Quelle  in_kernel.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * in kernel monitor support: allows rv to control in-kernel monitors.
 *
 * Copyright (C) 2022 Red Hat Inc, Daniel Bristot de Oliveira <bristot@kernel.org>
 */
#include <getopt.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>

#include <trace.h>
#include <utils.h>
#include <rv.h>

static int config_has_id;
static int config_is_container;
static int config_my_pid;
static int config_trace;

static char *config_initial_reactor;
static char *config_reactor;

/*
 * __ikm_read_enable - reads monitor's enable status
 *
 * __does not log errors.
 *
 * Returns the current status, or -1 if the monitor does not exist,
 * __hence not logging errors.
 */
static int __ikm_read_enable(char *monitor_name)
{
 char path[MAX_PATH];
 long long enabled;
 int retval;

 snprintf(path, MAX_PATH, "rv/monitors/%s/enable", monitor_name);

 retval = tracefs_instance_file_read_number(NULL, path, &enabled);
 if (retval < 0)
  return -1;

 return enabled;
}

/*
 * __ikm_find_monitor - find the full name of a possibly nested module
 *
 * __does not log errors.
 *
 * Returns 1 if we found the monitor, -1 on error and 0 if it does not exist.
 * The string out_name is populated with the full name, which can be
 * equal to monitor_name or container/monitor_name if nested
 */
static int __ikm_find_monitor_name(char *monitor_name, char *out_name)
{
 char *available_monitors, container[MAX_DA_NAME_LEN+1], *cursor, *end;
 int retval = 1;

 available_monitors = tracefs_instance_file_read(NULL, "rv/available_monitors", NULL);
 if (!available_monitors)
  return -1;

 cursor = strstr(available_monitors, monitor_name);
 if (!cursor) {
  retval = 0;
  goto out_free;
 }

 for (; cursor > available_monitors; cursor--)
  if (*(cursor-1) == '\n')
   break;
 end = strstr(cursor, "\n");
 memcpy(out_name, cursor, end-cursor);
 out_name[end-cursor] = '\0';

 cursor = strstr(out_name, ":");
 if (cursor)
  *cursor = '/';
 else {
  sprintf(container, "%s:", monitor_name);
  if (strstr(available_monitors, container))
   config_is_container = 1;
 }

out_free:
 free(available_monitors);
 return retval;
}

/*
 * ikm_read_enable - reads monitor's enable status
 *
 * Returns the current status, or -1 on error.
 */
static int ikm_read_enable(char *monitor_name)
{
 int enabled;

 enabled = __ikm_read_enable(monitor_name);
 if (enabled < 0) {
  err_msg("ikm: fail read enabled: %d\n", enabled);
  return -1;
 }

 debug_msg("ikm: read enabled: %d\n", enabled);

 return enabled;
}

/*
 * ikm_write_enable - write to the monitor's enable file
 *
 * Return the number of bytes written, -1 on error.
 */
static int ikm_write_enable(char *monitor_name, char *enable_disable)
{
 char path[MAX_PATH];
 int retval;

 debug_msg("ikm: writing enabled: %s\n", enable_disable);

 snprintf(path, MAX_PATH, "rv/monitors/%s/enable", monitor_name);
 retval = tracefs_instance_file_write(NULL, path, enable_disable);
 if (retval < strlen(enable_disable)) {
  err_msg("ikm: writing enabled: %s\n", enable_disable);
  return -1;
 }

 return retval;
}

/*
 * ikm_enable - enable a monitor
 *
 * Returns -1 on failure. Success otherwise.
 */
static int ikm_enable(char *monitor_name)
{
 return ikm_write_enable(monitor_name, "1");
}

/*
 * ikm_disable - disable a monitor
 *
 * Returns -1 on failure. Success otherwise.
 */
static int ikm_disable(char *monitor_name)
{
 return ikm_write_enable(monitor_name, "0");
}

/*
 * ikm_read_desc - read monitors' description
 *
 * Return a dynamically allocated string with the monitor's
 * description, NULL otherwise.
 */
static char *ikm_read_desc(char *monitor_name)
{
 char path[MAX_PATH];
 char *desc;

 snprintf(path, MAX_PATH, "rv/monitors/%s/desc", monitor_name);
 desc = tracefs_instance_file_read(NULL, path, NULL);
 if (!desc) {
  err_msg("ikm: error reading monitor %s desc\n", monitor_name);
  return NULL;
 }

