[PATCH] take init_files to fs/file.c
[linux-2.6.git] / 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/fs.h>
10 #include <linux/mm.h>
11 #include <linux/time.h>
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/vmalloc.h>
14 #include <linux/file.h>
15 #include <linux/fdtable.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/spinlock.h>
19 #include <linux/rcupdate.h>
20 #include <linux/workqueue.h>
21
22 struct fdtable_defer {
23         spinlock_t lock;
24         struct work_struct wq;
25         struct fdtable *next;
26 };
27
28 int sysctl_nr_open __read_mostly = 1024*1024;
29
30 /*
31  * We use this list to defer free fdtables that have vmalloced
32  * sets/arrays. By keeping a per-cpu list, we avoid having to embed
33  * the work_struct in fdtable itself which avoids a 64 byte (i386) increase in
34  * this per-task structure.
35  */
36 static DEFINE_PER_CPU(struct fdtable_defer, fdtable_defer_list);
37
38 static inline void * alloc_fdmem(unsigned int size)
39 {
40         if (size <= PAGE_SIZE)
41                 return kmalloc(size, GFP_KERNEL);
42         else
43                 return vmalloc(size);
44 }
45
46 static inline void free_fdarr(struct fdtable *fdt)
47 {
48         if (fdt->max_fds <= (PAGE_SIZE / sizeof(struct file *)))
49                 kfree(fdt->fd);
50         else
51                 vfree(fdt->fd);
52 }
53
54 static inline void free_fdset(struct fdtable *fdt)
55 {
56         if (fdt->max_fds <= (PAGE_SIZE * BITS_PER_BYTE / 2))
57                 kfree(fdt->open_fds);
58         else
59                 vfree(fdt->open_fds);
60 }
61
62 static void free_fdtable_work(struct work_struct *work)
63 {
64         struct fdtable_defer *f =
65                 container_of(work, struct fdtable_defer, wq);
66         struct fdtable *fdt;
67
68         spin_lock_bh(&f->lock);
69         fdt = f->next;
70         f->next = NULL;
71         spin_unlock_bh(&f->lock);
72         while(fdt) {
73                 struct fdtable *next = fdt->next;
74                 vfree(fdt->fd);
75                 free_fdset(fdt);
76                 kfree(fdt);
77                 fdt = next;
78         }
79 }
80
81 void free_fdtable_rcu(struct rcu_head *rcu)
82 {
83         struct fdtable *fdt = container_of(rcu, struct fdtable, rcu);
84         struct fdtable_defer *fddef;
85
86         BUG_ON(!fdt);
87
88         if (fdt->max_fds <= NR_OPEN_DEFAULT) {
89                 /*
90                  * This fdtable is embedded in the files structure and that
91                  * structure itself is getting destroyed.
92                  */
93                 kmem_cache_free(files_cachep,
94                                 container_of(fdt, struct files_struct, fdtab));
95                 return;
96         }
97         if (fdt->max_fds <= (PAGE_SIZE / sizeof(struct file *))) {
98                 kfree(fdt->fd);
99                 kfree(fdt->open_fds);
100                 kfree(fdt);
101         } else {
102                 fddef = &get_cpu_var(fdtable_defer_list);
103                 spin_lock(&fddef->lock);
104                 fdt->next = fddef->next;
105                 fddef->next = fdt;
106                 /* vmallocs are handled from the workqueue context */
107                 schedule_work(&fddef->wq);
108                 spin_unlock(&fddef->lock);
109                 put_cpu_var(fdtable_defer_list);
110         }
111 }
112
113 /*
114  * Expand the fdset in the files_struct.  Called with the files spinlock
115  * held for write.
116  */
117 static void copy_fdtable(struct fdtable *nfdt, struct fdtable *ofdt)
118 {
119         unsigned int cpy, set;
120
121         BUG_ON(nfdt->max_fds < ofdt->max_fds);
122         if (ofdt->max_fds == 0)
123                 return;
124
125         cpy = ofdt->max_fds * sizeof(struct file *);
126         set = (nfdt->max_fds - ofdt->max_fds) * sizeof(struct file *);
127         memcpy(nfdt->fd, ofdt->fd, cpy);
128         memset((char *)(nfdt->fd) + cpy, 0, set);
129
130         cpy = ofdt->max_fds / BITS_PER_BYTE;
131         set = (nfdt->max_fds - ofdt->max_fds) / BITS_PER_BYTE;
132         memcpy(nfdt->open_fds, ofdt->open_fds, cpy);
133         memset((char *)(nfdt->open_fds) + cpy, 0, set);
134         memcpy(nfdt->close_on_exec, ofdt->close_on_exec, cpy);
135         memset((char *)(nfdt->close_on_exec) + cpy, 0, set);
136 }
137
138 static struct fdtable * alloc_fdtable(unsigned int nr)
139 {
140         struct fdtable *fdt;
141         char *data;
142
143         /*
144          * Figure out how many fds we actually want to support in this fdtable.
145          * Allocation steps are keyed to the size of the fdarray, since it
146          * grows far faster than any of the other dynamic data. We try to fit
147          * the fdarray into comfortable page-tuned chunks: starting at 1024B
148          * and growing in powers of two from there on.
