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 struct fdtable_defer {
  27         spinlock_t lock;
  28         struct work_struct wq;
  29         struct fdtable *next;
  30 };
  31
  32 int sysctl_nr_open __read_mostly = 1024*1024;
  33 int sysctl_nr_open_min = BITS_PER_LONG;
  34 int sysctl_nr_open_max = 1024 * 1024; /* raised later */
  35
  36 /*
  37  * We use this list to defer free fdtables that have vmalloced
  38  * sets/arrays. By keeping a per-cpu list, we avoid having to embed
  39  * the work_struct in fdtable itself which avoids a 64 byte (i386) increase in
  40  * this per-task structure.
  41  */
  42 static DEFINE_PER_CPU(struct fdtable_defer, fdtable_defer_list);
  43
  44 static void *alloc_fdmem(size_t size)
  45 {
  46         /*
  47          * Very large allocations can stress page reclaim, so fall back to
  48          * vmalloc() if the allocation size will be considered "large" by the VM.
  49          */
  50         if (size <= (PAGE_SIZE << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)) {
  51                 void *data = kmalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
  52                 if (data != NULL)
  53                         return data;
  54         }
  55         return vmalloc(size);
  56 }
  57
  58 static void free_fdmem(void *ptr)
  59 {
  60         is_vmalloc_addr(ptr) ? vfree(ptr) : kfree(ptr);
  61 }
  62
  63 static void __free_fdtable(struct fdtable *fdt)
  64 {
  65         free_fdmem(fdt->fd);
  66         free_fdmem(fdt->open_fds);
  67         kfree(fdt);
  68 }
  69
  70 static void free_fdtable_work(struct work_struct *work)
  71 {
  72         struct fdtable_defer *f =
  73                 container_of(work, struct fdtable_defer, wq);
  74         struct fdtable *fdt;
  75
  76         spin_lock_bh(&f->lock);
  77         fdt = f->next;
  78         f->next = NULL;
  79         spin_unlock_bh(&f->lock);
  80         while(fdt) {
  81                 struct fdtable *next = fdt->next;
  82
  83                 __free_fdtable(fdt);
  84                 fdt = next;
  85         }
  86 }
  87
  88 static void free_fdtable_rcu(struct rcu_head *rcu)
  89 {
  90         struct fdtable *fdt = container_of(rcu, struct fdtable, rcu);
  91         struct fdtable_defer *fddef;
  92
  93         BUG_ON(!fdt);
  94         BUG_ON(fdt->max_fds <= NR_OPEN_DEFAULT);
  95
  96         if (!is_vmalloc_addr(fdt->fd) && !is_vmalloc_addr(fdt->open_fds)) {
  97                 kfree(fdt->fd);
  98                 kfree(fdt->open_fds);
  99                 kfree(fdt);
 100         } else {
 101                 fddef = &get_cpu_var(fdtable_defer_list);
 102                 spin_lock(&fddef->lock);
 103                 fdt->next = fddef->next;
 104                 fddef->next = fdt;
 105                 /* vmallocs are handled from the workqueue context */
 106                 schedule_work(&fddef->wq);
 107                 spin_unlock(&fddef->lock);
 108                 put_cpu_var(fdtable_defer_list);
 109         }
 110 }
 111
 112 /*
 113  * Expand the fdset in the files_struct.  Called with the files spinlock
 114  * held for write.
 115  */
 116 static void copy_fdtable(struct fdtable *nfdt, struct fdtable *ofdt)
 117 {
 118         unsigned int cpy, set;
 119
 120         BUG_ON(nfdt->max_fds < ofdt->max_fds);
 121
 122         cpy = ofdt->max_fds * sizeof(struct file *);
 123         set = (nfdt->max_fds - ofdt->max_fds) * sizeof(struct file *);
 124         memcpy(nfdt->fd, ofdt->fd, cpy);
 125         memset((char *)(nfdt->fd) + cpy, 0, set);
 126
 127         cpy = ofdt->max_fds / BITS_PER_BYTE;
 128         set = (nfdt->max_fds - ofdt->max_fds) / BITS_PER_BYTE;
 129         memcpy(nfdt->open_fds, ofdt->open_fds, cpy);
 130         memset((char *)(nfdt->open_fds) + cpy, 0, set);
 131         memcpy(nfdt->close_on_exec, ofdt->close_on_exec, cpy);
 132         memset((char *)(nfdt->close_on_exec) + cpy, 0, set);
 133 }
 134
 135 static struct fdtable * alloc_fdtable(unsigned int nr)
 136 {
 137         struct fdtable *fdt;
 138         void *data;
 139
 140         /*
 141          * Figure out how many fds we actually want to support in this fdtable.
