new helper: iterate_fd()
[linux-3.10.git] / fs / file.c
index 2a991ac..e6e4181 100644 (file)
--- a/fs/file.c
+++ b/fs/file.c
@@ -6,12 +6,17 @@
  *  Manage the dynamic fd arrays in the process files_struct.
  */
 
+#include <linux/syscalls.h>
+#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>
 struct fdtable_defer {
        spinlock_t lock;
        struct work_struct wq;
-       struct timer_list timer;
        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
@@ -33,66 +41,36 @@ 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_fdset);
-       free_fdset(fdt->close_on_exec, fdt->max_fdset);
-       free_fd_array(fdt->fd, fdt->max_fds);
+       free_fdmem(fdt->fd);
+       free_fdmem(fdt->open_fds);
        kfree(fdt);
 }
 
-static void fdtable_timer(unsigned long data)
-{
-       struct fdtable_defer *fddef = (struct fdtable_defer *)data;
-
-       spin_lock(&fddef->lock);
-       /*
-        * If someone already emptied the queue return.
-        */
-       if (!fddef->next)
-               goto out;
-       if (!schedule_work(&fddef->wq))
-               mod_timer(&fddef->timer, 5);
-out:
-       spin_unlock(&fddef->lock);
-}
-
-static void free_fdtable_work(struct fdtable_defer *f)
+static void free_fdtable_work(struct work_struct *work)
 {
+       struct fdtable_defer *f =
+               container_of(work, struct fdtable_defer, wq);
        struct fdtable *fdt;
 
        spin_lock_bh(&f->lock);
@@ -101,6 +79,7 @@ static void free_fdtable_work(struct fdtable_defer *f)
        spin_unlock_bh(&f->lock);
        while(fdt) {
                struct fdtable *next = fdt->next;
+
                __free_fdtable(fdt);
                fdt = next;
        }
@@ -109,181 +88,101 @@ static void free_fdtable_work(struct fdtable_defer *f)
 static 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_fdset / 8;
-       fdarray_size = fdt->max_fds * sizeof(struct file *);
+       BUG_ON(fdt->max_fds <= NR_OPEN_DEFAULT);
 
-       if (fdt->free_files) {
-               /*
-                * 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.
-                */
-               kmem_cache_free(files_cachep, fdt->free_files);
-               return;
-       }
-       if (fdt->max_fdset <= EMBEDDED_FD_SET_SIZE &&
-               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);
                spin_lock(&fddef->lock);
                fdt->next = fddef->next;
                fddef->next = fdt;
-               /*
-                * vmallocs are handled from the workqueue context.
-                * If the per-cpu workqueue is running, then we
-                * defer work scheduling through a timer.
-                */
-               if (!schedule_work(&fddef->wq))
-                       mod_timer(&fddef->timer, 5);
+               /* vmallocs are handled from the workqueue context */
+               schedule_work(&fddef->wq);
                spin_unlock(&fddef->lock);
                put_cpu_var(fdtable_defer_list);
        }
 }
 
-void free_fdtable(struct fdtable *fdt)
-{
-       if (fdt->free_files ||
-               fdt->max_fdset > EMBEDDED_FD_SET_SIZE ||
-               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;
+       unsigned int cpy, set;
 
-       BUG_ON(nfdt->max_fdset < fdt->max_fdset);
-       BUG_ON(nfdt->max_fds < fdt->max_fds);
-       /* Copy the existing tables and install the new pointers */
+       BUG_ON(nfdt->max_fds < ofdt->max_fds);
 
-       i = fdt->max_fdset / (sizeof(unsigned long) * 8);
-       count = (nfdt->max_fdset - fdt->max_fdset) / 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_fdset/8);
-               memcpy (nfdt->close_on_exec, fdt->close_on_exec,
-                                               fdt->max_fdset/8);
-               memset (&nfdt->open_fds->fds_bits[i], 0, count);
-               memset (&nfdt->close_on_exec->fds_bits[i], 0, count);
-       }
+       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);
 
-       /* 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 *));
-       }
+       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);
 }
 
