Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
kern_descrip.c revision 1.226
      1 /*	$NetBSD: kern_descrip.c,v 1.226 2014/09/05 05:57:21 matt 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 1.226 2014/09/05 05:57:21 matt 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_discard = nodiscard,
    136 	.d_flag = D_OTHER | D_MPSAFE
    137 };
    138 
    139 /* For ease of reading. */
    140 __strong_alias(fd_putvnode,fd_putfile)
    141 __strong_alias(fd_putsock,fd_putfile)
    142 
    143 /*
    144  * Initialize the descriptor system.
    145  */
    146 void
    147 fd_sys_init(void)
    148 {
    149 	static struct sysctllog *clog;
    150 
    151 	mutex_init(&filelist_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    152 
    153 	file_cache = pool_cache_init(sizeof(file_t), coherency_unit, 0,
    154 	    0, "file", NULL, IPL_NONE, file_ctor, file_dtor, NULL);
    155 	KASSERT(file_cache != NULL);
    156 
    157 	fdfile_cache = pool_cache_init(sizeof(fdfile_t), coherency_unit, 0,
    158 	    PR_LARGECACHE, "fdfile", NULL, IPL_NONE, fdfile_ctor, fdfile_dtor,
    159 	    NULL);
    160 	KASSERT(fdfile_cache != NULL);
    161 
    162 	filedesc_cache = pool_cache_init(sizeof(filedesc_t), coherency_unit,
    163 	    0, 0, "filedesc", NULL, IPL_NONE, filedesc_ctor, filedesc_dtor,
    164 	    NULL);
    165 	KASSERT(filedesc_cache != NULL);
    166 
    167 	sysctl_createv(&clog, 0, NULL, NULL,
    168 		       CTLFLAG_PERMANENT,
    169 		       CTLTYPE_STRUCT, "file",
    170 		       SYSCTL_DESCR("System open file table"),
    171 		       sysctl_kern_file, 0, NULL, 0,
    172 		       CTL_KERN, KERN_FILE, CTL_EOL);
    173 	sysctl_createv(&clog, 0, NULL, NULL,
    174 		       CTLFLAG_PERMANENT,
    175 		       CTLTYPE_STRUCT, "file2",
    176 		       SYSCTL_DESCR("System open file table"),
    177 		       sysctl_kern_file2, 0, NULL, 0,
    178 		       CTL_KERN, KERN_FILE2, CTL_EOL);
    179 }
    180 
    181 static bool
    182 fd_isused(filedesc_t *fdp, unsigned fd)
    183 {
    184 	u_int off = fd >> NDENTRYSHIFT;
    185 
    186 	KASSERT(fd < fdp->fd_dt->dt_nfiles);
    187 
    188 	return (fdp->fd_lomap[off] & (1 << (fd & NDENTRYMASK))) != 0;
    189 }
    190 
    191 /*
    192  * Verify that the bitmaps match the descriptor table.
    193  */
    194 static inline void
    195 fd_checkmaps(filedesc_t *fdp)
    196 {
    197 #ifdef DEBUG
    198 	fdtab_t *dt;
    199 	u_int fd;
    200 
    201 	dt = fdp->fd_dt;
    202 	if (fdp->fd_refcnt == -1) {
    203 		/*
    204 		 * fd_free tears down the table without maintaining its bitmap.
