busybox/procps/top.c

   1 /*
   2  * A tiny 'top' utility.
   3  *
   4  * This is written specifically for the linux /proc/<PID>/stat(m)
   5  * files format.
   6
   7  * This reads the PIDs of all processes and their status and shows
   8  * the status of processes (first ones that fit to screen) at given
   9  * intervals.
  10  *
  11  * NOTES:
  12  * - At startup this changes to /proc, all the reads are then
  13  *   relative to that.
  14  *
  15  * (C) Eero Tamminen <oak at welho dot com>
  16  *
  17  * Rewritten by Vladimir Oleynik (C) 2002 <dzo@simtreas.ru>
  18  */
  19
  20 /* Original code Copyrights */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 1992 Branko Lankester
  23  * Copyright (c) 1992 Roger Binns
  24  * Copyright (C) 1994-1996 Charles L. Blake.
  25  * Copyright (C) 1992-1998 Michael K. Johnson
  26  * May be distributed under the conditions of the
  27  * GNU Library General Public License
  28  */
  29
  30 #include <sys/types.h>
  31 #include <stdio.h>
  32 #include <stdlib.h>
  33 #include <unistd.h>
  34 #include <string.h>
  35 #include <sys/ioctl.h>
  36 /* get page info */
  37 #include <asm/page.h>
  38 #include "busybox.h"
  39
  40 //#define FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE  /* + 2k */
  41
  42 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
  43 #include <time.h>
  44 #include <sys/time.h>
  45 #include <fcntl.h>
  46 #include <netinet/in.h>  /* htons */
  47 #endif
  48
  49
  50 typedef int (*cmp_t)(procps_status_t *P, procps_status_t *Q);
  51
  52 static procps_status_t *top;   /* Hehe */
  53 static int ntop;
  54
  55
  56 static int pid_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  57 {
  58     return (Q->pid - P->pid);
  59 }
  60
  61 static int mem_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  62 {
  63     return (int)(Q->rss - P->rss);
  64 }
  65
  66 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
  67
  68 #define sort_depth 3
  69 static cmp_t sort_function[sort_depth];
  70
  71 static int pcpu_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  72 {
  73     return (Q->pcpu - P->pcpu);
  74 }
  75
  76 static int time_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  77 {
  78     return (int)((Q->stime + Q->utime) - (P->stime + P->utime));
  79 }
  80
  81 int mult_lvl_cmp(void* a, void* b) {
  82     int i, cmp_val;
  83
  84     for(i = 0; i < sort_depth; i++) {
  85         cmp_val = (*sort_function[i])(a, b);
  86         if (cmp_val != 0)
  87             return cmp_val;
  88     }
  89     return 0;
  90 }
  91
  92 /* This structure stores some critical information from one frame to
  93    the next. mostly used for sorting. Added cumulative and resident fields. */
  94 struct save_hist {
  95     int ticks;
  96     int pid;
  97     int utime;
  98     int stime;
  99 };
 100
 101 /*
 102  * Calculates percent cpu usage for each task.
 103  */
 104
 105 static struct save_hist *save_history;
 106
 107 static unsigned long Hertz;
 108
 109 /***********************************************************************
 110  * Some values in /proc are expressed in units of 1/HZ seconds, where HZ
 111  * is the kernel clock tick rate. One of these units is called a jiffy.
 112  * The HZ value used in the kernel may vary according to hacker desire.
 113  * According to Linus Torvalds, this is not true. He considers the values
 114  * in /proc as being in architecture-dependent units that have no relation
 115  * to the kernel clock tick rate. Examination of the kernel source code
 116  * reveals that opinion as wishful thinking.
 117  *
 118  * In any case, we need the HZ constant as used in /proc. (the real HZ value
 119  * may differ, but we don't care) There are several ways we could get HZ:
 120  *
 121  * 1. Include the kernel header file. If it changes, recompile this library.
 122  * 2. Use the sysconf() function. When HZ changes, recompile the C library!
 123  * 3. Ask the kernel. This is obviously correct...
 124  *
 125  * Linus Torvalds won't let us ask the kernel, because he thinks we should
 126  * not know the HZ value. Oh well, we don't have to listen to him.
 127  * Someone smuggled out the HZ value. :-)
 128  *
 129  * This code should work fine, even if Linus fixes the kernel to match his
 130  * stated behavior. The code only fails in case of a partial conversion.