-/*
- * Allocate an fdset array, using kmalloc or vmalloc.
- * Note: the array isn't cleared at allocation time.
- */
-fd_set * alloc_fdset(int num)
+static struct fdtable * alloc_fdtable(unsigned int nr)
 {
-       fd_set *new_fdset;
-       int size = num / 8;
-
-       if (size <= PAGE_SIZE)
-               new_fdset = (fd_set *) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
-       else
-               new_fdset = (fd_set *) vmalloc(size);
-       return new_fdset;
-}
-
-void free_fdset(fd_set *array, int num)
-{
-       if (num <= EMBEDDED_FD_SET_SIZE) /* Don't free an embedded fdset */
-               return;
-       else if (num <= 8 * PAGE_SIZE)
-               kfree(array);
-       else
-               vfree(array);
-}
+       struct fdtable *fdt;
+       void *data;
 
-static struct fdtable *alloc_fdtable(int nr)
-{
-       struct fdtable *fdt = NULL;
-       int nfds = 0;
-       fd_set *new_openset = NULL, *new_execset = NULL;
-       struct file **new_fds;
+       /*
+        * 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.
+        */
+       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 = kzalloc(sizeof(*fdt), GFP_KERNEL);
+       fdt = kmalloc(sizeof(struct fdtable), GFP_KERNEL);
        if (!fdt)
-               goto out;
-
-       nfds = max_t(int, 8 * L1_CACHE_BYTES, roundup_pow_of_two(nr + 1));
-       if (nfds > NR_OPEN)
-               nfds = NR_OPEN;
-
-       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;
-       fdt->max_fdset = nfds;
+               goto out;
+       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;
 
-       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.
-        */
-       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_fds = alloc_fd_array(nfds);
-       if (!new_fds)
-               goto out2;
-       fdt->fd = new_fds;
-       fdt->max_fds = nfds;
-       fdt->free_files = NULL;
        return fdt;
-out2:
-       nfds = fdt->max_fdset;
-out:
-       free_fdset(new_openset, nfds);
-       free_fdset(new_execset, nfds);
+
+out_arr:
+       free_fdmem(fdt->fd);
+out_fdt:
        kfree(fdt);
+out:
        return NULL;
 }
 
@@ -306,20 +205,27 @@ 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
         */
        cur_fdt = files_fdtable(files);
-       if (nr >= cur_fdt->max_fds || nr >= cur_fdt->max_fdset) {
+       if (nr >= cur_fdt->max_fds) {
                /* 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)
+                       call_rcu(&cur_fdt->rcu, free_fdtable_rcu);
        } else {
                /* Somebody else expanded, so undo our attempt */
-               spin_unlock(&files->file_lock);
                __free_fdtable(new_fdt);
-               spin_lock(&files->file_lock);
        }
        return 1;
 }
@@ -332,31 +238,263 @@ static int expand_fdtable(struct files_struct *files, int nr)
  * expanded and execution may have blocked.
  * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
  */
-int expand_files(struct files_struct *files, int nr)
+static int expand_files(struct files_struct *files, int nr)
 {
        struct fdtable *fdt;
 
        fdt = files_fdtable(files);
+
        /* Do we need to expand? */
-       if (nr < fdt->max_fdset && nr < fdt->max_fds)
+       if (nr < fdt->max_fds)
                return 0;
+
        /* Can we expand? */
-       if (fdt->max_fdset >= NR_OPEN || fdt->max_fds >= NR_OPEN ||
-           nr >= NR_OPEN)
+       if (nr >= sysctl_nr_open)
                return -EMFILE;
 
