Merge branch 'next' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jmorris/linux...
[linux-3.10.git] / fs / file_table.c
1 /*
2  *  linux/fs/file_table.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 1997 David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu)
6  */
7
8 #include <linux/string.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fdtable.h>
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/fs.h>
15 #include <linux/security.h>
16 #include <linux/eventpoll.h>
17 #include <linux/rcupdate.h>
18 #include <linux/mount.h>
19 #include <linux/capability.h>
20 #include <linux/cdev.h>
21 #include <linux/fsnotify.h>
22 #include <linux/sysctl.h>
23 #include <linux/lglock.h>
24 #include <linux/percpu_counter.h>
25 #include <linux/percpu.h>
26 #include <linux/hardirq.h>
27 #include <linux/task_work.h>
28 #include <linux/ima.h>
29
30 #include <linux/atomic.h>
31
32 #include "internal.h"
33
34 /* sysctl tunables... */
35 struct files_stat_struct files_stat = {
36         .max_files = NR_FILE
37 };
38
39 DEFINE_LGLOCK(files_lglock);
40
41 /* SLAB cache for file structures */
42 static struct kmem_cache *filp_cachep __read_mostly;
43
44 static struct percpu_counter nr_files __cacheline_aligned_in_smp;
45
46 static void file_free_rcu(struct rcu_head *head)
47 {
48         struct file *f = container_of(head, struct file, f_u.fu_rcuhead);
49
50         put_cred(f->f_cred);
51         kmem_cache_free(filp_cachep, f);
52 }
53
54 static inline void file_free(struct file *f)
55 {
56         percpu_counter_dec(&nr_files);
57         file_check_state(f);
58         call_rcu(&f->f_u.fu_rcuhead, file_free_rcu);
59 }
60
61 /*
62  * Return the total number of open files in the system
63  */
64 static long get_nr_files(void)
65 {
66         return percpu_counter_read_positive(&nr_files);
67 }
68
69 /*
70  * Return the maximum number of open files in the system
71  */
72 unsigned long get_max_files(void)
73 {
74         return files_stat.max_files;
75 }
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_max_files);
77
78 /*
79  * Handle nr_files sysctl
80  */
81 #if defined(CONFIG_SYSCTL) && defined(CONFIG_PROC_FS)
82 int proc_nr_files(ctl_table *table, int write,
83                      void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
84 {
85         files_stat.nr_files = get_nr_files();
86         return proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
87 }
88 #else
89 int proc_nr_files(ctl_table *table, int write,
90                      void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
91 {
92         return -ENOSYS;
93 }
94 #endif
95
96 /* Find an unused file structure and return a pointer to it.
97  * Returns NULL, if there are no more free file structures or
98  * we run out of memory.
99  *
100  * Be very careful using this.  You are responsible for
101  * getting write access to any mount that you might assign
102  * to this filp, if it is opened for write.  If this is not
103  * done, you will imbalance int the mount's writer count
104  * and a warning at __fput() time.
105  */
106 struct file *get_empty_filp(void)
107 {
108         const struct cred *cred = current_cred();
109         static long old_max;
110         struct file * f;
111
112         /*
113          * Privileged users can go above max_files
114          */
115         if (get_nr_files() >= files_stat.max_files && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
116                 /*
117                  * percpu_counters are inaccurate.  Do an expensive check before
118                  * we go and fail.
