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     int p = P->pid;
  59     int q = Q->pid;
  60
  61     if( p < q ) return -1;
  62     if( p > q ) return  1;
  63     return 0;
  64 }
  65
  66 static int mem_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  67 {
  68     long p = P->rss;
  69     long q = Q->rss;
  70
  71     if( p > q ) return -1;
  72     if( p < q ) return  1;
  73     return 0;
  74 }
  75
  76 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
  77
  78 #define sort_depth 3
  79 static cmp_t sort_function[sort_depth];
  80
  81 static int pcpu_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  82 {
  83     int p = P->pcpu;
  84     int q = Q->pcpu;
  85
  86     if( p > q ) return -1;
  87     if( p < q ) return  1;
  88     return 0;
  89 }
  90
  91 static int time_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  92 {
  93     long p = P->stime;
  94     long q = Q->stime;
  95
  96     p += P->utime;
  97     q += Q->utime;
  98     if( p > q ) return -1;
  99     if( p < q ) return  1;
 100     return 0;
 101 }
 102
 103 int mult_lvl_cmp(void* a, void* b) {
 104     int i, cmp_val;
 105
 106     for(i = 0; i < sort_depth; i++) {
 107         cmp_val = (*sort_function[i])(a, b);
 108         if (cmp_val != 0)
 109             return cmp_val;
 110     }
 111     return 0;
 112 }
 113
 114 /* This structure stores some critical information from one frame to
 115    the next. mostly used for sorting. Added cumulative and resident fields. */
 116 struct save_hist {
 117     int ticks;
 118     int pid;
 119     int utime;
 120     int stime;
 121 };
 122
 123 /*
 124  * Calculates percent cpu usage for each task.
 125  */
 126
 127 static struct save_hist *save_history;
 128
 129 static unsigned long Hertz;
 130
 131 /***********************************************************************
 132  * Some values in /proc are expressed in units of 1/HZ seconds, where HZ
 133  * is the kernel clock tick rate. One of these units is called a jiffy.
 134  * The HZ value used in the kernel may vary according to hacker desire.
 135  * According to Linus Torvalds, this is not true. He considers the values
 136  * in /proc as being in architecture-dependent units that have no relation
 137  * to the kernel clock tick rate. Examination of the kernel source code
 138  * reveals that opinion as wishful thinking.
 139  *
 140  * In any case, we need the HZ constant as used in /proc. (the real HZ value
 141  * may differ, but we don't care) There are several ways we could get HZ:
 142  *
 143  * 1. Include the kernel header file. If it changes, recompile this library.
 144  * 2. Use the sysconf() function. When HZ changes, recompile the C library!
 145  * 3. Ask the kernel. This is obviously correct...
 146  *
 147  * Linus Torvalds won't let us ask the kernel, because he thinks we should
 148  * not know the HZ value. Oh well, we don't have to listen to him.
 149  * Someone smuggled out the HZ value. :-)
 150  *
 151  * This code should work fine, even if Linus fixes the kernel to match his
 152  * stated behavior. The code only fails in case of a partial conversion.