 142          * Allocation steps are keyed to the size of the fdarray, since it
 143          * grows far faster than any of the other dynamic data. We try to fit
 144          * the fdarray into comfortable page-tuned chunks: starting at 1024B
 145          * and growing in powers of two from there on.
 146          */
 147         nr /= (1024 / sizeof(struct file *));
 148         nr = roundup_pow_of_two(nr + 1);
 149         nr *= (1024 / sizeof(struct file *));
 150         /*
 151          * Note that this can drive nr *below* what we had passed if sysctl_nr_open
 152          * had been set lower between the check in expand_files() and here.  Deal
 153          * with that in caller, it's cheaper that way.
 154          *
 155          * We make sure that nr remains a multiple of BITS_PER_LONG - otherwise
 156          * bitmaps handling below becomes unpleasant, to put it mildly...
 157          */
 158         if (unlikely(nr > sysctl_nr_open))
 159                 nr = ((sysctl_nr_open - 1) | (BITS_PER_LONG - 1)) + 1;
 160
 161         fdt = kmalloc(sizeof(struct fdtable), GFP_KERNEL);
 162         if (!fdt)
 163                 goto out;
 164         fdt->max_fds = nr;
 165         data = alloc_fdmem(nr * sizeof(struct file *));
 166         if (!data)
 167                 goto out_fdt;
 168         fdt->fd = data;
 169
 170         data = alloc_fdmem(max_t(size_t,
 171                                  2 * nr / BITS_PER_BYTE, L1_CACHE_BYTES));
 172         if (!data)
 173                 goto out_arr;
 174         fdt->open_fds = data;
 175         data += nr / BITS_PER_BYTE;
 176         fdt->close_on_exec = data;
 177         fdt->next = NULL;
 178
 179         return fdt;
 180
 181 out_arr:
 182         free_fdmem(fdt->fd);
 183 out_fdt:
 184         kfree(fdt);
 185 out:
 186         return NULL;
 187 }
 188
 189 /*
 190  * Expand the file descriptor table.
 191  * This function will allocate a new fdtable and both fd array and fdset, of
 192  * the given size.
 193  * Return <0 error code on error; 1 on successful completion.
 194  * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
 195  */
 196 static int expand_fdtable(struct files_struct *files, int nr)
 197         __releases(files->file_lock)
 198         __acquires(files->file_lock)
 199 {
 200         struct fdtable *new_fdt, *cur_fdt;
 201
 202         spin_unlock(&files->file_lock);
 203         new_fdt = alloc_fdtable(nr);
 204         spin_lock(&files->file_lock);
 205         if (!new_fdt)
 206                 return -ENOMEM;
 207         /*
 208          * extremely unlikely race - sysctl_nr_open decreased between the check in
 209          * caller and alloc_fdtable().  Cheaper to catch it here...
 210          */
 211         if (unlikely(new_fdt->max_fds <= nr)) {
 212                 __free_fdtable(new_fdt);
 213                 return -EMFILE;
 214         }
 215         /*
 216          * Check again since another task may have expanded the fd table while
 217          * we dropped the lock
 218          */
 219         cur_fdt = files_fdtable(files);
 220         if (nr >= cur_fdt->max_fds) {
 221                 /* Continue as planned */
 222                 copy_fdtable(new_fdt, cur_fdt);
 223                 rcu_assign_pointer(files->fdt, new_fdt);
 224                 if (cur_fdt->max_fds > NR_OPEN_DEFAULT)
 225                         call_rcu(&cur_fdt->rcu, free_fdtable_rcu);
 226         } else {
 227                 /* Somebody else expanded, so undo our attempt */
 228                 __free_fdtable(new_fdt);
 229         }
 230         return 1;
 231 }
 232
 233 /*
 234  * Expand files.