 *strstr(desc, "\n") = '\0';

 return desc;
}

/*
 * ikm_fill_monitor_definition - fill monitor's definition
 *
 * Returns -1 on error, 1 if the monitor does not belong in the container, 0 otherwise.
 * container can be NULL
 */
static int ikm_fill_monitor_definition(char *name, struct monitor *ikm, char *container)
{
 int enabled;
 char *desc, *nested_name;

 nested_name = strstr(name, ":");
 if (nested_name) {
  /* it belongs in container if it starts with "container:" */
  if (container && strstr(name, container) != name)
   return 1;
  *nested_name = '/';
  ++nested_name;
  ikm->nested = 1;
 } else {
  if (container)
   return 1;
  nested_name = name;
  ikm->nested = 0;
 }

 enabled = ikm_read_enable(name);
 if (enabled < 0) {
  err_msg("ikm: monitor %s fail to read enable file, bug?\n", name);
  return -1;
 }

 desc = ikm_read_desc(name);
 if (!desc) {
  err_msg("ikm: monitor %s does not have desc file, bug?\n", name);
  return -1;
 }

 strncpy(ikm->name, nested_name, MAX_DA_NAME_LEN);
 ikm->enabled = enabled;
 strncpy(ikm->desc, desc, MAX_DESCRIPTION);

 free(desc);

 return 0;
}

/*
 * ikm_write_reactor - switch the reactor to *reactor
 *
 * Return the number or characters written, -1 on error.
 */
static int ikm_write_reactor(char *monitor_name, char *reactor)
{
 char path[MAX_PATH];
 int retval;

 snprintf(path, MAX_PATH, "rv/monitors/%s/reactors", monitor_name);
 retval = tracefs_instance_file_write(NULL, path, reactor);
 debug_msg("ikm: write \"%s\" reactors: %d\n", reactor, retval);

 return retval;
}

/*
 * ikm_read_reactor - read the reactors file
 *
 * Returns a dynamically allocated string with monitor's
 * available reactors, or NULL on error.
 */
static char *ikm_read_reactor(char *monitor_name)
{
 char path[MAX_PATH];
 char *reactors;

 snprintf(path, MAX_PATH, "rv/monitors/%s/reactors", monitor_name);
 reactors = tracefs_instance_file_read(NULL, path, NULL);
 if (!reactors) {
  err_msg("ikm: fail reading monitor's %s reactors file\n", monitor_name);
  return NULL;
 }

 return reactors;
}

/*
 * ikm_get_current_reactor - get the current enabled reactor
 *
 * Reads the reactors file and find the currently enabled
 * [reactor].
 *
 * Returns a dynamically allocated memory with the current
 * reactor. NULL otherwise.
 */
static char *ikm_get_current_reactor(char *monitor_name)
{
 char *reactors = ikm_read_reactor(monitor_name);
 char *curr_reactor = NULL;
 char *start;
 char *end;

 if (!reactors)
  return NULL;

 start = strstr(reactors, "[");
 if (!start)
  goto out_free;

 start++;

 end = strstr(start, "]");
 if (!end)
  goto out_free;

 *end = '\0';

 curr_reactor = calloc(strlen(start) + 1, sizeof(char));
 if (!curr_reactor)
  goto out_free;

 strncpy(curr_reactor, start, strlen(start));
 debug_msg("ikm: read current reactor %s\n", curr_reactor);

out_free:
 free(reactors);

 return curr_reactor;
}

static int ikm_has_id(char *monitor_name)
{
 char path[MAX_PATH];
 char *format;
 int has_id;

 snprintf(path, MAX_PATH, "events/rv/event_%s/format", monitor_name);
 format = tracefs_instance_file_read(NULL, path, NULL);
 if (!format) {
  err_msg("ikm: fail reading monitor's %s format event file\n", monitor_name);
  return -1;
 }

 /* print fmt: "%d: %s x %s -> %s %s", REC->id, ... */
 has_id = !!strstr(format, "REC->id");

 debug_msg("ikm: monitor %s has id: %s\n", monitor_name, has_id ? "yes" : "no");

 free(format);

 return has_id;
}

/**
 * ikm_list_monitors - list all available monitors
 *
 * Returns 0 on success, -1 otherwise.
 */
int ikm_list_monitors(char *container)
{
 char *available_monitors;
 struct monitor ikm = {0};
 char *curr, *next;
 int retval, list_monitor = 0;

 available_monitors = tracefs_instance_file_read(NULL, "rv/available_monitors", NULL);

 if (!available_monitors) {
  err_msg("ikm: available monitors is not available, is CONFIG_RV enabled?\n");
  return -1;
 }

 curr = available_monitors;
 do {
  next = strstr(curr, "\n");
  *next = '\0';

  retval = ikm_fill_monitor_definition(curr, &ikm, container);
  if (retval < 0)
   err_msg("ikm: error reading %d in kernel monitor, skipping\n", curr);

  if (!retval) {
   int indent = ikm.nested && !container;

   list_monitor = 1;
   printf("%s%-*s %s %s\n", indent ? " - " : "",
          indent ? MAX_DA_NAME_LEN - 3 : MAX_DA_NAME_LEN,
          ikm.name, ikm.desc, ikm.enabled ? "[ON]" : "[OFF]");
  }
  curr = ++next;

