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
  27  * This reads the PIDs of all processes and their status and shows
  28  * the status of processes (first ones that fit to screen) at given
  29  * intervals.
  30  *
  31  * NOTES:
  32  * - At startup this changes to /proc, all the reads are then
  33  *   relative to that.
  34  *
  35  * (C) Eero Tamminen <oak at welho dot com>
  36  *
  37  * Rewritten by Vladimir Oleynik (C) 2002 <dzo@simtreas.ru>
  38  */
  39
  40 /* Original code Copyrights */
  41 /*
  42  * Copyright (c) 1992 Branko Lankester
  43  * Copyright (c) 1992 Roger Binns
  44  * Copyright (C) 1994-1996 Charles L. Blake.
  45  * Copyright (C) 1992-1998 Michael K. Johnson
  46  * May be distributed under the conditions of the
  47  * GNU Library General Public License
  48  */
  49
  50 #include <sys/types.h>
  51 #include <stdio.h>
  52 #include <stdlib.h>
  53 #include <unistd.h>
  54 #include <string.h>
  55 #include <sys/ioctl.h>
  56 /* get page info */
  57 #include <asm/page.h>
  58 #include "busybox.h"
  59
  60 //#define FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE  /* + 2k */
  61
  62 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
  63 #include <time.h>
  64 #include <sys/time.h>
  65 #include <fcntl.h>
  66 #include <netinet/in.h>  /* htons */
  67 #endif
  68
  69
  70 typedef int (*cmp_t)(procps_status_t *P, procps_status_t *Q);
  71
  72 static procps_status_t *top;   /* Hehe */
  73 static int ntop;
  74
  75
  76 static int pid_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  77 {
  78     return (Q->pid - P->pid);
  79 }
  80
  81 static int mem_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  82 {
  83     return (int)(Q->rss - P->rss);
  84 }
  85
  86 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
  87
  88 #define sort_depth 3
  89 static cmp_t sort_function[sort_depth];
  90
  91 static int pcpu_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  92 {
  93     return (Q->pcpu - P->pcpu);
  94 }
  95
  96 static int time_sort (procps_status_t *P, procps_status_t *Q)
  97 {
  98     return (int)((Q->stime + Q->utime) - (P->stime + P->utime));
  99 }
 100
 101 int mult_lvl_cmp(void* a, void* b) {
 102     int i, cmp_val;
 103
 104     for(i = 0; i < sort_depth; i++) {
 105         cmp_val = (*sort_function[i])(a, b);
 106         if (cmp_val != 0)
 107             return cmp_val;
 108     }
 109     return 0;
 110 }
 111
 112 /* This structure stores some critical information from one frame to
 113    the next. mostly used for sorting. Added cumulative and resident fields. */
 114 struct save_hist {
 115     int ticks;
 116     int pid;
 117     int utime;
 118     int stime;
 119 };
 120
 121 /*
 122  * Calculates percent cpu usage for each task.
 123  */
 124
 125 static struct save_hist *save_history;
 126
 127 static unsigned long Hertz;
 128
 129 /***********************************************************************
 130  * Some values in /proc are expressed in units of 1/HZ seconds, where HZ
 131  * is the kernel clock tick rate. One of these units is called a jiffy.
 132  * The HZ value used in the kernel may vary according to hacker desire.
 133  * According to Linus Torvalds, this is not true. He considers the values
 134  * in /proc as being in architecture-dependent units that have no relation
 135  * to the kernel clock tick rate. Examination of the kernel source code
 136  * reveals that opinion as wishful thinking.
 137  *
 138  * In any case, we need the HZ constant as used in /proc. (the real HZ value
 139  * may differ, but we don't care) There are several ways we could get HZ:
 140  *
 141  * 1. Include the kernel header file. If it changes, recompile this library.
 142  * 2. Use the sysconf() function. When HZ changes, recompile the C library!
 143  * 3. Ask the kernel. This is obviously correct...
 144  *
 145  * Linus Torvalds won't let us ask the kernel, because he thinks we should
 146  * not know the HZ value. Oh well, we don't have to listen to him.
 147  * Someone smuggled out the HZ value. :-)
 148  *
 149  * This code should work fine, even if Linus fixes the kernel to match his
 150  * stated behavior. The code only fails in case of a partial conversion.