 235  * This function will expand the file structures, if the requested size exceeds
 236  * the current capacity and there is room for expansion.
 237  * Return <0 error code on error; 0 when nothing done; 1 when files were
 238  * expanded and execution may have blocked.
 239  * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
 240  */
 241 int expand_files(struct files_struct *files, int nr)
 242 {
 243         struct fdtable *fdt;
 244
 245         fdt = files_fdtable(files);
 246
 247         /* Do we need to expand? */
 248         if (nr < fdt->max_fds)
 249                 return 0;
 250
 251         /* Can we expand? */
 252         if (nr >= sysctl_nr_open)
 253                 return -EMFILE;
 254
 255         /* All good, so we try */
 256         return expand_fdtable(files, nr);
 257 }
 258
 259 static int count_open_files(struct fdtable *fdt)
 260 {
 261         int size = fdt->max_fds;
 262         int i;
 263
 264         /* Find the last open fd */
 265         for (i = size / BITS_PER_LONG; i > 0; ) {
 266                 if (fdt->open_fds[--i])
 267                         break;
 268         }
 269         i = (i + 1) * BITS_PER_LONG;
 270         return i;
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Allocate a new files structure and copy contents from the
 275  * passed in files structure.
 276  * errorp will be valid only when the returned files_struct is NULL.
 277  */
 278 struct files_struct *dup_fd(struct files_struct *oldf, int *errorp)
 279 {
 280         struct files_struct *newf;
 281         struct file **old_fds, **new_fds;
 282         int open_files, size, i;
 283         struct fdtable *old_fdt, *new_fdt;
 284
 285         *errorp = -ENOMEM;
 286         newf = kmem_cache_alloc(files_cachep, GFP_KERNEL);
 287         if (!newf)
 288                 goto out;
 289
 290         atomic_set(&newf->count, 1);
 291
 292         spin_lock_init(&newf->file_lock);
 293         newf->next_fd = 0;
 294         new_fdt = &newf->fdtab;
 295         new_fdt->max_fds = NR_OPEN_DEFAULT;
 296         new_fdt->close_on_exec = newf->close_on_exec_init;
 297         new_fdt->open_fds = newf->open_fds_init;
 298         new_fdt->fd = &newf->fd_array[0];
 299         new_fdt->next = NULL;
 300
 301         spin_lock(&oldf->file_lock);
 302         old_fdt = files_fdtable(oldf);
 303         open_files = count_open_files(old_fdt);
 304
 305         /*
 306          * Check whether we need to allocate a larger fd array and fd set.
 307          */
 308         while (unlikely(open_files > new_fdt->max_fds)) {
 309                 spin_unlock(&oldf->file_lock);
 310
 311                 if (new_fdt != &newf->fdtab)
 312                         __free_fdtable(new_fdt);
 313
 314                 new_fdt = alloc_fdtable(open_files - 1);
 315                 if (!new_fdt) {
 316                         *errorp = -ENOMEM;
 317                         goto out_release;
 318                 }
 319
 320                 /* beyond sysctl_nr_open; nothing to do */
 321                 if (unlikely(new_fdt->max_fds < open_files)) {
 322                         __free_fdtable(new_fdt);
 323                         *errorp = -EMFILE;
 324                         goto out_release;
 325                 }
 326
 327                 /*
 328                  * Reacquire the oldf lock and a pointer to its fd table
 329                  * who knows it may have a new bigger fd table. We need
 330                  * the latest pointer.
