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 <linux/fs_pin.h>
  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         struct fs_pin           pin;
  83         struct mutex            lock;
  84         int                     active;
  85         unsigned long           needcheck;
  86         struct file             *file;
  87         struct pid_namespace    *ns;
  88         struct work_struct      work;
  89         struct completion       done;
  90 };
  91
  92 /*
  93  * Check the amount of free space and suspend/resume accordingly.
  94  */
  95 static int check_free_space(struct bsd_acct_struct *acct)
  96 {
  97         struct kstatfs sbuf;
  98
  99         if (time_is_before_jiffies(acct->needcheck))
 100                 goto out;
 101
 102         /* May block */
 103         if (vfs_statfs(&acct->file->f_path, &sbuf))
 104                 goto out;
 105
 106         if (acct->active) {
 107                 u64 suspend = sbuf.f_blocks * SUSPEND;
 108                 do_div(suspend, 100);
 109                 if (sbuf.f_bavail <= suspend) {
 110                         acct->active = 0;
 111                         printk(KERN_INFO "Process accounting paused\n");
 112                 }
 113         } else {
 114                 u64 resume = sbuf.f_blocks * RESUME;
 115                 do_div(resume, 100);
 116                 if (sbuf.f_bavail >= resume) {
 117                         acct->active = 1;
 118                         printk(KERN_INFO "Process accounting resumed\n");
 119                 }
 120         }
 121
 122         acct->needcheck = jiffies + ACCT_TIMEOUT*HZ;
 123 out:
 124         return acct->active;
 125 }
 126
 127 static struct bsd_acct_struct *acct_get(struct pid_namespace *ns)
 128 {
 129         struct bsd_acct_struct *res;
 130 again:
 131         smp_rmb();
 132         rcu_read_lock();
 133         res = ACCESS_ONCE(ns->bacct);
 134         if (!res) {
 135                 rcu_read_unlock();
 136                 return NULL;
 137         }
 138         if (!atomic_long_inc_not_zero(&res->pin.count)) {
 139                 rcu_read_unlock();
 140                 cpu_relax();
 141                 goto again;
 142         }
 143         rcu_read_unlock();
 144         mutex_lock(&res->lock);
 145         if (!res->ns) {
 146                 mutex_unlock(&res->lock);
 147                 pin_put(&res->pin);
 148                 goto again;
 149         }
 150         return res;
 151 }
 152
 153 static void close_work(struct work_struct *work)
 154 {
 155         struct bsd_acct_struct *acct = container_of(work, struct bsd_acct_struct, work);
 156         struct file *file = acct->file;
 157         mnt_unpin(file->f_path.mnt);
 158         if (file->f_op->flush)
 159                 file->f_op->flush(file, NULL);
 160         __fput_sync(file);
 161         complete(&acct->done);
 162 }
 163
 164 static void acct_kill(struct bsd_acct_struct *acct,
 165                       struct bsd_acct_struct *new)
 166 {
 167         if (acct) {
 168                 struct pid_namespace *ns = acct->ns;
 169                 do_acct_process(acct);
 170                 INIT_WORK(&acct->work, close_work);
 171                 init_completion(&acct->done);
 172                 schedule_work(&acct->work);
 173                 wait_for_completion(&acct->done);
 174                 pin_remove(&acct->pin);
 175                 ns->bacct = new;
 176                 acct->ns = NULL;
 177                 atomic_long_dec(&acct->pin.count);
 178                 mutex_unlock(&acct->lock);
 179                 pin_put(&acct->pin);
 180         }
 181 }
 182
 183 static void acct_pin_kill(struct fs_pin *pin)
 184 {
 185         struct bsd_acct_struct *acct;
 186         acct = container_of(pin, struct bsd_acct_struct, pin);
 187         mutex_lock(&acct->lock);
 188         if (!acct->ns) {
 189                 mutex_unlock(&acct->lock);
 190                 pin_put(pin);
 191                 acct = NULL;
 192         }
 193         acct_kill(acct, NULL);
 194 }
 195
 196 static int acct_on(struct filename *pathname)
 197 {
 198         struct file *file;
 199         struct vfsmount *mnt;
 200         struct pid_namespace *ns = task_active_pid_ns(current);
 201         struct bsd_acct_struct *acct, *old;
 202
 203         acct = kzalloc(sizeof(struct bsd_acct_struct), GFP_KERNEL);
 204         if (!acct)
 205                 return -ENOMEM;
