fs/file.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/file.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1998-1999, Stephen Tweedie and Bill Hawes
   5  *
   6  *  Manage the dynamic fd arrays in the process files_struct.
   7  */
   8
   9 #include <linux/syscalls.h>
  10 #include <linux/export.h>
  11 #include <linux/fs.h>
  12 #include <linux/mm.h>
  13 #include <linux/mmzone.h>
  14 #include <linux/time.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #include <linux/vmalloc.h>
  18 #include <linux/file.h>
  19 #include <linux/fdtable.h>
  20 #include <linux/bitops.h>
  21 #include <linux/interrupt.h>
  22 #include <linux/spinlock.h>
  23 #include <linux/rcupdate.h>
  24 #include <linux/workqueue.h>
  25
  26 unsigned int sysctl_nr_open __read_mostly = 1024*1024;
  27 unsigned int sysctl_nr_open_min = BITS_PER_LONG;
  28 /* our min() is unusable in constant expressions ;-/ */
  29 #define __const_min(x, y) ((x) < (y) ? (x) : (y))
  30 unsigned int sysctl_nr_open_max =
  31         __const_min(INT_MAX, ~(size_t)0/sizeof(void *)) & -BITS_PER_LONG;
  32
  33 static void *alloc_fdmem(size_t size)
  34 {
  35         /*
  36          * Very large allocations can stress page reclaim, so fall back to
  37          * vmalloc() if the allocation size will be considered "large" by the VM.
  38          */
  39         if (size <= (PAGE_SIZE << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)) {
  40                 void *data = kmalloc(size, GFP_KERNEL_ACCOUNT |
  41                                      __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY);
  42                 if (data != NULL)
  43                         return data;
  44         }
  45         return __vmalloc(size, GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL);
  46 }
  47
  48 static void __free_fdtable(struct fdtable *fdt)
  49 {
  50         kvfree(fdt->fd);
  51         kvfree(fdt->open_fds);
  52         kfree(fdt);
  53 }
  54
  55 static void free_fdtable_rcu(struct rcu_head *rcu)
  56 {
  57         __free_fdtable(container_of(rcu, struct fdtable, rcu));
  58 }
  59
  60 #define BITBIT_NR(nr)   BITS_TO_LONGS(BITS_TO_LONGS(nr))
  61 #define BITBIT_SIZE(nr) (BITBIT_NR(nr) * sizeof(long))
  62
  63 /*
  64  * Copy 'count' fd bits from the old table to the new table and clear the extra
  65  * space if any.  This does not copy the file pointers.  Called with the files
  66  * spinlock held for write.
  67  */
  68 static void copy_fd_bitmaps(struct fdtable *nfdt, struct fdtable *ofdt,
  69                             unsigned int count)
  70 {
  71         unsigned int cpy, set;
  72
  73         cpy = count / BITS_PER_BYTE;
  74         set = (nfdt->max_fds - count) / BITS_PER_BYTE;
  75         memcpy(nfdt->open_fds, ofdt->open_fds, cpy);
  76         memset((char *)nfdt->open_fds + cpy, 0, set);
  77         memcpy(nfdt->close_on_exec, ofdt->close_on_exec, cpy);
  78         memset((char *)nfdt->close_on_exec + cpy, 0, set);
  79
  80         cpy = BITBIT_SIZE(count);
  81         set = BITBIT_SIZE(nfdt->max_fds) - cpy;
  82         memcpy(nfdt->full_fds_bits, ofdt->full_fds_bits, cpy);
  83         memset((char *)nfdt->full_fds_bits + cpy, 0, set);
  84 }
  85
  86 /*
  87  * Copy all file descriptors from the old table to the new, expanded table and
  88  * clear the extra space.  Called with the files spinlock held for write.
  89  */
  90 static void copy_fdtable(struct fdtable *nfdt, struct fdtable *ofdt)
  91 {
  92         size_t cpy, set;
  93
  94         BUG_ON(nfdt->max_fds < ofdt->max_fds);
  95
  96         cpy = ofdt->max_fds * sizeof(struct file *);
  97         set = (nfdt->max_fds - ofdt->max_fds) * sizeof(struct file *);
  98         memcpy(nfdt->fd, ofdt->fd, cpy);
  99         memset((char *)nfdt->fd + cpy, 0, set);
 100
 101         copy_fd_bitmaps(nfdt, ofdt, ofdt->max_fds);
 102 }
 103
 104 static struct fdtable * alloc_fdtable(unsigned int nr)
 105 {
 106         struct fdtable *fdt;
 107         void *data;
 108
 109         /*
 110          * Figure out how many fds we actually want to support in this fdtable.