 } while (strlen(curr));

 if (!list_monitor) {
  if (container)
   printf("-- No monitor found in container %s --\n", container);
  else
   printf("-- No monitor found --\n");
 }

 free(available_monitors);

 return 0;
}

static void ikm_print_header(struct trace_seq *s)
{
 trace_seq_printf(s, "%16s-%-8s %5s %5s ", "", "PID", "[CPU]", "TYPE");
 if (config_has_id)
  trace_seq_printf(s, "%8s ", "ID");

 trace_seq_printf(s, "%24s x %-24s -> %-24s %s\n",
    "STATE",
    "EVENT",
    "NEXT_STATE",
    "FINAL");

 trace_seq_printf(s, "%16s %-8s %5s %5s ", " | ", " | ", " | ", " | ");

 if (config_has_id)
  trace_seq_printf(s, "%8s ", " | ");

 trace_seq_printf(s, "%24s %-24s %-24s %s\n",
    " | ",
    " | ",
    " | ",
    "|");

}

/*
 * ikm_event_handler - callback to handle event events
 *
 * Called any time a rv:"monitor"_event events is generated.
 * It parses and prints event.
 */
static int
ikm_event_handler(struct trace_seq *s, struct tep_record *record,
    struct tep_event *trace_event, void *context)
{
 /* if needed: struct trace_instance *inst = context; */
 char *state, *event, *next_state;
 unsigned long long final_state;
 unsigned long long pid;
 unsigned long long id;
 int val;
 bool missing_id;

 if (config_has_id)
  missing_id = tep_get_field_val(s, trace_event, "id", record, &id, 1);

 tep_get_common_field_val(s, trace_event, "common_pid", record, &pid, 1);

 if (config_has_id && (config_my_pid == id))
  return 0;
 else if (config_my_pid == pid)
  return 0;

 tep_print_event(trace_event->tep, s, record, "%16s-%-8d [%.3d] ",
   TEP_PRINT_COMM, TEP_PRINT_PID, TEP_PRINT_CPU);

 if (config_is_container)
  tep_print_event(trace_event->tep, s, record, "%s ", TEP_PRINT_NAME);
 else
  trace_seq_printf(s, "event ");

 if (config_has_id) {
  if (missing_id)
   /* placeholder if we are dealing with a mixed-type container*/
   trace_seq_printf(s, " ");
  else
   trace_seq_printf(s, "%8llu ", id);
 }

 state = tep_get_field_raw(s, trace_event, "state", record, &val, 0);
 event = tep_get_field_raw(s, trace_event, "event", record, &val, 0);
 next_state = tep_get_field_raw(s, trace_event, "next_state", record, &val, 0);
 tep_get_field_val(s, trace_event, "final_state", record, &final_state, 1);

 trace_seq_printf(s, "%24s x %-24s -> %-24s %s\n",
    state,
    event,
    next_state,
    final_state ? "Y" : "N");

 trace_seq_do_printf(s);
 trace_seq_reset(s);

 return 0;
}

/*
 * ikm_error_handler - callback to handle error events
 *
 * Called any time a rv:"monitor"_errors events is generated.
 * It parses and prints event.
 */
static int
ikm_error_handler(struct trace_seq *s, struct tep_record *record,
    struct tep_event *trace_event, void *context)
{
 unsigned long long pid, id;
 int cpu = record->cpu;
 char *state, *event;
 int val;
 bool missing_id;

 if (config_has_id)
  missing_id = tep_get_field_val(s, trace_event, "id", record, &id, 1);

 tep_get_common_field_val(s, trace_event, "common_pid", record, &pid, 1);

 if (config_has_id && config_my_pid == id)
  return 0;
 else if (config_my_pid == pid)
  return 0;

 trace_seq_printf(s, "%8lld [%03d] ", pid, cpu);

