UBIFS: fix a bug in empty space fix-up
[linux-2.6.git] / fs / file.c
index fb3d203..ba3f605 100644 (file)
--- a/fs/file.c
+++ b/fs/file.c
@@ -6,12 +6,16 @@
  *  Manage the dynamic fd arrays in the process files_struct.
  */
 
+#include <linux/export.h>
 #include <linux/fs.h>
 #include <linux/mm.h>
+#include <linux/mmzone.h>
 #include <linux/time.h>
+#include <linux/sched.h>
 #include <linux/slab.h>
 #include <linux/vmalloc.h>
 #include <linux/file.h>
+#include <linux/fdtable.h>
 #include <linux/bitops.h>
 #include <linux/interrupt.h>
 #include <linux/spinlock.h>
@@ -24,6 +28,10 @@ struct fdtable_defer {
        struct fdtable *next;
 };
 
+int sysctl_nr_open __read_mostly = 1024*1024;
+int sysctl_nr_open_min = BITS_PER_LONG;
+int sysctl_nr_open_max = 1024 * 1024; /* raised later */
+
 /*
  * We use this list to defer free fdtables that have vmalloced
  * sets/arrays. By keeping a per-cpu list, we avoid having to embed
@@ -32,45 +40,29 @@ struct fdtable_defer {
  */
 static DEFINE_PER_CPU(struct fdtable_defer, fdtable_defer_list);
 
-
-/*
- * Allocate an fd array, using kmalloc or vmalloc.
- * Note: the array isn't cleared at allocation time.
- */
-struct file ** alloc_fd_array(int num)
+static void *alloc_fdmem(size_t size)
 {
-       struct file **new_fds;
-       int size = num * sizeof(struct file *);
-
-       if (size <= PAGE_SIZE)
-               new_fds = (struct file **) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
-       else 
-               new_fds = (struct file **) vmalloc(size);
-       return new_fds;
+       /*
+        * Very large allocations can stress page reclaim, so fall back to
+        * vmalloc() if the allocation size will be considered "large" by the VM.
+        */
+       if (size <= (PAGE_SIZE << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)) {
+               void *data = kmalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
+               if (data != NULL)
+                       return data;
+       }
+       return vmalloc(size);
 }
 
-void free_fd_array(struct file **array, int num)
+static void free_fdmem(void *ptr)
 {
-       int size = num * sizeof(struct file *);
-
-       if (!array) {
-               printk (KERN_ERR "free_fd_array: array = 0 (num = %d)\n", num);
-               return;
-       }
-
-       if (num <= NR_OPEN_DEFAULT) /* Don't free the embedded fd array! */
-               return;
-       else if (size <= PAGE_SIZE)
-               kfree(array);
-       else
-               vfree(array);
+       is_vmalloc_addr(ptr) ? vfree(ptr) : kfree(ptr);
 }
 
 static void __free_fdtable(struct fdtable *fdt)
 {
-       free_fdset(fdt->open_fds, fdt->max_fds);
-       free_fdset(fdt->close_on_exec, fdt->max_fds);
-       free_fd_array(fdt->fd, fdt->max_fds);
+       free_fdmem(fdt->fd);
+       free_fdmem(fdt->open_fds);
        kfree(fdt);
 }
 
@@ -86,39 +78,31 @@ static void free_fdtable_work(struct work_struct *work)
        spin_unlock_bh(&f->lock);
        while(fdt) {
                struct fdtable *next = fdt->next;
+
                __free_fdtable(fdt);
                fdt = next;
        }
 }
 
-static void free_fdtable_rcu(struct rcu_head *rcu)
+void free_fdtable_rcu(struct rcu_head *rcu)
 {
        struct fdtable *fdt = container_of(rcu, struct fdtable, rcu);
-       int fdset_size, fdarray_size;
        struct fdtable_defer *fddef;
 
        BUG_ON(!fdt);
-       fdset_size = fdt->max_fds / 8;
-       fdarray_size = fdt->max_fds * sizeof(struct file *);
 