 111          * Allocation steps are keyed to the size of the fdarray, since it
 112          * grows far faster than any of the other dynamic data. We try to fit
 113          * the fdarray into comfortable page-tuned chunks: starting at 1024B
 114          * and growing in powers of two from there on.
 115          */
 116         nr /= (1024 / sizeof(struct file *));
 117         nr = roundup_pow_of_two(nr + 1);
 118         nr *= (1024 / sizeof(struct file *));
 119         /*
 120          * Note that this can drive nr *below* what we had passed if sysctl_nr_open
 121          * had been set lower between the check in expand_files() and here.  Deal
 122          * with that in caller, it's cheaper that way.
 123          *
 124          * We make sure that nr remains a multiple of BITS_PER_LONG - otherwise
 125          * bitmaps handling below becomes unpleasant, to put it mildly...
 126          */
 127         if (unlikely(nr > sysctl_nr_open))
 128                 nr = ((sysctl_nr_open - 1) | (BITS_PER_LONG - 1)) + 1;
 129
 130         fdt = kmalloc(sizeof(struct fdtable), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
 131         if (!fdt)
 132                 goto out;
 133         fdt->max_fds = nr;
 134         data = alloc_fdmem(nr * sizeof(struct file *));
 135         if (!data)
 136                 goto out_fdt;
 137         fdt->fd = data;
 138
 139         data = alloc_fdmem(max_t(size_t,
 140                                  2 * nr / BITS_PER_BYTE + BITBIT_SIZE(nr), L1_CACHE_BYTES));
 141         if (!data)
 142                 goto out_arr;
 143         fdt->open_fds = data;
 144         data += nr / BITS_PER_BYTE;
 145         fdt->close_on_exec = data;
 146         data += nr / BITS_PER_BYTE;
 147         fdt->full_fds_bits = data;
 148
 149         return fdt;
 150
 151 out_arr:
 152         kvfree(fdt->fd);
 153 out_fdt:
 154         kfree(fdt);
 155 out:
 156         return NULL;
 157 }
 158
 159 /*
 160  * Expand the file descriptor table.
 161  * This function will allocate a new fdtable and both fd array and fdset, of
 162  * the given size.
 163  * Return <0 error code on error; 1 on successful completion.
 164  * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
 165  */
 166 static int expand_fdtable(struct files_struct *files, unsigned int nr)
 167         __releases(files->file_lock)
 168         __acquires(files->file_lock)
 169 {
 170         struct fdtable *new_fdt, *cur_fdt;
 171
 172         spin_unlock(&files->file_lock);
 173         new_fdt = alloc_fdtable(nr);
 174
 175         /* make sure all __fd_install() have seen resize_in_progress
 176          * or have finished their rcu_read_lock_sched() section.
 177          */
 178         if (atomic_read(&files->count) > 1)
 179                 synchronize_sched();
 180
 181         spin_lock(&files->file_lock);
 182         if (!new_fdt)
 183                 return -ENOMEM;
 184         /*
 185          * extremely unlikely race - sysctl_nr_open decreased between the check in
 186          * caller and alloc_fdtable().  Cheaper to catch it here...
 187          */
 188         if (unlikely(new_fdt->max_fds <= nr)) {
 189                 __free_fdtable(new_fdt);
 190                 return -EMFILE;
 191         }
 192         cur_fdt = files_fdtable(files);
 193         BUG_ON(nr < cur_fdt->max_fds);
 194         copy_fdtable(new_fdt, cur_fdt);
 195         rcu_assign_pointer(files->fdt, new_fdt);
 196         if (cur_fdt != &files->fdtab)
 197                 call_rcu(&cur_fdt->rcu, free_fdtable_rcu);
 198         /* coupled with smp_rmb() in __fd_install() */
 199         smp_wmb();
 200         return 1;
 201 }
 202
 203 /*
 204  * Expand files.
 205  * This function will expand the file structures, if the requested size exceeds
 206  * the current capacity and there is room for expansion.
 207  * Return <0 error code on error; 0 when nothing done; 1 when files were
 208  * expanded and execution may have blocked.