 151  *
 152  */
 153
 154 #define FILE_TO_BUF(filename, fd) do{                           \
 155     if (fd == -1 && (fd = open(filename, O_RDONLY)) == -1) {    \
 156         bb_perror_msg_and_die("/proc not be mounted?");            \
 157     }                                                           \
 158     lseek(fd, 0L, SEEK_SET);                                    \
 159     if ((local_n = read(fd, buf, sizeof buf - 1)) < 0) {        \
 160         bb_perror_msg_and_die("%s", filename);                     \
 161     }                                                           \
 162     buf[local_n] = '\0';                                        \
 163 }while(0)
 164
 165 #define FILE_TO_BUF2(filename, fd) do{                          \
 166     lseek(fd, 0L, SEEK_SET);                                    \
 167     if ((local_n = read(fd, buf, sizeof buf - 1)) < 0) {        \
 168         bb_perror_msg_and_die("%s", filename);                     \
 169     }                                                           \
 170     buf[local_n] = '\0';                                        \
 171 }while(0)
 172
 173 static void init_Hertz_value(void) {
 174   unsigned long user_j, nice_j, sys_j, other_j;  /* jiffies (clock ticks) */
 175   double up_1, up_2, seconds;
 176   unsigned long jiffies, h;
 177   char buf[80];
 178   int uptime_fd = -1;
 179   int stat_fd = -1;
 180
 181   long smp_num_cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
 182
 183   if(smp_num_cpus<1) smp_num_cpus=1;
 184   do {
 185     int local_n;
 186
 187     FILE_TO_BUF("uptime", uptime_fd);
 188     up_1 = strtod(buf, 0);
 189     FILE_TO_BUF("stat", stat_fd);
 190     sscanf(buf, "cpu %lu %lu %lu %lu", &user_j, &nice_j, &sys_j, &other_j);
 191     FILE_TO_BUF2("uptime", uptime_fd);
 192     up_2 = strtod(buf, 0);
 193   } while((long)( (up_2-up_1)*1000.0/up_1 )); /* want under 0.1% error */
 194
 195   close(uptime_fd);
 196   close(stat_fd);
 197
 198   jiffies = user_j + nice_j + sys_j + other_j;
 199   seconds = (up_1 + up_2) / 2;
 200   h = (unsigned long)( (double)jiffies/seconds/smp_num_cpus );
 201   /* actual values used by 2.4 kernels: 32 64 100 128 1000 1024 1200 */
 202   switch(h){
 203   case   30 ...   34 :  Hertz =   32; break; /* ia64 emulator */
 204   case   48 ...   52 :  Hertz =   50; break;
 205   case   58 ...   62 :  Hertz =   60; break;
 206   case   63 ...   65 :  Hertz =   64; break; /* StrongARM /Shark */
 207   case   95 ...  105 :  Hertz =  100; break; /* normal Linux */
 208   case  124 ...  132 :  Hertz =  128; break; /* MIPS, ARM */
 209   case  195 ...  204 :  Hertz =  200; break; /* normal << 1 */
 210   case  253 ...  260 :  Hertz =  256; break;
 211   case  295 ...  304 :  Hertz =  300; break; /* 3 cpus */
 212   case  393 ...  408 :  Hertz =  400; break; /* normal << 2 */
 213   case  495 ...  504 :  Hertz =  500; break; /* 5 cpus */
 214   case  595 ...  604 :  Hertz =  600; break; /* 6 cpus */
 215   case  695 ...  704 :  Hertz =  700; break; /* 7 cpus */
 216   case  790 ...  808 :  Hertz =  800; break; /* normal << 3 */
 217   case  895 ...  904 :  Hertz =  900; break; /* 9 cpus */
 218   case  990 ... 1010 :  Hertz = 1000; break; /* ARM */
 219   case 1015 ... 1035 :  Hertz = 1024; break; /* Alpha, ia64 */
 220   case 1095 ... 1104 :  Hertz = 1100; break; /* 11 cpus */
 221   case 1180 ... 1220 :  Hertz = 1200; break; /* Alpha */
 222   default:
 223     /* If 32-bit or big-endian (not Alpha or ia64), assume HZ is 100. */
 224     Hertz = (sizeof(long)==sizeof(int) || htons(999)==999) ? 100UL : 1024UL;
 225   }
 226 }
 227
 228 static void do_stats(void)
 229 {
 230     struct timeval t;
 231     static struct timeval oldtime;
 232     struct timezone timez;
 233     float elapsed_time;
 234
 235     procps_status_t *cur;
 236     int total_time, i, n;
 237     static int prev_count;
 238     int systime, usrtime, pid;
 239
 240     struct save_hist *New_save_hist;
 241
 242     /*
 243      * Finds the current time (in microseconds) and calculates the time
 244      * elapsed since the last update.