-       if (fdt->free_files) {
+       if (fdt->max_fds <= NR_OPEN_DEFAULT) {
                /*
-                * The this fdtable was embedded in the files structure
-                * and the files structure itself was getting destroyed.
-                * It is now safe to free the files structure.
+                * This fdtable is embedded in the files structure and that
+                * structure itself is getting destroyed.
                 */
-               kmem_cache_free(files_cachep, fdt->free_files);
+               kmem_cache_free(files_cachep,
+                               container_of(fdt, struct files_struct, fdtab));
                return;
        }
-       if (fdt->max_fds <= NR_OPEN_DEFAULT)
-               /*
-                * The fdtable was embedded
-                */
-               return;
-       if (fdset_size <= PAGE_SIZE && fdarray_size <= PAGE_SIZE) {
-               kfree(fdt->open_fds);
-               kfree(fdt->close_on_exec);
+       if (!is_vmalloc_addr(fdt->fd) && !is_vmalloc_addr(fdt->open_fds)) {
                kfree(fdt->fd);
+               kfree(fdt->open_fds);
                kfree(fdt);
        } else {
                fddef = &get_cpu_var(fdtable_defer_list);
@@ -132,127 +116,80 @@ static void free_fdtable_rcu(struct rcu_head *rcu)
        }
 }
 
-void free_fdtable(struct fdtable *fdt)
-{
-       if (fdt->free_files || fdt->max_fds > NR_OPEN_DEFAULT)
-               call_rcu(&fdt->rcu, free_fdtable_rcu);
-}
-
 /*
  * Expand the fdset in the files_struct.  Called with the files spinlock
  * held for write.
  */
-static void copy_fdtable(struct fdtable *nfdt, struct fdtable *fdt)
+static void copy_fdtable(struct fdtable *nfdt, struct fdtable *ofdt)
 {
-       int i;
-       int count;
-
-       BUG_ON(nfdt->max_fds < fdt->max_fds);
-       /* Copy the existing tables and install the new pointers */
-
-       i = fdt->max_fds / (sizeof(unsigned long) * 8);
-       count = (nfdt->max_fds - fdt->max_fds) / 8;
-
-       /*
-        * Don't copy the entire array if the current fdset is
-        * not yet initialised.
-        */
-       if (i) {
-               memcpy (nfdt->open_fds, fdt->open_fds,
-                                               fdt->max_fds/8);
-               memcpy (nfdt->close_on_exec, fdt->close_on_exec,
-                                               fdt->max_fds/8);
-               memset (&nfdt->open_fds->fds_bits[i], 0, count);
-               memset (&nfdt->close_on_exec->fds_bits[i], 0, count);
-       }
-
-       /* Don't copy/clear the array if we are creating a new
-          fd array for fork() */
-       if (fdt->max_fds) {
-               memcpy(nfdt->fd, fdt->fd,
-                       fdt->max_fds * sizeof(struct file *));
-               /* clear the remainder of the array */
-               memset(&nfdt->fd[fdt->max_fds], 0,
-                      (nfdt->max_fds - fdt->max_fds) *
-                                       sizeof(struct file *));
-       }
-}
+       unsigned int cpy, set;
 
-/*
- * Allocate an fdset array, using kmalloc or vmalloc.
- * Note: the array isn't cleared at allocation time.
- */
-fd_set * alloc_fdset(int num)
-{
-       fd_set *new_fdset;
-       int size = num / 8;
+       BUG_ON(nfdt->max_fds < ofdt->max_fds);
 
-       if (size <= PAGE_SIZE)
-               new_fdset = (fd_set *) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
-       else
-               new_fdset = (fd_set *) vmalloc(size);
-       return new_fdset;
-}
+       cpy = ofdt->max_fds * sizeof(struct file *);
+       set = (nfdt->max_fds - ofdt->max_fds) * sizeof(struct file *);
+       memcpy(nfdt->fd, ofdt->fd, cpy);
+       memset((char *)(nfdt->fd) + cpy, 0, set);
 
-void free_fdset(fd_set *array, int num)
-{
-       if (num <= NR_OPEN_DEFAULT) /* Don't free an embedded fdset */
-               return;
-       else if (num <= 8 * PAGE_SIZE)
-               kfree(array);
-       else
-               vfree(array);
+       cpy = ofdt->max_fds / BITS_PER_BYTE;
+       set = (nfdt->max_fds - ofdt->max_fds) / BITS_PER_BYTE;
+       memcpy(nfdt->open_fds, ofdt->open_fds, cpy);
+       memset((char *)(nfdt->open_fds) + cpy, 0, set);
+       memcpy(nfdt->close_on_exec, ofdt->close_on_exec, cpy);
+       memset((char *)(nfdt->close_on_exec) + cpy, 0, set);
 }
 
