct - enable/disable process accounting
 280  * @name: file name for accounting records or NULL to shutdown accounting
 281  *
 282  * Returns 0 for success or negative errno values for failure.
 283  *
 284  * sys_acct() is the only system call needed to implement process
 285  * accounting. It takes the name of the file where accounting records
 286  * should be written. If the filename is NULL, accounting will be
 287  * shutdown.
 288  */
 289 SYSCALL_DEFINE1(acct, const char __user *, name)
 290 {
 291         int error = 0;
 292
 293         if (!capable(CAP_SYS_PACCT))
 294                 return -EPERM;
 295
 296         if (name) {
 297                 struct filename *tmp = getname(name);
 298                 if (IS_ERR(tmp))
 299                         return PTR_ERR(tmp);
 300                 mutex_lock(&acct_on_mutex);
 301                 error = acct_on(tmp);
 302                 mutex_unlock(&acct_on_mutex);
 303                 putname(tmp);
 304         } else {
 305                 acct_kill(acct_get(task_active_pid_ns(current)), NULL);
 306         }
 307
 308         return error;
 309 }
 310
 311 void acct_auto_close_mnt(struct hlist_head *list)
 312 {
 313         rcu_read_lock();
 314         while (1) {
 315                 struct hlist_node *p = ACCESS_ONCE(list->first);
 316                 if (!p)
 317                         break;
 318                 acct_kill(__acct_get(hlist_entry(p,
 319                                                  struct bsd_acct_struct,
 320                                                  m_list)), NULL);
 321                 rcu_read_lock();
 322         }
 323         rcu_read_unlock();
 324 }
 325
 326 void acct_auto_close(struct hlist_head *list)
 327 {
 328         rcu_read_lock();
 329         while (1) {
 330                 struct hlist_node *p = ACCESS_ONCE(list->first);
 331                 if (!p)
 332                         break;
 333                 acct_kill(__acct_get(hlist_entry(p,
 334                                                  struct bsd_acct_struct,
 335                                                  s_list)), NULL);
 336                 rcu_read_lock();
 337         }
 338         rcu_read_unlock();
 339 }
 340
 341 void acct_exit_ns(struct pid_namespace *ns)
 342 {
 343         acct_kill(acct_get(ns), NULL);
 344 }
 345
 346 /*
 347  *  encode an unsigned long into a comp_t
 348  *
 349  *  This routine has been adopted from the encode_comp_t() function in
 350  *  the kern_acct.c file of the FreeBSD operating system. The encoding
 351  *  is a 13-bit fraction with a 3-bit (base 8) exponent.
 352  */
 353
 354 #define MANTSIZE        13                      /* 13 bit mantissa. */
 355 #define EXPSIZE         3                       /* Base 8 (3 bit) exponent. */
 356 #define MAXFRACT        ((1 << MANTSIZE) - 1)   /* Maximum fractional value. */
 357
 358 static comp_t encode_comp_t(unsigned long value)
 359 {
 360         int exp, rnd;
 361
 362         exp = rnd = 0;
 363         while (value > MAXFRACT) {
 364                 rnd = value & (1 << (EXPSIZE - 1));     /* Round up? */
 365                 value >>= EXPSIZE;      /* Base 8 exponent == 3 bit shift. */
 366                 exp++;
 367         }
 368
 369         /*
 370          * If we need to round up, do it (and handle overflow correctly).
 371          */
 372         if (rnd && (++value > MAXFRACT)) {
 373                 value >>= EXPSIZE;
 374                 exp++;
 375         }
 376
 377         /*
 378          * Clean it up and polish it off.
 379          */
 380         exp <<= MANTSIZE;               /* Shift the exponent into place */
 381         exp += value;                   /* and add on the mantissa. */
 382         return exp;
 383 }
 384
 385 #if ACCT_VERSION==1 || ACCT_VERSION==2
 386 /*
 387  * encode an u64 into a comp2_t (24 bits)
 388  *
 389  * Format: 5 bit base 2 exponent, 20 bits mantissa.
 390  * The leading bit of the mantissa is not stored, but implied for
 391  * non-zero exponents.
 392  * Largest encodable value is 50 bits.
 393  */
 394
 395 #define MANTSIZE2       20                      /* 20 bit mantissa. */
 396 #define EXPSIZE2        5                       /* 5 bit base 2 exponent. */
 397 #define MAXFRACT2       ((1ul << MANTSIZE2) - 1) /* Maximum fractional value. */
 398 #define MAXEXP2         ((1 <<EXPSIZE2) - 1)    /* Maximum exponent. */
 399
 400 static comp2_t encode_comp2_t(u64 value)
 401 {
 402         int exp, rnd;
 403
 404         exp = (value > (MAXFRACT2>>1));
 405         rnd = 0;
 406         while (value > MAXFRACT2) {
 407                 rnd = value & 1;
 408                 value >>= 1;
 409                 exp++;
 410         }
 411
 412         /*
 413          * If we need to round up, do it (and handle overflow correctly).