119                  */
120                 if (percpu_counter_sum_positive(&nr_files) >= files_stat.max_files)
121                         goto over;
122         }
123
124         f = kmem_cache_zalloc(filp_cachep, GFP_KERNEL);
125         if (f == NULL)
126                 goto fail;
127
128         percpu_counter_inc(&nr_files);
129         f->f_cred = get_cred(cred);
130         if (security_file_alloc(f))
131                 goto fail_sec;
132
133         INIT_LIST_HEAD(&f->f_u.fu_list);
134         atomic_long_set(&f->f_count, 1);
135         rwlock_init(&f->f_owner.lock);
136         spin_lock_init(&f->f_lock);
137         eventpoll_init_file(f);
138         /* f->f_version: 0 */
139         return f;
140
141 over:
142         /* Ran out of filps - report that */
143         if (get_nr_files() > old_max) {
144                 pr_info("VFS: file-max limit %lu reached\n", get_max_files());
145                 old_max = get_nr_files();
146         }
147         goto fail;
148
149 fail_sec:
150         file_free(f);
151 fail:
152         return NULL;
153 }
154
155 /**
156  * alloc_file - allocate and initialize a 'struct file'
157  * @mnt: the vfsmount on which the file will reside
158  * @dentry: the dentry representing the new file
159  * @mode: the mode with which the new file will be opened
160  * @fop: the 'struct file_operations' for the new file
161  *
162  * Use this instead of get_empty_filp() to get a new
163  * 'struct file'.  Do so because of the same initialization
164  * pitfalls reasons listed for init_file().  This is a
165  * preferred interface to using init_file().
166  *
167  * If all the callers of init_file() are eliminated, its
168  * code should be moved into this function.
169  */
170 struct file *alloc_file(struct path *path, fmode_t mode,
171                 const struct file_operations *fop)
172 {
173         struct file *file;
174
175         file = get_empty_filp();
176         if (!file)
177                 return NULL;
178
179         file->f_path = *path;
180         file->f_mapping = path->dentry->d_inode->i_mapping;
181         file->f_mode = mode;
182         file->f_op = fop;
183
184         /*
185          * These mounts don't really matter in practice
186          * for r/o bind mounts.  They aren't userspace-
187          * visible.  We do this for consistency, and so
188          * that we can do debugging checks at __fput()
189          */
190         if ((mode & FMODE_WRITE) && !special_file(path->dentry->d_inode->i_mode)) {
191                 file_take_write(file);
192                 WARN_ON(mnt_clone_write(path->mnt));
193         }
194         if ((mode & (FMODE_READ | FMODE_WRITE)) == FMODE_READ)
195                 i_readcount_inc(path->dentry->d_inode);
196         return file;
197 }
198 EXPORT_SYMBOL(alloc_file);
199
200 /**
201  * drop_file_write_access - give up ability to write to a file
202  * @file: the file to which we will stop writing
203  *
204  * This is a central place which will give up the ability
205  * to write to @file, along with access to write through
206  * its vfsmount.
207  */
208 static void drop_file_write_access(struct file *file)
209 {
210         struct vfsmount *mnt = file->f_path.mnt;
211         struct dentry *dentry = file->f_path.dentry;
212         struct inode *inode = dentry->d_inode;
213
214         put_write_access(inode);
215
216         if (special_file(inode->i_mode))
217                 return;
218         if (file_check_writeable(file) != 0)
219                 return;
220         __mnt_drop_write(mnt);
221         file_release_write(file);
222 }
223
224 /* the real guts of fput() - releasing the last reference to file
225  */
226 static void __fput(struct file *file)
227 {
228         struct dentry *dentry = file->f_path.dentry;
229         struct vfsmount *mnt = file->f_path.mnt;
230         struct inode *inode = dentry->d_inode;
231
232         might_sleep();
233
234         fsnotify_close(file);
235         /*
236          * The function eventpoll_release() should be the first called
237          * in the file cleanup chain.