-static struct fdtable *alloc_fdtable(int nr)
+static struct fdtable * alloc_fdtable(unsigned int nr)
 {
-       struct fdtable *fdt = NULL;
-       int nfds = 0;
-       fd_set *new_openset = NULL, *new_execset = NULL;
-       struct file **new_fds;
-
-       fdt = kzalloc(sizeof(*fdt), GFP_KERNEL);
-       if (!fdt)
-               goto out;
+       struct fdtable *fdt;
+       void *data;
 
-       nfds = NR_OPEN_DEFAULT;
        /*
-        * Expand to the max in easy steps, and keep expanding it until
-        * we have enough for the requested fd array size.
+        * Figure out how many fds we actually want to support in this fdtable.
+        * Allocation steps are keyed to the size of the fdarray, since it
+        * grows far faster than any of the other dynamic data. We try to fit
+        * the fdarray into comfortable page-tuned chunks: starting at 1024B
+        * and growing in powers of two from there on.
         */
-       do {
-#if NR_OPEN_DEFAULT < 256
-               if (nfds < 256)
-                       nfds = 256;
-               else
-#endif
-               if (nfds < (PAGE_SIZE / sizeof(struct file *)))
-                       nfds = PAGE_SIZE / sizeof(struct file *);
-               else {
-                       nfds = nfds * 2;
-                       if (nfds > NR_OPEN)
-                               nfds = NR_OPEN;
-               }
-       } while (nfds <= nr);
-
-       new_openset = alloc_fdset(nfds);
-       new_execset = alloc_fdset(nfds);
-       if (!new_openset || !new_execset)
-               goto out;
-       fdt->open_fds = new_openset;
-       fdt->close_on_exec = new_execset;
-
-       new_fds = alloc_fd_array(nfds);
-       if (!new_fds)
+       nr /= (1024 / sizeof(struct file *));
+       nr = roundup_pow_of_two(nr + 1);
+       nr *= (1024 / sizeof(struct file *));
+       /*
+        * Note that this can drive nr *below* what we had passed if sysctl_nr_open
+        * had been set lower between the check in expand_files() and here.  Deal
+        * with that in caller, it's cheaper that way.
+        *
+        * We make sure that nr remains a multiple of BITS_PER_LONG - otherwise
+        * bitmaps handling below becomes unpleasant, to put it mildly...
+        */
+       if (unlikely(nr > sysctl_nr_open))
+               nr = ((sysctl_nr_open - 1) | (BITS_PER_LONG - 1)) + 1;
+
+       fdt = kmalloc(sizeof(struct fdtable), GFP_KERNEL);
+       if (!fdt)
                goto out;
-       fdt->fd = new_fds;
-       fdt->max_fds = nfds;
-       fdt->free_files = NULL;
+       fdt->max_fds = nr;
+       data = alloc_fdmem(nr * sizeof(struct file *));
+       if (!data)
+               goto out_fdt;
+       fdt->fd = data;
+
+       data = alloc_fdmem(max_t(size_t,
+                                2 * nr / BITS_PER_BYTE, L1_CACHE_BYTES));
+       if (!data)
+               goto out_arr;
+       fdt->open_fds = data;
+       data += nr / BITS_PER_BYTE;
+       fdt->close_on_exec = data;
+       fdt->next = NULL;
+
        return fdt;
-out:
-       free_fdset(new_openset, nfds);
-       free_fdset(new_execset, nfds);
+
+out_arr:
+       free_fdmem(fdt->fd);
+out_fdt:
        kfree(fdt);
+out:
        return NULL;
 }
 