 206
 207         /* Difference from BSD - they don't do O_APPEND */
 208         file = file_open_name(pathname, O_WRONLY|O_APPEND|O_LARGEFILE, 0);
 209         if (IS_ERR(file)) {
 210                 kfree(acct);
 211                 return PTR_ERR(file);
 212         }
 213
 214         if (!S_ISREG(file_inode(file)->i_mode)) {
 215                 kfree(acct);
 216                 filp_close(file, NULL);
 217                 return -EACCES;
 218         }
 219
 220         if (!file->f_op->write) {
 221                 kfree(acct);
 222                 filp_close(file, NULL);
 223                 return -EIO;
 224         }
 225
 226         atomic_long_set(&acct->pin.count, 1);
 227         acct->pin.kill = acct_pin_kill;
 228         acct->file = file;
 229         acct->needcheck = jiffies;
 230         acct->ns = ns;
 231         mutex_init(&acct->lock);
 232         mnt = file->f_path.mnt;
 233         mnt_pin(mnt);
 234         mutex_lock_nested(&acct->lock, 1);      /* nobody has seen it yet */
 235         pin_insert(&acct->pin, mnt);
 236
 237         old = acct_get(ns);
 238         if (old)
 239                 acct_kill(old, acct);
 240         else
 241                 ns->bacct = acct;
 242         mutex_unlock(&acct->lock);
 243         mntput(mnt); /* it's pinned, now give up active reference */
 244         return 0;
 245 }
 246
 247 static DEFINE_MUTEX(acct_on_mutex);
 248
 249 /**
 250  * sys_acct - enable/disable process accounting
 251  * @name: file name for accounting records or NULL to shutdown accounting
 252  *
 253  * Returns 0 for success or negative errno values for failure.
 254  *
 255  * sys_acct() is the only system call needed to implement process
 256  * accounting. It takes the name of the file where accounting records
 257  * should be written. If the filename is NULL, accounting will be
 258  * shutdown.
 259  */
 260 SYSCALL_DEFINE1(acct, const char __user *, name)
 261 {
 262         int error = 0;
 263
 264         if (!capable(CAP_SYS_PACCT))
 265                 return -EPERM;
 266
 267         if (name) {
 268                 struct filename *tmp = getname(name);
 269                 if (IS_ERR(tmp))
 270                         return PTR_ERR(tmp);
 271                 mutex_lock(&acct_on_mutex);
 272                 error = acct_on(tmp);
 273                 mutex_unlock(&acct_on_mutex);
 274                 putname(tmp);
 275         } else {
 276                 acct_kill(acct_get(task_active_pid_ns(current)), NULL);
 277         }
 278
 279         return error;
 280 }
 281
 282 void acct_exit_ns(struct pid_namespace *ns)
 283 {
 284         acct_kill(acct_get(ns), NULL);
 285 }
 286
 287 /*
 288  *  encode an unsigned long into a comp_t
 289  *
 290  *  This routine has been adopted from the encode_comp_t() function in
 291  *  the kern_acct.c file of the FreeBSD operating system. The encoding
 292  *  is a 13-bit fraction with a 3-bit (base 8) exponent.
 293  */
 294
 295 #define MANTSIZE        13                      /* 13 bit mantissa. */
 296 #define EXPSIZE         3                       /* Base 8 (3 bit) exponent. */
 297 #define MAXFRACT        ((1 << MANTSIZE) - 1)   /* Maximum fractional value. */
 298
 299 static comp_t encode_comp_t(unsigned long value)
 300 {
 301         int exp, rnd;
 302
 303         exp = rnd = 0;
 304         while (value > MAXFRACT) {
 305                 rnd = value & (1 << (EXPSIZE - 1));     /* Round up? */
 306                 value >>= EXPSIZE;      /* Base 8 exponent == 3 bit shift. */
 307                 exp++;
 308         }
 309
 310         /*
 311          * If we need to round up, do it (and handle overflow correctly).
 312          */
 313         if (rnd && (++value > MAXFRACT)) {
 314                 value >>= EXPSIZE;
 315                 exp++;
 316         }
 317
 318         /*
 319          * Clean it up and polish it off.
 320          */
 321         exp <<= MANTSIZE;               /* Shift the exponent into place */
 322         exp += value;                   /* and add on the mantissa. */
 323         return exp;
 324 }
 325
 326 #if ACCT_VERSION==1 || ACCT_VERSION==2
 327 /*
 328  * encode an u64 into a comp2_t (24 bits)
 329  *
 330  * Format: 5 bit base 2 exponent, 20 bits mantissa.
 331  * The leading bit of the mantissa is not stored, but implied for
 332  * non-zero exponents.
 333  * Largest encodable value is 50 bits.