 209  * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
 210  */
 211 static int expand_files(struct files_struct *files, unsigned int nr)
 212         __releases(files->file_lock)
 213         __acquires(files->file_lock)
 214 {
 215         struct fdtable *fdt;
 216         int expanded = 0;
 217
 218 repeat:
 219         fdt = files_fdtable(files);
 220
 221         /* Do we need to expand? */
 222         if (nr < fdt->max_fds)
 223                 return expanded;
 224
 225         /* Can we expand? */
 226         if (nr >= sysctl_nr_open)
 227                 return -EMFILE;
 228
 229         if (unlikely(files->resize_in_progress)) {
 230                 spin_unlock(&files->file_lock);
 231                 expanded = 1;
 232                 wait_event(files->resize_wait, !files->resize_in_progress);
 233                 spin_lock(&files->file_lock);
 234                 goto repeat;
 235         }
 236
 237         /* All good, so we try */
 238         files->resize_in_progress = true;
 239         expanded = expand_fdtable(files, nr);
 240         files->resize_in_progress = false;
 241
 242         wake_up_all(&files->resize_wait);
 243         return expanded;
 244 }
 245
 246 static inline void __set_close_on_exec(unsigned int fd, struct fdtable *fdt)
 247 {
 248         __set_bit(fd, fdt->close_on_exec);
 249 }
 250
 251 static inline void __clear_close_on_exec(unsigned int fd, struct fdtable *fdt)
 252 {
 253         if (test_bit(fd, fdt->close_on_exec))
 254                 __clear_bit(fd, fdt->close_on_exec);
 255 }
 256
 257 static inline void __set_open_fd(unsigned int fd, struct fdtable *fdt)
 258 {
 259         __set_bit(fd, fdt->open_fds);
 260         fd /= BITS_PER_LONG;
 261         if (!~fdt->open_fds[fd])
 262                 __set_bit(fd, fdt->full_fds_bits);
 263 }
 264
 265 static inline void __clear_open_fd(unsigned int fd, struct fdtable *fdt)
 266 {
 267         __clear_bit(fd, fdt->open_fds);
 268         __clear_bit(fd / BITS_PER_LONG, fdt->full_fds_bits);
 269 }
 270
 271 static unsigned int count_open_files(struct fdtable *fdt)
 272 {
 273         unsigned int size = fdt->max_fds;
 274         unsigned int i;
 275
 276         /* Find the last open fd */
 277         for (i = size / BITS_PER_LONG; i > 0; ) {
 278                 if (fdt->open_fds[--i])
 279                         break;
 280         }
 281         i = (i + 1) * BITS_PER_LONG;
 282         return i;
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Allocate a new files structure and copy contents from the
 287  * passed in files structure.
 288  * errorp will be valid only when the returned files_struct is NULL.
 289  */
 290 struct files_struct *dup_fd(struct files_struct *oldf, int *errorp)
 291 {
 292         struct files_struct *newf;
 293         struct file **old_fds, **new_fds;
 294         unsigned int open_files, i;
 295         struct fdtable *old_fdt, *new_fdt;
 296
 297         *errorp = -ENOMEM;
 298         newf = kmem_cache_alloc(files_cachep, GFP_KERNEL);
 299         if (!newf)
 300                 goto out;
 301
 302         atomic_set(&newf->count, 1);
 303
 304         spin_lock_init(&newf->file_lock);
 305         newf->resize_in_progress = false;
 306         init_waitqueue_head(&newf->resize_wait);
 307         newf->next_fd = 0;
 308         new_fdt = &newf->fdtab;
 309         new_fdt->max_fds = NR_OPEN_DEFAULT;
 310         new_fdt->close_on_exec = newf->close_on_exec_init;
 311         new_fdt->open_fds = newf->open_fds_init;
 312         new_fdt->full_fds_bits = newf->full_fds_bits_init;
 313         new_fdt->fd = &newf->fd_array[0];
 314
 315         spin_lock(&oldf->file_lock);
 316         old_fdt = files_fdtable(oldf);
 317         open_files = count_open_files(old_fdt);
 318
 319         /*
 320          * Check whether we need to allocate a larger fd array and fd set.
 321          */
 322         while (unlikely(open_files > new_fdt->max_fds)) {
 323                 spin_unlock(&oldf->file_lock);
 324
 325                 if (new_fdt != &newf->fdtab)
 326                         __free_fdtable(new_fdt);
 327
 328                 new_fdt = alloc_fdtable(open_files - 1);
 329                 if (!new_fdt) {
 330                         *errorp = -ENOMEM;
 331                         goto out_release;
 332                 }
 333
 334                 /* beyond sysctl_nr_open; nothing to do */
 335                 if (unlikely(new_fdt->max_fds < open_files)) {
 336                         __free_fdtable(new_fdt);
 337                         *errorp = -EMFILE;
 338                         goto out_release;
 339                 }
 340
 341                 /*
 342                  * Reacquire the oldf lock and a pointer to its fd table
 343                  * who knows it may have a new bigger fd table. We need
 344                  * the latest pointer.