 153  *
 154  */
 155
 156 #define FILE_TO_BUF(filename, fd) do{                           \
 157     if (fd == -1 && (fd = open(filename, O_RDONLY)) == -1) {    \
 158         bb_perror_msg_and_die("/proc not be mounted?");            \
 159     }                                                           \
 160     lseek(fd, 0L, SEEK_SET);                                    \
 161     if ((local_n = read(fd, buf, sizeof buf - 1)) < 0) {        \
 162         bb_perror_msg_and_die("%s", filename);                     \
 163     }                                                           \
 164     buf[local_n] = '\0';                                        \
 165 }while(0)
 166
 167 #define FILE_TO_BUF2(filename, fd) do{                          \
 168     lseek(fd, 0L, SEEK_SET);                                    \
 169     if ((local_n = read(fd, buf, sizeof buf - 1)) < 0) {        \
 170         bb_perror_msg_and_die("%s", filename);                     \
 171     }                                                           \
 172     buf[local_n] = '\0';                                        \
 173 }while(0)
 174
 175 static void init_Hertz_value(void) {
 176   unsigned long user_j, nice_j, sys_j, other_j;  /* jiffies (clock ticks) */
 177   double up_1, up_2, seconds;
 178   unsigned long jiffies, h;
 179   char buf[80];
 180   int uptime_fd = -1;
 181   int stat_fd = -1;
 182
 183   long smp_num_cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
 184
 185   if(smp_num_cpus<1) smp_num_cpus=1;
 186   do {
 187     int local_n;
 188
 189     FILE_TO_BUF("uptime", uptime_fd);
 190     up_1 = strtod(buf, 0);
 191     FILE_TO_BUF("stat", stat_fd);
 192     sscanf(buf, "cpu %lu %lu %lu %lu", &user_j, &nice_j, &sys_j, &other_j);
 193     FILE_TO_BUF2("uptime", uptime_fd);
 194     up_2 = strtod(buf, 0);
 195   } while((long)( (up_2-up_1)*1000.0/up_1 )); /* want under 0.1% error */
 196
 197   close(uptime_fd);
 198   close(stat_fd);
 199
 200   jiffies = user_j + nice_j + sys_j + other_j;
 201   seconds = (up_1 + up_2) / 2;
 202   h = (unsigned long)( (double)jiffies/seconds/smp_num_cpus );
 203   /* actual values used by 2.4 kernels: 32 64 100 128 1000 1024 1200 */
 204   switch(h){
 205   case   30 ...   34 :  Hertz =   32; break; /* ia64 emulator */
 206   case   48 ...   52 :  Hertz =   50; break;
 207   case   58 ...   62 :  Hertz =   60; break;
 208   case   63 ...   65 :  Hertz =   64; break; /* StrongARM /Shark */
 209   case   95 ...  105 :  Hertz =  100; break; /* normal Linux */
 210   case  124 ...  132 :  Hertz =  128; break; /* MIPS, ARM */
 211   case  195 ...  204 :  Hertz =  200; break; /* normal << 1 */
 212   case  253 ...  260 :  Hertz =  256; break;
 213   case  295 ...  304 :  Hertz =  300; break; /* 3 cpus */
 214   case  393 ...  408 :  Hertz =  400; break; /* normal << 2 */
 215   case  495 ...  504 :  Hertz =  500; break; /* 5 cpus */
 216   case  595 ...  604 :  Hertz =  600; break; /* 6 cpus */
 217   case  695 ...  704 :  Hertz =  700; break; /* 7 cpus */
 218   case  790 ...  808 :  Hertz =  800; break; /* normal << 3 */
 219   case  895 ...  904 :  Hertz =  900; break; /* 9 cpus */
 220   case  990 ... 1010 :  Hertz = 1000; break; /* ARM */
 221   case 1015 ... 1035 :  Hertz = 1024; break; /* Alpha, ia64 */
 222   case 1095 ... 1104 :  Hertz = 1100; break; /* 11 cpus */
 223   case 1180 ... 1220 :  Hertz = 1200; break; /* Alpha */
 224   default:
 225     /* If 32-bit or big-endian (not Alpha or ia64), assume HZ is 100. */
 226     Hertz = (sizeof(long)==sizeof(int) || htons(999)==999) ? 100UL : 1024UL;
 227   }
 228 }
 229
 230 static void do_stats(void)
 231 {
 232     struct timeval t;
 233     static struct timeval oldtime;
 234     struct timezone timez;
 235     float elapsed_time;
 236
 237     procps_status_t *cur;
 238     int total_time, i, n;
 239     static int prev_count;
 240     int systime, usrtime, pid;
 241
 242     struct save_hist *New_save_hist;
 243
 244     /*
 245      * Finds the current time (in microseconds) and calculates the time
 246      * elapsed since the last update.
 247      */
 248     gettimeofday(&t, &timez);
 249     elapsed_time = (t.tv_sec - oldtime.tv_sec)
 250         + (float) (t.tv_usec - oldtime.tv_usec) / 1000000.0;
 251     oldtime.tv_sec  = t.tv_sec;
 252     oldtime.tv_usec = t.tv_usec;
 253
 254     New_save_hist  = alloca(sizeof(struct save_hist)*ntop);
 255     /*
 256      * Make a pass through the data to get stats.
