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