        /* All good, so we try */
        return expand_fdtable(files, nr);
 }
 
+static inline void __set_close_on_exec(int fd, struct fdtable *fdt)
+{
+       __set_bit(fd, fdt->close_on_exec);
+}
+
+static inline void __clear_close_on_exec(int fd, struct fdtable *fdt)
+{
+       __clear_bit(fd, fdt->close_on_exec);
+}
+
+static inline void __set_open_fd(int fd, struct fdtable *fdt)
+{
+       __set_bit(fd, fdt->open_fds);
+}
+
+static inline void __clear_open_fd(int fd, struct fdtable *fdt)
+{
+       __clear_bit(fd, fdt->open_fds);
+}
+
+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 close_files(struct files_struct * files)
+{
+       int i, j;
+       struct fdtable *fdt;
+
+       j = 0;
+
+       /*
+        * It is safe to dereference the fd table without RCU or
+        * ->file_lock because this is the last reference to the
+        * files structure.  But use RCU to shut RCU-lockdep up.
+        */
+       rcu_read_lock();
+       fdt = files_fdtable(files);
+       rcu_read_unlock();
+       for (;;) {
+               unsigned long set;
+               i = j * BITS_PER_LONG;
+               if (i >= fdt->max_fds)
+                       break;
+               set = fdt->open_fds[j++];
+               while (set) {
+                       if (set & 1) {
+                               struct file * file = xchg(&fdt->fd[i], NULL);
+                               if (file) {
+                                       filp_close(file, files);
+                                       cond_resched();
+                               }
+                       }
+                       i++;
+                       set >>= 1;
+               }
+       }
+}
+
+struct files_struct *get_files_struct(struct task_struct *task)
+{
+       struct files_struct *files;
+
+       task_lock(task);
+       files = task->files;
+       if (files)
+               atomic_inc(&files->count);
+       task_unlock(task);
+
+       return files;
+}
+
+void put_files_struct(struct files_struct *files)
+{
+       struct fdtable *fdt;
+
+       if (atomic_dec_and_test(&files->count)) {
+               close_files(files);
+               /* not really needed, since nobody can see us */
+               rcu_read_lock();
+               fdt = files_fdtable(files);
+               rcu_read_unlock();
+               /* free the arrays if they are not embedded */
+               if (fdt != &files->fdtab)
+                       __free_fdtable(fdt);
+               kmem_cache_free(files_cachep, files);
+       }
+}
+
+void reset_files_struct(struct files_struct *files)
+{
+       struct task_struct *tsk = current;
+       struct files_struct *old;
+
+       old = tsk->files;
+       task_lock(tsk);
+       tsk->files = files;
+       task_unlock(tsk);
+       put_files_struct(old);
+}
+
+void exit_files(struct task_struct *tsk)
+{
+       struct files_struct * files = tsk->files;
+
+       if (files) {
+               task_lock(tsk);
+               tsk->files = NULL;
+               task_unlock(tsk);
+               put_files_struct(files);
+       }
+}
+
 static void __devinit fdtable_defer_list_init(int cpu)
 {
        struct fdtable_defer *fddef = &per_cpu(fdtable_defer_list, cpu);
        spin_lock_init(&fddef->lock);
-       INIT_WORK(&fddef->wq, (void (*)(void *))free_fdtable_work, fddef);
-       init_timer(&fddef->timer);
-       fddef->timer.data = (unsigned long)fddef;
-       fddef->timer.function = fdtable_timer;
+       INIT_WORK(&fddef->wq, free_fdtable_work);
        fddef->next = NULL;
 }
 