 257      */
 258     for(n = 0; n < ntop; n++) {
 259         cur = top + n;
 260
 261         /*
 262          * Calculate time in cur process.  Time is sum of user time
 263          * (usrtime) plus system time (systime).
 264          */
 265         systime = cur->stime;
 266         usrtime = cur->utime;
 267         pid = cur->pid;
 268         total_time = systime + usrtime;
 269         New_save_hist[n].ticks = total_time;
 270         New_save_hist[n].pid = pid;
 271         New_save_hist[n].stime = systime;
 272         New_save_hist[n].utime = usrtime;
 273
 274         /* find matching entry from previous pass */
 275         for (i = 0; i < prev_count; i++) {
 276             if (save_history[i].pid == pid) {
 277                 total_time -= save_history[i].ticks;
 278                 systime -= save_history[i].stime;
 279                 usrtime -= save_history[i].utime;
 280                 break;
 281             }
 282         }
 283
 284         /*
 285          * Calculate percent cpu time for cur task.
 286          */
 287         i = (total_time * 10 * 100/Hertz) / elapsed_time;
 288         if (i > 999)
 289             i = 999;
 290         cur->pcpu = i;
 291
 292     }
 293
 294     /*
 295      * Save cur frame's information.
 296      */
 297     free(save_history);
 298     save_history = memcpy(xmalloc(sizeof(struct save_hist)*n), New_save_hist,
 299                                                 sizeof(struct save_hist)*n);
 300     prev_count = n;
 301     qsort(top, n, sizeof(procps_status_t), (void*)mult_lvl_cmp);
 302 }
 303 #else
 304 static cmp_t sort_function;
 305 #endif /* FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE */
 306
 307 /* display generic info (meminfo / loadavg) */
 308 static unsigned long display_generic(void)
 309 {
 310         FILE *fp;
 311         char buf[80];
 312         float avg1, avg2, avg3;
 313         unsigned long total, used, mfree, shared, buffers, cached;
 314         unsigned int needs_conversion = 1;
 315
 316         /* read memory info */
 317         fp = bb_xfopen("meminfo", "r");
 318
 319         /*
 320          * Old kernels (such as 2.4.x) had a nice summary of memory info that
 321          * we could parse, however this is gone entirely in 2.6. Try parsing
 322          * the old way first, and if that fails, parse each field manually.
 323          *
 324          * First, we read in the first line. Old kernels will have bogus
 325          * strings we don't care about, whereas new kernels will start right
 326          * out with MemTotal:
 327          *                              -- PFM.
 328          */
 329         if (fscanf(fp, "MemTotal: %lu %s\n", &total, buf) != 2) {
 330                 fgets(buf, sizeof(buf), fp);    /* skip first line */
 331
 332                 fscanf(fp, "Mem: %lu %lu %lu %lu %lu %lu",
 333                    &total, &used, &mfree, &shared, &buffers, &cached);
 334         } else {
 335                 /*
 336                  * Revert to manual parsing, which incidentally already has the
 337                  * sizes in kilobytes. This should be safe for both 2.4 and
 338                  * 2.6.
 339                  */
 340                 needs_conversion = 0;
 341
 342                 fscanf(fp, "MemFree: %lu %s\n", &mfree, buf);
 343
 344                 /*
 345                  * MemShared: is no longer present in 2.6. Report this as 0,
 346                  * to maintain consistent behavior with normal procps.
