Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
kern_descrip.c revision 1.224
      1 /*	$NetBSD: kern_descrip.c,v 1.224 2014/03/16 05:20:30 dholland Exp $	*/
      2 
      3 /*-
      4  * Copyright (c) 2008, 2009 The NetBSD Foundation, Inc.
      5  * All rights reserved.
      6  *
      7  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
      8  * by Andrew Doran.
      9  *
     10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
     11  * modification, are permitted provided that the following conditions
     12  * are met:
     13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     18  *
     19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
     20  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
     21  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
     22  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
     23  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
     24  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
     25  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
     26  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
     27  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
     28  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
     29  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
     30  */
     31 
     32 /*
     33  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1991, 1993
     34  *	The Regents of the University of California.  All rights reserved.
     35  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
     36  * All or some portions of this file are derived from material licensed
     37  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
     38  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
     39  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
     40  *
     41  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
     42  * modification, are permitted provided that the following conditions
     43  * are met:
     44  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     45  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     46  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     47  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     48  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     49  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
     50  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
     51  *    without specific prior written permission.
     52  *
     53  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
     54  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
     55  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
     56  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
     57  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
     58  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
     59  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
     60  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
     61  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
     62  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
     63  * SUCH DAMAGE.
     64  *
     65  *	@(#)kern_descrip.c	8.8 (Berkeley) 2/14/95
     66  */
     67 
     68 /*
     69  * File descriptor management.
     70  */
     71 
     72 #include <sys/cdefs.h>
     73 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: kern_descrip.c,v 1.224 2014/03/16 05:20:30 dholland Exp $");
     74 
     75 #include <sys/param.h>
     76 #include <sys/systm.h>
     77 #include <sys/filedesc.h>
     78 #include <sys/kernel.h>
     79 #include <sys/proc.h>
     80 #include <sys/file.h>
     81 #include <sys/socket.h>
     82 #include <sys/socketvar.h>
     83 #include <sys/stat.h>
     84 #include <sys/ioctl.h>
     85 #include <sys/fcntl.h>
     86 #include <sys/pool.h>
     87 #include <sys/unistd.h>
     88 #include <sys/resourcevar.h>
     89 #include <sys/conf.h>
     90 #include <sys/event.h>
     91 #include <sys/kauth.h>
     92 #include <sys/atomic.h>
     93 #include <sys/syscallargs.h>
     94 #include <sys/cpu.h>
     95 #include <sys/kmem.h>
     96 #include <sys/vnode.h>
     97 #include <sys/sysctl.h>
     98 #include <sys/ktrace.h>
     99 
    100 /*
    101  * A list (head) of open files, counter, and lock protecting them.
    102  */
    103 struct filelist		filehead	__cacheline_aligned;
    104 static u_int		nfiles		__cacheline_aligned;
    105 kmutex_t		filelist_lock	__cacheline_aligned;
    106 
    107 static pool_cache_t	filedesc_cache	__read_mostly;
    108 static pool_cache_t	file_cache	__read_mostly;
    109 static pool_cache_t	fdfile_cache	__read_mostly;
    110 
    111 static int	file_ctor(void *, void *, int);
    112 static void	file_dtor(void *, void *);
    113 static int	fdfile_ctor(void *, void *, int);
    114 static void	fdfile_dtor(void *, void *);
    115 static int	filedesc_ctor(void *, void *, int);
    116 static void	filedesc_dtor(void *, void *);
    117 static int	filedescopen(dev_t, int, int, lwp_t *);
    118 
    119 static int sysctl_kern_file(SYSCTLFN_PROTO);
    120 static int sysctl_kern_file2(SYSCTLFN_PROTO);
    121 static void fill_file(struct kinfo_file *, const file_t *, const fdfile_t *,
    122 		      int, pid_t);
    123 
    124 const struct cdevsw filedesc_cdevsw = {
    125 	.d_open = filedescopen,
    126 	.d_close = noclose,
    127 	.d_read = noread,
    128 	.d_write = nowrite,
    129 	.d_ioctl = noioctl,
    130 	.d_stop = nostop,
    131 	.d_tty = notty,
    132 	.d_poll = nopoll,
    133 	.d_mmap = nommap,
    134 	.d_kqfilter = nokqfilter,
    135 	.d_flag = D_OTHER | D_MPSAFE
    136 };
    137 
    138 /* For ease of reading. */
    139 __strong_alias(fd_putvnode,fd_putfile)
    140 __strong_alias(fd_putsock,fd_putfile)
    141 
    142 /*
    143  * Initialize the descriptor system.
    144  */
    145 void
    146 fd_sys_init(void)
    147 {
    148 	static struct sysctllog *clog;
    149 
    150 	mutex_init(&filelist_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    151 
    152 	file_cache = pool_cache_init(sizeof(file_t), coherency_unit, 0,
    153 	    0, "file", NULL, IPL_NONE, file_ctor, file_dtor, NULL);
    154 	KASSERT(file_cache != NULL);
    155 
    156 	fdfile_cache = pool_cache_init(sizeof(fdfile_t), coherency_unit, 0,
    157 	    PR_LARGECACHE, "fdfile", NULL, IPL_NONE, fdfile_ctor, fdfile_dtor,
    158 	    NULL);
    159 	KASSERT(fdfile_cache != NULL);
    160 
    161 	filedesc_cache = pool_cache_init(sizeof(filedesc_t), coherency_unit,
    162 	    0, 0, "filedesc", NULL, IPL_NONE, filedesc_ctor, filedesc_dtor,
    163 	    NULL);
    164 	KASSERT(filedesc_cache != NULL);
    165 
    166 	sysctl_createv(&clog, 0, NULL, NULL,
    167 		       CTLFLAG_PERMANENT,
    168 		       CTLTYPE_STRUCT, "file",
    169 		       SYSCTL_DESCR("System open file table"),
    170 		       sysctl_kern_file, 0, NULL, 0,
    171 		       CTL_KERN, KERN_FILE, CTL_EOL);
    172 	sysctl_createv(&clog, 0, NULL, NULL,
    173 		       CTLFLAG_PERMANENT,
    174 		       CTLTYPE_STRUCT, "file2",
    175 		       SYSCTL_DESCR("System open file table"),
    176 		       sysctl_kern_file2, 0, NULL, 0,
    177 		       CTL_KERN, KERN_FILE2, CTL_EOL);
    178 }
    179 
    180 static bool
    181 fd_isused(filedesc_t *fdp, unsigned fd)
    182 {
    183 	u_int off = fd >> NDENTRYSHIFT;
    184 
    185 	KASSERT(fd < fdp->fd_dt->dt_nfiles);
    186 
    187 	return (fdp->fd_lomap[off] & (1 << (fd & NDENTRYMASK))) != 0;
    188 }
    189 
    190 /*
    191  * Verify that the bitmaps match the descriptor table.
    192  */
    193 static inline void
    194 fd_checkmaps(filedesc_t *fdp)
    195 {
    196 #ifdef DEBUG
    197 	fdtab_t *dt;
    198 	u_int fd;
    199 
    200 	dt = fdp->fd_dt;
    201 	if (fdp->fd_refcnt == -1) {
    202 		/*
    203 		 * fd_free tears down the table without maintaining its bitmap.
    204 		 */
    205 		return;
    206 	}
    207 	for (fd = 0; fd < dt->dt_nfiles; fd++) {
    208 		if (fd < NDFDFILE) {
    209 			KASSERT(dt->dt_ff[fd] ==
    210 			    (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
    211 		}
    212 		if (dt->dt_ff[fd] == NULL) {
    213 			KASSERT(!fd_isused(fdp, fd));
    214 		} else if (dt->dt_ff[fd]->ff_file != NULL) {
    215 			KASSERT(fd_isused(fdp, fd));
    216 		}
    217 	}
    218 #endif
    219 }
    220 
    221 static int
    222 fd_next_zero(filedesc_t *fdp, uint32_t *bitmap, int want, u_int bits)
    223 {
    224 	int i, off, maxoff;
    225 	uint32_t sub;
    226 
    227 	KASSERT(mutex_owned(&fdp->fd_lock));
    228 
    229 	fd_checkmaps(fdp);
    230 
    231 	if (want > bits)
    232 		return -1;
    233 
    234 	off = want >> NDENTRYSHIFT;
    235 	i = want & NDENTRYMASK;
    236 	if (i) {
    237 		sub = bitmap[off] | ((u_int)~0 >> (NDENTRIES - i));
    238 		if (sub != ~0)
    239 			goto found;
    240 		off++;
    241 	}
    242 
    243 	maxoff = NDLOSLOTS(bits);
    244 	while (off < maxoff) {
    245 		if ((sub = bitmap[off]) != ~0)
    246 			goto found;
    247 		off++;
    248 	}
    249 
    250 	return -1;
    251 
    252  found:
    253 	return (off << NDENTRYSHIFT) + ffs(~sub) - 1;
    254 }
    255 
    256 static int
    257 fd_last_set(filedesc_t *fd, int last)
    258 {
    259 	int off, i;
    260 	fdfile_t **ff = fd->fd_dt->dt_ff;
    261 	uint32_t *bitmap = fd->fd_lomap;
    262 
    263 	KASSERT(mutex_owned(&fd->fd_lock));
    264 
    265 	fd_checkmaps(fd);
    266 
    267 	off = (last - 1) >> NDENTRYSHIFT;
    268 
    269 	while (off >= 0 && !bitmap[off])
    270 		off--;
    271 
    272 	if (off < 0)
    273 		return -1;
    274 
    275 	i = ((off + 1) << NDENTRYSHIFT) - 1;
    276 	if (i >= last)
    277 		i = last - 1;
    278 
    279 	/* XXX should use bitmap */
    280 	while (i > 0 && (ff[i] == NULL || !ff[i]->ff_allocated))
    281 		i--;
    282 
    283 	return i;
    284 }
    285 
    286 static inline void
    287 fd_used(filedesc_t *fdp, unsigned fd)
    288 {
    289 	u_int off = fd >> NDENTRYSHIFT;
    290 	fdfile_t *ff;
    291 
    292 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
    293 
    294 	KASSERT(mutex_owned(&fdp->fd_lock));
    295 	KASSERT((fdp->fd_lomap[off] & (1 << (fd & NDENTRYMASK))) == 0);
    296 	KASSERT(ff != NULL);
    297 	KASSERT(ff->ff_file == NULL);
    298 	KASSERT(!ff->ff_allocated);
    299 
    300 	ff->ff_allocated = true;
    301 	fdp->fd_lomap[off] |= 1 << (fd & NDENTRYMASK);
    302 	if (__predict_false(fdp->fd_lomap[off] == ~0)) {
    303 		KASSERT((fdp->fd_himap[off >> NDENTRYSHIFT] &
    304 		    (1 << (off & NDENTRYMASK))) == 0);
    305 		fdp->fd_himap[off >> NDENTRYSHIFT] |= 1 << (off & NDENTRYMASK);
    306 	}
    307 
    308 	if ((int)fd > fdp->fd_lastfile) {
    309 		fdp->fd_lastfile = fd;
    310 	}
    311 
    312 	fd_checkmaps(fdp);
    313 }
    314 
    315 static inline void
    316 fd_unused(filedesc_t *fdp, unsigned fd)
    317 {
    318 	u_int off = fd >> NDENTRYSHIFT;
    319 	fdfile_t *ff;
    320 
    321 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
    322 
    323 	/*
    324 	 * Don't assert the lock is held here, as we may be copying
    325 	 * the table during exec() and it is not needed there.