    205 		 */
    206 		return;
    207 	}
    208 	for (fd = 0; fd < dt->dt_nfiles; fd++) {
    209 		if (fd < NDFDFILE) {
    210 			KASSERT(dt->dt_ff[fd] ==
    211 			    (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
    212 		}
    213 		if (dt->dt_ff[fd] == NULL) {
    214 			KASSERT(!fd_isused(fdp, fd));
    215 		} else if (dt->dt_ff[fd]->ff_file != NULL) {
    216 			KASSERT(fd_isused(fdp, fd));
    217 		}
    218 	}
    219 #endif
    220 }
    221 
    222 static int
    223 fd_next_zero(filedesc_t *fdp, uint32_t *bitmap, int want, u_int bits)
    224 {
    225 	int i, off, maxoff;
    226 	uint32_t sub;
    227 
    228 	KASSERT(mutex_owned(&fdp->fd_lock));
    229 
    230 	fd_checkmaps(fdp);
    231 
    232 	if (want > bits)
    233 		return -1;
    234 
    235 	off = want >> NDENTRYSHIFT;
    236 	i = want & NDENTRYMASK;
    237 	if (i) {
    238 		sub = bitmap[off] | ((u_int)~0 >> (NDENTRIES - i));
    239 		if (sub != ~0)
    240 			goto found;
    241 		off++;
    242 	}
    243 
    244 	maxoff = NDLOSLOTS(bits);
    245 	while (off < maxoff) {
    246 		if ((sub = bitmap[off]) != ~0)
    247 			goto found;
    248 		off++;
    249 	}
    250 
    251 	return -1;
    252 
    253  found:
    254 	return (off << NDENTRYSHIFT) + ffs(~sub) - 1;
    255 }
    256 
    257 static int
    258 fd_last_set(filedesc_t *fd, int last)
    259 {
    260 	int off, i;
    261 	fdfile_t **ff = fd->fd_dt->dt_ff;
    262 	uint32_t *bitmap = fd->fd_lomap;
    263 
    264 	KASSERT(mutex_owned(&fd->fd_lock));
    265 
    266 	fd_checkmaps(fd);
    267 
    268 	off = (last - 1) >> NDENTRYSHIFT;
    269 
    270 	while (off >= 0 && !bitmap[off])
    271 		off--;
    272 
    273 	if (off < 0)
    274 		return -1;
    275 
    276 	i = ((off + 1) << NDENTRYSHIFT) - 1;
    277 	if (i >= last)
    278 		i = last - 1;
    279 
    280 	/* XXX should use bitmap */
    281 	while (i > 0 && (ff[i] == NULL || !ff[i]->ff_allocated))
    282 		i--;
    283 
    284 	return i;
    285 }
    286 
    287 static inline void
    288 fd_used(filedesc_t *fdp, unsigned fd)
    289 {
    290 	u_int off = fd >> NDENTRYSHIFT;
    291 	fdfile_t *ff;
    292 
    293 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
    294 
    295 	KASSERT(mutex_owned(&fdp->fd_lock));
    296 	KASSERT((fdp->fd_lomap[off] & (1 << (fd & NDENTRYMASK))) == 0);
    297 	KASSERT(ff != NULL);
    298 	KASSERT(ff->ff_file == NULL);
    299 	KASSERT(!ff->ff_allocated);
    300 
    301 	ff->ff_allocated = true;
    302 	fdp->fd_lomap[off] |= 1 << (fd & NDENTRYMASK);
    303 	if (__predict_false(fdp->fd_lomap[off] == ~0)) {
    304 		KASSERT((fdp->fd_himap[off >> NDENTRYSHIFT] &
    305 		    (1 << (off & NDENTRYMASK))) == 0);
    306 		fdp->fd_himap[off >> NDENTRYSHIFT] |= 1 << (off & NDENTRYMASK);
    307 	}
    308 
    309 	if ((int)fd > fdp->fd_lastfile) {
    310 		fdp->fd_lastfile = fd;
    311 	}
    312 
    313 	fd_checkmaps(fdp);
    314 }
    315 
    316 static inline void
    317 fd_unused(filedesc_t *fdp, unsigned fd)
    318 {
    319 	u_int off = fd >> NDENTRYSHIFT;
    320 	fdfile_t *ff;
    321 
    322 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
    323 
    324 	/*
    325 	 * Don't assert the lock is held here, as we may be copying
    326 	 * the table during exec() and it is not needed there.
    327 	 * procfs and sysctl are locked out by proc::p_reflock.