 347                  */
 348                 if (fscanf(fp, "MemShared: %lu %s\n", &shared, buf) != 2)
 349                         shared = 0;
 350
 351                 fscanf(fp, "Buffers: %lu %s\n", &buffers, buf);
 352                 fscanf(fp, "Cached: %lu %s\n", &cached, buf);
 353
 354                 used = total - mfree;
 355         }
 356         fclose(fp);
 357
 358         /* read load average */
 359         fp = bb_xfopen("loadavg", "r");
 360         if (fscanf(fp, "%f %f %f", &avg1, &avg2, &avg3) != 3) {
 361                 bb_error_msg_and_die("failed to read '%s'", "loadavg");
 362         }
 363         fclose(fp);
 364
 365         if (needs_conversion) {
 366                 /* convert to kilobytes */
 367                 used /= 1024;
 368                 mfree /= 1024;
 369                 shared /= 1024;
 370                 buffers /= 1024;
 371                 cached /= 1024;
 372                 total /= 1024;
 373         }
 374
 375         /* output memory info and load average */
 376         /* clear screen & go to top */
 377         printf("\e[H\e[J" "Mem: "
 378                "%ldK used, %ldK free, %ldK shrd, %ldK buff, %ldK cached\n",
 379                used, mfree, shared, buffers, cached);
 380         printf("Load average: %.2f, %.2f, %.2f    "
 381                         "(State: S=sleeping R=running, W=waiting)\n",
 382                avg1, avg2, avg3);
 383         return total;
 384 }
 385
 386
 387 /* display process statuses */
 388 static void display_status(int count, int col)
 389 {
 390         procps_status_t *s = top;
 391         char rss_str_buf[8];
 392         unsigned long total_memory = display_generic();
 393
 394 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 395         /* what info of the processes is shown */
 396         printf("\n\e[7m  PID USER     STATUS   RSS  PPID %%CPU %%MEM COMMAND\e[0m\n");
 397 #else
 398         printf("\n\e[7m  PID USER     STATUS   RSS  PPID %%MEM COMMAND\e[0m\n");
 399 #endif
 400
 401         while (count--) {
 402                 char *namecmd = s->short_cmd;
 403                 int pmem;
 404
 405                 pmem = 1000.0 * s->rss / total_memory;
 406                 if (pmem > 999) pmem = 999;
 407
 408                 if(s->rss > 10*1024)
 409                         sprintf(rss_str_buf, "%6ldM", s->rss/1024);
 410                 else
 411                         sprintf(rss_str_buf, "%7ld", s->rss);
 412 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 413                 printf("%5d %-8s %s  %s %5d %2d.%d %2u.%u ",
 414                         s->pid, s->user, s->state, rss_str_buf, s->ppid,
 415                         s->pcpu/10, s->pcpu%10, pmem/10, pmem%10);
 416 #else
 417                 printf("%5d %-8s %s  %s %5d %2u.%u ",
 418                         s->pid, s->user, s->state, rss_str_buf, s->ppid,
 419                         pmem/10, pmem%10);
 420 #endif
 421                         if(strlen(namecmd) > col)
 422                                 namecmd[col] = 0;
 423                         printf("%s\n", namecmd);
 424                 s++;
 425         }
 426 }
 427
 428 static void clearmems(void)
 429 {
 430         free(top);
 431         top = 0;
 432         ntop = 0;
 433 }
 434
 435 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 436 #include <termios.h>
 437 #include <sys/time.h>
 438 #include <signal.h>
 439
 440
 441 static struct termios initial_settings;
 442
 443 static void reset_term(void)
 444 {
 445         tcsetattr(0, TCSANOW, (void *) &initial_settings);
 446 #ifdef CONFIG_FEATURE_CLEAN_UP
 447         clearmems();
 448 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 449         free(save_history);
 450 #endif
 451 #endif /* CONFIG_FEATURE_CLEAN_UP */
 452 }
 453
 454 static void sig_catcher (int sig)
 455 {
 456         reset_term();
 457 }
 458 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 459
 460
 461 int top_main(int argc, char **argv)
 462 {
 463         int opt, interval, lines, col;
 464 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 465         struct termios new_settings;
 466         struct timeval tv;
 467         fd_set readfds;
 468         unsigned char c;
 469         struct sigaction sa;
 470 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 471
 472         /* Default update rate is 5 seconds */
 473         interval = 5;
 474
 475         /* do normal option parsing */
 476         while ((opt = getopt(argc, argv, "d:")) > 0) {
 477             switch (opt) {
 478                 case 'd':
 479                     interval = atoi(optarg);
 480                     break;
 481                 default:
 482                     bb_show_usage();
 483             }
 484         }
 485
 486         /* Default to 25 lines - 5 lines for status */
 487         lines = 25 - 5;
 488         /* Default CMD format size */
 489 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 490         col = 35 - 6;
 491 #else
 492         col = 35;
 493 #endif
 494         /* change to /proc */