@@ -275,6 +212,14 @@ static int expand_fdtable(struct files_struct *files, int nr)
        if (!new_fdt)
                return -ENOMEM;
        /*
+        * extremely unlikely race - sysctl_nr_open decreased between the check in
+        * caller and alloc_fdtable().  Cheaper to catch it here...
+        */
+       if (unlikely(new_fdt->max_fds <= nr)) {
+               __free_fdtable(new_fdt);
+               return -EMFILE;
+       }
+       /*
         * Check again since another task may have expanded the fd table while
         * we dropped the lock
         */
@@ -283,7 +228,8 @@ static int expand_fdtable(struct files_struct *files, int nr)
                /* Continue as planned */
                copy_fdtable(new_fdt, cur_fdt);
                rcu_assign_pointer(files->fdt, new_fdt);
-               free_fdtable(cur_fdt);
+               if (cur_fdt->max_fds > NR_OPEN_DEFAULT)
+                       free_fdtable(cur_fdt);
        } else {
                /* Somebody else expanded, so undo our attempt */
                __free_fdtable(new_fdt);
@@ -304,17 +250,151 @@ int expand_files(struct files_struct *files, int nr)
        struct fdtable *fdt;
 
        fdt = files_fdtable(files);
+
+       /*
+        * N.B. For clone tasks sharing a files structure, this test
+        * will limit the total number of files that can be opened.
+        */
+       if (nr >= rlimit(RLIMIT_NOFILE))
+               return -EMFILE;
+
        /* Do we need to expand? */
        if (nr < fdt->max_fds)
                return 0;
+
        /* Can we expand? */
-       if (nr >= NR_OPEN)
+       if (nr >= sysctl_nr_open)
                return -EMFILE;
 