 414          */
 415         if (rnd && (++value > MAXFRACT2)) {
 416                 value >>= 1;
 417                 exp++;
 418         }
 419
 420         if (exp > MAXEXP2) {
 421                 /* Overflow. Return largest representable number instead. */
 422                 return (1ul << (MANTSIZE2+EXPSIZE2-1)) - 1;
 423         } else {
 424                 return (value & (MAXFRACT2>>1)) | (exp << (MANTSIZE2-1));
 425         }
 426 }
 427 #endif
 428
 429 #if ACCT_VERSION==3
 430 /*
 431  * encode an u64 into a 32 bit IEEE float
 432  */
 433 static u32 encode_float(u64 value)
 434 {
 435         unsigned exp = 190;
 436         unsigned u;
 437
 438         if (value==0) return 0;
 439         while ((s64)value > 0){
 440                 value <<= 1;
 441                 exp--;
 442         }
 443         u = (u32)(value >> 40) & 0x7fffffu;
 444         return u | (exp << 23);
 445 }
 446 #endif
 447
 448 /*
 449  *  Write an accounting entry for an exiting process
 450  *
 451  *  The acct_process() call is the workhorse of the process
 452  *  accounting system. The struct acct is built here and then written
 453  *  into the accounting file. This function should only be called from
 454  *  do_exit() or when switching to a different output file.
 455  */
 456
 457 static void fill_ac(acct_t *ac)
 458 {
 459         struct pacct_struct *pacct = &current->signal->pacct;
 460         u64 elapsed, run_time;
 461         struct tty_struct *tty;
 462
 463         /*
 464          * Fill the accounting struct with the needed info as recorded
 465          * by the different kernel functions.
 466          */
 467         memset(ac, 0, sizeof(acct_t));
 468
 469         ac->ac_version = ACCT_VERSION | ACCT_BYTEORDER;
 470         strlcpy(ac->ac_comm, current->comm, sizeof(ac->ac_comm));
 471
 472         /* calculate run_time in nsec*/
 473         run_time = ktime_get_ns();
 474         run_time -= current->group_leader->start_time;
 475         /* convert nsec -> AHZ */
 476         elapsed = nsec_to_AHZ(run_time);
 477 #if ACCT_VERSION==3
 478         ac->ac_etime = encode_float(elapsed);
 479 #else
 480         ac->ac_etime = encode_comp_t(elapsed < (unsigned long) -1l ?
 481                                (unsigned long) elapsed : (unsigned long) -1l);
 482 #endif
 483 #if ACCT_VERSION==1 || ACCT_VERSION==2
 484         {
 485                 /* new enlarged etime field */
 486                 comp2_t etime = encode_comp2_t(elapsed);
 487                 ac->ac_etime_hi = etime >> 16;
 488                 ac->ac_etime_lo = (u16) etime;
 489         }
 490 #endif
 491         do_div(elapsed, AHZ);
 492         ac->ac_btime = get_seconds() - elapsed;
 493 #if ACCT_VERSION==2
 494         ac->ac_ahz = AHZ;
 495 #endif
 496
 497         spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
 498         tty = current->signal->tty;     /* Safe as we hold the siglock */
 499         ac->ac_tty = tty ? old_encode_dev(tty_devnum(tty)) : 0;
 500         ac->ac_utime = encode_comp_t(jiffies_to_AHZ(cputime_to_jiffies(pacct->ac_utime)));
 501         ac->ac_stime = encode_comp_t(jiffies_to_AHZ(cputime_to_jiffies(pacct->ac_stime)));
 502         ac->ac_flag = pacct->ac_flag;
 503         ac->ac_mem = encode_comp_t(pacct->ac_mem);
 504         ac->ac_minflt = encode_comp_t(pacct->ac_minflt);
 505         ac->ac_majflt = encode_comp_t(pacct->ac_majflt);
 506         ac->ac_exitcode = pacct->ac_exitcode;
 507         spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
 508 }
 509 /*
 510  *  do_acct_process does all actual work. Caller holds the reference to file.
 511  */
 512 static void do_acct_process(struct bsd_acct_struct *acct)
 513 {
 514         acct_t ac;
 515         unsigned long flim;
 516         const struct cred *orig_cred;
 517         struct pid_namespace *ns = acct->ns;
 518         struct file *file = acct->file;
 519
 520         /*
 521          * Accounting records are not subject to resource limits.