 245      */
 246     gettimeofday(&t, &timez);
 247     elapsed_time = (t.tv_sec - oldtime.tv_sec)
 248         + (float) (t.tv_usec - oldtime.tv_usec) / 1000000.0;
 249     oldtime.tv_sec  = t.tv_sec;
 250     oldtime.tv_usec = t.tv_usec;
 251
 252     New_save_hist  = alloca(sizeof(struct save_hist)*ntop);
 253     /*
 254      * Make a pass through the data to get stats.
 255      */
 256     for(n = 0; n < ntop; n++) {
 257         cur = top + n;
 258
 259         /*
 260          * Calculate time in cur process.  Time is sum of user time
 261          * (usrtime) plus system time (systime).
 262          */
 263         systime = cur->stime;
 264         usrtime = cur->utime;
 265         pid = cur->pid;
 266         total_time = systime + usrtime;
 267         New_save_hist[n].ticks = total_time;
 268         New_save_hist[n].pid = pid;
 269         New_save_hist[n].stime = systime;
 270         New_save_hist[n].utime = usrtime;
 271
 272         /* find matching entry from previous pass */
 273         for (i = 0; i < prev_count; i++) {
 274             if (save_history[i].pid == pid) {
 275                 total_time -= save_history[i].ticks;
 276                 systime -= save_history[i].stime;
 277                 usrtime -= save_history[i].utime;
 278                 break;
 279             }
 280         }
 281
 282         /*
 283          * Calculate percent cpu time for cur task.
 284          */
 285         i = (total_time * 10 * 100/Hertz) / elapsed_time;
 286         if (i > 999)
 287             i = 999;
 288         cur->pcpu = i;
 289
 290     }
 291
 292     /*
 293      * Save cur frame's information.
 294      */
 295     free(save_history);
 296     save_history = memcpy(xmalloc(sizeof(struct save_hist)*n), New_save_hist,
 297                                                 sizeof(struct save_hist)*n);
 298     prev_count = n;
 299     qsort(top, n, sizeof(procps_status_t), (void*)mult_lvl_cmp);
 300 }
 301 #else
 302 static cmp_t sort_function;
 303 #endif /* FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE */
 304
 305 /* display generic info (meminfo / loadavg) */
 306 static unsigned long display_generic(void)
 307 {
 308         FILE *fp;
 309         char buf[80];
 310         float avg1, avg2, avg3;
 311         unsigned long total, used, mfree, shared, buffers, cached;
 312         unsigned int needs_conversion = 1;
 313
 314         /* read memory info */
 315         fp = bb_xfopen("meminfo", "r");
 316
 317         /*
 318          * Old kernels (such as 2.4.x) had a nice summary of memory info that
 319          * we could parse, however this is gone entirely in 2.6. Try parsing
 320          * the old way first, and if that fails, parse each field manually.
 321          *
 322          * First, we read in the first line. Old kernels will have bogus
 323          * strings we don't care about, whereas new kernels will start right
 324          * out with MemTotal:
 325          *                              -- PFM.
 326          */
 327         if (fscanf(fp, "MemTotal: %lu %s\n", &total, buf) != 2) {
 328                 fgets(buf, sizeof(buf), fp);    /* skip first line */
 329
 330                 fscanf(fp, "Mem: %lu %lu %lu %lu %lu %lu",
 331                    &total, &used, &mfree, &shared, &buffers, &cached);
 332         } else {
 333                 /*
 334                  * Revert to manual parsing, which incidentally already has the
 335                  * sizes in kilobytes. This should be safe for both 2.4 and
 336                  * 2.6.
 337                  */
 338                 needs_conversion = 0;
 339
 340                 fscanf(fp, "MemFree: %lu %s\n", &mfree, buf);
 341
 342                 /*
 343                  * MemShared: is no longer present in 2.6. Report this as 0,
 344                  * to maintain consistent behavior with normal procps.