 334  */
 335
 336 #define MANTSIZE2       20                      /* 20 bit mantissa. */
 337 #define EXPSIZE2        5                       /* 5 bit base 2 exponent. */
 338 #define MAXFRACT2       ((1ul << MANTSIZE2) - 1) /* Maximum fractional value. */
 339 #define MAXEXP2         ((1 <<EXPSIZE2) - 1)    /* Maximum exponent. */
 340
 341 static comp2_t encode_comp2_t(u64 value)
 342 {
 343         int exp, rnd;
 344
 345         exp = (value > (MAXFRACT2>>1));
 346         rnd = 0;
 347         while (value > MAXFRACT2) {
 348                 rnd = value & 1;
 349                 value >>= 1;
 350                 exp++;
 351         }
 352
 353         /*
 354          * If we need to round up, do it (and handle overflow correctly).
 355          */
 356         if (rnd && (++value > MAXFRACT2)) {
 357                 value >>= 1;
 358                 exp++;
 359         }
 360
 361         if (exp > MAXEXP2) {
 362                 /* Overflow. Return largest representable number instead. */
 363                 return (1ul << (MANTSIZE2+EXPSIZE2-1)) - 1;
 364         } else {
 365                 return (value & (MAXFRACT2>>1)) | (exp << (MANTSIZE2-1));
 366         }
 367 }
 368 #endif
 369
 370 #if ACCT_VERSION==3
 371 /*
 372  * encode an u64 into a 32 bit IEEE float
 373  */
 374 static u32 encode_float(u64 value)
 375 {
 376         unsigned exp = 190;
 377         unsigned u;
 378
 379         if (value==0) return 0;
 380         while ((s64)value > 0){
 381                 value <<= 1;
 382                 exp--;
 383         }
 384         u = (u32)(value >> 40) & 0x7fffffu;
 385         return u | (exp << 23);
 386 }
 387 #endif
 388
 389 /*
 390  *  Write an accounting entry for an exiting process
 391  *
 392  *  The acct_process() call is the workhorse of the process
 393  *  accounting system. The struct acct is built here and then written
 394  *  into the accounting file. This function should only be called from
 395  *  do_exit() or when switching to a different output file.
 396  */
 397
 398 static void fill_ac(acct_t *ac)
 399 {
 400         struct pacct_struct *pacct = &current->signal->pacct;
 401         u64 elapsed, run_time;
 402         struct tty_struct *tty;
 403
 404         /*
 405          * Fill the accounting struct with the needed info as recorded
 406          * by the different kernel functions.
 407          */
 408         memset(ac, 0, sizeof(acct_t));
 409
 410         ac->ac_version = ACCT_VERSION | ACCT_BYTEORDER;
 411         strlcpy(ac->ac_comm, current->comm, sizeof(ac->ac_comm));
 412
 413         /* calculate run_time in nsec*/
 414         run_time = ktime_get_ns();
 415         run_time -= current->group_leader->start_time;
 416         /* convert nsec -> AHZ */
 417         elapsed = nsec_to_AHZ(run_time);
 418 #if ACCT_VERSION==3
 419         ac->ac_etime = encode_float(elapsed);
 420 #else
 421         ac->ac_etime = encode_comp_t(elapsed < (unsigned long) -1l ?
 422                                (unsigned long) elapsed : (unsigned long) -1l);
 423 #endif
 424 #if ACCT_VERSION==1 || ACCT_VERSION==2
 425         {
 426                 /* new enlarged etime field */
 427                 comp2_t etime = encode_comp2_t(elapsed);
 428                 ac->ac_etime_hi = etime >> 16;
 429                 ac->ac_etime_lo = (u16) etime;
 430         }
 431 #endif
 432         do_div(elapsed, AHZ);
 433         ac->ac_btime = get_seconds() - elapsed;
 434 #if ACCT_VERSION==2
 435         ac->ac_ahz = AHZ;
 436 #endif
 437
 438         spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
 439         tty = current->signal->tty;     /* Safe as we hold the siglock */
 440         ac->ac_tty = tty ? old_encode_dev(tty_devnum(tty)) : 0;
 441         ac->ac_utime = encode_comp_t(jiffies_to_AHZ(cputime_to_jiffies(pacct->ac_utime)));
 442         ac->ac_stime = encode_comp_t(jiffies_to_AHZ(cputime_to_jiffies(pacct->ac_stime)));
 443         ac->ac_flag = pacct->ac_flag;
 444         ac->ac_mem = encode_comp_t(pacct->ac_mem);
 445         ac->ac_minflt = encode_comp_t(pacct->ac_minflt);
 446         ac->ac_majflt = encode_comp_t(pacct->ac_majflt);
 447         ac->ac_exitcode = pacct->ac_exitcode;
 448         spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
 449 }
 450 /*
 451  *  do_acct_process does all actual work. Caller holds the reference to file.
 452  */
 453 static void do_acct_process(struct bsd_acct_struct *acct)
 454 {
 455         acct_t ac;
 456         unsigned long flim;
 457         const struct cred *orig_cred;
 458         struct pid_namespace *ns = acct->ns;
 459         struct file *file = acct->file;
 460
 461         /*
 462          * Accounting records are not subject to resource limits.