        /* All good, so we try */
        return expand_fdtable(files, nr);
 }
 
+static int count_open_files(struct fdtable *fdt)
+{
+       int size = fdt->max_fds;
+       int i;
+
+       /* Find the last open fd */
+       for (i = size / BITS_PER_LONG; i > 0; ) {
+               if (fdt->open_fds[--i])
+                       break;
+       }
+       i = (i + 1) * BITS_PER_LONG;
+       return i;
+}
+
+/*
+ * Allocate a new files structure and copy contents from the
+ * passed in files structure.
+ * errorp will be valid only when the returned files_struct is NULL.
+ */
+struct files_struct *dup_fd(struct files_struct *oldf, int *errorp)
+{
+       struct files_struct *newf;
+       struct file **old_fds, **new_fds;
+       int open_files, size, i;
+       struct fdtable *old_fdt, *new_fdt;
+
+       *errorp = -ENOMEM;
+       newf = kmem_cache_alloc(files_cachep, GFP_KERNEL);
+       if (!newf)
+               goto out;
+
+       atomic_set(&newf->count, 1);
+
+       spin_lock_init(&newf->file_lock);
+       newf->next_fd = 0;
+       new_fdt = &newf->fdtab;
+       new_fdt->max_fds = NR_OPEN_DEFAULT;
+       new_fdt->close_on_exec = newf->close_on_exec_init;
+       new_fdt->open_fds = newf->open_fds_init;
+       new_fdt->fd = &newf->fd_array[0];
+       new_fdt->next = NULL;
+
+       spin_lock(&oldf->file_lock);
+       old_fdt = files_fdtable(oldf);
+       open_files = count_open_files(old_fdt);
+
+       /*
+        * Check whether we need to allocate a larger fd array and fd set.
+        */
+       while (unlikely(open_files > new_fdt->max_fds)) {
+               spin_unlock(&oldf->file_lock);
+
+               if (new_fdt != &newf->fdtab)
+                       __free_fdtable(new_fdt);
+
+               new_fdt = alloc_fdtable(open_files - 1);
+               if (!new_fdt) {
+                       *errorp = -ENOMEM;
+                       goto out_release;
+               }
+
+               /* beyond sysctl_nr_open; nothing to do */
+               if (unlikely(new_fdt->max_fds < open_files)) {
+                       __free_fdtable(new_fdt);
+                       *errorp = -EMFILE;
+                       goto out_release;
+               }
+
+               /*
+                * Reacquire the oldf lock and a pointer to its fd table
+                * who knows it may have a new bigger fd table. We need
+                * the latest pointer.
+                */
+               spin_lock(&oldf->file_lock);
+               old_fdt = files_fdtable(oldf);
+               open_files = count_open_files(old_fdt);
+       }
+
+       old_fds = old_fdt->fd;
+       new_fds = new_fdt->fd;
+
+       memcpy(new_fdt->open_fds, old_fdt->open_fds, open_files / 8);
+       memcpy(new_fdt->close_on_exec, old_fdt->close_on_exec, open_files / 8);
+
+       for (i = open_files; i != 0; i--) {
+               struct file *f = *old_fds++;
+               if (f) {
+                       get_file(f);
+               } else {
+                       /*
+                        * The fd may be claimed in the fd bitmap but not yet
+                        * instantiated in the files array if a sibling thread
+                        * is partway through open().  So make sure that this
+                        * fd is available to the new process.
+                        */
+                       __clear_open_fd(open_files - i, new_fdt);
+               }
+               rcu_assign_pointer(*new_fds++, f);
+       }
+       spin_unlock(&oldf->file_lock);
+
+       /* compute the remainder to be cleared */
+       size = (new_fdt->max_fds - open_files) * sizeof(struct file *);
+
+       /* This is long word aligned thus could use a optimized version */
+       memset(new_fds, 0, size);
+
+       if (new_fdt->max_fds > open_files) {
+               int left = (new_fdt->max_fds - open_files) / 8;
+               int start = open_files / BITS_PER_LONG;
+
+               memset(&new_fdt->open_fds[start], 0, left);
+               memset(&new_fdt->close_on_exec[start], 0, left);
+       }
+
+       rcu_assign_pointer(newf->fdt, new_fdt);
+
+       return newf;
+
+out_release:
+       kmem_cache_free(files_cachep, newf);
+out:
+       return NULL;
+}
+
 static void __devinit fdtable_defer_list_init(int cpu)
 {
        struct fdtable_defer *fddef = &per_cpu(fdtable_defer_list, cpu);
@@ -328,4 +408,77 @@ void __init files_defer_init(void)
        int i;
        for_each_possible_cpu(i)
                fdtable_defer_list_init(i);
+       sysctl_nr_open_max = min((size_t)INT_MAX, ~(size_t)0/sizeof(void *)) &
+                            -BITS_PER_LONG;
+}
+
+struct files_struct init_files = {
+       .count          = ATOMIC_INIT(1),
+       .fdt            = &init_files.fdtab,
+       .fdtab          = {
+               .max_fds        = NR_OPEN_DEFAULT,
+               .fd             = &init_files.fd_array[0],
+               .close_on_exec  = init_files.close_on_exec_init,
+               .open_fds       = init_files.open_fds_init,
+       },
+       .file_lock      = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(init_task.file_lock),
+};
+
+/*
+ * allocate a file descriptor, mark it busy.
+ */
+int alloc_fd(unsigned start, unsigned flags)
+{
+       struct files_struct *files = current->files;
+       unsigned int fd;
+       int error;
+       struct fdtable *fdt;
+
+       spin_lock(&files->file_lock);
+repeat:
+       fdt = files_fdtable(files);
+       fd = start;
+       if (fd < files->next_fd)
+               fd = files->next_fd;
+
+       if (fd < fdt->max_fds)
+               fd = find_next_zero_bit(fdt->open_fds, fdt->max_fds, fd);
+
+       error = expand_files(files, fd);
+       if (error < 0)
+               goto out;
+
+       /*
+        * If we needed to expand the fs array we
+        * might have blocked - try again.
+        */
+       if (error)
+               goto repeat;
+
+       if (start <= files->next_fd)
+               files->next_fd = fd + 1;
+
+       __set_open_fd(fd, fdt);
+       if (flags & O_CLOEXEC)
+               __set_close_on_exec(fd, fdt);
+       else
+               __clear_close_on_exec(fd, fdt);
+       error = fd;
+#if 1
+       /* Sanity check */
+       if (rcu_dereference_raw(fdt->fd[fd]) != NULL) {
+               printk(KERN_WARNING "alloc_fd: slot %d not NULL!\n", fd);
+               rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], NULL);
+       }
+#endif
+
+out:
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+       return error;
+}
+
+int get_unused_fd(void)
+{
+       return alloc_fd(0, 0);
 }
+EXPORT_SYMBOL(get_unused_fd);