 345                  */
 346                 spin_lock(&oldf->file_lock);
 347                 old_fdt = files_fdtable(oldf);
 348                 open_files = count_open_files(old_fdt);
 349         }
 350
 351         copy_fd_bitmaps(new_fdt, old_fdt, open_files);
 352
 353         old_fds = old_fdt->fd;
 354         new_fds = new_fdt->fd;
 355
 356         for (i = open_files; i != 0; i--) {
 357                 struct file *f = *old_fds++;
 358                 if (f) {
 359                         get_file(f);
 360                 } else {
 361                         /*
 362                          * The fd may be claimed in the fd bitmap but not yet
 363                          * instantiated in the files array if a sibling thread
 364                          * is partway through open().  So make sure that this
 365                          * fd is available to the new process.
 366                          */
 367                         __clear_open_fd(open_files - i, new_fdt);
 368                 }
 369                 rcu_assign_pointer(*new_fds++, f);
 370         }
 371         spin_unlock(&oldf->file_lock);
 372
 373         /* clear the remainder */
 374         memset(new_fds, 0, (new_fdt->max_fds - open_files) * sizeof(struct file *));
 375
 376         rcu_assign_pointer(newf->fdt, new_fdt);
 377
 378         return newf;
 379
 380 out_release:
 381         kmem_cache_free(files_cachep, newf);
 382 out:
 383         return NULL;
 384 }
 385
 386 static struct fdtable *close_files(struct files_struct * files)
 387 {
 388         /*
 389          * It is safe to dereference the fd table without RCU or
 390          * ->file_lock because this is the last reference to the
 391          * files structure.
 392          */
 393         struct fdtable *fdt = rcu_dereference_raw(files->fdt);
 394         unsigned int i, j = 0;
 395
 396         for (;;) {
 397                 unsigned long set;
 398                 i = j * BITS_PER_LONG;
 399                 if (i >= fdt->max_fds)
 400                         break;
 401                 set = fdt->open_fds[j++];
 402                 while (set) {
 403                         if (set & 1) {
 404                                 struct file * file = xchg(&fdt->fd[i], NULL);
 405                                 if (file) {
 406                                         filp_close(file, files);
 407                                         cond_resched_rcu_qs();
 408                                 }
 409                         }
 410                         i++;
 411                         set >>= 1;
 412                 }
 413         }
 414
 415         return fdt;
 416 }
 417
 418 struct files_struct *get_files_struct(struct task_struct *task)
 419 {
 420         struct files_struct *files;
 421
 422         task_lock(task);
 423         files = task->files;
 424         if (files)
 425                 atomic_inc(&files->count);
 426         task_unlock(task);
 427
 428         return files;
 429 }
 430
 431 void put_files_struct(struct files_struct *files)
 432 {
 433         if (atomic_dec_and_test(&files->count)) {
 434                 struct fdtable *fdt = close_files(files);
 435
 436                 /* free the arrays if they are not embedded */
 437                 if (fdt != &files->fdtab)
 438                         __free_fdtable(fdt);
 439                 kmem_cache_free(files_cachep, files);
 440         }
 441 }
 442
 443 void reset_files_struct(struct files_struct *files)
 444 {
 445         struct task_struct *tsk = current;
 446         struct files_struct *old;
 447
 448         old = tsk->files;
 449         task_lock(tsk);
 450         tsk->files = files;
 451         task_unlock(tsk);
 452         put_files_struct(old);
 453 }
 454
 455 void exit_files(struct task_struct *tsk)
 456 {
 457         struct files_struct * files = tsk->files;
 458
 459         if (files) {
 460                 task_lock(tsk);
 461                 tsk->files = NULL;
 462                 task_unlock(tsk);
 463                 put_files_struct(files);
 464         }
 465 }
 466
 467 struct files_struct init_files = {
 468         .count          = ATOMIC_INIT(1),
 469         .fdt            = &init_files.fdtab,
 470         .fdtab          = {
 471                 .max_fds        = NR_OPEN_DEFAULT,
 472                 .fd             = &init_files.fd_array[0],
 473                 .close_on_exec  = init_files.close_on_exec_init,
 474                 .open_fds       = init_files.open_fds_init,
 475                 .full_fds_bits  = init_files.full_fds_bits_init,
 476         },
 477         .file_lock      = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(init_files.file_lock),
 478         .resize_wait    = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(init_files.resize_wait),
 479 };
 480
 481 static unsigned int find_next_fd(struct fdtable *fdt, unsigned int start)
 482 {
 483         unsigned int maxfd = fdt->max_fds;
 484         unsigned int maxbit = maxfd / BITS_PER_LONG;
 485         unsigned int bitbit = start / BITS_PER_LONG;
 486
 487         bitbit = find_next_zero_bit(fdt->full_fds_bits, maxbit, bitbit) * BITS_PER_LONG;
 488         if (bitbit > maxfd)
 489                 return maxfd;
 490         if (bitbit > start)
 491                 start = bitbit;
 492         return find_next_zero_bit(fdt->open_fds, maxfd, start);
 493 }
 494
 495 /*
 496  * allocate a file descriptor, mark it busy.