 331                  */
 332                 spin_lock(&oldf->file_lock);
 333                 old_fdt = files_fdtable(oldf);
 334                 open_files = count_open_files(old_fdt);
 335         }
 336
 337         old_fds = old_fdt->fd;
 338         new_fds = new_fdt->fd;
 339
 340         memcpy(new_fdt->open_fds, old_fdt->open_fds, open_files / 8);
 341         memcpy(new_fdt->close_on_exec, old_fdt->close_on_exec, open_files / 8);
 342
 343         for (i = open_files; i != 0; i--) {
 344                 struct file *f = *old_fds++;
 345                 if (f) {
 346                         get_file(f);
 347                 } else {
 348                         /*
 349                          * The fd may be claimed in the fd bitmap but not yet
 350                          * instantiated in the files array if a sibling thread
 351                          * is partway through open().  So make sure that this
 352                          * fd is available to the new process.
 353                          */
 354                         __clear_open_fd(open_files - i, new_fdt);
 355                 }
 356                 rcu_assign_pointer(*new_fds++, f);
 357         }
 358         spin_unlock(&oldf->file_lock);
 359
 360         /* compute the remainder to be cleared */
 361         size = (new_fdt->max_fds - open_files) * sizeof(struct file *);
 362
 363         /* This is long word aligned thus could use a optimized version */
 364         memset(new_fds, 0, size);
 365
 366         if (new_fdt->max_fds > open_files) {
 367                 int left = (new_fdt->max_fds - open_files) / 8;
 368                 int start = open_files / BITS_PER_LONG;
 369
 370                 memset(&new_fdt->open_fds[start], 0, left);
 371                 memset(&new_fdt->close_on_exec[start], 0, left);
 372         }
 373
 374         rcu_assign_pointer(newf->fdt, new_fdt);
 375
 376         return newf;
 377
 378 out_release:
 379         kmem_cache_free(files_cachep, newf);
 380 out:
 381         return NULL;
 382 }
 383
 384 static void close_files(struct files_struct * files)
 385 {
 386         int i, j;
 387         struct fdtable *fdt;
 388
 389         j = 0;
 390
 391         /*
 392          * It is safe to dereference the fd table without RCU or
 393          * ->file_lock because this is the last reference to the
 394          * files structure.  But use RCU to shut RCU-lockdep up.
 395          */
 396         rcu_read_lock();
 397         fdt = files_fdtable(files);
 398         rcu_read_unlock();
 399         for (;;) {
 400                 unsigned long set;
 401                 i = j * BITS_PER_LONG;
 402                 if (i >= fdt->max_fds)
 403                         break;
 404                 set = fdt->open_fds[j++];
 405                 while (set) {
 406                         if (set & 1) {
 407                                 struct file * file = xchg(&fdt->fd[i], NULL);
 408                                 if (file) {
 409                                         filp_close(file, files);
 410                                         cond_resched();
 411                                 }
 412                         }
 413                         i++;
 414                         set >>= 1;
 415                 }
 416         }
 417 }
 418
 419 struct files_struct *get_files_struct(struct task_struct *task)
 420 {
 421         struct files_struct *files;
 422
 423         task_lock(task);
 424         files = task->files;
 425         if (files)
 426                 atomic_inc(&files->count);
 427         task_unlock(task);
 428
 429         return files;
 430 }
 431
 432 void put_files_struct(struct files_struct *files)
 433 {
 434         struct fdtable *fdt;
 435
 436         if (atomic_dec_and_test(&files->count)) {
 437                 close_files(files);
 438                 /* not really needed, since nobody can see us */
 439                 rcu_read_lock();
 440                 fdt = files_fdtable(files);
 441                 rcu_read_unlock();
 442                 /* free the arrays if they are not embedded */
 443                 if (fdt != &files->fdtab)
 444                         __free_fdtable(fdt);
 445                 kmem_cache_free(files_cachep, files);
 446         }
 447 }
 448
 449 void reset_files_struct(struct files_struct *files)
 450 {
 451         struct task_struct *tsk = current;
 452         struct files_struct *old;
 453
 454         old = tsk->files;