 345                  */
 346                 if (fscanf(fp, "MemShared: %lu %s\n", &shared, buf) != 2)
 347                         shared = 0;
 348
 349                 fscanf(fp, "Buffers: %lu %s\n", &buffers, buf);
 350                 fscanf(fp, "Cached: %lu %s\n", &cached, buf);
 351
 352                 used = total - mfree;
 353         }
 354         fclose(fp);
 355
 356         /* read load average */
 357         fp = bb_xfopen("loadavg", "r");
 358         if (fscanf(fp, "%f %f %f", &avg1, &avg2, &avg3) != 3) {
 359                 bb_error_msg_and_die("failed to read '%s'", "loadavg");
 360         }
 361         fclose(fp);
 362
 363         if (needs_conversion) {
 364                 /* convert to kilobytes */
 365                 used /= 1024;
 366                 mfree /= 1024;
 367                 shared /= 1024;
 368                 buffers /= 1024;
 369                 cached /= 1024;
 370                 total /= 1024;
 371         }
 372
 373         /* output memory info and load average */
 374         /* clear screen & go to top */
 375         printf("\e[H\e[J" "Mem: "
 376                "%ldK used, %ldK free, %ldK shrd, %ldK buff, %ldK cached\n",
 377                used, mfree, shared, buffers, cached);
 378         printf("Load average: %.2f, %.2f, %.2f    "
 379                         "(State: S=sleeping R=running, W=waiting)\n",
 380                avg1, avg2, avg3);
 381         return total;
 382 }
 383
 384
 385 /* display process statuses */
 386 static void display_status(int count, int col)
 387 {
 388         procps_status_t *s = top;
 389         char rss_str_buf[8];
 390         unsigned long total_memory = display_generic();
 391
 392 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 393         /* what info of the processes is shown */
 394         printf("\n\e[7m  PID USER     STATUS   RSS  PPID %%CPU %%MEM COMMAND\e[0m\n");
 395 #else
 396         printf("\n\e[7m  PID USER     STATUS   RSS  PPID %%MEM COMMAND\e[0m\n");
 397 #endif
 398
 399         while (count--) {
 400                 char *namecmd = s->short_cmd;
 401                 int pmem;
 402
 403                 pmem = 1000.0 * s->rss / total_memory;
 404                 if (pmem > 999) pmem = 999;
 405
 406                 if(s->rss > 10*1024)
 407                         sprintf(rss_str_buf, "%6ldM", s->rss/1024);
 408                 else
 409                         sprintf(rss_str_buf, "%7ld", s->rss);
 410 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 411                 printf("%5d %-8s %s  %s %5d %2d.%d %2u.%u ",
 412                         s->pid, s->user, s->state, rss_str_buf, s->ppid,
 413                         s->pcpu/10, s->pcpu%10, pmem/10, pmem%10);
 414 #else
 415                 printf("%5d %-8s %s  %s %5d %2u.%u ",
 416                         s->pid, s->user, s->state, rss_str_buf, s->ppid,
 417                         pmem/10, pmem%10);
 418 #endif
 419                         if(strlen(namecmd) > col)
 420                                 namecmd[col] = 0;
 421                         printf("%s\n", namecmd);
 422                 s++;
 423         }
 424 }
 425
 426 static void clearmems(void)
 427 {
 428         free(top);
 429         top = 0;
 430         ntop = 0;
 431 }
 432
 433 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 434 #include <termios.h>
 435 #include <sys/time.h>
 436 #include <signal.h>
 437
 438
 439 static struct termios initial_settings;
 440
 441 static void reset_term(void)
 442 {
 443         tcsetattr(0, TCSANOW, (void *) &initial_settings);
 444 #ifdef CONFIG_FEATURE_CLEAN_UP
 445         clearmems();
 446 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 447         free(save_history);
 448 #endif
 449 #endif /* CONFIG_FEATURE_CLEAN_UP */
 450 }
 451
 452 static void sig_catcher (int sig)
 453 {
 454         reset_term();
 455 }
 456 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 457
 458
 459 int top_main(int argc, char **argv)
 460 {
 461         int opt, interval, lines, col;
 462 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 463         struct termios new_settings;
 464         struct timeval tv;
 465         fd_set readfds;
 466         unsigned char c;
 467         struct sigaction sa;
 468 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 469
 470         /* Default update rate is 5 seconds */
 471         interval = 5;
 472
 473         /* do normal option parsing */
 474         while ((opt = getopt(argc, argv, "d:")) > 0) {
 475             switch (opt) {
 476                 case 'd':
 477                     interval = atoi(optarg);
 478                     break;
 479                 default:
 480                     bb_show_usage();
 481             }
 482         }
 483
 484         /* Default to 25 lines - 5 lines for status */
 485         lines = 25 - 5;
 486         /* Default CMD format size */
 487 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 488         col = 35 - 6;
 489 #else
 490         col = 35;
 491 #endif
 492         /* change to /proc */