 497  */
 498 int __alloc_fd(struct files_struct *files,
 499                unsigned start, unsigned end, unsigned flags)
 500 {
 501         unsigned int fd;
 502         int error;
 503         struct fdtable *fdt;
 504
 505         spin_lock(&files->file_lock);
 506 repeat:
 507         fdt = files_fdtable(files);
 508         fd = start;
 509         if (fd < files->next_fd)
 510                 fd = files->next_fd;
 511
 512         if (fd < fdt->max_fds)
 513                 fd = find_next_fd(fdt, fd);
 514
 515         /*
 516          * N.B. For clone tasks sharing a files structure, this test
 517          * will limit the total number of files that can be opened.
 518          */
 519         error = -EMFILE;
 520         if (fd >= end)
 521                 goto out;
 522
 523         error = expand_files(files, fd);
 524         if (error < 0)
 525                 goto out;
 526
 527         /*
 528          * If we needed to expand the fs array we
 529          * might have blocked - try again.
 530          */
 531         if (error)
 532                 goto repeat;
 533
 534         if (start <= files->next_fd)
 535                 files->next_fd = fd + 1;
 536
 537         __set_open_fd(fd, fdt);
 538         if (flags & O_CLOEXEC)
 539                 __set_close_on_exec(fd, fdt);
 540         else
 541                 __clear_close_on_exec(fd, fdt);
 542         error = fd;
 543 #if 1
 544         /* Sanity check */
 545         if (rcu_access_pointer(fdt->fd[fd]) != NULL) {
 546                 printk(KERN_WARNING "alloc_fd: slot %d not NULL!\n", fd);
 547                 rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], NULL);
 548         }
 549 #endif
 550
 551 out:
 552         spin_unlock(&files->file_lock);
 553         return error;
 554 }
 555
 556 static int alloc_fd(unsigned start, unsigned flags)
 557 {
 558         return __alloc_fd(current->files, start, rlimit(RLIMIT_NOFILE), flags);
 559 }
 560
 561 int get_unused_fd_flags(unsigned flags)
 562 {
 563         return __alloc_fd(current->files, 0, rlimit(RLIMIT_NOFILE), flags);
 564 }
 565 EXPORT_SYMBOL(get_unused_fd_flags);
 566
 567 static void __put_unused_fd(struct files_struct *files, unsigned int fd)
 568 {
 569         struct fdtable *fdt = files_fdtable(files);
 570         __clear_open_fd(fd, fdt);
 571         if (fd < files->next_fd)
 572                 files->next_fd = fd;
 573 }
 574
 575 void put_unused_fd(unsigned int fd)
 576 {
 577         struct files_struct *files = current->files;
 578         spin_lock(&files->file_lock);
 579         __put_unused_fd(files, fd);
 580         spin_unlock(&files->file_lock);
 581 }
 582
 583 EXPORT_SYMBOL(put_unused_fd);
 584
 585 /*
 586  * Install a file pointer in the fd array.
 587  *
 588  * The VFS is full of places where we drop the files lock between
 589  * setting the open_fds bitmap and installing the file in the file
 590  * array.  At any such point, we are vulnerable to a dup2() race
 591  * installing a file in the array before us.  We need to detect this and
 592  * fput() the struct file we are about to overwrite in this case.
 593  *
 594  * It should never happen - if we allow dup2() do it, _really_ bad things
 595  * will follow.
 596  *
 597  * NOTE: __fd_install() variant is really, really low-level; don't
 598  * use it unless you are forced to by truly lousy API shoved down
 599  * your throat.  'files' *MUST* be either current->files or obtained
 600  * by get_files_struct(current) done by whoever had given it to you,
 601  * or really bad things will happen.  Normally you want to use
 602  * fd_install() instead.
 603  */
 604
 605 void __fd_install(struct files_struct *files, unsigned int fd,
 606                 struct file *file)
 607 {
 608         struct fdtable *fdt;
 609
 610         might_sleep();
 611         rcu_read_lock_sched();
 612
 613         while (unlikely(files->resize_in_progress)) {
 614                 rcu_read_unlock_sched();
 615                 wait_event(files->resize_wait, !files->resize_in_progress);
 616                 rcu_read_lock_sched();
 617         }
 618         /* coupled with smp_wmb() in expand_fdtable() */
 619         smp_rmb();
 620         fdt = rcu_dereference_sched(files->fdt);
 621         BUG_ON(fdt->fd[fd] != NULL);
 622         rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], file);
 623         rcu_read_unlock_sched();
 624 }
 625
 626 void fd_install(unsigned int fd, struct file *file)
 627 {
 628         __fd_install(current->files, fd, file);
 629 }
 630
 631 EXPORT_SYMBOL(fd_install);
 632
 633 /*
 634  * The same warnings as for __alloc_fd()/__fd_install() apply here...