 455         task_lock(tsk);
 456         tsk->files = files;
 457         task_unlock(tsk);
 458         put_files_struct(old);
 459 }
 460
 461 void exit_files(struct task_struct *tsk)
 462 {
 463         struct files_struct * files = tsk->files;
 464
 465         if (files) {
 466                 task_lock(tsk);
 467                 tsk->files = NULL;
 468                 task_unlock(tsk);
 469                 put_files_struct(files);
 470         }
 471 }
 472
 473 static void __devinit fdtable_defer_list_init(int cpu)
 474 {
 475         struct fdtable_defer *fddef = &per_cpu(fdtable_defer_list, cpu);
 476         spin_lock_init(&fddef->lock);
 477         INIT_WORK(&fddef->wq, free_fdtable_work);
 478         fddef->next = NULL;
 479 }
 480
 481 void __init files_defer_init(void)
 482 {
 483         int i;
 484         for_each_possible_cpu(i)
 485                 fdtable_defer_list_init(i);
 486         sysctl_nr_open_max = min((size_t)INT_MAX, ~(size_t)0/sizeof(void *)) &
 487                              -BITS_PER_LONG;
 488 }
 489
 490 struct files_struct init_files = {
 491         .count          = ATOMIC_INIT(1),
 492         .fdt            = &init_files.fdtab,
 493         .fdtab          = {
 494                 .max_fds        = NR_OPEN_DEFAULT,
 495                 .fd             = &init_files.fd_array[0],
 496                 .close_on_exec  = init_files.close_on_exec_init,
 497                 .open_fds       = init_files.open_fds_init,
 498         },
 499         .file_lock      = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(init_task.file_lock),
 500 };
 501
 502 /*
 503  * allocate a file descriptor, mark it busy.
 504  */
 505 int __alloc_fd(struct files_struct *files,
 506                unsigned start, unsigned end, unsigned flags)
 507 {
 508         unsigned int fd;
 509         int error;
 510         struct fdtable *fdt;
 511
 512         spin_lock(&files->file_lock);
 513 repeat:
 514         fdt = files_fdtable(files);
 515         fd = start;
 516         if (fd < files->next_fd)
 517                 fd = files->next_fd;
 518
 519         if (fd < fdt->max_fds)
 520                 fd = find_next_zero_bit(fdt->open_fds, fdt->max_fds, fd);
 521
 522         /*
 523          * N.B. For clone tasks sharing a files structure, this test
 524          * will limit the total number of files that can be opened.
 525          */
 526         error = -EMFILE;
 527         if (fd >= end)
 528                 goto out;
 529
 530         error = expand_files(files, fd);
 531         if (error < 0)
 532                 goto out;
 533
 534         /*
 535          * If we needed to expand the fs array we
 536          * might have blocked - try again.
 537          */
 538         if (error)
 539                 goto repeat;
 540
 541         if (start <= files->next_fd)
 542                 files->next_fd = fd + 1;
 543
 544         __set_open_fd(fd, fdt);
 545         if (flags & O_CLOEXEC)
 546                 __set_close_on_exec(fd, fdt);
 547         else
 548                 __clear_close_on_exec(fd, fdt);
 549         error = fd;
 550 #if 1
 551         /* Sanity check */
 552         if (rcu_dereference_raw(fdt->fd[fd]) != NULL) {
 553                 printk(KERN_WARNING "alloc_fd: slot %d not NULL!\n", fd);
 554                 rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], NULL);
 555         }
 556 #endif
 557
 558 out:
 559         spin_unlock(&files->file_lock);
 560         return error;
 561 }
 562
 563 int alloc_fd(unsigned start, unsigned flags)
 564 {
 565         return __alloc_fd(current->files, start, rlimit(RLIMIT_NOFILE), flags);
 566 }
 567
 568 int get_unused_fd_flags(unsigned flags)
 569 {
 570         return __alloc_fd(current->files, 0, rlimit(RLIMIT_NOFILE), flags);
 571 }
 572 EXPORT_SYMBOL(get_unused_fd_flags);
 573
 574 static void __put_unused_fd(struct files_struct *files, unsigned int fd)
 575 {
 576         struct fdtable *fdt = files_fdtable(files);
 577         __clear_open_fd(fd, fdt);
 578         if (fd < files->next_fd)
 579                 files->next_fd = fd;
 580 }
 581
 582 void put_unused_fd(unsigned int fd)
 583 {
 584         struct files_struct *files = current->files;
 585         spin_lock(&files->file_lock);
 586         __put_unused_fd(files, fd);
 587         spin_unlock(&files->file_lock);
 588 }
 589
 590 EXPORT_SYMBOL(put_unused_fd);
 591
 592 /*
 593  * Install a file pointer in the fd array.