    326 	 * procfs and sysctl are locked out by proc::p_reflock.
    327 	 *
    328 	 * KASSERT(mutex_owned(&fdp->fd_lock));
    329 	 */
    330 	KASSERT(ff != NULL);
    331 	KASSERT(ff->ff_file == NULL);
    332 	KASSERT(ff->ff_allocated);
    333 
    334 	if (fd < fdp->fd_freefile) {
    335 		fdp->fd_freefile = fd;
    336 	}
    337 
    338 	if (fdp->fd_lomap[off] == ~0) {
    339 		KASSERT((fdp->fd_himap[off >> NDENTRYSHIFT] &
    340 		    (1 << (off & NDENTRYMASK))) != 0);
    341 		fdp->fd_himap[off >> NDENTRYSHIFT] &=
    342 		    ~(1 << (off & NDENTRYMASK));
    343 	}
    344 	KASSERT((fdp->fd_lomap[off] & (1 << (fd & NDENTRYMASK))) != 0);
    345 	fdp->fd_lomap[off] &= ~(1 << (fd & NDENTRYMASK));
    346 	ff->ff_allocated = false;
    347 
    348 	KASSERT(fd <= fdp->fd_lastfile);
    349 	if (fd == fdp->fd_lastfile) {
    350 		fdp->fd_lastfile = fd_last_set(fdp, fd);
    351 	}
    352 	fd_checkmaps(fdp);
    353 }
    354 
    355 /*
    356  * Look up the file structure corresponding to a file descriptor
    357  * and return the file, holding a reference on the descriptor.
    358  */
    359 file_t *
    360 fd_getfile(unsigned fd)
    361 {
    362 	filedesc_t *fdp;
    363 	fdfile_t *ff;
    364 	file_t *fp;
    365 	fdtab_t *dt;
    366 
    367 	/*
    368 	 * Look up the fdfile structure representing this descriptor.
    369 	 * We are doing this unlocked.  See fd_tryexpand().
    370 	 */
    371 	fdp = curlwp->l_fd;
    372 	dt = fdp->fd_dt;
    373 	if (__predict_false(fd >= dt->dt_nfiles)) {
    374 		return NULL;
    375 	}
    376 	ff = dt->dt_ff[fd];
    377 	KASSERT(fd >= NDFDFILE || ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
    378 	if (__predict_false(ff == NULL)) {
    379 		return NULL;
    380 	}
    381 
    382 	/* Now get a reference to the descriptor. */
    383 	if (fdp->fd_refcnt == 1) {
    384 		/*
    385 		 * Single threaded: don't need to worry about concurrent
    386 		 * access (other than earlier calls to kqueue, which may
    387 		 * hold a reference to the descriptor).
    388 		 */
    389 		ff->ff_refcnt++;
    390 	} else {
    391 		/*
    392 		 * Multi threaded: issue a memory barrier to ensure that we
    393 		 * acquire the file pointer _after_ adding a reference.  If
    394 		 * no memory barrier, we could fetch a stale pointer.
    395 		 */
    396 		atomic_inc_uint(&ff->ff_refcnt);
    397 #ifndef __HAVE_ATOMIC_AS_MEMBAR
    398 		membar_enter();
    399 #endif
    400 	}
    401 
    402 	/*
    403 	 * If the file is not open or is being closed then put the
    404 	 * reference back.
    405 	 */
    406 	fp = ff->ff_file;
    407 	if (__predict_true(fp != NULL)) {
    408 		return fp;
    409 	}
    410 	fd_putfile(fd);
    411 	return NULL;
    412 }
    413 
    414 /*
    415  * Release a reference to a file descriptor acquired with fd_getfile().
    416  */
    417 void
    418 fd_putfile(unsigned fd)
    419 {
    420 	filedesc_t *fdp;
    421 	fdfile_t *ff;
    422 	u_int u, v;
    423 
    424 	fdp = curlwp->l_fd;
    425 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
    426 
    427 	KASSERT(fd < fdp->fd_dt->dt_nfiles);
    428 	KASSERT(ff != NULL);
    429 	KASSERT((ff->ff_refcnt & FR_MASK) > 0);
    430 	KASSERT(fd >= NDFDFILE || ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
    431 
    432 	if (fdp->fd_refcnt == 1) {
    433 		/*
    434 		 * Single threaded: don't need to worry about concurrent
    435 		 * access (other than earlier calls to kqueue, which may
    436 		 * hold a reference to the descriptor).
    437 		 */
    438 		if (__predict_false((ff->ff_refcnt & FR_CLOSING) != 0)) {
    439 			fd_close(fd);
    440 			return;
    441 		}
    442 		ff->ff_refcnt--;
    443 		return;
    444 	}
    445 
    446 	/*
    447 	 * Ensure that any use of the file is complete and globally
    448 	 * visible before dropping the final reference.  If no membar,
    449 	 * the current CPU could still access memory associated with
    450 	 * the file after it has been freed or recycled by another
    451 	 * CPU.
    452 	 */
    453 #ifndef __HAVE_ATOMIC_AS_MEMBAR
    454 	membar_exit();
    455 #endif
    456 
    457 	/*
    458 	 * Be optimistic and start out with the assumption that no other
    459 	 * threads are trying to close the descriptor.  If the CAS fails,
    460 	 * we lost a race and/or it's being closed.
    461 	 */
    462 	for (u = ff->ff_refcnt & FR_MASK;; u = v) {
    463 		v = atomic_cas_uint(&ff->ff_refcnt, u, u - 1);
    464 		if (__predict_true(u == v)) {
    465 			return;
    466 		}
    467 		if (__predict_false((v & FR_CLOSING) != 0)) {
    468 			break;
    469 		}
    470 	}
    471 
    472 	/* Another thread is waiting to close the file: join it. */
    473 	(void)fd_close(fd);
    474 }
    475 
    476 /*
    477  * Convenience wrapper around fd_getfile() that returns reference
    478  * to a vnode.
    479  */
    480 int
    481 fd_getvnode(unsigned fd, file_t **fpp)
    482 {
    483 	vnode_t *vp;
    484 	file_t *fp;
    485 
    486 	fp = fd_getfile(fd);
    487 	if (__predict_false(fp == NULL)) {
    488 		return EBADF;
    489 	}
    490 	if (__predict_false(fp->f_type != DTYPE_VNODE)) {
    491 		fd_putfile(fd);
    492 		return EINVAL;
    493 	}
    494 	vp = fp->f_data;
    495 	if (__predict_false(vp->v_type == VBAD)) {
    496 		/* XXX Is this case really necessary? */
    497 		fd_putfile(fd);
    498 		return EBADF;
    499 	}
    500 	*fpp = fp;
    501 	return 0;
    502 }
    503 
    504 /*
    505  * Convenience wrapper around fd_getfile() that returns reference
    506  * to a socket.
    507  */
    508 int
    509 fd_getsock1(unsigned fd, struct socket **sop, file_t **fp)
    510 {
    511 	*fp = fd_getfile(fd);
    512 	if (__predict_false(*fp == NULL)) {
    513 		return EBADF;
    514 	}
    515 	if (__predict_false((*fp)->f_type != DTYPE_SOCKET)) {
    516 		fd_putfile(fd);
    517 		return ENOTSOCK;
    518 	}
    519 	*sop = (*fp)->f_data;
    520 	return 0;
    521 }
    522 
    523 int
    524 fd_getsock(unsigned fd, struct socket **sop)
    525 {
    526 	file_t *fp;
    527 	return fd_getsock1(fd, sop, &fp);
    528 }
    529 
    530 /*
    531  * Look up the file structure corresponding to a file descriptor
    532  * and return it with a reference held on the file, not the
    533  * descriptor.
    534  *
    535  * This is heavyweight and only used when accessing descriptors
    536  * from a foreign process.  The caller must ensure that `p' does
    537  * not exit or fork across this call.
    538  *
    539  * To release the file (not descriptor) reference, use closef().
    540  */
    541 file_t *
    542 fd_getfile2(proc_t *p, unsigned fd)
    543 {
    544 	filedesc_t *fdp;
    545 	fdfile_t *ff;
    546 	file_t *fp;
    547 	fdtab_t *dt;
    548 
    549 	fdp = p->p_fd;
    550 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    551 	dt = fdp->fd_dt;
    552 	if (fd >= dt->dt_nfiles) {
    553 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    554 		return NULL;
    555 	}
    556 	if ((ff = dt->dt_ff[fd]) == NULL) {
    557 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    558 		return NULL;
    559 	}
    560 	if ((fp = ff->ff_file) == NULL) {
    561 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    562 		return NULL;
    563 	}
    564 	mutex_enter(&fp->f_lock);
    565 	fp->f_count++;
    566 	mutex_exit(&fp->f_lock);
    567 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    568 
    569 	return fp;
    570 }
    571 
    572 /*
    573  * Internal form of close.  Must be called with a reference to the
    574  * descriptor, and will drop the reference.  When all descriptor
    575  * references are dropped, releases the descriptor slot and a single
    576  * reference to the file structure.
    577  */
    578 int
    579 fd_close(unsigned fd)
    580 {
    581 	struct flock lf;
    582 	filedesc_t *fdp;
    583 	fdfile_t *ff;
    584 	file_t *fp;
    585 	proc_t *p;
    586 	lwp_t *l;
    587 	u_int refcnt;
    588 
    589 	l = curlwp;
    590 	p = l->l_proc;
    591 	fdp = l->l_fd;
    592 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
    593 
    594 	KASSERT(fd >= NDFDFILE || ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
    595 
    596 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    597 	KASSERT((ff->ff_refcnt & FR_MASK) > 0);
    598 	if (__predict_false(ff->ff_file == NULL)) {
    599 		/*
    600 		 * Another user of the file is already closing, and is
    601 		 * waiting for other users of the file to drain.  Release
    602 		 * our reference, and wake up the closer.
    603 		 */
    604 		atomic_dec_uint(&ff->ff_refcnt);
    605 		cv_broadcast(&ff->ff_closing);
    606 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    607 
    608 		/*
    609 		 * An application error, so pretend that the descriptor
    610 		 * was already closed.  We can't safely wait for it to
    611 		 * be closed without potentially deadlocking.
    612 		 */
    613 		return (EBADF);
    614 	}
    615 	KASSERT((ff->ff_refcnt & FR_CLOSING) == 0);
    616 
    617 	/*
    618 	 * There may be multiple users of this file within the process.
    619 	 * Notify existing and new users that the file is closing.  This
    620 	 * will prevent them from adding additional uses to this file
    621 	 * while we are closing it.