 522          */
 523         flim = current->signal->rlim[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur;
 524         current->signal->rlim[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur = RLIM_INFINITY;
 525         /* Perform file operations on behalf of whoever enabled accounting */
 526         orig_cred = override_creds(file->f_cred);
 527
 528         /*
 529          * First check to see if there is enough free_space to continue
 530          * the process accounting system.
 531          */
 532         if (!check_free_space(acct))
 533                 goto out;
 534
 535         fill_ac(&ac);
 536         /* we really need to bite the bullet and change layout */
 537         ac.ac_uid = from_kuid_munged(file->f_cred->user_ns, orig_cred->uid);
 538         ac.ac_gid = from_kgid_munged(file->f_cred->user_ns, orig_cred->gid);
 539 #if ACCT_VERSION==1 || ACCT_VERSION==2
 540         /* backward-compatible 16 bit fields */
 541         ac.ac_uid16 = ac.ac_uid;
 542         ac.ac_gid16 = ac.ac_gid;
 543 #endif
 544 #if ACCT_VERSION==3
 545         ac.ac_pid = task_tgid_nr_ns(current, ns);
 546         rcu_read_lock();
 547         ac.ac_ppid = task_tgid_nr_ns(rcu_dereference(current->real_parent), ns);
 548         rcu_read_unlock();
 549 #endif
 550         /*
 551          * Get freeze protection. If the fs is frozen, just skip the write
 552          * as we could deadlock the system otherwise.
 553          */
 554         if (file_start_write_trylock(file)) {
 555                 /* it's been opened O_APPEND, so position is irrelevant */
 556                 loff_t pos = 0;
 557                 __kernel_write(file, (char *)&ac, sizeof(acct_t), &pos);
 558                 file_end_write(file);
 559         }
 560 out:
 561         current->signal->rlim[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur = flim;
 562         revert_creds(orig_cred);
 563 }
 564
 565 /**
 566  * acct_collect - collect accounting information into pacct_struct
 567  * @exitcode: task exit code
 568  * @group_dead: not 0, if this thread is the last one in the process.
 569  */
 570 void acct_collect(long exitcode, int group_dead)
 571 {
 572         struct pacct_struct *pacct = &current->signal->pacct;
 573         cputime_t utime, stime;
 574         unsigned long vsize = 0;
 575
 576         if (group_dead && current->mm) {
 577                 struct vm_area_struct *vma;
 578                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 579                 vma = current->mm->mmap;
 580                 while (vma) {
 581                         vsize += vma->vm_end - vma->vm_start;
 582                         vma = vma->vm_next;
 583                 }
 584                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 585         }
 586
 587         spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
 588         if (group_dead)
 589                 pacct->ac_mem = vsize / 1024;
 590         if (thread_group_leader(current)) {
 591                 pacct->ac_exitcode = exitcode;
 592                 if (current->flags & PF_FORKNOEXEC)
 593                         pacct->ac_flag |= AFORK;
 594         }
 595         if (current->flags & PF_SUPERPRIV)
 596                 pacct->ac_flag |= ASU;
 597         if (current->flags & PF_DUMPCORE)
 598                 pacct->ac_flag |= ACORE;
 599         if (current->flags & PF_SIGNALED)
 600                 pacct->ac_flag |= AXSIG;
 601         task_cputime(current, &utime, &stime);
 602         pacct->ac_utime += utime;
 603         pacct->ac_stime += stime;
 604         pacct->ac_minflt += current->min_flt;
 605         pacct->ac_majflt += current->maj_flt;
 606         spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
 607 }
 608
 609 static void slow_acct_process(struct pid_namespace *ns)
 610 {
 611         for ( ; ns; ns = ns->parent) {
 612                 struct bsd_acct_struct *acct = acct_get(ns);
 613                 if (acct) {
 614                         do_acct_process(acct);
 615                         mutex_unlock(&acct->lock);
 616                         acct_put(acct);
 617                 }
 618         }
 619 }
 620
 621 /**
 622  * acct_process
 623  *
 624  * handles process accounting for an exiting task
 625  */
 626 void acct_process(void)
 627 {
 628         struct pid_namespace *ns;
 629
 630         /*
 631          * This loop is safe lockless, since current is still
 632          * alive and holds its namespace, which in turn holds
 633          * its parent.
 634          */
 635         for (ns = task_active_pid_ns(current); ns != NULL; ns = ns->parent) {
 636                 if (ns->bacct)
 637                         break;
 638         }
 639         if (unlikely(ns))
 640                 slow_acct_process(ns);
 641 }