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
  80 struct bsd_acct_struct {
  81         struct fs_pin           pin;
  82         atomic_long_t           count;
  83         struct rcu_head         rcu;
  84         struct mutex            lock;
  85         int                     active;
  86         unsigned long           needcheck;
  87         struct file             *file;
  88         struct pid_namespace    *ns;
  89         struct work_struct      work;
  90         struct completion       done;
  91 };
  92
  93 static void do_acct_process(struct bsd_acct_struct *acct);
  94
  95 /*
  96  * Check the amount of free space and suspend/resume accordingly.
  97  */
  98 static int check_free_space(struct bsd_acct_struct *acct)
  99 {
 100         struct kstatfs sbuf;
 101
 102         if (time_is_before_jiffies(acct->needcheck))
 103                 goto out;
 104
 105         /* May block */
 106         if (vfs_statfs(&acct->file->f_path, &sbuf))
 107                 goto out;
 108
 109         if (acct->active) {
 110                 u64 suspend = sbuf.f_blocks * SUSPEND;
 111                 do_div(suspend, 100);
 112                 if (sbuf.f_bavail <= suspend) {
 113                         acct->active = 0;
 114                         pr_info("Process accounting paused\n");
 115                 }
 116         } else {
 117                 u64 resume = sbuf.f_blocks * RESUME;
 118                 do_div(resume, 100);
 119                 if (sbuf.f_bavail >= resume) {
 120                         acct->active = 1;
 121                         pr_info("Process accounting resumed\n");
 122                 }
 123         }
 124
 125         acct->needcheck = jiffies + ACCT_TIMEOUT*HZ;
 126 out:
 127         return acct->active;
 128 }
 129
 130 static void acct_put(struct bsd_acct_struct *p)
 131 {
 132         if (atomic_long_dec_and_test(&p->count))
 133                 kfree_rcu(p, rcu);
 134 }
 135
 136 static inline struct bsd_acct_struct *to_acct(struct fs_pin *p)
 137 {
 138         return p ? container_of(p, struct bsd_acct_struct, pin) : NULL;
 139 }
 140
 141 static struct bsd_acct_struct *acct_get(struct pid_namespace *ns)
 142 {
 143         struct bsd_acct_struct *res;
 144 again:
 145         smp_rmb();
 146         rcu_read_lock();
 147         res = to_acct(ACCESS_ONCE(ns->bacct));
 148         if (!res) {
 149                 rcu_read_unlock();
 150                 return NULL;
 151         }
 152         if (!atomic_long_inc_not_zero(&res->count)) {
 153                 rcu_read_unlock();
 154                 cpu_relax();
 155                 goto again;
 156         }
 157         rcu_read_unlock();
 158         mutex_lock(&res->lock);
 159         if (res != to_acct(ACCESS_ONCE(ns->bacct))) {
 160                 mutex_unlock(&res->lock);
 161                 acct_put(res);
 162                 goto again;
 163         }
 164         return res;
 165 }
 166
 167 static void acct_pin_kill(struct fs_pin *pin)
 168 {
 169         struct bsd_acct_struct *acct = to_acct(pin);
 170         mutex_lock(&acct->lock);
 171         do_acct_process(acct);
 172         schedule_work(&acct->work);
 173         wait_for_completion(&acct->done);
 174         cmpxchg(&acct->ns->bacct, pin, NULL);
 175         mutex_unlock(&acct->lock);
 176         pin_remove(pin);
 177         acct_put(acct);
 178 }
 179
 180 static void close_work(struct work_struct *work)
 181 {
 182         struct bsd_acct_struct *acct = container_of(work, struct bsd_acct_struct, work);
 183         struct file *file = acct->file;
 184         if (file->f_op->flush)
 185                 file->f_op->flush(file, NULL);
 186         __fput_sync(file);
 187         complete(&acct->done);
 188 }
 189
 190 static int acct_on(struct filename *pathname)
 191 {
 192         struct file *file;
 193         struct vfsmount *mnt, *internal;
