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