    622 	 */
    623 	fp = ff->ff_file;
    624 	ff->ff_file = NULL;
    625 	ff->ff_exclose = false;
    626 
    627 	/*
    628 	 * We expect the caller to hold a descriptor reference - drop it.
    629 	 * The reference count may increase beyond zero at this point due
    630 	 * to an erroneous descriptor reference by an application, but
    631 	 * fd_getfile() will notice that the file is being closed and drop
    632 	 * the reference again.
    633 	 */
    634 	if (fdp->fd_refcnt == 1) {
    635 		/* Single threaded. */
    636 		refcnt = --(ff->ff_refcnt);
    637 	} else {
    638 		/* Multi threaded. */
    639 #ifndef __HAVE_ATOMIC_AS_MEMBAR
    640 		membar_producer();
    641 #endif
    642 		refcnt = atomic_dec_uint_nv(&ff->ff_refcnt);
    643 	}
    644 	if (__predict_false(refcnt != 0)) {
    645 		/*
    646 		 * Wait for other references to drain.  This is typically
    647 		 * an application error - the descriptor is being closed
    648 		 * while still in use.
    649 		 * (Or just a threaded application trying to unblock its
    650 		 * thread that sleeps in (say) accept()).
    651 		 */
    652 		atomic_or_uint(&ff->ff_refcnt, FR_CLOSING);
    653 
    654 		/*
    655 		 * Remove any knotes attached to the file.  A knote
    656 		 * attached to the descriptor can hold references on it.
    657 		 */
    658 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    659 		if (!SLIST_EMPTY(&ff->ff_knlist)) {
    660 			knote_fdclose(fd);
    661 		}
    662 
    663 		/*
    664 		 * Since the file system code doesn't know which fd
    665 		 * each request came from (think dup()), we have to
    666 		 * ask it to return ERESTART for any long-term blocks.
    667 		 * The re-entry through read/write/etc will detect the
    668 		 * closed fd and return EBAFD.
    669 		 * Blocked partial writes may return a short length.
    670 		 */
    671 		(*fp->f_ops->fo_restart)(fp);
    672 		mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    673 
    674 		/*
    675 		 * We need to see the count drop to zero at least once,
    676 		 * in order to ensure that all pre-existing references
    677 		 * have been drained.  New references past this point are
    678 		 * of no interest.
    679 		 * XXX (dsl) this may need to call fo_restart() after a
    680 		 * timeout to guarantee that all the system calls exit.
    681 		 */
    682 		while ((ff->ff_refcnt & FR_MASK) != 0) {
    683 			cv_wait(&ff->ff_closing, &fdp->fd_lock);
    684 		}
    685 		atomic_and_uint(&ff->ff_refcnt, ~FR_CLOSING);
    686 	} else {
    687 		/* If no references, there must be no knotes. */
    688 		KASSERT(SLIST_EMPTY(&ff->ff_knlist));
    689 	}
    690 
    691 	/*
    692 	 * POSIX record locking dictates that any close releases ALL
    693 	 * locks owned by this process.  This is handled by setting
    694 	 * a flag in the unlock to free ONLY locks obeying POSIX
    695 	 * semantics, and not to free BSD-style file locks.
    696 	 * If the descriptor was in a message, POSIX-style locks
    697 	 * aren't passed with the descriptor.
    698 	 */
    699 	if (__predict_false((p->p_flag & PK_ADVLOCK) != 0 &&
    700 	    fp->f_type == DTYPE_VNODE)) {
    701 		lf.l_whence = SEEK_SET;
    702 		lf.l_start = 0;
    703 		lf.l_len = 0;
    704 		lf.l_type = F_UNLCK;
    705 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    706 		(void)VOP_ADVLOCK(fp->f_data, p, F_UNLCK, &lf, F_POSIX);
    707 		mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    708 	}
    709 
    710 	/* Free descriptor slot. */
    711 	fd_unused(fdp, fd);
    712 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    713 
    714 	/* Now drop reference to the file itself. */
    715 	return closef(fp);
    716 }
    717 
    718 /*
    719  * Duplicate a file descriptor.
    720  */
    721 int
    722 fd_dup(file_t *fp, int minfd, int *newp, bool exclose)
    723 {
    724 	proc_t *p = curproc;
    725 	int error;
    726 
    727 	while ((error = fd_alloc(p, minfd, newp)) != 0) {
    728 		if (error != ENOSPC) {
    729 			return error;
    730 		}
    731 		fd_tryexpand(p);
    732 	}
    733 
    734 	curlwp->l_fd->fd_dt->dt_ff[*newp]->ff_exclose = exclose;
    735 	fd_affix(p, fp, *newp);
    736 	return 0;
    737 }
    738 
    739 /*
    740  * dup2 operation.
    741  */
    742 int
    743 fd_dup2(file_t *fp, unsigned new, int flags)
    744 {
    745 	filedesc_t *fdp = curlwp->l_fd;
    746 	fdfile_t *ff;
    747 	fdtab_t *dt;
    748 
    749 	if (flags & ~(O_CLOEXEC|O_NONBLOCK))
    750 		return EINVAL;
    751 	/*
    752 	 * Ensure there are enough slots in the descriptor table,
    753 	 * and allocate an fdfile_t up front in case we need it.
    754 	 */
    755 	while (new >= fdp->fd_dt->dt_nfiles) {
    756 		fd_tryexpand(curproc);
    757 	}
    758 	ff = pool_cache_get(fdfile_cache, PR_WAITOK);
    759 
    760 	/*
    761 	 * If there is already a file open, close it.  If the file is
    762 	 * half open, wait for it to be constructed before closing it.
    763 	 * XXX Potential for deadlock here?
    764 	 */
    765 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    766 	while (fd_isused(fdp, new)) {
    767 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    768 		if (fd_getfile(new) != NULL) {
    769 			(void)fd_close(new);
    770 		} else {
    771 			/*
    772 			 * Crummy, but unlikely to happen.
    773 			 * Can occur if we interrupt another
    774 			 * thread while it is opening a file.
    775 			 */
    776 			kpause("dup2", false, 1, NULL);
    777 		}
    778 		mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    779 	}
    780 	dt = fdp->fd_dt;
    781 	if (dt->dt_ff[new] == NULL) {
    782 		KASSERT(new >= NDFDFILE);
    783 		dt->dt_ff[new] = ff;
    784 		ff = NULL;
    785 	}
    786 	fd_used(fdp, new);
    787 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    788 
    789 	dt->dt_ff[new]->ff_exclose = (flags & O_CLOEXEC) != 0;
    790 	fp->f_flag |= flags & FNONBLOCK;
    791 	/* Slot is now allocated.  Insert copy of the file. */
    792 	fd_affix(curproc, fp, new);
    793 	if (ff != NULL) {
    794 		pool_cache_put(fdfile_cache, ff);
    795 	}
    796 	return 0;
    797 }
    798 
    799 /*
    800  * Drop reference to a file structure.
    801  */
    802 int
    803 closef(file_t *fp)
    804 {
    805 	struct flock lf;
    806 	int error;
    807 
    808 	/*
    809 	 * Drop reference.  If referenced elsewhere it's still open
    810 	 * and we have nothing more to do.
    811 	 */
    812 	mutex_enter(&fp->f_lock);
    813 	KASSERT(fp->f_count > 0);
    814 	if (--fp->f_count > 0) {
    815 		mutex_exit(&fp->f_lock);
    816 		return 0;
    817 	}
    818 	KASSERT(fp->f_count == 0);
    819 	mutex_exit(&fp->f_lock);
    820 
    821 	/* We held the last reference - release locks, close and free. */
    822 	if ((fp->f_flag & FHASLOCK) && fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
    823 		lf.l_whence = SEEK_SET;
    824 		lf.l_start = 0;
    825 		lf.l_len = 0;
    826 		lf.l_type = F_UNLCK;
    827 		(void)VOP_ADVLOCK(fp->f_data, fp, F_UNLCK, &lf, F_FLOCK);
    828 	}
    829 	if (fp->f_ops != NULL) {
    830 		error = (*fp->f_ops->fo_close)(fp);
    831 	} else {
    832 		error = 0;
    833 	}
    834 	KASSERT(fp->f_count == 0);
    835 	KASSERT(fp->f_cred != NULL);
    836 	pool_cache_put(file_cache, fp);
    837 
    838 	return error;
    839 }
    840 
    841 /*
    842  * Allocate a file descriptor for the process.
    843  */
    844 int
    845 fd_alloc(proc_t *p, int want, int *result)
    846 {
    847 	filedesc_t *fdp = p->p_fd;
    848 	int i, lim, last, error;
    849 	u_int off, new;
    850 	fdtab_t *dt;
    851 
    852 	KASSERT(p == curproc || p == &proc0);
    853 
    854 	/*
    855 	 * Search for a free descriptor starting at the higher
    856 	 * of want or fd_freefile.
    857 	 */
    858 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    859 	fd_checkmaps(fdp);
    860 	dt = fdp->fd_dt;
    861 	KASSERT(dt->dt_ff[0] == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[0]);
    862 	lim = min((int)p->p_rlimit[RLIMIT_NOFILE].rlim_cur, maxfiles);
    863 	last = min(dt->dt_nfiles, lim);
    864 	for (;;) {
    865 		if ((i = want) < fdp->fd_freefile)
    866 			i = fdp->fd_freefile;
    867 		off = i >> NDENTRYSHIFT;
    868 		new = fd_next_zero(fdp, fdp->fd_himap, off,
    869 		    (last + NDENTRIES - 1) >> NDENTRYSHIFT);
    870 		if (new == -1)
    871 			break;
    872 		i = fd_next_zero(fdp, &fdp->fd_lomap[new],
    873 		    new > off ? 0 : i & NDENTRYMASK, NDENTRIES);
    874 		if (i == -1) {
    875 			/*
    876 			 * Free file descriptor in this block was
    877 			 * below want, try again with higher want.
    878 			 */
    879 			want = (new + 1) << NDENTRYSHIFT;
    880 			continue;
    881 		}
    882 		i += (new << NDENTRYSHIFT);
    883 		if (i >= last) {
    884 			break;
    885 		}
    886 		if (dt->dt_ff[i] == NULL) {
    887 			KASSERT(i >= NDFDFILE);
    888 			dt->dt_ff[i] = pool_cache_get(fdfile_cache, PR_WAITOK);
    889 		}
    890 		KASSERT(dt->dt_ff[i]->ff_file == NULL);
    891 		fd_used(fdp, i);
    892 		if (want <= fdp->fd_freefile) {
    893 			fdp->fd_freefile = i;
    894 		}
    895 		*result = i;
    896 		KASSERT(i >= NDFDFILE ||
    897 		    dt->dt_ff[i] == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[i]);
    898 		fd_checkmaps(fdp);
    899 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    900 		return 0;
    901 	}
    902 
    903 	/* No space in current array.  Let the caller expand and retry. */
    904 	error = (dt->dt_nfiles >= lim) ? EMFILE : ENOSPC;
    905 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    906 	return error;
    907 }
    908 
    909 /*
    910  * Allocate memory for a descriptor table.
