// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/* procacct.c
 *
 * Demonstrator of fetching resource data on task exit, as a way
 * to accumulate accurate program resource usage statistics, without
 * prior identification of the programs. For that, the fields for
 * device and inode of the program executable binary file are also
 * extracted in addition to the command string.
 *
 * The TGID together with the PID and the AGROUP flag allow
 * identification of threads in a process and single-threaded processes.
 * The ac_tgetime field gives proper whole-process walltime.
 *
 * Written (changed) by Thomas Orgis, University of Hamburg in 2022
 *
 * This is a cheap derivation (inheriting the style) of getdelays.c:
 *
 * Utility to get per-pid and per-tgid delay accounting statistics
 * Also illustrates usage of the taskstats interface
 *
 * Copyright (C) Shailabh Nagar, IBM Corp. 2005
 * Copyright (C) Balbir Singh, IBM Corp. 2006
 * Copyright (c) Jay Lan, SGI. 2006
 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <poll.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>

#include <linux/genetlink.h>
#include <linux/acct.h>
#include <linux/taskstats.h>
#include <linux/kdev_t.h>

/*
 * Generic macros for dealing with netlink sockets. Might be duplicated
 * elsewhere. It is recommended that commercial grade applications use
 * libnl or libnetlink and use the interfaces provided by the library
 */
#define GENLMSG_DATA(glh) ((void *)(NLMSG_DATA(glh) + GENL_HDRLEN))
#define GENLMSG_PAYLOAD(glh) (NLMSG_PAYLOAD(glh, 0) - GENL_HDRLEN)
#define NLA_DATA(na)  ((void *)((char *)(na) + NLA_HDRLEN))
#define NLA_PAYLOAD(len) (len - NLA_HDRLEN)

#define err(code, fmt, arg...)   \
 do {     \
  fprintf(stderr, fmt, ##arg); \
  exit(code);   \
 } while (0)

int rcvbufsz;
char name[100];
int dbg;
int print_delays;
int print_io_accounting;
int print_task_context_switch_counts;

#define PRINTF(fmt, arg...) {   \
  if (dbg) {   \
   printf(fmt, ##arg); \
  }    \
 }

/* Maximum size of response requested or message sent */
#define MAX_MSG_SIZE 1024
/* Maximum number of cpus expected to be specified in a cpumask */
#define MAX_CPUS 32

struct msgtemplate {
 struct nlmsghdr n;
 struct genlmsghdr g;
 char buf[MAX_MSG_SIZE];
};

char cpumask[100+6*MAX_CPUS];

static void usage(void)
{
 fprintf(stderr, "procacct [-v] [-w logfile] [-r bufsize] [-m cpumask]\n");
 fprintf(stderr, "  -v: debug on\n");
}

/*
 * Create a raw netlink socket and bind
 */
static int create_nl_socket(int protocol)
{
 int fd;
 struct sockaddr_nl local;

 fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, protocol);
 if (fd < 0)
  return -1;

 if (rcvbufsz)
  if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF,
    &rcvbufsz, sizeof(rcvbufsz)) < 0) {
   fprintf(stderr, "Unable to set socket rcv buf size to %d\n",
    rcvbufsz);
   goto error;
  }

 memset(&local, 0, sizeof(local));
 local.nl_family = AF_NETLINK;

 if (bind(fd, (struct sockaddr *) &local, sizeof(local)) < 0)
  goto error;

 return fd;
error:
 close(fd);
 return -1;
}


static int send_cmd(int sd, __u16 nlmsg_type, __u32 nlmsg_pid,
      __u8 genl_cmd, __u16 nla_type,
      void *nla_data, int nla_len)
{
 struct nlattr *na;
 struct sockaddr_nl nladdr;
 int r, buflen;
 char *buf;

 struct msgtemplate msg;

 msg.n.nlmsg_len = NLMSG_LENGTH(GENL_HDRLEN);
 msg.n.nlmsg_type = nlmsg_type;
 msg.n.nlmsg_flags = NLM_F_REQUEST;
 msg.n.nlmsg_seq = 0;
 msg.n.nlmsg_pid = nlmsg_pid;
 msg.g.cmd = genl_cmd;
 msg.g.version = 0x1;
 na = (struct nlattr *) GENLMSG_DATA(&msg);
 na->nla_type = nla_type;
 na->nla_len = nla_len + 1 + NLA_HDRLEN;
 memcpy(NLA_DATA(na), nla_data, nla_len);
 msg.n.nlmsg_len += NLMSG_ALIGN(na->nla_len);

 buf = (char *) &msg;
 buflen = msg.n.nlmsg_len;
 memset(&nladdr, 0, sizeof(nladdr));
 nladdr.nl_family = AF_NETLINK;
 while ((r = sendto(sd, buf, buflen, 0, (struct sockaddr *) &nladdr,
      sizeof(nladdr))) < buflen) {
  if (r > 0) {
   buf += r;
   buflen -= r;
  } else if (errno != EAGAIN)
   return -1;
 }
 return 0;
}