 594  *
 595  * The VFS is full of places where we drop the files lock between
 596  * setting the open_fds bitmap and installing the file in the file
 597  * array.  At any such point, we are vulnerable to a dup2() race
 598  * installing a file in the array before us.  We need to detect this and
 599  * fput() the struct file we are about to overwrite in this case.
 600  *
 601  * It should never happen - if we allow dup2() do it, _really_ bad things
 602  * will follow.
 603  *
 604  * NOTE: __fd_install() variant is really, really low-level; don't
 605  * use it unless you are forced to by truly lousy API shoved down
 606  * your throat.  'files' *MUST* be either current->files or obtained
 607  * by get_files_struct(current) done by whoever had given it to you,
 608  * or really bad things will happen.  Normally you want to use
 609  * fd_install() instead.
 610  */
 611
 612 void __fd_install(struct files_struct *files, unsigned int fd,
 613                 struct file *file)
 614 {
 615         struct fdtable *fdt;
 616         spin_lock(&files->file_lock);
 617         fdt = files_fdtable(files);
 618         BUG_ON(fdt->fd[fd] != NULL);
 619         rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], file);
 620         spin_unlock(&files->file_lock);
 621 }
 622
 623 void fd_install(unsigned int fd, struct file *file)
 624 {
 625         __fd_install(current->files, fd, file);
 626 }
 627
 628 EXPORT_SYMBOL(fd_install);
 629
 630 /*
 631  * The same warnings as for __alloc_fd()/__fd_install() apply here...
 632  */
 633 int __close_fd(struct files_struct *files, unsigned fd)
 634 {
 635         struct file *file;
 636         struct fdtable *fdt;
 637
 638         spin_lock(&files->file_lock);
 639         fdt = files_fdtable(files);
 640         if (fd >= fdt->max_fds)
 641                 goto out_unlock;
 642         file = fdt->fd[fd];
 643         if (!file)
 644                 goto out_unlock;
 645         rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], NULL);
 646         __clear_close_on_exec(fd, fdt);
 647         __put_unused_fd(files, fd);
 648         spin_unlock(&files->file_lock);
 649         return filp_close(file, files);
 650
 651 out_unlock:
 652         spin_unlock(&files->file_lock);
 653         return -EBADF;
 654 }
 655
 656 void do_close_on_exec(struct files_struct *files)
 657 {
 658         unsigned i;
 659         struct fdtable *fdt;
 660
 661         /* exec unshares first */
 662         BUG_ON(atomic_read(&files->count) != 1);
 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 struct file *fget(unsigned int fd)
 694 {
 695         struct file *file;
 696         struct files_struct *files = current->files;
 697
 698         rcu_read_lock();
 699         file = fcheck_files(files, fd);
 700         if (file) {
 701                 /* File object ref couldn't be taken */
 702                 if (file->f_mode & FMODE_PATH ||
 703                     !atomic_long_inc_not_zero(&file->f_count))
 704                         file = NULL;
 705         }
 706         rcu_read_unlock();
 707
 708         return file;
 709 }
 710
 711 EXPORT_SYMBOL(fget);
 712
 713 struct file *fget_raw(unsigned int fd)
 714 {
 715         struct file *file;
 716         struct files_struct *files = current->files;
 717
 718         rcu_read_lock();
 719         file = fcheck_files(files, fd);
 720         if (file) {
 721                 /* File object ref couldn't be taken */
 722                 if (!atomic_long_inc_not_zero(&file->f_count))
 723                         file = NULL;
 724         }
 725         rcu_read_unlock();
 726
 727         return file;
 728 }
 729
 730 EXPORT_SYMBOL(fget_raw);
 731
 732 /*
 733  * Lightweight file lookup - no refcnt increment if fd table isn't shared.