238          */
239         eventpoll_release(file);
240         locks_remove_flock(file);
241
242         if (unlikely(file->f_flags & FASYNC)) {
243                 if (file->f_op && file->f_op->fasync)
244                         file->f_op->fasync(-1, file, 0);
245         }
246         ima_file_free(file);
247         if (file->f_op && file->f_op->release)
248                 file->f_op->release(inode, file);
249         security_file_free(file);
250         if (unlikely(S_ISCHR(inode->i_mode) && inode->i_cdev != NULL &&
251                      !(file->f_mode & FMODE_PATH))) {
252                 cdev_put(inode->i_cdev);
253         }
254         fops_put(file->f_op);
255         put_pid(file->f_owner.pid);
256         if ((file->f_mode & (FMODE_READ | FMODE_WRITE)) == FMODE_READ)
257                 i_readcount_dec(inode);
258         if (file->f_mode & FMODE_WRITE)
259                 drop_file_write_access(file);
260         file->f_path.dentry = NULL;
261         file->f_path.mnt = NULL;
262         file_free(file);
263         dput(dentry);
264         mntput(mnt);
265 }
266
267 static DEFINE_SPINLOCK(delayed_fput_lock);
268 static LIST_HEAD(delayed_fput_list);
269 static void delayed_fput(struct work_struct *unused)
270 {
271         LIST_HEAD(head);
272         spin_lock_irq(&delayed_fput_lock);
273         list_splice_init(&delayed_fput_list, &head);
274         spin_unlock_irq(&delayed_fput_lock);
275         while (!list_empty(&head)) {
276                 struct file *f = list_first_entry(&head, struct file, f_u.fu_list);
277                 list_del_init(&f->f_u.fu_list);
278                 __fput(f);
279         }
280 }
281
282 static void ____fput(struct callback_head *work)
283 {
284         __fput(container_of(work, struct file, f_u.fu_rcuhead));
285 }
286
287 /*
288  * If kernel thread really needs to have the final fput() it has done
289  * to complete, call this.  The only user right now is the boot - we
290  * *do* need to make sure our writes to binaries on initramfs has
291  * not left us with opened struct file waiting for __fput() - execve()
292  * won't work without that.  Please, don't add more callers without
293  * very good reasons; in particular, never call that with locks
294  * held and never call that from a thread that might need to do
295  * some work on any kind of umount.
296  */
297 void flush_delayed_fput(void)
298 {
299         delayed_fput(NULL);
300 }
301
302 static DECLARE_WORK(delayed_fput_work, delayed_fput);
303
304 void fput(struct file *file)
305 {
306         if (atomic_long_dec_and_test(&file->f_count)) {
307                 struct task_struct *task = current;
308                 file_sb_list_del(file);
309                 if (unlikely(in_interrupt() || task->flags & PF_KTHREAD)) {
310                         unsigned long flags;
311                         spin_lock_irqsave(&delayed_fput_lock, flags);
312                         list_add(&file->f_u.fu_list, &delayed_fput_list);
313                         schedule_work(&delayed_fput_work);
314                         spin_unlock_irqrestore(&delayed_fput_lock, flags);
315                         return;
316                 }
317                 init_task_work(&file->f_u.fu_rcuhead, ____fput);
318                 task_work_add(task, &file->f_u.fu_rcuhead, true);
319         }
320 }
321
322 /*
323  * synchronous analog of fput(); for kernel threads that might be needed
324  * in some umount() (and thus can't use flush_delayed_fput() without
325  * risking deadlocks), need to wait for completion of __fput() and know
326  * for this specific struct file it won't involve anything that would
327  * need them.  Use only if you really need it - at the very least,
328  * don't blindly convert fput() by kernel thread to that.
329  */
330 void __fput_sync(struct file *file)
331 {
332         if (atomic_long_dec_and_test(&file->f_count)) {
333                 struct task_struct *task = current;
334                 file_sb_list_del(file);
335                 BUG_ON(!(task->flags & PF_KTHREAD));
336                 __fput(file);
337         }
338 }
339
340 EXPORT_SYMBOL(fput);
341
342 void put_filp(struct file *file)
343 {
344         if (atomic_long_dec_and_test(&file->f_count)) {
345                 security_file_free(file);
346                 file_sb_list_del(file);
347                 file_free(file);
348         }
349 }
350
351 static inline int file_list_cpu(struct file *file)
352 {
353 #ifdef CONFIG_SMP
354         return file->f_sb_list_cpu;
355 #else
356         return smp_processor_id();
357 #endif
358 }
359
360 /* helper for file_sb_list_add to reduce ifdefs */
361 static inline void __file_sb_list_add(struct file *file, struct super_block *sb)
362 {
363         struct list_head *list;
364 #ifdef CONFIG_SMP
365         int cpu;
366         cpu = smp_processor_id();
367         file->f_sb_list_cpu = cpu;
368         list = per_cpu_ptr(sb->s_files, cpu);
369 #else
370         list = &sb->s_files;
371 #endif
372         list_add(&file->f_u.fu_list, list);
373 }
374
375 /**
376  * file_sb_list_add - add a file to the sb's file list
377  * @file: file to add
378  * @sb: sb to add it to
379  *
380  * Use this function to associate a file with the superblock of the inode it
381  * refers to.