 194         struct pid_namespace *ns = task_active_pid_ns(current);
 195         struct bsd_acct_struct *acct;
 196         struct fs_pin *old;
 197         int err;
 198
 199         acct = kzalloc(sizeof(struct bsd_acct_struct), GFP_KERNEL);
 200         if (!acct)
 201                 return -ENOMEM;
 202
 203         /* Difference from BSD - they don't do O_APPEND */
 204         file = file_open_name(pathname, O_WRONLY|O_APPEND|O_LARGEFILE, 0);
 205         if (IS_ERR(file)) {
 206                 kfree(acct);
 207                 return PTR_ERR(file);
 208         }
 209
 210         if (!S_ISREG(file_inode(file)->i_mode)) {
 211                 kfree(acct);
 212                 filp_close(file, NULL);
 213                 return -EACCES;
 214         }
 215
 216         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_WRITE)) {
 217                 kfree(acct);
 218                 filp_close(file, NULL);
 219                 return -EIO;
 220         }
 221         internal = mnt_clone_internal(&file->f_path);
 222         if (IS_ERR(internal)) {
 223                 kfree(acct);
 224                 filp_close(file, NULL);
 225                 return PTR_ERR(internal);
 226         }
 227         err = mnt_want_write(internal);
 228         if (err) {
 229                 mntput(internal);
 230                 kfree(acct);
 231                 filp_close(file, NULL);
 232                 return err;
 233         }
 234         mnt = file->f_path.mnt;
 235         file->f_path.mnt = internal;
 236
 237         atomic_long_set(&acct->count, 1);
 238         init_fs_pin(&acct->pin, acct_pin_kill);
 239         acct->file = file;
 240         acct->needcheck = jiffies;
 241         acct->ns = ns;
 242         mutex_init(&acct->lock);
 243         INIT_WORK(&acct->work, close_work);
 244         init_completion(&acct->done);
 245         mutex_lock_nested(&acct->lock, 1);      /* nobody has seen it yet */
 246         pin_insert(&acct->pin, mnt);
 247
 248         rcu_read_lock();
 249         old = xchg(&ns->bacct, &acct->pin);
 250         mutex_unlock(&acct->lock);
 251         pin_kill(old);
 252         mnt_drop_write(mnt);
 253         mntput(mnt);
 254         return 0;
 255 }
 256
 257 static DEFINE_MUTEX(acct_on_mutex);
 258
 259 /**
 260  * sys_acct - enable/disable process accounting
 261  * @name: file name for accounting records or NULL to shutdown accounting
 262  *
 263  * Returns 0 for success or negative errno values for failure.
 264  *
 265  * sys_acct() is the only system call needed to implement process
 266  * accounting. It takes the name of the file where accounting records
 267  * should be written. If the filename is NULL, accounting will be
 268  * shutdown.
 269  */
 270 SYSCALL_DEFINE1(acct, const char __user *, name)
 271 {
 272         int error = 0;
 273
 274         if (!capable(CAP_SYS_PACCT))
 275                 return -EPERM;
 276
 277         if (name) {
 278                 struct filename *tmp = getname(name);
 279
 280                 if (IS_ERR(tmp))
 281                         return PTR_ERR(tmp);
 282                 mutex_lock(&acct_on_mutex);
 283                 error = acct_on(tmp);
 284                 mutex_unlock(&acct_on_mutex);
 285                 putname(tmp);
 286         } else {
 287                 rcu_read_lock();
 288                 pin_kill(task_active_pid_ns(current)->bacct);
 289         }
 290
 291         return error;
 292 }
 293
 294 void acct_exit_ns(struct pid_namespace *ns)
 295 {
 296         rcu_read_lock();
 297         pin_kill(ns->bacct);
 298 }
 299
 300 /*
 301  *  encode an unsigned long into a comp_t
 302  *
 303  *  This routine has been adopted from the encode_comp_t() function in
 304  *  the kern_acct.c file of the FreeBSD operating system. The encoding
 305  *  is a 13-bit fraction with a 3-bit (base 8) exponent.