 734  *
 735  * You can use this instead of fget if you satisfy all of the following
 736  * conditions:
 737  * 1) You must call fput_light before exiting the syscall and returning control
 738  *    to userspace (i.e. you cannot remember the returned struct file * after
 739  *    returning to userspace).
 740  * 2) You must not call filp_close on the returned struct file * in between
 741  *    calls to fget_light and fput_light.
 742  * 3) You must not clone the current task in between the calls to fget_light
 743  *    and fput_light.
 744  *
 745  * The fput_needed flag returned by fget_light should be passed to the
 746  * corresponding fput_light.
 747  */
 748 struct file *fget_light(unsigned int fd, int *fput_needed)
 749 {
 750         struct file *file;
 751         struct files_struct *files = current->files;
 752
 753         *fput_needed = 0;
 754         if (atomic_read(&files->count) == 1) {
 755                 file = fcheck_files(files, fd);
 756                 if (file && (file->f_mode & FMODE_PATH))
 757                         file = NULL;
 758         } else {
 759                 rcu_read_lock();
 760                 file = fcheck_files(files, fd);
 761                 if (file) {
 762                         if (!(file->f_mode & FMODE_PATH) &&
 763                             atomic_long_inc_not_zero(&file->f_count))
 764                                 *fput_needed = 1;
 765                         else
 766                                 /* Didn't get the reference, someone's freed */
 767                                 file = NULL;
 768                 }
 769                 rcu_read_unlock();
 770         }
 771
 772         return file;
 773 }
 774
 775 struct file *fget_raw_light(unsigned int fd, int *fput_needed)
 776 {
 777         struct file *file;
 778         struct files_struct *files = current->files;
 779
 780         *fput_needed = 0;
 781         if (atomic_read(&files->count) == 1) {
 782                 file = fcheck_files(files, fd);
 783         } else {
 784                 rcu_read_lock();
 785                 file = fcheck_files(files, fd);
 786                 if (file) {
 787                         if (atomic_long_inc_not_zero(&file->f_count))
 788                                 *fput_needed = 1;
 789                         else
 790                                 /* Didn't get the reference, someone's freed */
 791                                 file = NULL;
 792                 }
 793                 rcu_read_unlock();
 794         }
 795
 796         return file;
 797 }
 798
 799 void set_close_on_exec(unsigned int fd, int flag)
 800 {
 801         struct files_struct *files = current->files;
 802         struct fdtable *fdt;
 803         spin_lock(&files->file_lock);
 804         fdt = files_fdtable(files);
 805         if (flag)
 806                 __set_close_on_exec(fd, fdt);
 807         else
 808                 __clear_close_on_exec(fd, fdt);
 809         spin_unlock(&files->file_lock);
 810 }
 811
 812 bool get_close_on_exec(unsigned int fd)
 813 {
 814         struct files_struct *files = current->files;
 815         struct fdtable *fdt;
 816         bool res;
 817         rcu_read_lock();
 818         fdt = files_fdtable(files);
 819         res = close_on_exec(fd, fdt);
 820         rcu_read_unlock();
 821         return res;
 822 }
 823
 824 static int do_dup2(struct files_struct *files,
 825         struct file *file, unsigned fd, unsigned flags)
 826 {
 827         struct file *tofree;
 828         struct fdtable *fdt;
 829
 830         /*
 831          * We need to detect attempts to do dup2() over allocated but still
 832          * not finished descriptor.  NB: OpenBSD avoids that at the price of
 833          * extra work in their equivalent of fget() - they insert struct
 834          * file immediately after grabbing descriptor, mark it larval if
 835          * more work (e.g. actual opening) is needed and make sure that
 836          * fget() treats larval files as absent.  Potentially interesting,
 837          * but while extra work in fget() is trivial, locking implications
 838          * and amount of surgery on open()-related paths in VFS are not.