    911  */
    912 static fdtab_t *
    913 fd_dtab_alloc(int n)
    914 {
    915 	fdtab_t *dt;
    916 	size_t sz;
    917 
    918 	KASSERT(n > NDFILE);
    919 
    920 	sz = sizeof(*dt) + (n - NDFILE) * sizeof(dt->dt_ff[0]);
    921 	dt = kmem_alloc(sz, KM_SLEEP);
    922 #ifdef DIAGNOSTIC
    923 	memset(dt, 0xff, sz);
    924 #endif
    925 	dt->dt_nfiles = n;
    926 	dt->dt_link = NULL;
    927 	return dt;
    928 }
    929 
    930 /*
    931  * Free a descriptor table, and all tables linked for deferred free.
    932  */
    933 static void
    934 fd_dtab_free(fdtab_t *dt)
    935 {
    936 	fdtab_t *next;
    937 	size_t sz;
    938 
    939 	do {
    940 		next = dt->dt_link;
    941 		KASSERT(dt->dt_nfiles > NDFILE);
    942 		sz = sizeof(*dt) +
    943 		    (dt->dt_nfiles - NDFILE) * sizeof(dt->dt_ff[0]);
    944 #ifdef DIAGNOSTIC
    945 		memset(dt, 0xff, sz);
    946 #endif
    947 		kmem_free(dt, sz);
    948 		dt = next;
    949 	} while (dt != NULL);
    950 }
    951 
    952 /*
    953  * Allocate descriptor bitmap.
    954  */
    955 static void
    956 fd_map_alloc(int n, uint32_t **lo, uint32_t **hi)
    957 {
    958 	uint8_t *ptr;
    959 	size_t szlo, szhi;
    960 
    961 	KASSERT(n > NDENTRIES);
    962 
    963 	szlo = NDLOSLOTS(n) * sizeof(uint32_t);
    964 	szhi = NDHISLOTS(n) * sizeof(uint32_t);
    965 	ptr = kmem_alloc(szlo + szhi, KM_SLEEP);
    966 	*lo = (uint32_t *)ptr;
    967 	*hi = (uint32_t *)(ptr + szlo);
    968 }
    969 
    970 /*
    971  * Free descriptor bitmap.
    972  */
    973 static void
    974 fd_map_free(int n, uint32_t *lo, uint32_t *hi)
    975 {
    976 	size_t szlo, szhi;
    977 
    978 	KASSERT(n > NDENTRIES);
    979 
    980 	szlo = NDLOSLOTS(n) * sizeof(uint32_t);
    981 	szhi = NDHISLOTS(n) * sizeof(uint32_t);
    982 	KASSERT(hi == (uint32_t *)((uint8_t *)lo + szlo));
    983 	kmem_free(lo, szlo + szhi);
    984 }
    985 
    986 /*
    987  * Expand a process' descriptor table.
    988  */
    989 void
    990 fd_tryexpand(proc_t *p)
    991 {
    992 	filedesc_t *fdp;
    993 	int i, numfiles, oldnfiles;
    994 	fdtab_t *newdt, *dt;
    995 	uint32_t *newhimap, *newlomap;
    996 
    997 	KASSERT(p == curproc || p == &proc0);
    998 
    999 	fdp = p->p_fd;
   1000 	newhimap = NULL;
   1001 	newlomap = NULL;
   1002 	oldnfiles = fdp->fd_dt->dt_nfiles;
   1003 
   1004 	if (oldnfiles < NDEXTENT)
   1005 		numfiles = NDEXTENT;
   1006 	else
   1007 		numfiles = 2 * oldnfiles;
   1008 
   1009 	newdt = fd_dtab_alloc(numfiles);
   1010 	if (NDHISLOTS(numfiles) > NDHISLOTS(oldnfiles)) {
   1011 		fd_map_alloc(numfiles, &newlomap, &newhimap);
   1012 	}
   1013 
   1014 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
   1015 	dt = fdp->fd_dt;
   1016 	KASSERT(dt->dt_ff[0] == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[0]);
   1017 	if (dt->dt_nfiles != oldnfiles) {
   1018 		/* fdp changed; caller must retry */
   1019 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
   1020 		fd_dtab_free(newdt);
   1021 		if (NDHISLOTS(numfiles) > NDHISLOTS(oldnfiles)) {
   1022 			fd_map_free(numfiles, newlomap, newhimap);
   1023 		}
   1024 		return;
   1025 	}
   1026 
   1027 	/* Copy the existing descriptor table and zero the new portion. */
   1028 	i = sizeof(fdfile_t *) * oldnfiles;
   1029 	memcpy(newdt->dt_ff, dt->dt_ff, i);
   1030 	memset((uint8_t *)newdt->dt_ff + i, 0,
   1031 	    numfiles * sizeof(fdfile_t *) - i);
   1032 
   1033 	/*
   1034 	 * Link old descriptor array into list to be discarded.  We defer
   1035 	 * freeing until the last reference to the descriptor table goes
   1036 	 * away (usually process exit).  This allows us to do lockless
   1037 	 * lookups in fd_getfile().
   1038 	 */
   1039 	if (oldnfiles > NDFILE) {
   1040 		if (fdp->fd_refcnt > 1) {
   1041 			newdt->dt_link = dt;
   1042 		} else {
   1043 			fd_dtab_free(dt);
   1044 		}
   1045 	}
   1046 
   1047 	if (NDHISLOTS(numfiles) > NDHISLOTS(oldnfiles)) {
   1048 		i = NDHISLOTS(oldnfiles) * sizeof(uint32_t);
   1049 		memcpy(newhimap, fdp->fd_himap, i);
   1050 		memset((uint8_t *)newhimap + i, 0,
   1051 		    NDHISLOTS(numfiles) * sizeof(uint32_t) - i);
   1052 
   1053 		i = NDLOSLOTS(oldnfiles) * sizeof(uint32_t);
   1054 		memcpy(newlomap, fdp->fd_lomap, i);
   1055 		memset((uint8_t *)newlomap + i, 0,
   1056 		    NDLOSLOTS(numfiles) * sizeof(uint32_t) - i);
   1057 
   1058 		if (NDHISLOTS(oldnfiles) > NDHISLOTS(NDFILE)) {
   1059 			fd_map_free(oldnfiles, fdp->fd_lomap, fdp->fd_himap);
   1060 		}
   1061 		fdp->fd_himap = newhimap;
   1062 		fdp->fd_lomap = newlomap;
   1063 	}
   1064 
   1065 	/*
   1066 	 * All other modifications must become globally visible before
   1067 	 * the change to fd_dt.  See fd_getfile().
   1068 	 */
   1069 	membar_producer();
   1070 	fdp->fd_dt = newdt;
   1071 	KASSERT(newdt->dt_ff[0] == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[0]);
   1072 	fd_checkmaps(fdp);
   1073 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
   1074 }
   1075 
   1076 /*
   1077  * Create a new open file structure and allocate a file descriptor
   1078  * for the current process.
   1079  */
   1080 int
   1081 fd_allocfile(file_t **resultfp, int *resultfd)
   1082 {
   1083 	proc_t *p = curproc;
   1084 	kauth_cred_t cred;
   1085 	file_t *fp;
   1086 	int error;
   1087 
   1088 	while ((error = fd_alloc(p, 0, resultfd)) != 0) {
   1089 		if (error != ENOSPC) {
   1090 			return error;
   1091 		}
   1092 		fd_tryexpand(p);
   1093 	}
   1094 
   1095 	fp = pool_cache_get(file_cache, PR_WAITOK);
   1096 	if (fp == NULL) {
   1097 		fd_abort(p, NULL, *resultfd);
   1098 		return ENFILE;
   1099 	}
   1100 	KASSERT(fp->f_count == 0);
   1101 	KASSERT(fp->f_msgcount == 0);
   1102 	KASSERT(fp->f_unpcount == 0);
   1103 
   1104 	/* Replace cached credentials if not what we need. */
   1105 	cred = curlwp->l_cred;
   1106 	if (__predict_false(cred != fp->f_cred)) {
   1107 		kauth_cred_free(fp->f_cred);
   1108 		kauth_cred_hold(cred);
   1109 		fp->f_cred = cred;
   1110 	}
   1111 
   1112 	/*
   1113 	 * Don't allow recycled files to be scanned.
   1114 	 * See uipc_usrreq.c.
   1115 	 */
   1116 	if (__predict_false((fp->f_flag & FSCAN) != 0)) {
   1117 		mutex_enter(&fp->f_lock);
   1118 		atomic_and_uint(&fp->f_flag, ~FSCAN);
   1119 		mutex_exit(&fp->f_lock);
   1120 	}
   1121 
   1122 	fp->f_advice = 0;
   1123 	fp->f_offset = 0;
   1124 	*resultfp = fp;
   1125 
   1126 	return 0;
   1127 }
   1128 
   1129 /*
   1130  * Successful creation of a new descriptor: make visible to the process.
   1131  */
   1132 void
   1133 fd_affix(proc_t *p, file_t *fp, unsigned fd)
   1134 {
   1135 	fdfile_t *ff;
   1136 	filedesc_t *fdp;
   1137 
   1138 	KASSERT(p == curproc || p == &proc0);
   1139 
   1140 	/* Add a reference to the file structure. */
   1141 	mutex_enter(&fp->f_lock);
   1142 	fp->f_count++;
   1143 	mutex_exit(&fp->f_lock);
   1144 
   1145 	/*
   1146 	 * Insert the new file into the descriptor slot.
   1147 	 *
   1148 	 * The memory barriers provided by lock activity in this routine
   1149 	 * ensure that any updates to the file structure become globally
   1150 	 * visible before the file becomes visible to other LWPs in the
   1151 	 * current process.
   1152 	 */
   1153 	fdp = p->p_fd;
   1154 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
   1155 
   1156 	KASSERT(ff != NULL);
   1157 	KASSERT(ff->ff_file == NULL);
   1158 	KASSERT(ff->ff_allocated);
   1159 	KASSERT(fd_isused(fdp, fd));
   1160 	KASSERT(fd >= NDFDFILE || ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
   1161 
   1162 	/* No need to lock in order to make file initially visible. */
   1163 	ff->ff_file = fp;
   1164 }
   1165 
   1166 /*
   1167  * Abort creation of a new descriptor: free descriptor slot and file.