 493         if (chdir("/proc") < 0) {
 494                 bb_perror_msg_and_die("chdir('/proc')");
 495         }
 496 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 497         tcgetattr(0, (void *) &initial_settings);
 498         memcpy(&new_settings, &initial_settings, sizeof(struct termios));
 499         new_settings.c_lflag &= ~(ISIG | ICANON); /* unbuffered input */
 500         /* Turn off echoing */
 501         new_settings.c_lflag &= ~(ECHO | ECHONL);
 502
 503         signal (SIGTERM, sig_catcher);
 504         sigaction (SIGTERM, (struct sigaction *) 0, &sa);
 505         sa.sa_flags |= SA_RESTART;
 506         sa.sa_flags &= ~SA_INTERRUPT;
 507         sigaction (SIGTERM, &sa, (struct sigaction *) 0);
 508         sigaction (SIGINT, &sa, (struct sigaction *) 0);
 509         tcsetattr(0, TCSANOW, (void *) &new_settings);
 510         atexit(reset_term);
 511
 512         get_terminal_width_height(0, &col, &lines);
 513         if (lines > 4) {
 514             lines -= 5;
 515 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 516             col = col - 80 + 35 - 6;
 517 #else
 518             col = col - 80 + 35;
 519 #endif
 520         }
 521 #endif /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 522 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 523         sort_function[0] = pcpu_sort;
 524         sort_function[1] = mem_sort;
 525         sort_function[2] = time_sort;
 526 #else
 527         sort_function = mem_sort;
 528 #endif
 529         while (1) {
 530                 /* read process IDs & status for all the processes */
 531                 procps_status_t * p;
 532
 533 #ifdef CONFIG_SELINUX
 534                 while ((p = procps_scan(0, 0, NULL) ) != 0) {
 535 #else
 536                 while ((p = procps_scan(0)) != 0) {
 537 #endif
 538                         int n = ntop;
 539
 540                         top = xrealloc(top, (++ntop)*sizeof(procps_status_t));
 541                         memcpy(top + n, p, sizeof(procps_status_t));
 542                 }
 543                 if (ntop == 0) {
 544                 bb_perror_msg_and_die("scandir('/proc')");
 545         }
 546 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 547                 if(!Hertz) {
 548                         init_Hertz_value();
 549                         do_stats();
 550                         sleep(1);
 551                         clearmems();
 552                         continue;
 553         }
 554                 do_stats();
 555 #else
 556                 qsort(top, ntop, sizeof(procps_status_t), (void*)sort_function);
 557 #endif
 558                 opt = lines;
 559                 if (opt > ntop) {
 560                         opt = ntop;
 561                 }
 562                 /* show status for each of the processes */
 563                 display_status(opt, col);
 564 #if defined CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS
 565                 tv.tv_sec = interval;
 566                 tv.tv_usec = 0;
 567                 FD_ZERO (&readfds);
 568                 FD_SET (0, &readfds);
 569                 select (1, &readfds, NULL, NULL, &tv);
 570                 if (FD_ISSET (0, &readfds)) {
 571                         if (read (0, &c, 1) <= 0) {   /* signal */
 572                 return EXIT_FAILURE;
 573         }
 574                         if(c == 'q' || c == initial_settings.c_cc[VINTR])
 575                                 return EXIT_SUCCESS;
 576                         if(c == 'M') {
 577 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 578                                 sort_function[0] = mem_sort;
 579                                 sort_function[1] = pcpu_sort;
 580                                 sort_function[2] = time_sort;
 581 #else
 582                                 sort_function = mem_sort;
 583 #endif
 584                         }
 585 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 586                         if(c == 'P') {
 587                                 sort_function[0] = pcpu_sort;
 588                                 sort_function[1] = mem_sort;
 589                                 sort_function[2] = time_sort;
 590                         }
 591                         if(c == 'T') {
 592                                 sort_function[0] = time_sort;
 593                                 sort_function[1] = mem_sort;
 594                                 sort_function[2] = pcpu_sort;
 595                         }
 596 #endif
 597                         if(c == 'N') {
 598 #ifdef FEATURE_CPU_USAGE_PERCENTAGE
 599                                 sort_function[0] = pid_sort;
 600 #else
 601                                 sort_function = pid_sort;
 602 #endif
 603                         }
 604                 }
 605 #else
 606                 sleep(interval);
 607 #endif                                  /* CONFIG_FEATURE_USE_TERMIOS */
 608                 clearmems();
 609         }
 610
 611         return EXIT_SUCCESS;
 612 }