 635  */
 636 int __close_fd(struct files_struct *files, unsigned fd)
 637 {
 638         struct file *file;
 639         struct fdtable *fdt;
 640
 641         spin_lock(&files->file_lock);
 642         fdt = files_fdtable(files);
 643         if (fd >= fdt->max_fds)
 644                 goto out_unlock;
 645         file = fdt->fd[fd];
 646         if (!file)
 647                 goto out_unlock;
 648         rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], NULL);
 649         __clear_close_on_exec(fd, fdt);
 650         __put_unused_fd(files, fd);
 651         spin_unlock(&files->file_lock);
 652         return filp_close(file, files);
 653
 654 out_unlock:
 655         spin_unlock(&files->file_lock);
 656         return -EBADF;
 657 }
 658
 659 void do_close_on_exec(struct files_struct *files)
 660 {
 661         unsigned i;
 662         struct fdtable *fdt;
 663
 664         /* exec unshares first */
 665         spin_lock(&files->file_lock);
 666         for (i = 0; ; i++) {
 667                 unsigned long set;
 668                 unsigned fd = i * BITS_PER_LONG;
 669                 fdt = files_fdtable(files);
 670                 if (fd >= fdt->max_fds)
 671                         break;
 672                 set = fdt->close_on_exec[i];
 673                 if (!set)
 674                         continue;
 675                 fdt->close_on_exec[i] = 0;
 676                 for ( ; set ; fd++, set >>= 1) {
 677                         struct file *file;
 678                         if (!(set & 1))
 679                                 continue;
 680                         file = fdt->fd[fd];
 681                         if (!file)
 682                                 continue;
 683                         rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], NULL);
 684                         __put_unused_fd(files, fd);
 685                         spin_unlock(&files->file_lock);
 686                         filp_close(file, files);
 687                         cond_resched();
 688                         spin_lock(&files->file_lock);
 689                 }
 690
 691         }
 692         spin_unlock(&files->file_lock);
 693 }
 694
 695 static inline struct file *__fget_files_rcu(struct files_struct *files,
 696                 unsigned int fd, fmode_t mask, unsigned int refs)
 697 {
 698         for (;;) {
 699                 struct file *file;
 700                 struct fdtable *fdt = rcu_dereference_raw(files->fdt);
 701                 struct file __rcu **fdentry;
 702
 703                 if (unlikely(fd >= fdt->max_fds))
 704                         return NULL;
 705
 706                 fdentry = fdt->fd + array_index_nospec(fd, fdt->max_fds);
 707                 file = rcu_dereference_raw(*fdentry);
 708                 if (unlikely(!file))
 709                         return NULL;
 710
 711                 if (unlikely(file->f_mode & mask))
 712                         return NULL;
 713
 714                 /*
 715                  * Ok, we have a file pointer. However, because we do
 716                  * this all locklessly under RCU, we may be racing with
 717                  * that file being closed.
 718                  *
 719                  * Such a race can take two forms:
 720                  *
 721                  *  (a) the file ref already went down to zero,
 722                  *      and get_file_rcu_many() fails. Just try
 723                  *      again:
 724                  */
 725                 if (unlikely(!get_file_rcu_many(file, refs)))
 726                         continue;
 727
 728                 /*
 729                  *  (b) the file table entry has changed under us.
 730                  *       Note that we don't need to re-check the 'fdt->fd'
 731                  *       pointer having changed, because it always goes
 732                  *       hand-in-hand with 'fdt'.
 733                  *
 734                  * If so, we need to put our refs and try again.
 735                  */
 736                 if (unlikely(rcu_dereference_raw(files->fdt) != fdt) ||
 737                     unlikely(rcu_dereference_raw(*fdentry) != file)) {
 738                         fput_many(file, refs);
 739                         continue;
 740                 }
 741
 742                 /*
 743                  * Ok, we have a ref to the file, and checked that it
 744                  * still exists.
 745                  */
 746                 return file;
 747         }
 748 }
 749
 750
 751 static struct file *__fget(unsigned int fd, fmode_t mask, unsigned int refs)
 752 {
 753         struct files_struct *files = current->files;
 754         struct file *file;
 755
 756         rcu_read_lock();
 757         file = __fget_files_rcu(files, fd, mask, refs);
 758         rcu_read_unlock();
 759
 760         return file;
 761 }
 762
 763 struct file *fget_many(unsigned int fd, unsigned int refs)
 764 {
 765         return __fget(fd, FMODE_PATH, refs);
 766 }
 767
 768 struct file *fget(unsigned int fd)
 769 {
 770         return __fget(fd, FMODE_PATH, 1);
 771 }
 772 EXPORT_SYMBOL(fget);
 773
 774 struct file *fget_raw(unsigned int fd)
 775 {
 776         return __fget(fd, 0, 1);
 777 }
 778 EXPORT_SYMBOL(fget_raw);
 779
 780 /*
 781  * Lightweight file lookup - no refcnt increment if fd table isn't shared.