   1168  */
   1169 void
   1170 fd_abort(proc_t *p, file_t *fp, unsigned fd)
   1171 {
   1172 	filedesc_t *fdp;
   1173 	fdfile_t *ff;
   1174 
   1175 	KASSERT(p == curproc || p == &proc0);
   1176 
   1177 	fdp = p->p_fd;
   1178 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
   1179 	ff->ff_exclose = false;
   1180 
   1181 	KASSERT(fd >= NDFDFILE || ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
   1182 
   1183 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
   1184 	KASSERT(fd_isused(fdp, fd));
   1185 	fd_unused(fdp, fd);
   1186 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
   1187 
   1188 	if (fp != NULL) {
   1189 		KASSERT(fp->f_count == 0);
   1190 		KASSERT(fp->f_cred != NULL);
   1191 		pool_cache_put(file_cache, fp);
   1192 	}
   1193 }
   1194 
   1195 static int
   1196 file_ctor(void *arg, void *obj, int flags)
   1197 {
   1198 	file_t *fp = obj;
   1199 
   1200 	memset(fp, 0, sizeof(*fp));
   1201 
   1202 	mutex_enter(&filelist_lock);
   1203 	if (__predict_false(nfiles >= maxfiles)) {
   1204 		mutex_exit(&filelist_lock);
   1205 		tablefull("file", "increase kern.maxfiles or MAXFILES");
   1206 		return ENFILE;
   1207 	}
   1208 	nfiles++;
   1209 	LIST_INSERT_HEAD(&filehead, fp, f_list);
   1210 	mutex_init(&fp->f_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
   1211 	fp->f_cred = curlwp->l_cred;
   1212 	kauth_cred_hold(fp->f_cred);
   1213 	mutex_exit(&filelist_lock);
   1214 
   1215 	return 0;
   1216 }
   1217 
   1218 static void
   1219 file_dtor(void *arg, void *obj)
   1220 {
   1221 	file_t *fp = obj;
   1222 
   1223 	mutex_enter(&filelist_lock);
   1224 	nfiles--;
   1225 	LIST_REMOVE(fp, f_list);
   1226 	mutex_exit(&filelist_lock);
   1227 
   1228 	kauth_cred_free(fp->f_cred);
   1229 	mutex_destroy(&fp->f_lock);
   1230 }
   1231 
   1232 static int
   1233 fdfile_ctor(void *arg, void *obj, int flags)
   1234 {
   1235 	fdfile_t *ff = obj;
   1236 
   1237 	memset(ff, 0, sizeof(*ff));
   1238 	cv_init(&ff->ff_closing, "fdclose");
   1239 
   1240 	return 0;
   1241 }
   1242 
   1243 static void
   1244 fdfile_dtor(void *arg, void *obj)
   1245 {
   1246 	fdfile_t *ff = obj;
   1247 
   1248 	cv_destroy(&ff->ff_closing);
   1249 }
   1250 
   1251 file_t *
   1252 fgetdummy(void)
   1253 {
   1254 	file_t *fp;
   1255 
   1256 	fp = kmem_zalloc(sizeof(*fp), KM_SLEEP);
   1257 	if (fp != NULL) {
   1258 		mutex_init(&fp->f_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
   1259 	}
   1260 	return fp;
   1261 }
   1262 
   1263 void
   1264 fputdummy(file_t *fp)
   1265 {
   1266 
   1267 	mutex_destroy(&fp->f_lock);
   1268 	kmem_free(fp, sizeof(*fp));
   1269 }
   1270 
   1271 /*
   1272  * Create an initial filedesc structure.
   1273  */
   1274 filedesc_t *
   1275 fd_init(filedesc_t *fdp)
   1276 {
   1277 #ifdef DIAGNOSTIC
   1278 	unsigned fd;
   1279 #endif
   1280 
   1281 	if (__predict_true(fdp == NULL)) {
   1282 		fdp = pool_cache_get(filedesc_cache, PR_WAITOK);
   1283 	} else {
   1284 		KASSERT(fdp == &filedesc0);
   1285 		filedesc_ctor(NULL, fdp, PR_WAITOK);
   1286 	}
   1287 
   1288 #ifdef DIAGNOSTIC
   1289 	KASSERT(fdp->fd_lastfile == -1);
   1290 	KASSERT(fdp->fd_lastkqfile == -1);
   1291 	KASSERT(fdp->fd_knhash == NULL);
   1292 	KASSERT(fdp->fd_freefile == 0);
   1293 	KASSERT(fdp->fd_exclose == false);
   1294 	KASSERT(fdp->fd_dt == &fdp->fd_dtbuiltin);
   1295 	KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_nfiles == NDFILE);
   1296 	for (fd = 0; fd < NDFDFILE; fd++) {
   1297 		KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[fd] ==
   1298 		    (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
   1299 	}
   1300 	for (fd = NDFDFILE; fd < NDFILE; fd++) {
   1301 		KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[fd] == NULL);
   1302 	}
   1303 	KASSERT(fdp->fd_himap == fdp->fd_dhimap);
   1304 	KASSERT(fdp->fd_lomap == fdp->fd_dlomap);
   1305 #endif	/* DIAGNOSTIC */
   1306 
   1307 	fdp->fd_refcnt = 1;
   1308 	fd_checkmaps(fdp);
   1309 
   1310 	return fdp;
   1311 }
   1312 
   1313 /*
   1314  * Initialize a file descriptor table.
   1315  */
   1316 static int
   1317 filedesc_ctor(void *arg, void *obj, int flag)
   1318 {
   1319 	filedesc_t *fdp = obj;
   1320 	fdfile_t **ffp;
   1321 	int i;
   1322 
   1323 	memset(fdp, 0, sizeof(*fdp));
   1324 	mutex_init(&fdp->fd_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
   1325 	fdp->fd_lastfile = -1;
   1326 	fdp->fd_lastkqfile = -1;
   1327 	fdp->fd_dt = &fdp->fd_dtbuiltin;
   1328 	fdp->fd_dtbuiltin.dt_nfiles = NDFILE;
   1329 	fdp->fd_himap = fdp->fd_dhimap;
   1330 	fdp->fd_lomap = fdp->fd_dlomap;
   1331 
   1332 	CTASSERT(sizeof(fdp->fd_dfdfile[0]) >= sizeof(fdfile_t));
   1333 	for (i = 0, ffp = fdp->fd_dt->dt_ff; i < NDFDFILE; i++, ffp++) {
   1334 		*ffp = (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[i];
   1335 		(void)fdfile_ctor(NULL, fdp->fd_dfdfile[i], PR_WAITOK);
   1336 	}
   1337 
   1338 	return 0;
   1339 }
   1340 
   1341 static void
   1342 filedesc_dtor(void *arg, void *obj)
   1343 {
   1344 	filedesc_t *fdp = obj;
   1345 	int i;
   1346 
   1347 	for (i = 0; i < NDFDFILE; i++) {
   1348 		fdfile_dtor(NULL, fdp->fd_dfdfile[i]);
   1349 	}
   1350 
   1351 	mutex_destroy(&fdp->fd_lock);
   1352 }
   1353 
   1354 /*
   1355  * Make p share curproc's filedesc structure.
   1356  */
   1357 void
   1358 fd_share(struct proc *p)
   1359 {
   1360 	filedesc_t *fdp;
   1361 
   1362 	fdp = curlwp->l_fd;
   1363 	p->p_fd = fdp;
   1364 	atomic_inc_uint(&fdp->fd_refcnt);
   1365 }
   1366 
   1367 /*
   1368  * Acquire a hold on a filedesc structure.
   1369  */
   1370 void
   1371 fd_hold(lwp_t *l)
   1372 {
   1373 	filedesc_t *fdp = l->l_fd;
   1374 
   1375 	atomic_inc_uint(&fdp->fd_refcnt);
   1376 }
   1377 
   1378 /*
   1379  * Copy a filedesc structure.
   1380  */
   1381 filedesc_t *
   1382 fd_copy(void)
   1383 {
   1384 	filedesc_t *newfdp, *fdp;
   1385 	fdfile_t *ff, **ffp, **nffp, *ff2;
   1386 	int i, j, numfiles, lastfile, newlast;
   1387 	file_t *fp;
   1388 	fdtab_t *newdt;
   1389 
   1390 	fdp = curproc->p_fd;
   1391 	newfdp = pool_cache_get(filedesc_cache, PR_WAITOK);
   1392 	newfdp->fd_refcnt = 1;
   1393 
   1394 #ifdef DIAGNOSTIC
   1395 	KASSERT(newfdp->fd_lastfile == -1);
   1396 	KASSERT(newfdp->fd_lastkqfile == -1);
   1397 	KASSERT(newfdp->fd_knhash == NULL);
   1398 	KASSERT(newfdp->fd_freefile == 0);
   1399 	KASSERT(newfdp->fd_exclose == false);
   1400 	KASSERT(newfdp->fd_dt == &newfdp->fd_dtbuiltin);
   1401 	KASSERT(newfdp->fd_dtbuiltin.dt_nfiles == NDFILE);
   1402 	for (i = 0; i < NDFDFILE; i++) {
   1403 		KASSERT(newfdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[i] ==
   1404 		    (fdfile_t *)&newfdp->fd_dfdfile[i]);
   1405 	}
   1406 	for (i = NDFDFILE; i < NDFILE; i++) {
   1407 		KASSERT(newfdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[i] == NULL);
   1408 	}
   1409 #endif	/* DIAGNOSTIC */
   1410 
   1411 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
   1412 	fd_checkmaps(fdp);
   1413 	numfiles = fdp->fd_dt->dt_nfiles;
   1414 	lastfile = fdp->fd_lastfile;
   1415 
   1416 	/*
   1417 	 * If the number of open files fits in the internal arrays
   1418 	 * of the open file structure, use them, otherwise allocate
   1419 	 * additional memory for the number of descriptors currently
   1420 	 * in use.
   1421 	 */
   1422 	if (lastfile < NDFILE) {
   1423 		i = NDFILE;
   1424 		newdt = newfdp->fd_dt;
   1425 		KASSERT(newfdp->fd_dt == &newfdp->fd_dtbuiltin);
   1426 	} else {
   1427 		/*
   1428 		 * Compute the smallest multiple of NDEXTENT needed
   1429 		 * for the file descriptors currently in use,
   1430 		 * allowing the table to shrink.