 463          */
 464         flim = current->signal->rlim[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur;
 465         current->signal->rlim[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur = RLIM_INFINITY;
 466         /* Perform file operations on behalf of whoever enabled accounting */
 467         orig_cred = override_creds(file->f_cred);
 468
 469         /*
 470          * First check to see if there is enough free_space to continue
 471          * the process accounting system.
 472          */
 473         if (!check_free_space(acct))
 474                 goto out;
 475
 476         fill_ac(&ac);
 477         /* we really need to bite the bullet and change layout */
 478         ac.ac_uid = from_kuid_munged(file->f_cred->user_ns, orig_cred->uid);
 479         ac.ac_gid = from_kgid_munged(file->f_cred->user_ns, orig_cred->gid);
 480 #if ACCT_VERSION==1 || ACCT_VERSION==2
 481         /* backward-compatible 16 bit fields */
 482         ac.ac_uid16 = ac.ac_uid;
 483         ac.ac_gid16 = ac.ac_gid;
 484 #endif
 485 #if ACCT_VERSION==3
 486         ac.ac_pid = task_tgid_nr_ns(current, ns);
 487         rcu_read_lock();
 488         ac.ac_ppid = task_tgid_nr_ns(rcu_dereference(current->real_parent), ns);
 489         rcu_read_unlock();
 490 #endif
 491         /*
 492          * Get freeze protection. If the fs is frozen, just skip the write
 493          * as we could deadlock the system otherwise.
 494          */
 495         if (file_start_write_trylock(file)) {
 496                 /* it's been opened O_APPEND, so position is irrelevant */
 497                 loff_t pos = 0;
 498                 __kernel_write(file, (char *)&ac, sizeof(acct_t), &pos);
 499                 file_end_write(file);
 500         }
 501 out:
 502         current->signal->rlim[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur = flim;
 503         revert_creds(orig_cred);
 504 }
 505
 506 /**
 507  * acct_collect - collect accounting information into pacct_struct
 508  * @exitcode: task exit code
 509  * @group_dead: not 0, if this thread is the last one in the process.
 510  */
 511 void acct_collect(long exitcode, int group_dead)
 512 {
 513         struct pacct_struct *pacct = &current->signal->pacct;
 514         cputime_t utime, stime;
 515         unsigned long vsize = 0;
 516
 517         if (group_dead && current->mm) {
 518                 struct vm_area_struct *vma;
 519                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 520                 vma = current->mm->mmap;
 521                 while (vma) {
 522                         vsize += vma->vm_end - vma->vm_start;
 523                         vma = vma->vm_next;
 524                 }
 525                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 526         }
 527
 528         spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
 529         if (group_dead)
 530                 pacct->ac_mem = vsize / 1024;
 531         if (thread_group_leader(current)) {
 532                 pacct->ac_exitcode = exitcode;
 533                 if (current->flags & PF_FORKNOEXEC)
 534                         pacct->ac_flag |= AFORK;
 535         }
 536         if (current->flags & PF_SUPERPRIV)
 537                 pacct->ac_flag |= ASU;
 538         if (current->flags & PF_DUMPCORE)
 539                 pacct->ac_flag |= ACORE;
 540         if (current->flags & PF_SIGNALED)
 541                 pacct->ac_flag |= AXSIG;
 542         task_cputime(current, &utime, &stime);
 543         pacct->ac_utime += utime;
 544         pacct->ac_stime += stime;
 545         pacct->ac_minflt += current->min_flt;
 546         pacct->ac_majflt += current->maj_flt;
 547         spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
 548 }
 549
 550 static void slow_acct_process(struct pid_namespace *ns)
 551 {
 552         for ( ; ns; ns = ns->parent) {
 553                 struct bsd_acct_struct *acct = acct_get(ns);
 554                 if (acct) {
 555                         do_acct_process(acct);
 556                         mutex_unlock(&acct->lock);
 557                         pin_put(&acct->pin);
 558                 }
 559         }
 560 }
 561
 562 /**
 563  * acct_process
 564  *
 565  * handles process accounting for an exiting task
 566  */
 567 void acct_process(void)
 568 {
 569         struct pid_namespace *ns;
 570
 571         /*
 572          * This loop is safe lockless, since current is still
 573          * alive and holds its namespace, which in turn holds
 574          * its parent.
 575          */
 576         for (ns = task_active_pid_ns(current); ns != NULL; ns = ns->parent) {
 577                 if (ns->bacct)
 578                         break;
 579         }
 580         if (unlikely(ns))
 581                 slow_acct_process(ns);
 582 }