 306  */
 307
 308 #define MANTSIZE        13                      /* 13 bit mantissa. */
 309 #define EXPSIZE         3                       /* Base 8 (3 bit) exponent. */
 310 #define MAXFRACT        ((1 << MANTSIZE) - 1)   /* Maximum fractional value. */
 311
 312 static comp_t encode_comp_t(unsigned long value)
 313 {
 314         int exp, rnd;
 315
 316         exp = rnd = 0;
 317         while (value > MAXFRACT) {
 318                 rnd = value & (1 << (EXPSIZE - 1));     /* Round up? */
 319                 value >>= EXPSIZE;      /* Base 8 exponent == 3 bit shift. */
 320                 exp++;
 321         }
 322
 323         /*
 324          * If we need to round up, do it (and handle overflow correctly).
 325          */
 326         if (rnd && (++value > MAXFRACT)) {
 327                 value >>= EXPSIZE;
 328                 exp++;
 329         }
 330
 331         /*
 332          * Clean it up and polish it off.
 333          */
 334         exp <<= MANTSIZE;               /* Shift the exponent into place */
 335         exp += value;                   /* and add on the mantissa. */
 336         return exp;
 337 }
 338
 339 #if ACCT_VERSION == 1 || ACCT_VERSION == 2
 340 /*
 341  * encode an u64 into a comp2_t (24 bits)
 342  *
 343  * Format: 5 bit base 2 exponent, 20 bits mantissa.
 344  * The leading bit of the mantissa is not stored, but implied for
 345  * non-zero exponents.
 346  * Largest encodable value is 50 bits.
 347  */
 348
 349 #define MANTSIZE2       20                      /* 20 bit mantissa. */
 350 #define EXPSIZE2        5                       /* 5 bit base 2 exponent. */
 351 #define MAXFRACT2       ((1ul << MANTSIZE2) - 1) /* Maximum fractional value. */
 352 #define MAXEXP2         ((1 << EXPSIZE2) - 1)    /* Maximum exponent. */
 353
 354 static comp2_t encode_comp2_t(u64 value)
 355 {
 356         int exp, rnd;
 357
 358         exp = (value > (MAXFRACT2>>1));
 359         rnd = 0;
 360         while (value > MAXFRACT2) {
 361                 rnd = value & 1;
 362                 value >>= 1;
 363                 exp++;
 364         }
 365
 366         /*
 367          * If we need to round up, do it (and handle overflow correctly).
 368          */
 369         if (rnd && (++value > MAXFRACT2)) {
 370                 value >>= 1;
 371                 exp++;
 372         }
 373
 374         if (exp > MAXEXP2) {
 375                 /* Overflow. Return largest representable number instead. */
 376                 return (1ul << (MANTSIZE2+EXPSIZE2-1)) - 1;
 377         } else {
 378                 return (value & (MAXFRACT2>>1)) | (exp << (MANTSIZE2-1));
 379         }
 380 }
 381 #endif
 382
 383 #if ACCT_VERSION == 3
 384 /*
 385  * encode an u64 into a 32 bit IEEE float
 386  */
 387 static u32 encode_float(u64 value)
 388 {
 389         unsigned exp = 190;
 390         unsigned u;
 391
 392         if (value == 0)
 393                 return 0;
 394         while ((s64)value > 0) {
 395                 value <<= 1;
 396                 exp--;
 397         }
 398         u = (u32)(value >> 40) & 0x7fffffu;
 399         return u | (exp << 23);
 400 }
 401 #endif
 402
 403 /*
 404  *  Write an accounting entry for an exiting process
 405  *
 406  *  The acct_process() call is the workhorse of the process
 407  *  accounting system. The struct acct is built here and then written
 408  *  into the accounting file. This function should only be called from
 409  *  do_exit() or when switching to a different output file.