   1431 		 */
   1432 		i = numfiles;
   1433 		while (i >= 2 * NDEXTENT && i > lastfile * 2) {
   1434 			i /= 2;
   1435 		}
   1436 		KASSERT(i > NDFILE);
   1437 		newdt = fd_dtab_alloc(i);
   1438 		newfdp->fd_dt = newdt;
   1439 		memcpy(newdt->dt_ff, newfdp->fd_dtbuiltin.dt_ff,
   1440 		    NDFDFILE * sizeof(fdfile_t **));
   1441 		memset(newdt->dt_ff + NDFDFILE, 0,
   1442 		    (i - NDFDFILE) * sizeof(fdfile_t **));
   1443 	}
   1444 	if (NDHISLOTS(i) <= NDHISLOTS(NDFILE)) {
   1445 		newfdp->fd_himap = newfdp->fd_dhimap;
   1446 		newfdp->fd_lomap = newfdp->fd_dlomap;
   1447 	} else {
   1448 		fd_map_alloc(i, &newfdp->fd_lomap, &newfdp->fd_himap);
   1449 		KASSERT(i >= NDENTRIES * NDENTRIES);
   1450 		memset(newfdp->fd_himap, 0, NDHISLOTS(i)*sizeof(uint32_t));
   1451 		memset(newfdp->fd_lomap, 0, NDLOSLOTS(i)*sizeof(uint32_t));
   1452 	}
   1453 	newfdp->fd_freefile = fdp->fd_freefile;
   1454 	newfdp->fd_exclose = fdp->fd_exclose;
   1455 
   1456 	ffp = fdp->fd_dt->dt_ff;
   1457 	nffp = newdt->dt_ff;
   1458 	newlast = -1;
   1459 	for (i = 0; i <= (int)lastfile; i++, ffp++, nffp++) {
   1460 		KASSERT(i >= NDFDFILE ||
   1461 		    *nffp == (fdfile_t *)newfdp->fd_dfdfile[i]);
   1462 		ff = *ffp;
   1463 		if (ff == NULL || (fp = ff->ff_file) == NULL) {
   1464 			/* Descriptor unused, or descriptor half open. */
   1465 			KASSERT(!fd_isused(newfdp, i));
   1466 			continue;
   1467 		}
   1468 		if (__predict_false(fp->f_type == DTYPE_KQUEUE)) {
   1469 			/* kqueue descriptors cannot be copied. */
   1470 			if (i < newfdp->fd_freefile) {
   1471 				newfdp->fd_freefile = i;
   1472 			}
   1473 			continue;
   1474 		}
   1475 		/* It's active: add a reference to the file. */
   1476 		mutex_enter(&fp->f_lock);
   1477 		fp->f_count++;
   1478 		mutex_exit(&fp->f_lock);
   1479 
   1480 		/* Allocate an fdfile_t to represent it. */
   1481 		if (i >= NDFDFILE) {
   1482 			ff2 = pool_cache_get(fdfile_cache, PR_WAITOK);
   1483 			*nffp = ff2;
   1484 		} else {
   1485 			ff2 = newdt->dt_ff[i];
   1486 		}
   1487 		ff2->ff_file = fp;
   1488 		ff2->ff_exclose = ff->ff_exclose;
   1489 		ff2->ff_allocated = true;
   1490 
   1491 		/* Fix up bitmaps. */
   1492 		j = i >> NDENTRYSHIFT;
   1493 		KASSERT((newfdp->fd_lomap[j] & (1 << (i & NDENTRYMASK))) == 0);
   1494 		newfdp->fd_lomap[j] |= 1 << (i & NDENTRYMASK);
   1495 		if (__predict_false(newfdp->fd_lomap[j] == ~0)) {
   1496 			KASSERT((newfdp->fd_himap[j >> NDENTRYSHIFT] &
   1497 			    (1 << (j & NDENTRYMASK))) == 0);
   1498 			newfdp->fd_himap[j >> NDENTRYSHIFT] |=
   1499 			    1 << (j & NDENTRYMASK);
   1500 		}
   1501 		newlast = i;
   1502 	}
   1503 	KASSERT(newdt->dt_ff[0] == (fdfile_t *)newfdp->fd_dfdfile[0]);
   1504 	newfdp->fd_lastfile = newlast;
   1505 	fd_checkmaps(newfdp);
   1506 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
   1507 
   1508 	return newfdp;
   1509 }
   1510 
   1511 /*
   1512  * Release a filedesc structure.
   1513  */
   1514 void
   1515 fd_free(void)
   1516 {
   1517 	fdfile_t *ff;
   1518 	file_t *fp;
   1519 	int fd, nf;
   1520 	fdtab_t *dt;
   1521 	lwp_t * const l = curlwp;
   1522 	filedesc_t * const fdp = l->l_fd;
   1523 	const bool noadvlock = (l->l_proc->p_flag & PK_ADVLOCK) == 0;
   1524 
   1525 	KASSERT(fdp->fd_dt->dt_ff[0] == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[0]);
   1526 	KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_nfiles == NDFILE);
   1527 	KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_link == NULL);
   1528 
   1529 #ifndef __HAVE_ATOMIC_AS_MEMBAR
   1530 	membar_exit();
   1531 #endif
   1532 	if (atomic_dec_uint_nv(&fdp->fd_refcnt) > 0)
   1533 		return;
   1534 
   1535 	/*
   1536 	 * Close any files that the process holds open.
   1537 	 */
   1538 	dt = fdp->fd_dt;
   1539 	fd_checkmaps(fdp);
   1540 #ifdef DEBUG
   1541 	fdp->fd_refcnt = -1; /* see fd_checkmaps */
   1542 #endif
   1543 	for (fd = 0, nf = dt->dt_nfiles; fd < nf; fd++) {
   1544 		ff = dt->dt_ff[fd];
   1545 		KASSERT(fd >= NDFDFILE ||
   1546 		    ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
   1547 		if (ff == NULL)
   1548 			continue;
   1549 		if ((fp = ff->ff_file) != NULL) {
   1550 			/*
   1551 			 * Must use fd_close() here if there is
   1552 			 * a reference from kqueue or we might have posix
   1553 			 * advisory locks.
   1554 			 */
   1555 			if (__predict_true(ff->ff_refcnt == 0) &&
   1556 			    (noadvlock || fp->f_type != DTYPE_VNODE)) {
   1557 				ff->ff_file = NULL;
   1558 				ff->ff_exclose = false;
   1559 				ff->ff_allocated = false;
   1560 				closef(fp);
   1561 			} else {
   1562 				ff->ff_refcnt++;
   1563 				fd_close(fd);
   1564 			}
   1565 		}
   1566 		KASSERT(ff->ff_refcnt == 0);
   1567 		KASSERT(ff->ff_file == NULL);
   1568 		KASSERT(!ff->ff_exclose);
   1569 		KASSERT(!ff->ff_allocated);
   1570 		if (fd >= NDFDFILE) {
   1571 			pool_cache_put(fdfile_cache, ff);
   1572 			dt->dt_ff[fd] = NULL;
   1573 		}
   1574 	}
   1575 
   1576 	/*
   1577 	 * Clean out the descriptor table for the next user and return
   1578 	 * to the cache.
   1579 	 */
   1580 	if (__predict_false(dt != &fdp->fd_dtbuiltin)) {
   1581 		fd_dtab_free(fdp->fd_dt);
   1582 		/* Otherwise, done above. */
   1583 		memset(&fdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[NDFDFILE], 0,
   1584 		    (NDFILE - NDFDFILE) * sizeof(fdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[0]));
   1585 		fdp->fd_dt = &fdp->fd_dtbuiltin;
   1586 	}
   1587 	if (__predict_false(NDHISLOTS(nf) > NDHISLOTS(NDFILE))) {
   1588 		KASSERT(fdp->fd_himap != fdp->fd_dhimap);
   1589 		KASSERT(fdp->fd_lomap != fdp->fd_dlomap);
   1590 		fd_map_free(nf, fdp->fd_lomap, fdp->fd_himap);
   1591 	}
   1592 	if (__predict_false(fdp->fd_knhash != NULL)) {
   1593 		hashdone(fdp->fd_knhash, HASH_LIST, fdp->fd_knhashmask);
   1594 		fdp->fd_knhash = NULL;
   1595 		fdp->fd_knhashmask = 0;
   1596 	} else {
   1597 		KASSERT(fdp->fd_knhashmask == 0);
   1598 	}
   1599 	fdp->fd_dt = &fdp->fd_dtbuiltin;
   1600 	fdp->fd_lastkqfile = -1;
   1601 	fdp->fd_lastfile = -1;
   1602 	fdp->fd_freefile = 0;
   1603 	fdp->fd_exclose = false;
   1604 	memset(&fdp->fd_startzero, 0, sizeof(*fdp) -
   1605 	    offsetof(filedesc_t, fd_startzero));
   1606 	fdp->fd_himap = fdp->fd_dhimap;
   1607 	fdp->fd_lomap = fdp->fd_dlomap;
   1608 	KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_nfiles == NDFILE);
   1609 	KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_link == NULL);
   1610 	KASSERT(fdp->fd_dt == &fdp->fd_dtbuiltin);
   1611 #ifdef DEBUG
   1612 	fdp->fd_refcnt = 0; /* see fd_checkmaps */
   1613 #endif
   1614 	fd_checkmaps(fdp);
   1615 	pool_cache_put(filedesc_cache, fdp);
   1616 }
   1617 
   1618 /*
   1619  * File Descriptor pseudo-device driver (/dev/fd/).
   1620  *
   1621  * Opening minor device N dup()s the file (if any) connected to file
   1622  * descriptor N belonging to the calling process.  Note that this driver
   1623  * consists of only the ``open()'' routine, because all subsequent
   1624  * references to this file will be direct to the other driver.
   1625  */
   1626 static int
   1627 filedescopen(dev_t dev, int mode, int type, lwp_t *l)
   1628 {
   1629 
   1630 	/*
   1631 	 * XXX Kludge: set dupfd to contain the value of the
   1632 	 * the file descriptor being sought for duplication. The error
   1633 	 * return ensures that the vnode for this device will be released
   1634 	 * by vn_open. Open will detect this special error and take the
   1635 	 * actions in fd_dupopen below. Other callers of vn_open or VOP_OPEN
   1636 	 * will simply report the error.
   1637 	 */
   1638 	l->l_dupfd = minor(dev);	/* XXX */
   1639 	return EDUPFD;
   1640 }
   1641 
   1642 /*
   1643  * Duplicate the specified descriptor to a free descriptor.
   1644  */
   1645 int
   1646 fd_dupopen(int old, int *new, int mode, int error)
   1647 {
   1648 	filedesc_t *fdp;
   1649 	fdfile_t *ff;
   1650 	file_t *fp;
   1651 	fdtab_t *dt;
   1652 
   1653 	if ((fp = fd_getfile(old)) == NULL) {
   1654 		return EBADF;
   1655 	}
   1656 	fdp = curlwp->l_fd;
   1657 	dt = fdp->fd_dt;
   1658 	ff = dt->dt_ff[old];
   1659 
   1660 	/*
   1661 	 * There are two cases of interest here.
   1662 	 *
   1663 	 * For EDUPFD simply dup (old) to file descriptor
   1664 	 * (new) and return.
   1665 	 *
   1666 	 * For EMOVEFD steal away the file structure from (old) and
   1667 	 * store it in (new).  (old) is effectively closed by
   1668 	 * this operation.
   1669 	 *
   1670 	 * Any other error code is just returned.
   1671 	 */
   1672 	switch (error) {
   1673 	case EDUPFD:
   1674 		/*
   1675 		 * Check that the mode the file is being opened for is a
   1676 		 * subset of the mode of the existing descriptor.
   1677 		 */
   1678 		if (((mode & (FREAD|FWRITE)) | fp->f_flag) != fp->f_flag) {
   1679 			error = EACCES;
   1680 			break;
   1681 		}
   1682 
   1683 		/* Copy it. */
   1684 		error = fd_dup(fp, 0, new, ff->ff_exclose);
   1685 		break;
   1686 
   1687 	case EMOVEFD:
   1688 		/* Copy it. */
   1689 		error = fd_dup(fp, 0, new, ff->ff_exclose);
   1690 		if (error != 0) {
   1691 			break;
   1692 		}
   1693 
   1694 		/* Steal away the file pointer from 'old'. */
   1695 		(void)fd_close(old);
   1696 		return 0;
   1697 	}
   1698 
   1699 	fd_putfile(old);
   1700 	return error;
   1701 }
   1702 
   1703 /*
   1704  * Close open files on exec.