 839          * FreeBSD fails with -EBADF in the same situation, NetBSD "solution"
 840          * deadlocks in rather amusing ways, AFAICS.  All of that is out of
 841          * scope of POSIX or SUS, since neither considers shared descriptor
 842          * tables and this condition does not arise without those.
 843          */
 844         fdt = files_fdtable(files);
 845         tofree = fdt->fd[fd];
 846         if (!tofree && fd_is_open(fd, fdt))
 847                 goto Ebusy;
 848         get_file(file);
 849         rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], file);
 850         __set_open_fd(fd, fdt);
 851         if (flags & O_CLOEXEC)
 852                 __set_close_on_exec(fd, fdt);
 853         else
 854                 __clear_close_on_exec(fd, fdt);
 855         spin_unlock(&files->file_lock);
 856
 857         if (tofree)
 858                 filp_close(tofree, files);
 859
 860         return fd;
 861
 862 Ebusy:
 863         spin_unlock(&files->file_lock);
 864         return -EBUSY;
 865 }
 866
 867 int replace_fd(unsigned fd, struct file *file, unsigned flags)
 868 {
 869         int err;
 870         struct files_struct *files = current->files;
 871
 872         if (!file)
 873                 return __close_fd(files, fd);
 874
 875         if (fd >= rlimit(RLIMIT_NOFILE))
 876                 return -EMFILE;
 877
 878         spin_lock(&files->file_lock);
 879         err = expand_files(files, fd);
 880         if (unlikely(err < 0))
 881                 goto out_unlock;
 882         return do_dup2(files, file, fd, flags);
 883
 884 out_unlock:
 885         spin_unlock(&files->file_lock);
 886         return err;
 887 }
 888
 889 SYSCALL_DEFINE3(dup3, unsigned int, oldfd, unsigned int, newfd, int, flags)
 890 {
 891         int err = -EBADF;
 892         struct file *file;
 893         struct files_struct *files = current->files;
 894
 895         if ((flags & ~O_CLOEXEC) != 0)
 896                 return -EINVAL;
 897
 898         if (newfd >= rlimit(RLIMIT_NOFILE))
 899                 return -EMFILE;
 900
 901         spin_lock(&files->file_lock);
 902         err = expand_files(files, newfd);
 903         file = fcheck(oldfd);
 904         if (unlikely(!file))
 905                 goto Ebadf;
 906         if (unlikely(err < 0)) {
 907                 if (err == -EMFILE)
 908                         goto Ebadf;
 909                 goto out_unlock;
 910         }
 911         return do_dup2(files, file, newfd, flags);
 912
 913 Ebadf:
 914         err = -EBADF;
 915 out_unlock:
 916         spin_unlock(&files->file_lock);
 917         return err;
 918 }
 919
 920 SYSCALL_DEFINE2(dup2, unsigned int, oldfd, unsigned int, newfd)
 921 {
 922         if (unlikely(newfd == oldfd)) { /* corner case */
 923                 struct files_struct *files = current->files;
 924                 int retval = oldfd;
 925
 926                 rcu_read_lock();
 927                 if (!fcheck_files(files, oldfd))
 928                         retval = -EBADF;
 929                 rcu_read_unlock();
 930                 return retval;
 931         }
 932         return sys_dup3(oldfd, newfd, 0);
 933 }
 934
 935 SYSCALL_DEFINE1(dup, unsigned int, fildes)
 936 {
 937         int ret = -EBADF;
 938         struct file *file = fget_raw(fildes);
 939
 940         if (file) {
 941                 ret = get_unused_fd();
 942                 if (ret >= 0)
 943                         fd_install(ret, file);
 944                 else
 945                         fput(file);
 946         }
 947         return ret;
 948 }
 949
 950 int f_dupfd(unsigned int from, struct file *file, unsigned flags)
 951 {
 952         int err;
 953         if (from >= rlimit(RLIMIT_NOFILE))
 954                 return -EINVAL;
 955         err = alloc_fd(from, flags);
 956         if (err >= 0) {
 957                 get_file(file);
 958                 fd_install(err, file);
 959         }
 960         return err;
 961 }