@@ -365,4 +503,500 @@ 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(struct files_struct *files,
+              unsigned start, unsigned end, unsigned flags)
+{
+       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);
+
+       /*
+        * N.B. For clone tasks sharing a files structure, this test
+        * will limit the total number of files that can be opened.
+        */
+       error = -EMFILE;
+       if (fd >= end)
+               goto out;
+
+       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;
+}
+
+static int alloc_fd(unsigned start, unsigned flags)
+{
+       return __alloc_fd(current->files, start, rlimit(RLIMIT_NOFILE), flags);
+}
+
+int get_unused_fd_flags(unsigned flags)
+{
+       return __alloc_fd(current->files, 0, rlimit(RLIMIT_NOFILE), flags);
+}
+EXPORT_SYMBOL(get_unused_fd_flags);
+
+static void __put_unused_fd(struct files_struct *files, unsigned int fd)
+{
+       struct fdtable *fdt = files_fdtable(files);
+       __clear_open_fd(fd, fdt);
+       if (fd < files->next_fd)
+               files->next_fd = fd;
+}
+
+void put_unused_fd(unsigned int fd)
+{
+       struct files_struct *files = current->files;
+       spin_lock(&files->file_lock);
+       __put_unused_fd(files, fd);
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+}
+
+EXPORT_SYMBOL(put_unused_fd);
+
+/*
+ * Install a file pointer in the fd array.
+ *
+ * The VFS is full of places where we drop the files lock between
+ * setting the open_fds bitmap and installing the file in the file
+ * array.  At any such point, we are vulnerable to a dup2() race
+ * installing a file in the array before us.  We need to detect this and
+ * fput() the struct file we are about to overwrite in this case.
+ *
+ * It should never happen - if we allow dup2() do it, _really_ bad things
+ * will follow.
+ *
+ * NOTE: __fd_install() variant is really, really low-level; don't
+ * use it unless you are forced to by truly lousy API shoved down
+ * your throat.  'files' *MUST* be either current->files or obtained
+ * by get_files_struct(current) done by whoever had given it to you,
+ * or really bad things will happen.  Normally you want to use
+ * fd_install() instead.
+ */
+
+void __fd_install(struct files_struct *files, unsigned int fd,
+               struct file *file)
+{
+       struct fdtable *fdt;
+       spin_lock(&files->file_lock);
+       fdt = files_fdtable(files);
+       BUG_ON(fdt->fd[fd] != NULL);
+       rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], file);
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+}
+
+void fd_install(unsigned int fd, struct file *file)
+{
+       __fd_install(current->files, fd, file);
+}
+
+EXPORT_SYMBOL(fd_install);
+
+/*
+ * The same warnings as for __alloc_fd()/__fd_install() apply here...
+ */
+int __close_fd(struct files_struct *files, unsigned fd)
+{
+       struct file *file;
+       struct fdtable *fdt;
+
+       spin_lock(&files->file_lock);
+       fdt = files_fdtable(files);
+       if (fd >= fdt->max_fds)
+               goto out_unlock;
+       file = fdt->fd[fd];
+       if (!file)
+               goto out_unlock;
+       rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], NULL);
+       __clear_close_on_exec(fd, fdt);
+       __put_unused_fd(files, fd);
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+       return filp_close(file, files);
+
+out_unlock:
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+       return -EBADF;
+}
+
+void do_close_on_exec(struct files_struct *files)
+{
+       unsigned i;
+       struct fdtable *fdt;
+
+       /* exec unshares first */
+       BUG_ON(atomic_read(&files->count) != 1);
+       spin_lock(&files->file_lock);
+       for (i = 0; ; i++) {
+               unsigned long set;
+               unsigned fd = i * BITS_PER_LONG;
+               fdt = files_fdtable(files);
+               if (fd >= fdt->max_fds)
+                       break;
+               set = fdt->close_on_exec[i];
+               if (!set)
+                       continue;
+               fdt->close_on_exec[i] = 0;
+               for ( ; set ; fd++, set >>= 1) {
+                       struct file *file;
+                       if (!(set & 1))
+                               continue;
+                       file = fdt->fd[fd];
+                       if (!file)
+                               continue;
+                       rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], NULL);
+                       __put_unused_fd(files, fd);
+                       spin_unlock(&files->file_lock);