/*
 * Probe the controller in genetlink to find the family id
 * for the TASKSTATS family
 */
static int get_family_id(int sd)
{
 struct {
  struct nlmsghdr n;
  struct genlmsghdr g;
  char buf[256];
 } ans;

 int id = 0, rc;
 struct nlattr *na;
 int rep_len;

 strcpy(name, TASKSTATS_GENL_NAME);
 rc = send_cmd(sd, GENL_ID_CTRL, getpid(), CTRL_CMD_GETFAMILY,
   CTRL_ATTR_FAMILY_NAME, (void *)name,
   strlen(TASKSTATS_GENL_NAME)+1);
 if (rc < 0)
  return 0; /* sendto() failure? */

 rep_len = recv(sd, &ans, sizeof(ans), 0);
 if (ans.n.nlmsg_type == NLMSG_ERROR ||
     (rep_len < 0) || !NLMSG_OK((&ans.n), rep_len))
  return 0;

 na = (struct nlattr *) GENLMSG_DATA(&ans);
 na = (struct nlattr *) ((char *) na + NLA_ALIGN(na->nla_len));
 if (na->nla_type == CTRL_ATTR_FAMILY_ID)
  id = *(__u16 *) NLA_DATA(na);

 return id;
}

#define average_ms(t, c) (t / 1000000ULL / (c ? c : 1))

static void print_procacct(struct taskstats *t)
{
 /* First letter: T is a mere thread, G the last in a group, U  unknown. */
 printf(
  "%c pid=%lu tgid=%lu uid=%lu wall=%llu gwall=%llu cpu=%llu vmpeak=%llu rsspeak=%llu dev=%lu:%lu inode=%llu comm=%s\n"
 , t->version >= 12 ? (t->ac_flag & AGROUP ? 'P' : 'T') : '?'
 , (unsigned long)t->ac_pid
 , (unsigned long)(t->version >= 12 ? t->ac_tgid : 0)
 , (unsigned long)t->ac_uid
 , (unsigned long long)t->ac_etime
 , (unsigned long long)(t->version >= 12 ? t->ac_tgetime : 0)
 , (unsigned long long)(t->ac_utime+t->ac_stime)
 , (unsigned long long)t->hiwater_vm
 , (unsigned long long)t->hiwater_rss
 , (unsigned long)(t->version >= 12 ? MAJOR(t->ac_exe_dev) : 0)
 , (unsigned long)(t->version >= 12 ? MINOR(t->ac_exe_dev) : 0)
 , (unsigned long long)(t->version >= 12 ? t->ac_exe_inode : 0)
 , t->ac_comm
 );
}

void handle_aggr(int mother, struct nlattr *na, int fd)
{
 int aggr_len = NLA_PAYLOAD(na->nla_len);
 int len2 = 0;
 pid_t rtid = 0;

 na = (struct nlattr *) NLA_DATA(na);
 while (len2 < aggr_len) {
  switch (na->nla_type) {
  case TASKSTATS_TYPE_PID:
   rtid = *(int *) NLA_DATA(na);
   PRINTF("PID\t%d\n", rtid);
   break;
  case TASKSTATS_TYPE_TGID:
   rtid = *(int *) NLA_DATA(na);
   PRINTF("TGID\t%d\n", rtid);
   break;
  case TASKSTATS_TYPE_STATS:
   if (mother == TASKSTATS_TYPE_AGGR_PID)
    print_procacct((struct taskstats *) NLA_DATA(na));
   if (fd) {
    if (write(fd, NLA_DATA(na), na->nla_len) < 0)
     err(1, "write error\n");
   }
   break;
  case TASKSTATS_TYPE_NULL:
   break;
  default:
   fprintf(stderr, "Unknown nested nla_type %d\n",
    na->nla_type);
   break;
  }
  len2 += NLA_ALIGN(na->nla_len);
  na = (struct nlattr *)((char *)na +
       NLA_ALIGN(na->nla_len));
 }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
 int c, rc, rep_len;
 __u16 id;
 __u32 mypid;