    328 	 *
    329 	 * KASSERT(mutex_owned(&fdp->fd_lock));
    330 	 */
    331 	KASSERT(ff != NULL);
    332 	KASSERT(ff->ff_file == NULL);
    333 	KASSERT(ff->ff_allocated);
    334 
    335 	if (fd < fdp->fd_freefile) {
    336 		fdp->fd_freefile = fd;
    337 	}
    338 
    339 	if (fdp->fd_lomap[off] == ~0) {
    340 		KASSERT((fdp->fd_himap[off >> NDENTRYSHIFT] &
    341 		    (1 << (off & NDENTRYMASK))) != 0);
    342 		fdp->fd_himap[off >> NDENTRYSHIFT] &=
    343 		    ~(1 << (off & NDENTRYMASK));
    344 	}
    345 	KASSERT((fdp->fd_lomap[off] & (1 << (fd & NDENTRYMASK))) != 0);
    346 	fdp->fd_lomap[off] &= ~(1 << (fd & NDENTRYMASK));
    347 	ff->ff_allocated = false;
    348 
    349 	KASSERT(fd <= fdp->fd_lastfile);
    350 	if (fd == fdp->fd_lastfile) {
    351 		fdp->fd_lastfile = fd_last_set(fdp, fd);
    352 	}
    353 	fd_checkmaps(fdp);
    354 }
    355 
    356 /*
    357  * Look up the file structure corresponding to a file descriptor
    358  * and return the file, holding a reference on the descriptor.
    359  */
    360 file_t *
    361 fd_getfile(unsigned fd)
    362 {
    363 	filedesc_t *fdp;
    364 	fdfile_t *ff;
    365 	file_t *fp;
    366 	fdtab_t *dt;
    367 
    368 	/*
    369 	 * Look up the fdfile structure representing this descriptor.
    370 	 * We are doing this unlocked.  See fd_tryexpand().
    371 	 */
    372 	fdp = curlwp->l_fd;
    373 	dt = fdp->fd_dt;
    374 	if (__predict_false(fd >= dt->dt_nfiles)) {
    375 		return NULL;
    376 	}
    377 	ff = dt->dt_ff[fd];
    378 	KASSERT(fd >= NDFDFILE || ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
    379 	if (__predict_false(ff == NULL)) {
    380 		return NULL;
    381 	}
    382 
    383 	/* Now get a reference to the descriptor. */
    384 	if (fdp->fd_refcnt == 1) {
    385 		/*
    386 		 * Single threaded: don't need to worry about concurrent
    387 		 * access (other than earlier calls to kqueue, which may
    388 		 * hold a reference to the descriptor).
    389 		 */
    390 		ff->ff_refcnt++;
    391 	} else {
    392 		/*
    393 		 * Multi threaded: issue a memory barrier to ensure that we
    394 		 * acquire the file pointer _after_ adding a reference.  If
    395 		 * no memory barrier, we could fetch a stale pointer.
    396 		 */
    397 		atomic_inc_uint(&ff->ff_refcnt);
    398 #ifndef __HAVE_ATOMIC_AS_MEMBAR
    399 		membar_enter();
    400 #endif
    401 	}
    402 
    403 	/*
    404 	 * If the file is not open or is being closed then put the
    405 	 * reference back.
    406 	 */
    407 	fp = ff->ff_file;
    408 	if (__predict_true(fp != NULL)) {
    409 		return fp;
    410 	}
    411 	fd_putfile(fd);
    412 	return NULL;
    413 }
    414 
    415 /*
    416  * Release a reference to a file descriptor acquired with fd_getfile().
    417  */
    418 void
    419 fd_putfile(unsigned fd)
    420 {
    421 	filedesc_t *fdp;
    422 	fdfile_t *ff;
    423 	u_int u, v;
    424 
    425 	fdp = curlwp->l_fd;
    426 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
    427 
    428 	KASSERT(fd < fdp->fd_dt->dt_nfiles);
    429 	KASSERT(ff != NULL);
    430 	KASSERT((ff->ff_refcnt & FR_MASK) > 0);
    431 	KASSERT(fd >= NDFDFILE || ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
    432 
    433 	if (fdp->fd_refcnt == 1) {
    434 		/*
    435 		 * Single threaded: don't need to worry about concurrent
    436 		 * access (other than earlier calls to kqueue, which may
    437 		 * hold a reference to the descriptor).
    438 		 */
    439 		if (__predict_false((ff->ff_refcnt & FR_CLOSING) != 0)) {
    440 			fd_close(fd);
    441 			return;
    442 		}
    443 		ff->ff_refcnt--;
    444 		return;
    445 	}
    446 
    447 	/*
    448 	 * Ensure that any use of the file is complete and globally
    449 	 * visible before dropping the final reference.  If no membar,
    450 	 * the current CPU could still access memory associated with
    451 	 * the file after it has been freed or recycled by another
    452 	 * CPU.