   1705  */
   1706 void
   1707 fd_closeexec(void)
   1708 {
   1709 	proc_t *p;
   1710 	filedesc_t *fdp;
   1711 	fdfile_t *ff;
   1712 	lwp_t *l;
   1713 	fdtab_t *dt;
   1714 	int fd;
   1715 
   1716 	l = curlwp;
   1717 	p = l->l_proc;
   1718 	fdp = p->p_fd;
   1719 
   1720 	if (fdp->fd_refcnt > 1) {
   1721 		fdp = fd_copy();
   1722 		fd_free();
   1723 		p->p_fd = fdp;
   1724 		l->l_fd = fdp;
   1725 	}
   1726 	if (!fdp->fd_exclose) {
   1727 		return;
   1728 	}
   1729 	fdp->fd_exclose = false;
   1730 	dt = fdp->fd_dt;
   1731 
   1732 	for (fd = 0; fd <= fdp->fd_lastfile; fd++) {
   1733 		if ((ff = dt->dt_ff[fd]) == NULL) {
   1734 			KASSERT(fd >= NDFDFILE);
   1735 			continue;
   1736 		}
   1737 		KASSERT(fd >= NDFDFILE ||
   1738 		    ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
   1739 		if (ff->ff_file == NULL)
   1740 			continue;
   1741 		if (ff->ff_exclose) {
   1742 			/*
   1743 			 * We need a reference to close the file.
   1744 			 * No other threads can see the fdfile_t at
   1745 			 * this point, so don't bother locking.
   1746 			 */
   1747 			KASSERT((ff->ff_refcnt & FR_CLOSING) == 0);
   1748 			ff->ff_refcnt++;
   1749 			fd_close(fd);
   1750 		}
   1751 	}
   1752 }
   1753 
   1754 /*
   1755  * Sets descriptor owner. If the owner is a process, 'pgid'
   1756  * is set to positive value, process ID. If the owner is process group,
   1757  * 'pgid' is set to -pg_id.
   1758  */
   1759 int
   1760 fsetown(pid_t *pgid, u_long cmd, const void *data)
   1761 {
   1762 	pid_t id = *(const pid_t *)data;
   1763 	int error;
   1764 
   1765 	switch (cmd) {
   1766 	case TIOCSPGRP:
   1767 		if (id < 0)
   1768 			return EINVAL;
   1769 		id = -id;
   1770 		break;
   1771 	default:
   1772 		break;
   1773 	}
   1774 	if (id > 0) {
   1775 		mutex_enter(proc_lock);
   1776 		error = proc_find(id) ? 0 : ESRCH;
   1777 		mutex_exit(proc_lock);
   1778 	} else if (id < 0) {
   1779 		error = pgid_in_session(curproc, -id);
   1780 	} else {
   1781 		error = 0;
   1782 	}
   1783 	if (!error) {
   1784 		*pgid = id;
   1785 	}
   1786 	return error;
   1787 }
   1788 
   1789 void
   1790 fd_set_exclose(struct lwp *l, int fd, bool exclose)
   1791 {
   1792 	filedesc_t *fdp = l->l_fd;
   1793 	fdfile_t *ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
   1794 
   1795 	ff->ff_exclose = exclose;
   1796 	if (exclose)
   1797 		fdp->fd_exclose = true;
   1798 }
   1799 
   1800 /*
   1801  * Return descriptor owner information. If the value is positive,
   1802  * it's process ID. If it's negative, it's process group ID and
   1803  * needs the sign removed before use.
   1804  */
   1805 int
   1806 fgetown(pid_t pgid, u_long cmd, void *data)
   1807 {
   1808 
   1809 	switch (cmd) {
   1810 	case TIOCGPGRP:
   1811 		*(int *)data = -pgid;
   1812 		break;
   1813 	default:
   1814 		*(int *)data = pgid;
   1815 		break;
   1816 	}
   1817 	return 0;
   1818 }
   1819 
   1820 /*
   1821  * Send signal to descriptor owner, either process or process group.
   1822  */
   1823 void
   1824 fownsignal(pid_t pgid, int signo, int code, int band, void *fdescdata)
   1825 {
   1826 	ksiginfo_t ksi;
   1827 
   1828 	KASSERT(!cpu_intr_p());
   1829 
   1830 	if (pgid == 0) {
   1831 		return;
   1832 	}
   1833 
   1834 	KSI_INIT(&ksi);
   1835 	ksi.ksi_signo = signo;
   1836 	ksi.ksi_code = code;
   1837 	ksi.ksi_band = band;
   1838 
   1839 	mutex_enter(proc_lock);
   1840 	if (pgid > 0) {
   1841 		struct proc *p1;
   1842 
   1843 		p1 = proc_find(pgid);
   1844 		if (p1 != NULL) {
   1845 			kpsignal(p1, &ksi, fdescdata);
   1846 		}
   1847 	} else {
   1848 		struct pgrp *pgrp;
   1849 
   1850 		KASSERT(pgid < 0);
   1851 		pgrp = pgrp_find(-pgid);
   1852 		if (pgrp != NULL) {
   1853 			kpgsignal(pgrp, &ksi, fdescdata, 0);
   1854 		}
   1855 	}
   1856 	mutex_exit(proc_lock);
   1857 }
   1858 
   1859 int
   1860 fd_clone(file_t *fp, unsigned fd, int flag, const struct fileops *fops,
   1861 	 void *data)
   1862 {
   1863 
   1864 	fp->f_flag = flag;
   1865 	fp->f_type = DTYPE_MISC;
   1866 	fp->f_ops = fops;
   1867 	fp->f_data = data;
   1868 	curlwp->l_dupfd = fd;
   1869 	fd_affix(curproc, fp, fd);
   1870 
   1871 	return EMOVEFD;
   1872 }
   1873 
   1874 int
   1875 fnullop_fcntl(file_t *fp, u_int cmd, void *data)
   1876 {
   1877 
   1878 	if (cmd == F_SETFL)
   1879 		return 0;
   1880 
   1881 	return EOPNOTSUPP;
   1882 }
   1883 
   1884 int
   1885 fnullop_poll(file_t *fp, int which)
   1886 {
   1887 
   1888 	return 0;
   1889 }
   1890 
   1891 int
   1892 fnullop_kqfilter(file_t *fp, struct knote *kn)
   1893 {
   1894 
   1895 	return EOPNOTSUPP;
   1896 }
   1897 
   1898 void
   1899 fnullop_restart(file_t *fp)
   1900 {
   1901 
   1902 }
   1903 
   1904 int
   1905 fbadop_read(file_t *fp, off_t *offset, struct uio *uio,
   1906 	    kauth_cred_t cred, int flags)
   1907 {
   1908 
   1909 	return EOPNOTSUPP;
   1910 }
   1911 
   1912 int
   1913 fbadop_write(file_t *fp, off_t *offset, struct uio *uio,
   1914 	     kauth_cred_t cred, int flags)
   1915 {
   1916 
   1917 	return EOPNOTSUPP;
   1918 }
   1919 
   1920 int
   1921 fbadop_ioctl(file_t *fp, u_long com, void *data)
   1922 {
   1923 
   1924 	return EOPNOTSUPP;
   1925 }
   1926 
   1927 int
   1928 fbadop_stat(file_t *fp, struct stat *sb)
   1929 {
   1930 
   1931 	return EOPNOTSUPP;
   1932 }
   1933 
   1934 int
   1935 fbadop_close(file_t *fp)
   1936 {
   1937 
   1938 	return EOPNOTSUPP;
   1939 }
   1940 
   1941 /*
   1942  * sysctl routines pertaining to file descriptors
   1943  */
   1944 
   1945 /* Initialized in sysctl_init() for now... */
   1946 extern kmutex_t sysctl_file_marker_lock;
   1947 static u_int sysctl_file_marker = 1;
   1948 
   1949 /*
   1950  * Expects to be called with proc_lock and sysctl_file_marker_lock locked.
   1951  */
   1952 static void
   1953 sysctl_file_marker_reset(void)
   1954 {
   1955 	struct proc *p;
   1956 
   1957 	PROCLIST_FOREACH(p, &allproc) {
   1958 		struct filedesc *fd = p->p_fd;
   1959 		fdtab_t *dt;
   1960 		u_int i;
   1961 
   1962 		mutex_enter(&fd->fd_lock);
   1963 		dt = fd->fd_dt;
   1964 		for (i = 0; i < dt->dt_nfiles; i++) {
   1965 			struct file *fp;
   1966 			fdfile_t *ff;
   1967 
   1968 			if ((ff = dt->dt_ff[i]) == NULL) {
   1969 				continue;
   1970 			}
   1971 			if ((fp = ff->ff_file) == NULL) {
   1972 				continue;
   1973 			}
   1974 			fp->f_marker = 0;
   1975 		}
   1976 		mutex_exit(&fd->fd_lock);
   1977 	}
   1978 }
   1979 
   1980 /*
   1981  * sysctl helper routine for kern.file pseudo-subtree.
   1982  */
   1983 static int
   1984 sysctl_kern_file(SYSCTLFN_ARGS)
   1985 {
   1986 	int error;
   1987 	size_t buflen;
   1988 	struct file *fp, fbuf;
   1989 	char *start, *where;
   1990 	struct proc *p;
   1991 
   1992 	start = where = oldp;
   1993 	buflen = *oldlenp;
   1994 
   1995 	if (where == NULL) {
   1996 		/*
   1997 		 * overestimate by 10 files
   1998 		 */
   1999 		*oldlenp = sizeof(filehead) + (nfiles + 10) *
   2000 		    sizeof(struct file);
   2001 		return 0;
   2002 	}
   2003 
   2004 	/*
   2005 	 * first sysctl_copyout filehead
   2006 	 */
   2007 	if (buflen < sizeof(filehead)) {
   2008 		*oldlenp = 0;
   2009 		return 0;
   2010 	}
   2011 	sysctl_unlock();
   2012 	error = sysctl_copyout(l, &filehead, where, sizeof(filehead));
   2013 	if (error) {
   2014 		sysctl_relock();
   2015 		return error;
   2016 	}
   2017 	buflen -= sizeof(filehead);
   2018 	where += sizeof(filehead);
   2019 
   2020 	/*
   2021 	 * followed by an array of file structures
   2022 	 */
   2023 	mutex_enter(&sysctl_file_marker_lock);
   2024 	mutex_enter(proc_lock);
   2025 	PROCLIST_FOREACH(p, &allproc) {
   2026 		struct filedesc *fd;
   2027 		fdtab_t *dt;
   2028 		u_int i;
   2029 
   2030 		if (p->p_stat == SIDL) {
   2031 			/* skip embryonic processes */
   2032 			continue;
   2033 		}
   2034 		mutex_enter(p->p_lock);
   2035 		error = kauth_authorize_process(l->l_cred,
   2036 		    KAUTH_PROCESS_CANSEE, p,
   2037 		    KAUTH_ARG(KAUTH_REQ_PROCESS_CANSEE_OPENFILES),
   2038 		    NULL, NULL);
   2039 		mutex_exit(p->p_lock);
   2040 		if (error != 0) {
   2041 			/*
   2042 			 * Don't leak kauth retval if we're silently
   2043 			 * skipping this entry.