 131  *
 132  */
 133
 134 #define FILE_TO_BUF(filename, fd) do{                           \
 135     if (fd == -1 && (fd = open(filename, O_RDONLY)) == -1) {    \
 136         bb_perror_msg_and_die("/proc not be mounted?");            \
 137     }                                                           \
 138     lseek(fd, 0L, SEEK_SET);                                    \
 139     if ((local_n = read(fd, buf, sizeof buf - 1)) < 0) {        \
 140         bb_perror_msg_and_die("%s", filename);                     \
 141     }                                                           \
 142     buf[local_n] = '\0';                                        \
 143 }while(0)
 144
 145 #define FILE_TO_BUF2(filename, fd) do{                          \
 146     lseek(fd, 0L, SEEK_SET);                                    \
 147     if ((local_n = read(fd, buf, sizeof buf - 1)) < 0) {        \
 148         bb_perror_msg_and_die("%s", filename);                     \
 149     }                                                           \
 150     buf[local_n] = '\0';                                        \
 151 }while(0)
 152
 153 static void init_Hertz_value(void) {
 154   unsigned long user_j, nice_j, sys_j, other_j;  /* jiffies (clock ticks) */
 155   double up_1, up_2, seconds;
 156   unsigned long jiffies, h;
 157   char buf[80];
 158   int uptime_fd = -1;
 159   int stat_fd = -1;
 160
 161   long smp_num_cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
 162
 163   if(smp_num_cpus<1) smp_num_cpus=1;
 164   do {
 165     int local_n;
 166
 167     FILE_TO_BUF("uptime", uptime_fd);
 168     up_1 = strtod(buf, 0);
 169     FILE_TO_BUF("stat", stat_fd);
 170     sscanf(buf, "cpu %lu %lu %lu %lu", &user_j, &nice_j, &sys_j, &other_j);
 171     FILE_TO_BUF2("uptime", uptime_fd);
 172     up_2 = strtod(buf, 0);
 173   } while((long)( (up_2-up_1)*1000.0/up_1 )); /* want under 0.1% error */
 174
 175   close(uptime_fd);
 176   close(stat_fd);
 177
 178   jiffies = user_j + nice_j + sys_j + other_j;
 179   seconds = (up_1 + up_2) / 2;
 180   h = (unsigned long)( (double)jiffies/seconds/smp_num_cpus );
 181   /* actual values used by 2.4 kernels: 32 64 100 128 1000 1024 1200 */
 182   switch(h){
 183   case   30 ...   34 :  Hertz =   32; break; /* ia64 emulator */
 184   case   48 ...   52 :  Hertz =   50; break;
 185   case   58 ...   62 :  Hertz =   60; break;
 186   case   63 ...   65 :  Hertz =   64; break; /* StrongARM /Shark */
 187   case   95 ...  105 :  Hertz =  100; break; /* normal Linux */
 188   case  124 ...  132 :  Hertz =  128; break; /* MIPS, ARM */
 189   case  195 ...  204 :  Hertz =  200; break; /* normal << 1 */
 190   case  253 ...  260 :  Hertz =  256; break;
 191   case  295 ...  304 :  Hertz =  300; break; /* 3 cpus */
 192   case  393 ...  408 :  Hertz =  400; break; /* normal << 2 */
 193   case  495 ...  504 :  Hertz =  500; break; /* 5 cpus */
 194   case  595 ...  604 :  Hertz =  600; break; /* 6 cpus */
 195   case  695 ...  704 :  Hertz =  700; break; /* 7 cpus */
 196   case  790 ...  808 :  Hertz =  800; break; /* normal << 3 */
 197   case  895 ...  904 :  Hertz =  900; break; /* 9 cpus */
 198   case  990 ... 1010 :  Hertz = 1000; break; /* ARM */
 199   case 1015 ... 1035 :  Hertz = 1024; break; /* Alpha, ia64 */
 200   case 1095 ... 1104 :  Hertz = 1100; break; /* 11 cpus */
 201   case 1180 ... 1220 :  Hertz = 1200; break; /* Alpha */
 202   default:
 203     /* If 32-bit or big-endian (not Alpha or ia64), assume HZ is 100. */
 204     Hertz = (sizeof(long)==sizeof(int) || htons(999)==999) ? 100UL : 1024UL;
 205   }
 206 }
 207
 208 static void do_stats(void)
 209 {
 210     struct timeval t;
 211     static struct timeval oldtime;
 212     struct timezone timez;
 213     float elapsed_time;
 214
 215     procps_status_t *cur;
 216     int total_time, i, n;
 217     static int prev_count;
 218     int systime, usrtime, pid;
 219
 220     struct save_hist *New_save_hist;
 221
 222     /*
 223      * Finds the current time (in microseconds) and calculates the time
 224      * elapsed since the last update.