149          */
150         nr /= (1024 / sizeof(struct file *));
151         nr = roundup_pow_of_two(nr + 1);
152         nr *= (1024 / sizeof(struct file *));
153         /*
154          * Note that this can drive nr *below* what we had passed if sysctl_nr_open
155          * had been set lower between the check in expand_files() and here.  Deal
156          * with that in caller, it's cheaper that way.
157          *
158          * We make sure that nr remains a multiple of BITS_PER_LONG - otherwise
159          * bitmaps handling below becomes unpleasant, to put it mildly...
160          */
161         if (unlikely(nr > sysctl_nr_open))
162                 nr = ((sysctl_nr_open - 1) | (BITS_PER_LONG - 1)) + 1;
163
164         fdt = kmalloc(sizeof(struct fdtable), GFP_KERNEL);
165         if (!fdt)
166                 goto out;
167         fdt->max_fds = nr;
168         data = alloc_fdmem(nr * sizeof(struct file *));
169         if (!data)
170                 goto out_fdt;
171         fdt->fd = (struct file **)data;
172         data = alloc_fdmem(max_t(unsigned int,
173                                  2 * nr / BITS_PER_BYTE, L1_CACHE_BYTES));
174         if (!data)
175                 goto out_arr;
176         fdt->open_fds = (fd_set *)data;
177         data += nr / BITS_PER_BYTE;
178         fdt->close_on_exec = (fd_set *)data;
179         INIT_RCU_HEAD(&fdt->rcu);
180         fdt->next = NULL;
181
182         return fdt;
183
184 out_arr:
185         free_fdarr(fdt);
186 out_fdt:
187         kfree(fdt);
188 out:
189         return NULL;
190 }
191
192 /*
193  * Expand the file descriptor table.
194  * This function will allocate a new fdtable and both fd array and fdset, of
195  * the given size.
196  * Return <0 error code on error; 1 on successful completion.
197  * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
198  */
199 static int expand_fdtable(struct files_struct *files, int nr)
200         __releases(files->file_lock)
201         __acquires(files->file_lock)
202 {
203         struct fdtable *new_fdt, *cur_fdt;
204
205         spin_unlock(&files->file_lock);
206         new_fdt = alloc_fdtable(nr);
207         spin_lock(&files->file_lock);
208         if (!new_fdt)
209                 return -ENOMEM;
210         /*
211          * extremely unlikely race - sysctl_nr_open decreased between the check in
212          * caller and alloc_fdtable().  Cheaper to catch it here...
213          */
214         if (unlikely(new_fdt->max_fds <= nr)) {
215                 free_fdarr(new_fdt);
216                 free_fdset(new_fdt);
217                 kfree(new_fdt);
218                 return -EMFILE;
219         }
220         /*
221          * Check again since another task may have expanded the fd table while
222          * we dropped the lock
223          */
224         cur_fdt = files_fdtable(files);
225         if (nr >= cur_fdt->max_fds) {
226                 /* Continue as planned */
227                 copy_fdtable(new_fdt, cur_fdt);
228                 rcu_assign_pointer(files->fdt, new_fdt);
229                 if (cur_fdt->max_fds > NR_OPEN_DEFAULT)
230                         free_fdtable(cur_fdt);
231         } else {
232                 /* Somebody else expanded, so undo our attempt */
233                 free_fdarr(new_fdt);
234                 free_fdset(new_fdt);
235                 kfree(new_fdt);
236         }
237         return 1;
238 }
239
240 /*
241  * Expand files.
242  * This function will expand the file structures, if the requested size exceeds
243  * the current capacity and there is room for expansion.
244  * Return <0 error code on error; 0 when nothing done; 1 when files were
245  * expanded and execution may have blocked.
246  * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
247  */
248 int expand_files(struct files_struct *files, int nr)
249 {
250         struct fdtable *fdt;
251
252         fdt = files_fdtable(files);
253         /* Do we need to expand? */
254         if (nr < fdt->max_fds)
255                 return 0;
256         /* Can we expand? */
257         if (nr >= sysctl_nr_open)
258                 return -EMFILE;
259
260         /* All good, so we try */
261         return expand_fdtable(files, nr);
262 }
263
264 static void __devinit fdtable_defer_list_init(int cpu)
265 {
266         struct fdtable_defer *fddef = &per_cpu(fdtable_defer_list, cpu);
267         spin_lock_init(&fddef->lock);
268         INIT_WORK(&fddef->wq, free_fdtable_work);
269         fddef->next = NULL;
270 }
271
272 void __init files_defer_init(void)
273 {
274         int i;
275         for_each_possible_cpu(i)
276                 fdtable_defer_list_init(i);
277 }
278
279 struct files_struct init_files = {
280         .count          = ATOMIC_INIT(1),
281         .fdt            = &init_files.fdtab,
282         .fdtab          = {
283                 .max_fds        = NR_OPEN_DEFAULT,
284                 .fd             = &init_files.fd_array[0],
285                 .close_on_exec  = (fd_set *)&init_files.close_on_exec_init,
286                 .open_fds       = (fd_set *)&init_files.open_fds_init,
287                 .rcu            = RCU_HEAD_INIT,
288         },
289         .file_lock      = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(init_task.file_lock),
290 };