 if (config_is_container)
  tep_print_event(trace_event->tep, s, record, "%s ", TEP_PRINT_NAME);
 else
  trace_seq_printf(s, "error ");

 if (config_has_id) {
  if (missing_id)
   /* placeholder if we are dealing with a mixed-type container*/
   trace_seq_printf(s, " ");
  else
   trace_seq_printf(s, "%8llu ", id);
 }

 state = tep_get_field_raw(s, trace_event, "state", record, &val, 0);
 event = tep_get_field_raw(s, trace_event, "event", record, &val, 0);

 trace_seq_printf(s, "%24s x %s\n", state, event);

 trace_seq_do_printf(s);
 trace_seq_reset(s);

 return 0;
}

static int ikm_enable_trace_events(char *monitor_name, struct trace_instance *inst)
{
 char event[MAX_DA_NAME_LEN + 7]; /* max(error_,event_) + '0' = 7 */
 int retval;

 snprintf(event, sizeof(event), "event_%s", monitor_name);
 retval = tracefs_event_enable(inst->inst, "rv",  event);
 if (retval)
  return -1;

 tep_register_event_handler(inst->tep, -1, "rv", event,
       ikm_event_handler, NULL);

 snprintf(event, sizeof(event), "error_%s", monitor_name);
 retval = tracefs_event_enable(inst->inst, "rv", event);
 if (retval)
  return -1;

 tep_register_event_handler(inst->tep, -1, "rv", event,
       ikm_error_handler, NULL);

 /* set if at least 1 monitor has id in case of a container */
 config_has_id = ikm_has_id(monitor_name);
 if (config_has_id < 0)
  return -1;


 return 0;
}

static int ikm_enable_trace_container(char *monitor_name,
          struct trace_instance *inst)
{
 DIR *dp;
 char *abs_path, rv_path[MAX_PATH];
 struct dirent *ep;
 int retval = 0;

 snprintf(rv_path, MAX_PATH, "rv/monitors/%s", monitor_name);
 abs_path = tracefs_instance_get_file(NULL, rv_path);
 if (!abs_path)
  return -1;
 dp = opendir(abs_path);
 if (!dp)
  goto out_free;

 while (!retval && (ep = readdir(dp))) {
  if (ep->d_type != DT_DIR || ep->d_name[0] == '.')
   continue;
  retval = ikm_enable_trace_events(ep->d_name, inst);
 }

 closedir(dp);
out_free:
 free(abs_path);
 return retval;
}

/*
 * ikm_setup_trace_instance - set up a tracing instance to collect data
 *
 * Create a trace instance, enable rv: events and enable the trace.
 *
 * Returns the trace_instance * with all set, NULL otherwise.
 */
static struct trace_instance *ikm_setup_trace_instance(char *monitor_name)
{
 struct trace_instance *inst;
 int retval;

 if (!config_trace)
  return NULL;

 /* alloc data */
 inst = calloc(1, sizeof(*inst));
 if (!inst) {
  err_msg("ikm: failed to allocate trace instance");
  goto out_err;
 }

 retval = trace_instance_init(inst, monitor_name);
 if (retval)
  goto out_free;

 if (config_is_container)
  retval = ikm_enable_trace_container(monitor_name, inst);
 else
  retval = ikm_enable_trace_events(monitor_name, inst);
 if (retval)
  goto out_inst;

 /* ready to enable */
 tracefs_trace_on(inst->inst);

 return inst;

out_inst:
 trace_instance_destroy(inst);
out_free:
 free(inst);
out_err:
 return NULL;
}

/**
 * ikm_destroy_trace_instance - destroy a previously created instance
 */
static void ikm_destroy_trace_instance(struct trace_instance *inst)
{
 if (!inst)
  return;

 trace_instance_destroy(inst);
 free(inst);
}

/*
 * ikm_usage_print_reactors - print all available reactors, one per line.
 */
static void ikm_usage_print_reactors(void)
{
 char *reactors = tracefs_instance_file_read(NULL, "rv/available_reactors", NULL);
 char *start, *end;

 if (!reactors)
  return;

 fprintf(stderr, " available reactors:");

 start = reactors;
 end = strstr(start, "\n");

 while (end) {
  *end = '\0';

  fprintf(stderr, " %s", start);

  start = ++end;
  end = strstr(start, "\n");
 }

 fprintf(stderr, "\n");
}
/*
 * ikm_usage - print usage
 */
static void ikm_usage(int exit_val, char *monitor_name, const char *fmt, ...)
{

 char message[1024];
 va_list ap;
 int i;