 782  *
 783  * You can use this instead of fget if you satisfy all of the following
 784  * conditions:
 785  * 1) You must call fput_light before exiting the syscall and returning control
 786  *    to userspace (i.e. you cannot remember the returned struct file * after
 787  *    returning to userspace).
 788  * 2) You must not call filp_close on the returned struct file * in between
 789  *    calls to fget_light and fput_light.
 790  * 3) You must not clone the current task in between the calls to fget_light
 791  *    and fput_light.
 792  *
 793  * The fput_needed flag returned by fget_light should be passed to the
 794  * corresponding fput_light.
 795  */
 796 static unsigned long __fget_light(unsigned int fd, fmode_t mask)
 797 {
 798         struct files_struct *files = current->files;
 799         struct file *file;
 800
 801         if (atomic_read(&files->count) == 1) {
 802                 file = __fcheck_files(files, fd);
 803                 if (!file || unlikely(file->f_mode & mask))
 804                         return 0;
 805                 return (unsigned long)file;
 806         } else {
 807                 file = __fget(fd, mask, 1);
 808                 if (!file)
 809                         return 0;
 810                 return FDPUT_FPUT | (unsigned long)file;
 811         }
 812 }
 813 unsigned long __fdget(unsigned int fd)
 814 {
 815         return __fget_light(fd, FMODE_PATH);
 816 }
 817 EXPORT_SYMBOL(__fdget);
 818
 819 unsigned long __fdget_raw(unsigned int fd)
 820 {
 821         return __fget_light(fd, 0);
 822 }
 823
 824 unsigned long __fdget_pos(unsigned int fd)
 825 {
 826         unsigned long v = __fdget(fd);
 827         struct file *file = (struct file *)(v & ~3);
 828
 829         if (file && (file->f_mode & FMODE_ATOMIC_POS)) {
 830                 if (file_count(file) > 1) {
 831                         v |= FDPUT_POS_UNLOCK;
 832                         mutex_lock(&file->f_pos_lock);
 833                 }
 834         }
 835         return v;
 836 }
 837
 838 void __f_unlock_pos(struct file *f)
 839 {
 840         mutex_unlock(&f->f_pos_lock);
 841 }
 842
 843 /*
 844  * We only lock f_pos if we have threads or if the file might be
 845  * shared with another process. In both cases we'll have an elevated
 846  * file count (done either by fdget() or by fork()).
 847  */
 848
 849 void set_close_on_exec(unsigned int fd, int flag)
 850 {
 851         struct files_struct *files = current->files;
 852         struct fdtable *fdt;
 853         spin_lock(&files->file_lock);
 854         fdt = files_fdtable(files);
 855         if (flag)
 856                 __set_close_on_exec(fd, fdt);
 857         else
 858                 __clear_close_on_exec(fd, fdt);
 859         spin_unlock(&files->file_lock);
 860 }
 861
 862 bool get_close_on_exec(unsigned int fd)
 863 {
 864         struct files_struct *files = current->files;
 865         struct fdtable *fdt;
 866         bool res;
 867         rcu_read_lock();
 868         fdt = files_fdtable(files);
 869         res = close_on_exec(fd, fdt);
 870         rcu_read_unlock();
 871         return res;
 872 }
 873
 874 static int do_dup2(struct files_struct *files,
 875         struct file *file, unsigned fd, unsigned flags)
 876 __releases(&files->file_lock)
 877 {
 878         struct file *tofree;
 879         struct fdtable *fdt;
 880
 881         /*
 882          * We need to detect attempts to do dup2() over allocated but still
 883          * not finished descriptor.  NB: OpenBSD avoids that at the price of
 884          * extra work in their equivalent of fget() - they insert struct
 885          * file immediately after grabbing descriptor, mark it larval if
 886          * more work (e.g. actual opening) is needed and make sure that
 887          * fget() treats larval files as absent.  Potentially interesting,
 888          * but while extra work in fget() is trivial, locking implications
 889          * and amount of surgery on open()-related paths in VFS are not.
 890          * FreeBSD fails with -EBADF in the same situation, NetBSD "solution"
 891          * deadlocks in rather amusing ways, AFAICS.  All of that is out of
 892          * scope of POSIX or SUS, since neither considers shared descriptor
 893          * tables and this condition does not arise without those.