382  */
383 void file_sb_list_add(struct file *file, struct super_block *sb)
384 {
385         lg_local_lock(&files_lglock);
386         __file_sb_list_add(file, sb);
387         lg_local_unlock(&files_lglock);
388 }
389
390 /**
391  * file_sb_list_del - remove a file from the sb's file list
392  * @file: file to remove
393  * @sb: sb to remove it from
394  *
395  * Use this function to remove a file from its superblock.
396  */
397 void file_sb_list_del(struct file *file)
398 {
399         if (!list_empty(&file->f_u.fu_list)) {
400                 lg_local_lock_cpu(&files_lglock, file_list_cpu(file));
401                 list_del_init(&file->f_u.fu_list);
402                 lg_local_unlock_cpu(&files_lglock, file_list_cpu(file));
403         }
404 }
405
406 #ifdef CONFIG_SMP
407
408 /*
409  * These macros iterate all files on all CPUs for a given superblock.
410  * files_lglock must be held globally.
411  */
412 #define do_file_list_for_each_entry(__sb, __file)               \
413 {                                                               \
414         int i;                                                  \
415         for_each_possible_cpu(i) {                              \
416                 struct list_head *list;                         \
417                 list = per_cpu_ptr((__sb)->s_files, i);         \
418                 list_for_each_entry((__file), list, f_u.fu_list)
419
420 #define while_file_list_for_each_entry                          \
421         }                                                       \
422 }
423
424 #else
425
426 #define do_file_list_for_each_entry(__sb, __file)               \
427 {                                                               \
428         struct list_head *list;                                 \
429         list = &(sb)->s_files;                                  \
430         list_for_each_entry((__file), list, f_u.fu_list)
431
432 #define while_file_list_for_each_entry                          \
433 }
434
435 #endif
436
437 /**
438  *      mark_files_ro - mark all files read-only
439  *      @sb: superblock in question
440  *
441  *      All files are marked read-only.  We don't care about pending
442  *      delete files so this should be used in 'force' mode only.
443  */
444 void mark_files_ro(struct super_block *sb)
445 {
446         struct file *f;
447
448         lg_global_lock(&files_lglock);
449         do_file_list_for_each_entry(sb, f) {
450                 if (!S_ISREG(f->f_path.dentry->d_inode->i_mode))
451                        continue;
452                 if (!file_count(f))
453                         continue;
454                 if (!(f->f_mode & FMODE_WRITE))
455                         continue;
456                 spin_lock(&f->f_lock);
457                 f->f_mode &= ~FMODE_WRITE;
458                 spin_unlock(&f->f_lock);
459                 if (file_check_writeable(f) != 0)
460                         continue;
461                 file_release_write(f);
462                 mnt_drop_write_file(f);
463         } while_file_list_for_each_entry;
464         lg_global_unlock(&files_lglock);
465 }
466
467 void __init files_init(unsigned long mempages)
468
469         unsigned long n;
470
471         filp_cachep = kmem_cache_create("filp", sizeof(struct file), 0,
472                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
473
474         /*
475          * One file with associated inode and dcache is very roughly 1K.
476          * Per default don't use more than 10% of our memory for files. 
477          */ 
478
479         n = (mempages * (PAGE_SIZE / 1024)) / 10;
480         files_stat.max_files = max_t(unsigned long, n, NR_FILE);
481         files_defer_init();
482         lg_lock_init(&files_lglock, "files_lglock");
483         percpu_counter_init(&nr_files, 0);
484