 410  */
 411
 412 static void fill_ac(acct_t *ac)
 413 {
 414         struct pacct_struct *pacct = &current->signal->pacct;
 415         u64 elapsed, run_time;
 416         struct tty_struct *tty;
 417
 418         /*
 419          * Fill the accounting struct with the needed info as recorded
 420          * by the different kernel functions.
 421          */
 422         memset(ac, 0, sizeof(acct_t));
 423
 424         ac->ac_version = ACCT_VERSION | ACCT_BYTEORDER;
 425         strlcpy(ac->ac_comm, current->comm, sizeof(ac->ac_comm));
 426
 427         /* calculate run_time in nsec*/
 428         run_time = ktime_get_ns();
 429         run_time -= current->group_leader->start_time;
 430         /* convert nsec -> AHZ */
 431         elapsed = nsec_to_AHZ(run_time);
 432 #if ACCT_VERSION == 3
 433         ac->ac_etime = encode_float(elapsed);
 434 #else
 435         ac->ac_etime = encode_comp_t(elapsed < (unsigned long) -1l ?
 436                                 (unsigned long) elapsed : (unsigned long) -1l);
 437 #endif
 438 #if ACCT_VERSION == 1 || ACCT_VERSION == 2
 439         {
 440                 /* new enlarged etime field */
 441                 comp2_t etime = encode_comp2_t(elapsed);
 442
 443                 ac->ac_etime_hi = etime >> 16;
 444                 ac->ac_etime_lo = (u16) etime;
 445         }
 446 #endif
 447         do_div(elapsed, AHZ);
 448         ac->ac_btime = get_seconds() - elapsed;
 449 #if ACCT_VERSION==2
 450         ac->ac_ahz = AHZ;
 451 #endif
 452
 453         spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
 454         tty = current->signal->tty;     /* Safe as we hold the siglock */
 455         ac->ac_tty = tty ? old_encode_dev(tty_devnum(tty)) : 0;
 456         ac->ac_utime = encode_comp_t(jiffies_to_AHZ(cputime_to_jiffies(pacct->ac_utime)));
 457         ac->ac_stime = encode_comp_t(jiffies_to_AHZ(cputime_to_jiffies(pacct->ac_stime)));
 458         ac->ac_flag = pacct->ac_flag;
 459         ac->ac_mem = encode_comp_t(pacct->ac_mem);
 460         ac->ac_minflt = encode_comp_t(pacct->ac_minflt);
 461         ac->ac_majflt = encode_comp_t(pacct->ac_majflt);
 462         ac->ac_exitcode = pacct->ac_exitcode;
 463         spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
 464 }
 465 /*
 466  *  do_acct_process does all actual work. Caller holds the reference to file.
 467  */
 468 static void do_acct_process(struct bsd_acct_struct *acct)
 469 {
 470         acct_t ac;
 471         unsigned long flim;
 472         const struct cred *orig_cred;
 473         struct file *file = acct->file;
 474
 475         /*
 476          * Accounting records are not subject to resource limits.
 477          */
 478         flim = current->signal->rlim[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur;
 479         current->signal->rlim[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur = RLIM_INFINITY;
 480         /* Perform file operations on behalf of whoever enabled accounting */
 481         orig_cred = override_creds(file->f_cred);
 482
 483         /*
 484          * First check to see if there is enough free_space to continue
 485          * the process accounting system.