 225      */
 226     gettimeofday(&t, &timez);
 227     elapsed_time = (t.tv_sec - oldtime.tv_sec)
 228         + (float) (t.tv_usec - oldtime.tv_usec) / 1000000.0;
 229     oldtime.tv_sec  = t.tv_sec;
 230     oldtime.tv_usec = t.tv_usec;
 231
 232     New_save_hist  = alloca(sizeof(struct save_hist)*ntop);
 233     /*
 234      * Make a pass through the data to get stats.
 235      */
 236     for(n = 0; n < ntop; n++) {
 237         cur = top + n;
 238
 239         /*
 240          * Calculate time in cur process.  Time is sum of user time
 241          * (usrtime) plus system time (systime).
 242          */
 243         systime = cur->stime;
 244         usrtime = cur->utime;
 245         pid = cur->pid;
 246         total_time = systime + usrtime;
 247         New_save_hist[n].ticks = total_time;
 248         New_save_hist[n].pid = pid;
 249         New_save_hist[n].stime = systime;
 250         New_save_hist[n].utime = usrtime;
 251
 252         /* find matching entry from previous pass */
 253         for (i = 0; i < prev_count; i++) {
 254             if (save_history[i].pid == pid) {
 255                 total_time -= save_history[i].ticks;
 256                 systime -= save_history[i].stime;
 257                 usrtime -= save_history[i].utime;
 258                 break;
 259             }
 260         }
 261
 262         /*
 263          * Calculate percent cpu time for cur task.
 264          */
 265         i = (total_time * 10 * 100/Hertz) / elapsed_time;
 266         if (i > 999)
 267             i = 999;
 268         cur->pcpu = i;
 269
 270     }
 271
 272     /*
 273      * Save cur frame's information.
 274      */
 275     free(save_history);
 276     save_history = memcpy(xmalloc(sizeof(struct save_hist)*n), New_save_hist,
 277                                                 sizeof(struct save_hist)*n);
 278     prev_count = n;
 279     qsort(top, n, sizeof(procps_status_t), (void*)mult_lvl_cmp);
 280 }
 281 #else
 282 static cmp_t sort_function;
 283 #endif /* FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE */
 284
 285 /* display generic info (meminfo / loadavg) */
 286 static unsigned long display_generic(void)
 287 {
 288         FILE *fp;
 289         char buf[80];
 290         float avg1, avg2, avg3;
 291         unsigned long total, used, mfree, shared, buffers, cached;
 292         unsigned int needs_conversion = 1;
 293
 294         /* read memory info */
 295         fp = bb_xfopen("meminfo", "r");
 296
 297         /*
 298          * Old kernels (such as 2.4.x) had a nice summary of memory info that
 299          * we could parse, however this is gone entirely in 2.6. Try parsing
 300          * the old way first, and if that fails, parse each field manually.
 301          *
 302          * First, we read in the first line. Old kernels will have bogus
 303          * strings we don't care about, whereas new kernels will start right
 304          * out with MemTotal:
 305          *                              -- PFM.
 306          */
 307         if (fscanf(fp, "MemTotal: %lu %s\n", &total, buf) != 2) {
 308                 fgets(buf, sizeof(buf), fp);    /* skip first line */
 309
 310                 fscanf(fp, "Mem: %lu %lu %lu %lu %lu %lu",
 311                    &total, &used, &mfree, &shared, &buffers, &cached);
 312         } else {
 313                 /*
 314                  * Revert to manual parsing, which incidentally already has the
 315                  * sizes in kilobytes. This should be safe for both 2.4 and
 316                  * 2.6.
 317                  */
 318                 needs_conversion = 0;
 319
 320                 fscanf(fp, "MemFree: %lu %s\n", &mfree, buf);
 321
 322                 /*
 323                  * MemShared: is no longer present in 2.6. Report this as 0,
 324                  * to maintain consistent behavior with normal procps.