+                       filp_close(file, files);
+                       cond_resched();
+                       spin_lock(&files->file_lock);
+               }
+
+       }
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+}
+
+struct file *fget(unsigned int fd)
+{
+       struct file *file;
+       struct files_struct *files = current->files;
+
+       rcu_read_lock();
+       file = fcheck_files(files, fd);
+       if (file) {
+               /* File object ref couldn't be taken */
+               if (file->f_mode & FMODE_PATH ||
+                   !atomic_long_inc_not_zero(&file->f_count))
+                       file = NULL;
+       }
+       rcu_read_unlock();
+
+       return file;
+}
+
+EXPORT_SYMBOL(fget);
+
+struct file *fget_raw(unsigned int fd)
+{
+       struct file *file;
+       struct files_struct *files = current->files;
+
+       rcu_read_lock();
+       file = fcheck_files(files, fd);
+       if (file) {
+               /* File object ref couldn't be taken */
+               if (!atomic_long_inc_not_zero(&file->f_count))
+                       file = NULL;
+       }
+       rcu_read_unlock();
+
+       return file;
+}
+
+EXPORT_SYMBOL(fget_raw);
+
+/*
+ * Lightweight file lookup - no refcnt increment if fd table isn't shared.
+ *
+ * You can use this instead of fget if you satisfy all of the following
+ * conditions:
+ * 1) You must call fput_light before exiting the syscall and returning control
+ *    to userspace (i.e. you cannot remember the returned struct file * after
+ *    returning to userspace).
+ * 2) You must not call filp_close on the returned struct file * in between
+ *    calls to fget_light and fput_light.
+ * 3) You must not clone the current task in between the calls to fget_light
+ *    and fput_light.
+ *
+ * The fput_needed flag returned by fget_light should be passed to the
+ * corresponding fput_light.
+ */
+struct file *fget_light(unsigned int fd, int *fput_needed)
+{
+       struct file *file;
+       struct files_struct *files = current->files;
+
+       *fput_needed = 0;
+       if (atomic_read(&files->count) == 1) {
+               file = fcheck_files(files, fd);
+               if (file && (file->f_mode & FMODE_PATH))
+                       file = NULL;
+       } else {
+               rcu_read_lock();
+               file = fcheck_files(files, fd);
+               if (file) {
+                       if (!(file->f_mode & FMODE_PATH) &&
+                           atomic_long_inc_not_zero(&file->f_count))
+                               *fput_needed = 1;
+                       else
+                               /* Didn't get the reference, someone's freed */
+                               file = NULL;
+               }
+               rcu_read_unlock();
+       }
+
+       return file;
+}
+
+struct file *fget_raw_light(unsigned int fd, int *fput_needed)
+{
+       struct file *file;
+       struct files_struct *files = current->files;
+
+       *fput_needed = 0;
+       if (atomic_read(&files->count) == 1) {
+               file = fcheck_files(files, fd);
+       } else {
+               rcu_read_lock();
+               file = fcheck_files(files, fd);
+               if (file) {
+                       if (atomic_long_inc_not_zero(&file->f_count))
+                               *fput_needed = 1;
+                       else
+                               /* Didn't get the reference, someone's freed */
+                               file = NULL;
+               }
+               rcu_read_unlock();
+       }
+
+       return file;
+}
+
+void set_close_on_exec(unsigned int fd, int flag)
+{
+       struct files_struct *files = current->files;
+       struct fdtable *fdt;
+       spin_lock(&files->file_lock);
+       fdt = files_fdtable(files);
+       if (flag)
+               __set_close_on_exec(fd, fdt);
+       else
+               __clear_close_on_exec(fd, fdt);
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+}
+
+bool get_close_on_exec(unsigned int fd)
+{
+       struct files_struct *files = current->files;
+       struct fdtable *fdt;
+       bool res;
+       rcu_read_lock();
+       fdt = files_fdtable(files);
+       res = close_on_exec(fd, fdt);
+       rcu_read_unlock();
+       return res;
+}
+
+static int do_dup2(struct files_struct *files,
+       struct file *file, unsigned fd, unsigned flags)
+{
+       struct file *tofree;
+       struct fdtable *fdt;
+
+       /*
+        * We need to detect attempts to do dup2() over allocated but still
+        * not finished descriptor.  NB: OpenBSD avoids that at the price of