 894          */
 895         fdt = files_fdtable(files);
 896         tofree = fdt->fd[fd];
 897         if (!tofree && fd_is_open(fd, fdt))
 898                 goto Ebusy;
 899         get_file(file);
 900         rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], file);
 901         __set_open_fd(fd, fdt);
 902         if (flags & O_CLOEXEC)
 903                 __set_close_on_exec(fd, fdt);
 904         else
 905                 __clear_close_on_exec(fd, fdt);
 906         spin_unlock(&files->file_lock);
 907
 908         if (tofree)
 909                 filp_close(tofree, files);
 910
 911         return fd;
 912
 913 Ebusy:
 914         spin_unlock(&files->file_lock);
 915         return -EBUSY;
 916 }
 917
 918 int replace_fd(unsigned fd, struct file *file, unsigned flags)
 919 {
 920         int err;
 921         struct files_struct *files = current->files;
 922
 923         if (!file)
 924                 return __close_fd(files, fd);
 925
 926         if (fd >= rlimit(RLIMIT_NOFILE))
 927                 return -EBADF;
 928
 929         spin_lock(&files->file_lock);
 930         err = expand_files(files, fd);
 931         if (unlikely(err < 0))
 932                 goto out_unlock;
 933         return do_dup2(files, file, fd, flags);
 934
 935 out_unlock:
 936         spin_unlock(&files->file_lock);
 937         return err;
 938 }
 939
 940 SYSCALL_DEFINE3(dup3, unsigned int, oldfd, unsigned int, newfd, int, flags)
 941 {
 942         int err = -EBADF;
 943         struct file *file;
 944         struct files_struct *files = current->files;
 945
 946         if ((flags & ~O_CLOEXEC) != 0)
 947                 return -EINVAL;
 948
 949         if (unlikely(oldfd == newfd))
 950                 return -EINVAL;
 951
 952         if (newfd >= rlimit(RLIMIT_NOFILE))
 953                 return -EBADF;
 954
 955         spin_lock(&files->file_lock);
 956         err = expand_files(files, newfd);
 957         file = fcheck(oldfd);
 958         if (unlikely(!file))
 959                 goto Ebadf;
 960         if (unlikely(err < 0)) {
 961                 if (err == -EMFILE)
 962                         goto Ebadf;
 963                 goto out_unlock;
 964         }
 965         return do_dup2(files, file, newfd, flags);
 966
 967 Ebadf:
 968         err = -EBADF;
 969 out_unlock:
 970         spin_unlock(&files->file_lock);
 971         return err;
 972 }
 973
 974 SYSCALL_DEFINE2(dup2, unsigned int, oldfd, unsigned int, newfd)
 975 {
 976         if (unlikely(newfd == oldfd)) { /* corner case */
 977                 struct files_struct *files = current->files;
 978                 int retval = oldfd;
 979
 980                 rcu_read_lock();
 981                 if (!fcheck_files(files, oldfd))
 982                         retval = -EBADF;
 983                 rcu_read_unlock();
 984                 return retval;
 985         }
 986         return sys_dup3(oldfd, newfd, 0);
 987 }
 988
 989 SYSCALL_DEFINE1(dup, unsigned int, fildes)
 990 {
 991         int ret = -EBADF;
 992         struct file *file = fget_raw(fildes);
 993
 994         if (file) {
 995                 ret = get_unused_fd_flags(0);
 996                 if (ret >= 0)
 997                         fd_install(ret, file);
 998                 else
 999                         fput(file);
1000         }
1001         return ret;
1002 }
1003
1004 int f_dupfd(unsigned int from, struct file *file, unsigned flags)
1005 {
1006         int err;
1007         if (from >= rlimit(RLIMIT_NOFILE))
1008                 return -EINVAL;
1009         err = alloc_fd(from, flags);
1010         if (err >= 0) {
1011                 get_file(file);
1012                 fd_install(err, file);
1013         }
1014         return err;
1015 }
1016
1017 int iterate_fd(struct files_struct *files, unsigned n,
1018                 int (*f)(const void *, struct file *, unsigned),
1019                 const void *p)
1020 {
1021         struct fdtable *fdt;
1022         int res = 0;
1023         if (!files)
1024                 return 0;
1025         spin_lock(&files->file_lock);
1026         for (fdt = files_fdtable(files); n < fdt->max_fds; n++) {
1027                 struct file *file;
1028                 file = rcu_dereference_check_fdtable(files, fdt->fd[n]);
1029                 if (!file)
1030                         continue;
1031                 res = f(p, file, n);
1032                 if (res)
1033                         break;
1034         }
1035         spin_unlock(&files->file_lock);
1036         return res;
1037 }
1038 EXPORT_SYMBOL(iterate_fd);