 495         if (chdir("/proc") < 0) {
 496                 bb_perror_msg_and_die("chdir('/proc')");
 497         }
 498 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 499         tcgetattr(0, (void *) &initial_settings);
 500         memcpy(&new_settings, &initial_settings, sizeof(struct termios));
 501         new_settings.c_lflag &= ~(ISIG | ICANON); /* unbuffered input */
 502         /* Turn off echoing */
 503         new_settings.c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL);
 504
 505         signal (SIGTERM, sig_catcher);
 506         sigaction (SIGTERM, (struct sigaction *) 0, &sa);
 507         sa.sa_flags |= SA_RESTART;
 508         sa.sa_flags &= ~SA_INTERRUPT;
 509         sigaction (SIGTERM, &sa, (struct sigaction *) 0);
 510         sigaction (SIGINT, &sa, (struct sigaction *) 0);
 511         tcsetattr(0, TCSANOW, (void *) &new_settings);
 512         atexit(reset_term);
 513
 514         get_terminal_width_height(0, &col, &lines);
 515         if (lines > 4) {
 516             lines -= 5;
 517 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 518             col = col - 80 + 35 - 6;
 519 #else
 520             col = col - 80 + 35;
 521 #endif
 522         }
 523 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 524 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 525         sort_function[0] = pcpu_sort;
 526         sort_function[1] = mem_sort;
 527         sort_function[2] = time_sort;
 528 #else
 529         sort_function = mem_sort;
 530 #endif
 531         while (1) {
 532                 /* read process IDs & status for all the processes */
 533                 procps_status_t * p;
 534
 535 #ifdef CONFIG_SELINUX
 536                 while ((p = procps_scan(0, 0, NULL) ) != 0) {
 537 #else
 538                 while ((p = procps_scan(0)) != 0) {
 539 #endif
 540                         int n = ntop;
 541
 542                         top = xrealloc(top, (++ntop)*sizeof(procps_status_t));
 543                         memcpy(top + n, p, sizeof(procps_status_t));
 544                 }
 545                 if (ntop == 0) {
 546                 bb_perror_msg_and_die("scandir('/proc')");
 547         }
 548 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 549                 if(!Hertz) {
 550                         init_Hertz_value();
 551                         do_stats();
 552                         sleep(1);
 553                         clearmems();
 554                         continue;
 555         }
 556                 do_stats();
 557 #else
 558                 qsort(top, ntop, sizeof(procps_status_t), (void*)sort_function);
 559 #endif
 560                 opt = lines;
 561                 if (opt > ntop) {
 562                         opt = ntop;
 563                 }
 564                 /* show status for each of the processes */
 565                 display_status(opt, col);
 566 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 567                 tv.tv_sec = interval;
 568                 tv.tv_usec = 0;
 569                 FD_ZERO (&readfds);
 570                 FD_SET (0, &readfds);
 571                 select (1, &readfds, NULL, NULL, &tv);
 572                 if (FD_ISSET (0, &readfds)) {
 573                         if (read (0, &c, 1) <= 0) {   /* signal */
 574                 return EXIT_FAILURE;
 575         }
 576                         if(c == 'q' || c == initial_settings.c_cc[VINTR])
 577                                 return EXIT_SUCCESS;
 578                         if(c == 'M') {
 579 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 580                                 sort_function[0] = mem_sort;
 581                                 sort_function[1] = pcpu_sort;
 582                                 sort_function[2] = time_sort;
 583 #else
 584                                 sort_function = mem_sort;
 585 #endif
 586                         }
 587 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 588                         if(c == 'P') {
 589                                 sort_function[0] = pcpu_sort;
 590                                 sort_function[1] = mem_sort;
 591                                 sort_function[2] = time_sort;
 592                         }
 593                         if(c == 'T') {
 594                                 sort_function[0] = time_sort;
 595                                 sort_function[1] = mem_sort;
 596                                 sort_function[2] = pcpu_sort;
 597                         }
 598 #endif
 599                         if(c == 'N') {
 600 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 601                                 sort_function[0] = pid_sort;
 602 #else
 603                                 sort_function = pid_sort;
 604 #endif
 605                         }
 606                 }
 607 #else
 608                 sleep(interval);
 609 #endif                                  /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 610                 clearmems();
 611         }
 612
 613         return EXIT_SUCCESS;
 614 }