 486          */
 487         if (!check_free_space(acct))
 488                 goto out;
 489
 490         fill_ac(&ac);
 491         /* we really need to bite the bullet and change layout */
 492         ac.ac_uid = from_kuid_munged(file->f_cred->user_ns, orig_cred->uid);
 493         ac.ac_gid = from_kgid_munged(file->f_cred->user_ns, orig_cred->gid);
 494 #if ACCT_VERSION == 1 || ACCT_VERSION == 2
 495         /* backward-compatible 16 bit fields */
 496         ac.ac_uid16 = ac.ac_uid;
 497         ac.ac_gid16 = ac.ac_gid;
 498 #endif
 499 #if ACCT_VERSION == 3
 500         {
 501                 struct pid_namespace *ns = acct->ns;
 502
 503                 ac.ac_pid = task_tgid_nr_ns(current, ns);
 504                 rcu_read_lock();
 505                 ac.ac_ppid = task_tgid_nr_ns(rcu_dereference(current->real_parent),
 506                                              ns);
 507                 rcu_read_unlock();
 508         }
 509 #endif
 510         /*
 511          * Get freeze protection. If the fs is frozen, just skip the write
 512          * as we could deadlock the system otherwise.
 513          */
 514         if (file_start_write_trylock(file)) {
 515                 /* it's been opened O_APPEND, so position is irrelevant */
 516                 loff_t pos = 0;
 517                 __kernel_write(file, (char *)&ac, sizeof(acct_t), &pos);
 518                 file_end_write(file);
 519         }
 520 out:
 521         current->signal->rlim[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur = flim;
 522         revert_creds(orig_cred);
 523 }
 524
 525 /**
 526  * acct_collect - collect accounting information into pacct_struct
 527  * @exitcode: task exit code
 528  * @group_dead: not 0, if this thread is the last one in the process.
 529  */
 530 void acct_collect(long exitcode, int group_dead)
 531 {
 532         struct pacct_struct *pacct = &current->signal->pacct;
 533         cputime_t utime, stime;
 534         unsigned long vsize = 0;
 535
 536         if (group_dead && current->mm) {
 537                 struct vm_area_struct *vma;
 538
 539                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 540                 vma = current->mm->mmap;
 541                 while (vma) {
 542                         vsize += vma->vm_end - vma->vm_start;
 543                         vma = vma->vm_next;
 544                 }
 545                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 546         }
 547
 548         spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
 549         if (group_dead)
 550                 pacct->ac_mem = vsize / 1024;
 551         if (thread_group_leader(current)) {
 552                 pacct->ac_exitcode = exitcode;
 553                 if (current->flags & PF_FORKNOEXEC)
 554                         pacct->ac_flag |= AFORK;
 555         }
 556         if (current->flags & PF_SUPERPRIV)
 557                 pacct->ac_flag |= ASU;
 558         if (current->flags & PF_DUMPCORE)
 559                 pacct->ac_flag |= ACORE;
 560         if (current->flags & PF_SIGNALED)
 561                 pacct->ac_flag |= AXSIG;
 562         task_cputime(current, &utime, &stime);
 563         pacct->ac_utime += utime;
 564         pacct->ac_stime += stime;
 565         pacct->ac_minflt += current->min_flt;
 566         pacct->ac_majflt += current->maj_flt;
 567         spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
 568 }
 569
 570 static void slow_acct_process(struct pid_namespace *ns)
 571 {
 572         for ( ; ns; ns = ns->parent) {
 573                 struct bsd_acct_struct *acct = acct_get(ns);
 574                 if (acct) {
 575                         do_acct_process(acct);
 576                         mutex_unlock(&acct->lock);
 577                         acct_put(acct);
 578                 }
 579         }
 580 }
 581
 582 /**
 583  * acct_process
 584  *
 585  * handles process accounting for an exiting task
 586  */
 587 void acct_process(void)
 588 {
 589         struct pid_namespace *ns;
 590
 591         /*
 592          * This loop is safe lockless, since current is still
 593          * alive and holds its namespace, which in turn holds
 594          * its parent.
 595          */
 596         for (ns = task_active_pid_ns(current); ns != NULL; ns = ns->parent) {
 597                 if (ns->bacct)
 598                         break;
 599         }
 600         if (unlikely(ns))
 601                 slow_acct_process(ns);
 602 }