 static const char *const usage[] = {
  "",
  " -h/--help: print this menu and the reactor list",
  " -r/--reactor 'reactor': enables the 'reactor'",
  " -s/--self: when tracing (-t), also trace rv command",
  " -t/--trace: trace monitor's event",
  " -v/--verbose: print debug messages",
  "",
  NULL,
 };

 va_start(ap, fmt);
 vsnprintf(message, sizeof(message), fmt, ap);
 va_end(ap);

 fprintf(stderr, " %s\n", message);

 fprintf(stderr, "\n usage: rv mon %s [-h] [-q] [-r reactor] [-s] [-v]", monitor_name);

 for (i = 0; usage[i]; i++)
  fprintf(stderr, "%s\n", usage[i]);

 ikm_usage_print_reactors();
 exit(exit_val);
}

/*
 * parse_arguments - parse arguments and set config
 */
static int parse_arguments(char *monitor_name, int argc, char **argv)
{
 int c, retval;

 config_my_pid = getpid();

 while (1) {
  static struct option long_options[] = {
   {"help",  no_argument,  0, 'h'},
   {"reactor",  required_argument, 0, 'r'},
   {"self",  no_argument,  0, 's'},
   {"trace",  no_argument,  0, 't'},
   {"verbose",  no_argument,  0, 'v'},
   {0, 0, 0, 0}
  };

  /* getopt_long stores the option index here. */
  int option_index = 0;

  c = getopt_long(argc, argv, "hr:stv", long_options, &option_index);

  /* detect the end of the options. */
  if (c == -1)
   break;

  switch (c) {
  case 'h':
   ikm_usage(0, monitor_name, "help:");
   break;
  case 'r':
   config_reactor = optarg;
   break;
  case 's':
   config_my_pid = -1;
   break;
  case 't':
   config_trace = 1;
   break;
  case 'v':
   config_debug = 1;
   break;
  }
 }

 if (config_reactor) {
  config_initial_reactor = ikm_get_current_reactor(monitor_name);
  if (!config_initial_reactor)
   ikm_usage(1, monitor_name,
      "ikm: failed to read current reactor, are reactors enabled?");

  retval = ikm_write_reactor(monitor_name, config_reactor);
  if (retval <= 0)
   ikm_usage(1, monitor_name,
      "ikm: failed to set %s reactor, is it available?",
      config_reactor);
 }

 debug_msg("ikm: my pid is %d\n", config_my_pid);

 return 0;
}

/**
 * ikm_run_monitor - apply configs and run the monitor
 *
 * Returns 1 if a monitor was found an executed, 0 if no
 * monitors were found, or -1 on error.
 */
int ikm_run_monitor(char *monitor_name, int argc, char **argv)
{
 struct trace_instance *inst = NULL;
 char *nested_name, full_name[2*MAX_DA_NAME_LEN];
 int retval;

 nested_name = strstr(monitor_name, ":");
 if (nested_name)
  ++nested_name;
 else
  nested_name = monitor_name;

 retval = __ikm_find_monitor_name(monitor_name, full_name);
 if (!retval)
  return 0;
 if (retval < 0) {
  err_msg("ikm: error finding monitor %s\n", nested_name);
  return -1;
 }

 retval = __ikm_read_enable(full_name);
 if (retval) {
  err_msg("ikm: monitor %s (in-kernel) is already enabled\n", nested_name);
  return -1;
 }

 /* we should be good to go */
 retval = parse_arguments(full_name, argc, argv);
 if (retval)
  ikm_usage(1, nested_name, "ikm: failed parsing arguments");

 if (config_trace) {
  inst = ikm_setup_trace_instance(nested_name);
  if (!inst)
   return -1;
 }

 retval = ikm_enable(full_name);
 if (retval < 0)
  goto out_free_instance;

 if (config_trace)
  ikm_print_header(inst->seq);

 while (!should_stop()) {
  if (config_trace) {
   retval = tracefs_iterate_raw_events(inst->tep,
           inst->inst,
           NULL,
           0,
           collect_registered_events,
           inst);
   if (retval) {
    err_msg("ikm: error reading trace buffer\n");
    break;
   }
  }

  sleep(1);
 }

 ikm_disable(full_name);
 ikm_destroy_trace_instance(inst);

 if (config_reactor && config_initial_reactor)
  ikm_write_reactor(full_name, config_initial_reactor);

 return 1;

out_free_instance:
 ikm_destroy_trace_instance(inst);
 if (config_reactor && config_initial_reactor)
  ikm_write_reactor(full_name, config_initial_reactor);
 return -1;
}