 325                  */
 326                 if (fscanf(fp, "MemShared: %lu %s\n", &shared, buf) != 2)
 327                         shared = 0;
 328
 329                 fscanf(fp, "Buffers: %lu %s\n", &buffers, buf);
 330                 fscanf(fp, "Cached: %lu %s\n", &cached, buf);
 331
 332                 used = total - mfree;
 333         }
 334         fclose(fp);
 335
 336         /* read load average */
 337         fp = bb_xfopen("loadavg", "r");
 338         if (fscanf(fp, "%f %f %f", &avg1, &avg2, &avg3) != 3) {
 339                 bb_error_msg_and_die("failed to read '%s'", "loadavg");
 340         }
 341         fclose(fp);
 342
 343         if (needs_conversion) {
 344                 /* convert to kilobytes */
 345                 used /= 1024;
 346                 mfree /= 1024;
 347                 shared /= 1024;
 348                 buffers /= 1024;
 349                 cached /= 1024;
 350                 total /= 1024;
 351         }
 352
 353         /* output memory info and load average */
 354         /* clear screen & go to top */
 355         printf("\e[H\e[J" "Mem: "
 356                "%ldK used, %ldK free, %ldK shrd, %ldK buff, %ldK cached\n",
 357                used, mfree, shared, buffers, cached);
 358         printf("Load average: %.2f, %.2f, %.2f    "
 359                         "(State: S=sleeping R=running, W=waiting)\n",
 360                avg1, avg2, avg3);
 361         return total;
 362 }
 363
 364
 365 /* display process statuses */
 366 static void display_status(int count, int col)
 367 {
 368         procps_status_t *s = top;
 369         char rss_str_buf[8];
 370         unsigned long total_memory = display_generic();
 371
 372 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 373         /* what info of the processes is shown */
 374         printf("\n\e[7m  PID USER     STATUS   RSS  PPID %%CPU %%MEM COMMAND\e[0m\n");
 375 #else
 376         printf("\n\e[7m  PID USER     STATUS   RSS  PPID %%MEM COMMAND\e[0m\n");
 377 #endif
 378
 379         while (count--) {
 380                 char *namecmd = s->short_cmd;
 381                 int pmem;
 382
 383                 pmem = 1000.0 * s->rss / total_memory;
 384                 if (pmem > 999) pmem = 999;
 385
 386                 if(s->rss > 10*1024)
 387                         sprintf(rss_str_buf, "%6ldM", s->rss/1024);
 388                 else
 389                         sprintf(rss_str_buf, "%7ld", s->rss);
 390 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 391                 printf("%5d %-8s %s  %s %5d %2d.%d %2u.%u ",
 392                         s->pid, s->user, s->state, rss_str_buf, s->ppid,
 393                         s->pcpu/10, s->pcpu%10, pmem/10, pmem%10);
 394 #else
 395                 printf("%5d %-8s %s  %s %5d %2u.%u ",
 396                         s->pid, s->user, s->state, rss_str_buf, s->ppid,
 397                         pmem/10, pmem%10);
 398 #endif
 399                         if(strlen(namecmd) > col)
 400                                 namecmd[col] = 0;
 401                         printf("%s\n", namecmd);
 402                 s++;
 403         }
 404 }
 405
 406 static void clearmems(void)
 407 {
 408         free(top);
 409         top = 0;
 410         ntop = 0;
 411 }
 412
 413 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 414 #include <termios.h>
 415 #include <sys/time.h>
 416 #include <signal.h>
 417
 418
 419 static struct termios initial_settings;
 420
 421 static void reset_term(void)
 422 {
 423         tcsetattr(0, TCSANOW, (void *) &initial_settings);
 424 #ifdef CONFIG_FEATURE_CLEAN_UP
 425         clearmems();
 426 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 427         free(save_history);
 428 #endif
 429 #endif /* CONFIG_FEATURE_CLEAN_UP */
 430 }
 431
 432 static void sig_catcher (int sig)
 433 {
 434         reset_term();
 435 }
 436 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 437
 438
 439 int top_main(int argc, char **argv)
 440 {
 441         int opt, interval, lines, col;
 442 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 443         struct termios new_settings;
 444         struct timeval tv;
 445         fd_set readfds;
 446         unsigned char c;
 447         struct sigaction sa;
 448 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 449
 450         /* Default update rate is 5 seconds */
 451         interval = 5;
 452
 453         /* do normal option parsing */
 454         while ((opt = getopt(argc, argv, "d:")) > 0) {
 455             switch (opt) {
 456                 case 'd':
 457                     interval = atoi(optarg);
 458                     break;
 459                 default:
 460                     bb_show_usage();
 461             }
 462         }
 463
 464         /* Default to 25 lines - 5 lines for status */
 465         lines = 25 - 5;
 466         /* Default CMD format size */
 467 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 468         col = 35 - 6;
 469 #else
 470         col = 35;
 471 #endif
 472         /* change to /proc */