 struct nlattr *na;
 int nl_sd = -1;
 int len = 0;

 int fd = 0;
 int write_file = 0;
 int maskset = 0;
 char *logfile = NULL;
 int cfd = 0;

 struct msgtemplate msg;

 while (1) {
  c = getopt(argc, argv, "m:vr:w:");
  if (c < 0)
   break;

  switch (c) {
  case 'w':
   logfile = strdup(optarg);
   printf("write to file %s\n", logfile);
   write_file = 1;
   break;
  case 'r':
   rcvbufsz = atoi(optarg);
   printf("receive buf size %d\n", rcvbufsz);
   if (rcvbufsz < 0)
    err(1, "Invalid rcv buf size\n");
   break;
  case 'm':
   strncpy(cpumask, optarg, sizeof(cpumask));
   cpumask[sizeof(cpumask) - 1] = '\0';
   maskset = 1;
   break;
  case 'v':
   printf("debug on\n");
   dbg = 1;
   break;
  default:
   usage();
   exit(-1);
  }
 }
 if (!maskset) {
  maskset = 1;
  strncpy(cpumask, "1", sizeof(cpumask));
  cpumask[sizeof(cpumask) - 1] = '\0';
 }
 printf("cpumask %s maskset %d\n", cpumask, maskset);

 if (write_file) {
  fd = open(logfile, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
  if (fd == -1) {
   perror("Cannot open output file\n");
   exit(1);
  }
 }

 nl_sd = create_nl_socket(NETLINK_GENERIC);
 if (nl_sd < 0)
  err(1, "error creating Netlink socket\n");

 mypid = getpid();
 id = get_family_id(nl_sd);
 if (!id) {
  fprintf(stderr, "Error getting family id, errno %d\n", errno);
  goto err;
 }
 PRINTF("family id %d\n", id);

 if (maskset) {
  rc = send_cmd(nl_sd, id, mypid, TASKSTATS_CMD_GET,
         TASKSTATS_CMD_ATTR_REGISTER_CPUMASK,
         &cpumask, strlen(cpumask) + 1);
  PRINTF("Sent register cpumask, retval %d\n", rc);
  if (rc < 0) {
   fprintf(stderr, "error sending register cpumask\n");
   goto err;
  }
 }

 do {
  rep_len = recv(nl_sd, &msg, sizeof(msg), 0);
  PRINTF("received %d bytes\n", rep_len);

  if (rep_len < 0) {
   fprintf(stderr, "nonfatal reply error: errno %d\n",
    errno);
   continue;
  }
  if (msg.n.nlmsg_type == NLMSG_ERROR ||
      !NLMSG_OK((&msg.n), rep_len)) {
   struct nlmsgerr *err = NLMSG_DATA(&msg);

   fprintf(stderr, "fatal reply error,  errno %d\n",
    err->error);
   goto done;
  }

  PRINTF("nlmsghdr size=%zu, nlmsg_len=%d, rep_len=%d\n",
         sizeof(struct nlmsghdr), msg.n.nlmsg_len, rep_len);


  rep_len = GENLMSG_PAYLOAD(&msg.n);

  na = (struct nlattr *) GENLMSG_DATA(&msg);
  len = 0;
  while (len < rep_len) {
   len += NLA_ALIGN(na->nla_len);
   int mother = na->nla_type;

   PRINTF("mother=%i\n", mother);
   switch (na->nla_type) {
   case TASKSTATS_TYPE_AGGR_PID:
   case TASKSTATS_TYPE_AGGR_TGID:
    /* For nested attributes, na follows */
    handle_aggr(mother, na, fd);
    break;
   default:
    fprintf(stderr, "Unexpected nla_type %d\n",
     na->nla_type);
   case TASKSTATS_TYPE_NULL:
    break;
   }
   na = (struct nlattr *) (GENLMSG_DATA(&msg) + len);
  }
 } while (1);
done:
 if (maskset) {
  rc = send_cmd(nl_sd, id, mypid, TASKSTATS_CMD_GET,
         TASKSTATS_CMD_ATTR_DEREGISTER_CPUMASK,
         &cpumask, strlen(cpumask) + 1);
  printf("Sent deregister mask, retval %d\n", rc);
  if (rc < 0)
   err(rc, "error sending deregister cpumask\n");
 }
err:
 close(nl_sd);
 if (fd)
  close(fd);
 if (cfd)
  close(cfd);
 return 0;
}