   2044 			 */
   2045 			error = 0;
   2046 			continue;
   2047 		}
   2048 
   2049 		/*
   2050 		 * Grab a hold on the process.
   2051 		 */
   2052 		if (!rw_tryenter(&p->p_reflock, RW_READER)) {
   2053 			continue;
   2054 		}
   2055 		mutex_exit(proc_lock);
   2056 
   2057 		fd = p->p_fd;
   2058 		mutex_enter(&fd->fd_lock);
   2059 		dt = fd->fd_dt;
   2060 		for (i = 0; i < dt->dt_nfiles; i++) {
   2061 			fdfile_t *ff;
   2062 
   2063 			if ((ff = dt->dt_ff[i]) == NULL) {
   2064 				continue;
   2065 			}
   2066 			if ((fp = ff->ff_file) == NULL) {
   2067 				continue;
   2068 			}
   2069 
   2070 			mutex_enter(&fp->f_lock);
   2071 
   2072 			if ((fp->f_count == 0) ||
   2073 			    (fp->f_marker == sysctl_file_marker)) {
   2074 				mutex_exit(&fp->f_lock);
   2075 				continue;
   2076 			}
   2077 
   2078 			/* Check that we have enough space. */
   2079 			if (buflen < sizeof(struct file)) {
   2080 				*oldlenp = where - start;
   2081 				mutex_exit(&fp->f_lock);
   2082 				error = ENOMEM;
   2083 				break;
   2084 			}
   2085 
   2086 			memcpy(&fbuf, fp, sizeof(fbuf));
   2087 			mutex_exit(&fp->f_lock);
   2088 			error = sysctl_copyout(l, &fbuf, where, sizeof(fbuf));
   2089 			if (error) {
   2090 				break;
   2091 			}
   2092 			buflen -= sizeof(struct file);
   2093 			where += sizeof(struct file);
   2094 
   2095 			fp->f_marker = sysctl_file_marker;
   2096 		}
   2097 		mutex_exit(&fd->fd_lock);
   2098 
   2099 		/*
   2100 		 * Release reference to process.
   2101 		 */
   2102 		mutex_enter(proc_lock);
   2103 		rw_exit(&p->p_reflock);
   2104 
   2105 		if (error)
   2106 			break;
   2107 	}
   2108 
   2109 	sysctl_file_marker++;
   2110 	/* Reset all markers if wrapped. */
   2111 	if (sysctl_file_marker == 0) {
   2112 		sysctl_file_marker_reset();
   2113 		sysctl_file_marker++;
   2114 	}
   2115 
   2116 	mutex_exit(proc_lock);
   2117 	mutex_exit(&sysctl_file_marker_lock);
   2118 
   2119 	*oldlenp = where - start;
   2120 	sysctl_relock();
   2121 	return error;
   2122 }
   2123 
   2124 /*
   2125  * sysctl helper function for kern.file2
   2126  */
   2127 static int
   2128 sysctl_kern_file2(SYSCTLFN_ARGS)
   2129 {
   2130 	struct proc *p;
   2131 	struct file *fp;
   2132 	struct filedesc *fd;
   2133 	struct kinfo_file kf;
   2134 	char *dp;
   2135 	u_int i, op;
   2136 	size_t len, needed, elem_size, out_size;
   2137 	int error, arg, elem_count;
   2138 	fdfile_t *ff;
   2139 	fdtab_t *dt;
   2140 
   2141 	if (namelen == 1 && name[0] == CTL_QUERY)
   2142 		return sysctl_query(SYSCTLFN_CALL(rnode));
   2143 
   2144 	if (namelen != 4)
   2145 		return EINVAL;
   2146 
   2147 	error = 0;
   2148 	dp = oldp;
   2149 	len = (oldp != NULL) ? *oldlenp : 0;
   2150 	op = name[0];
   2151 	arg = name[1];
   2152 	elem_size = name[2];
   2153 	elem_count = name[3];
   2154 	out_size = MIN(sizeof(kf), elem_size);
   2155 	needed = 0;
   2156 
   2157 	if (elem_size < 1 || elem_count < 0)
   2158 		return EINVAL;
   2159 
   2160 	switch (op) {
   2161 	case KERN_FILE_BYFILE:
   2162 	case KERN_FILE_BYPID:
   2163 		/*
   2164 		 * We're traversing the process list in both cases; the BYFILE
   2165 		 * case does additional work of keeping track of files already
   2166 		 * looked at.
   2167 		 */
   2168 
   2169 		/* doesn't use arg so it must be zero */
   2170 		if ((op == KERN_FILE_BYFILE) && (arg != 0))
   2171 			return EINVAL;
   2172 
   2173 		if ((op == KERN_FILE_BYPID) && (arg < -1))
   2174 			/* -1 means all processes */
   2175 			return EINVAL;
   2176 
   2177 		sysctl_unlock();
   2178 		if (op == KERN_FILE_BYFILE)
   2179 			mutex_enter(&sysctl_file_marker_lock);
   2180 		mutex_enter(proc_lock);
   2181 		PROCLIST_FOREACH(p, &allproc) {
   2182 			if (p->p_stat == SIDL) {
   2183 				/* skip embryonic processes */
   2184 				continue;
   2185 			}
   2186 			if (arg > 0 && p->p_pid != arg) {
   2187 				/* pick only the one we want */
   2188 				/* XXX want 0 to mean "kernel files" */
   2189 				continue;
   2190 			}
   2191 			mutex_enter(p->p_lock);
   2192 			error = kauth_authorize_process(l->l_cred,
   2193 			    KAUTH_PROCESS_CANSEE, p,
   2194 			    KAUTH_ARG(KAUTH_REQ_PROCESS_CANSEE_OPENFILES),
   2195 			    NULL, NULL);
   2196 			mutex_exit(p->p_lock);
   2197 			if (error != 0) {
   2198 				/*
   2199 				 * Don't leak kauth retval if we're silently
   2200 				 * skipping this entry.
   2201 				 */
   2202 				error = 0;
   2203 				continue;
   2204 			}
   2205 
   2206 			/*
   2207 			 * Grab a hold on the process.
   2208 			 */
   2209 			if (!rw_tryenter(&p->p_reflock, RW_READER)) {
   2210 				continue;
   2211 			}
   2212 			mutex_exit(proc_lock);
   2213 
   2214 			fd = p->p_fd;
   2215 			mutex_enter(&fd->fd_lock);
   2216 			dt = fd->fd_dt;
   2217 			for (i = 0; i < dt->dt_nfiles; i++) {
   2218 				if ((ff = dt->dt_ff[i]) == NULL) {
   2219 					continue;
   2220 				}
   2221 				if ((fp = ff->ff_file) == NULL) {
   2222 					continue;
   2223 				}
   2224 
   2225 				if ((op == KERN_FILE_BYFILE) &&
   2226 				    (fp->f_marker == sysctl_file_marker)) {
   2227 					continue;
   2228 				}
   2229 				if (len >= elem_size && elem_count > 0) {
   2230 					mutex_enter(&fp->f_lock);
   2231 					fill_file(&kf, fp, ff, i, p->p_pid);
   2232 					mutex_exit(&fp->f_lock);
   2233 					mutex_exit(&fd->fd_lock);
   2234 					error = sysctl_copyout(l,
   2235 					    &kf, dp, out_size);
   2236 					mutex_enter(&fd->fd_lock);
   2237 					if (error)
   2238 						break;
   2239 					dp += elem_size;
   2240 					len -= elem_size;
   2241 				}
   2242 				if (op == KERN_FILE_BYFILE)
   2243 					fp->f_marker = sysctl_file_marker;
   2244 				needed += elem_size;
   2245 				if (elem_count > 0 && elem_count != INT_MAX)
   2246 					elem_count--;
   2247 			}
   2248 			mutex_exit(&fd->fd_lock);
   2249 
   2250 			/*
   2251 			 * Release reference to process.
   2252 			 */
   2253 			mutex_enter(proc_lock);
   2254 			rw_exit(&p->p_reflock);
   2255 		}
   2256 		if (op == KERN_FILE_BYFILE) {
   2257 			sysctl_file_marker++;
   2258 
   2259 			/* Reset all markers if wrapped. */
   2260 			if (sysctl_file_marker == 0) {
   2261 				sysctl_file_marker_reset();
   2262 				sysctl_file_marker++;
   2263 			}
   2264 		}
   2265 		mutex_exit(proc_lock);
   2266 		if (op == KERN_FILE_BYFILE)
   2267 			mutex_exit(&sysctl_file_marker_lock);
   2268 		sysctl_relock();
   2269 		break;
   2270 	default:
   2271 		return EINVAL;
   2272 	}
   2273 
   2274 	if (oldp == NULL)
   2275 		needed += KERN_FILESLOP * elem_size;
   2276 	*oldlenp = needed;
   2277 
   2278 	return error;
   2279 }
   2280 
   2281 static void
   2282 fill_file(struct kinfo_file *kp, const file_t *fp, const fdfile_t *ff,
   2283 	  int i, pid_t pid)
   2284 {
   2285 
   2286 	memset(kp, 0, sizeof(*kp));
   2287 
   2288 	kp->ki_fileaddr =	PTRTOUINT64(fp);
   2289 	kp->ki_flag =		fp->f_flag;
   2290 	kp->ki_iflags =		0;
   2291 	kp->ki_ftype =		fp->f_type;
   2292 	kp->ki_count =		fp->f_count;
   2293 	kp->ki_msgcount =	fp->f_msgcount;
   2294 	kp->ki_fucred =		PTRTOUINT64(fp->f_cred);
   2295 	kp->ki_fuid =		kauth_cred_geteuid(fp->f_cred);
   2296 	kp->ki_fgid =		kauth_cred_getegid(fp->f_cred);
   2297 	kp->ki_fops =		PTRTOUINT64(fp->f_ops);
   2298 	kp->ki_foffset =	fp->f_offset;
   2299 	kp->ki_fdata =		PTRTOUINT64(fp->f_data);
   2300 
   2301 	/* vnode information to glue this file to something */
   2302 	if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
   2303 		struct vnode *vp = (struct vnode *)fp->f_data;
   2304 
   2305 		kp->ki_vun =	PTRTOUINT64(vp->v_un.vu_socket);
   2306 		kp->ki_vsize =	vp->v_size;
   2307 		kp->ki_vtype =	vp->v_type;
   2308 		kp->ki_vtag =	vp->v_tag;
   2309 		kp->ki_vdata =	PTRTOUINT64(vp->v_data);
   2310 	}
   2311 
   2312 	/* process information when retrieved via KERN_FILE_BYPID */
   2313 	if (ff != NULL) {
   2314 		kp->ki_pid =		pid;
   2315 		kp->ki_fd =		i;
   2316 		kp->ki_ofileflags =	ff->ff_exclose;
   2317 		kp->ki_usecount =	ff->ff_refcnt;
   2318 	}
   2319 }
   2320