 473         if (chdir("/proc") < 0) {
 474                 bb_perror_msg_and_die("chdir('/proc')");
 475         }
 476 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 477         tcgetattr(0, (void *) &initial_settings);
 478         memcpy(&new_settings, &initial_settings, sizeof(struct termios));
 479         new_settings.c_lflag &= ~(ISIG | ICANON); /* unbuffered input */
 480         /* Turn off echoing */
 481         new_settings.c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL);
 482
 483         signal (SIGTERM, sig_catcher);
 484         sigaction (SIGTERM, (struct sigaction *) 0, &sa);
 485         sa.sa_flags |= SA_RESTART;
 486         sa.sa_flags &= ~SA_INTERRUPT;
 487         sigaction (SIGTERM, &sa, (struct sigaction *) 0);
 488         sigaction (SIGINT, &sa, (struct sigaction *) 0);
 489         tcsetattr(0, TCSANOW, (void *) &new_settings);
 490         atexit(reset_term);
 491
 492         get_terminal_width_height(0, &col, &lines);
 493         if (lines > 4) {
 494             lines -= 5;
 495 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 496             col = col - 80 + 35 - 6;
 497 #else
 498             col = col - 80 + 35;
 499 #endif
 500         }
 501 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 502 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 503         sort_function[0] = pcpu_sort;
 504         sort_function[1] = mem_sort;
 505         sort_function[2] = time_sort;
 506 #else
 507         sort_function = mem_sort;
 508 #endif
 509         while (1) {
 510                 /* read process IDs & status for all the processes */
 511                 procps_status_t * p;
 512
 513 #ifdef CONFIG_SELINUX
 514                 while ((p = procps_scan(0, 0, NULL) ) != 0) {
 515 #else
 516                 while ((p = procps_scan(0)) != 0) {
 517 #endif
 518                         int n = ntop;
 519
 520                         top = xrealloc(top, (++ntop)*sizeof(procps_status_t));
 521                         memcpy(top + n, p, sizeof(procps_status_t));
 522                 }
 523                 if (ntop == 0) {
 524                 bb_perror_msg_and_die("scandir('/proc')");
 525         }
 526 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 527                 if(!Hertz) {
 528                         init_Hertz_value();
 529                         do_stats();
 530                         sleep(1);
 531                         clearmems();
 532                         continue;
 533         }
 534                 do_stats();
 535 #else
 536                 qsort(top, ntop, sizeof(procps_status_t), (void*)sort_function);
 537 #endif
 538                 opt = lines;
 539                 if (opt > ntop) {
 540                         opt = ntop;
 541                 }
 542                 /* show status for each of the processes */
 543                 display_status(opt, col);
 544 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 545                 tv.tv_sec = interval;
 546                 tv.tv_usec = 0;
 547                 FD_ZERO (&readfds);
 548                 FD_SET (0, &readfds);
 549                 select (1, &readfds, NULL, NULL, &tv);
 550                 if (FD_ISSET (0, &readfds)) {
 551                         if (read (0, &c, 1) <= 0) {   /* signal */
 552                 return EXIT_FAILURE;
 553         }
 554                         if(c == 'q' || c == initial_settings.c_cc[VINTR])
 555                                 return EXIT_SUCCESS;
 556                         if(c == 'M') {
 557 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 558                                 sort_function[0] = mem_sort;
 559                                 sort_function[1] = pcpu_sort;
 560                                 sort_function[2] = time_sort;
 561 #else
 562                                 sort_function = mem_sort;
 563 #endif
 564                         }
 565 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 566                         if(c == 'P') {
 567                                 sort_function[0] = pcpu_sort;
 568                                 sort_function[1] = mem_sort;
 569                                 sort_function[2] = time_sort;
 570                         }
 571                         if(c == 'T') {
 572                                 sort_function[0] = time_sort;
 573                                 sort_function[1] = mem_sort;
 574                                 sort_function[2] = pcpu_sort;
 575                         }
 576 #endif
 577                         if(c == 'N') {
 578 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 579                                 sort_function[0] = pid_sort;
 580 #else
 581                                 sort_function = pid_sort;
 582 #endif
 583                         }
 584                 }
 585 #else
 586                 sleep(interval);
 587 #endif                                  /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 588                 clearmems();
 589         }
 590
 591         return EXIT_SUCCESS;
 592 }