+        * extra work in their equivalent of fget() - they insert struct
+        * file immediately after grabbing descriptor, mark it larval if
+        * more work (e.g. actual opening) is needed and make sure that
+        * fget() treats larval files as absent.  Potentially interesting,
+        * but while extra work in fget() is trivial, locking implications
+        * and amount of surgery on open()-related paths in VFS are not.
+        * FreeBSD fails with -EBADF in the same situation, NetBSD "solution"
+        * deadlocks in rather amusing ways, AFAICS.  All of that is out of
+        * scope of POSIX or SUS, since neither considers shared descriptor
+        * tables and this condition does not arise without those.
+        */
+       fdt = files_fdtable(files);
+       tofree = fdt->fd[fd];
+       if (!tofree && fd_is_open(fd, fdt))
+               goto Ebusy;
+       get_file(file);
+       rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], file);
+       __set_open_fd(fd, fdt);
+       if (flags & O_CLOEXEC)
+               __set_close_on_exec(fd, fdt);
+       else
+               __clear_close_on_exec(fd, fdt);
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+
+       if (tofree)
+               filp_close(tofree, files);
+
+       return fd;
+
+Ebusy:
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+       return -EBUSY;
+}
+
+int replace_fd(unsigned fd, struct file *file, unsigned flags)
+{
+       int err;
+       struct files_struct *files = current->files;
+
+       if (!file)
+               return __close_fd(files, fd);
+
+       if (fd >= rlimit(RLIMIT_NOFILE))
+               return -EMFILE;
+
+       spin_lock(&files->file_lock);
+       err = expand_files(files, fd);
+       if (unlikely(err < 0))
+               goto out_unlock;
+       return do_dup2(files, file, fd, flags);
+
+out_unlock:
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+       return err;
+}
+
+SYSCALL_DEFINE3(dup3, unsigned int, oldfd, unsigned int, newfd, int, flags)
+{
+       int err = -EBADF;
+       struct file *file;
+       struct files_struct *files = current->files;
+
+       if ((flags & ~O_CLOEXEC) != 0)
+               return -EINVAL;
+
+       if (newfd >= rlimit(RLIMIT_NOFILE))
+               return -EMFILE;
+
+       spin_lock(&files->file_lock);
+       err = expand_files(files, newfd);
+       file = fcheck(oldfd);
+       if (unlikely(!file))
+               goto Ebadf;
+       if (unlikely(err < 0)) {
+               if (err == -EMFILE)
+                       goto Ebadf;
+               goto out_unlock;
+       }
+       return do_dup2(files, file, newfd, flags);
+
+Ebadf:
+       err = -EBADF;
+out_unlock:
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+       return err;
+}
+
+SYSCALL_DEFINE2(dup2, unsigned int, oldfd, unsigned int, newfd)
+{
+       if (unlikely(newfd == oldfd)) { /* corner case */
+               struct files_struct *files = current->files;
+               int retval = oldfd;
+
+               rcu_read_lock();
+               if (!fcheck_files(files, oldfd))
+                       retval = -EBADF;
+               rcu_read_unlock();
+               return retval;
+       }
+       return sys_dup3(oldfd, newfd, 0);
+}
+
+SYSCALL_DEFINE1(dup, unsigned int, fildes)
+{
+       int ret = -EBADF;
+       struct file *file = fget_raw(fildes);
+
+       if (file) {
+               ret = get_unused_fd();
+               if (ret >= 0)
+                       fd_install(ret, file);
+               else
+                       fput(file);
+       }
+       return ret;
+}
+
+int f_dupfd(unsigned int from, struct file *file, unsigned flags)
+{
+       int err;
+       if (from >= rlimit(RLIMIT_NOFILE))
+               return -EINVAL;
+       err = alloc_fd(from, flags);
+       if (err >= 0) {
+               get_file(file);
+               fd_install(err, file);
+       }
+       return err;
+}
+
+int iterate_fd(struct files_struct *files, unsigned n,
+               int (*f)(const void *, struct file *, unsigned),
+               const void *p)
+{
+       struct fdtable *fdt;
+       struct file *file;
+       int res = 0;
+       if (!files)
+               return 0;
+       spin_lock(&files->file_lock);
+       fdt = files_fdtable(files);
+       while (!res && n < fdt->max_fds) {
+               file = rcu_dereference_check_fdtable(files, fdt->fd[n++]);
+               if (file)
+                       res = f(p, file, n);
+       }
+       spin_unlock(&files->file_lock);
+       return res;
 }
+EXPORT_SYMBOL(iterate_fd);