    453 	 */
    454 #ifndef __HAVE_ATOMIC_AS_MEMBAR
    455 	membar_exit();
    456 #endif
    457 
    458 	/*
    459 	 * Be optimistic and start out with the assumption that no other
    460 	 * threads are trying to close the descriptor.  If the CAS fails,
    461 	 * we lost a race and/or it's being closed.
    462 	 */
    463 	for (u = ff->ff_refcnt & FR_MASK;; u = v) {
    464 		v = atomic_cas_uint(&ff->ff_refcnt, u, u - 1);
    465 		if (__predict_true(u == v)) {
    466 			return;
    467 		}
    468 		if (__predict_false((v & FR_CLOSING) != 0)) {
    469 			break;
    470 		}
    471 	}
    472 
    473 	/* Another thread is waiting to close the file: join it. */
    474 	(void)fd_close(fd);
    475 }
    476 
    477 /*
    478  * Convenience wrapper around fd_getfile() that returns reference
    479  * to a vnode.
    480  */
    481 int
    482 fd_getvnode(unsigned fd, file_t **fpp)
    483 {
    484 	vnode_t *vp;
    485 	file_t *fp;
    486 
    487 	fp = fd_getfile(fd);
    488 	if (__predict_false(fp == NULL)) {
    489 		return EBADF;
    490 	}
    491 	if (__predict_false(fp->f_type != DTYPE_VNODE)) {
    492 		fd_putfile(fd);
    493 		return EINVAL;
    494 	}
    495 	vp = fp->f_data;
    496 	if (__predict_false(vp->v_type == VBAD)) {
    497 		/* XXX Is this case really necessary? */
    498 		fd_putfile(fd);
    499 		return EBADF;
    500 	}
    501 	*fpp = fp;
    502 	return 0;
    503 }
    504 
    505 /*
    506  * Convenience wrapper around fd_getfile() that returns reference
    507  * to a socket.
    508  */
    509 int
    510 fd_getsock1(unsigned fd, struct socket **sop, file_t **fp)
    511 {
    512 	*fp = fd_getfile(fd);
    513 	if (__predict_false(*fp == NULL)) {
    514 		return EBADF;
    515 	}
    516 	if (__predict_false((*fp)->f_type != DTYPE_SOCKET)) {
    517 		fd_putfile(fd);
    518 		return ENOTSOCK;
    519 	}
    520 	*sop = (*fp)->f_data;
    521 	return 0;
    522 }
    523 
    524 int
    525 fd_getsock(unsigned fd, struct socket **sop)
    526 {
    527 	file_t *fp;
    528 	return fd_getsock1(fd, sop, &fp);
    529 }
    530 
    531 /*
    532  * Look up the file structure corresponding to a file descriptor
    533  * and return it with a reference held on the file, not the
    534  * descriptor.
    535  *
    536  * This is heavyweight and only used when accessing descriptors
    537  * from a foreign process.  The caller must ensure that `p' does
    538  * not exit or fork across this call.
    539  *
    540  * To release the file (not descriptor) reference, use closef().
    541  */
    542 file_t *
    543 fd_getfile2(proc_t *p, unsigned fd)
    544 {
    545 	filedesc_t *fdp;
    546 	fdfile_t *ff;
    547 	file_t *fp;
    548 	fdtab_t *dt;
    549 
    550 	fdp = p->p_fd;
    551 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    552 	dt = fdp->fd_dt;
    553 	if (fd >= dt->dt_nfiles) {
    554 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    555 		return NULL;
    556 	}
    557 	if ((ff = dt->dt_ff[fd]) == NULL) {
    558 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    559 		return NULL;
    560 	}
    561 	if ((fp = ff->ff_file) == NULL) {
    562 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    563 		return NULL;
    564 	}
    565 	mutex_enter(&fp->f_lock);
    566 	fp->f_count++;
    567 	mutex_exit(&fp->f_lock);
    568 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    569 
    570 	return fp;
    571 }
    572 
    573 /*
    574  * Internal form of close.  Must be called with a reference to the
    575  * descriptor, and will drop the reference.  When all descriptor
    576  * references are dropped, releases the descriptor slot and a single
    577  * reference to the file structure.
    578  */
    579 int
    580 fd_close(unsigned fd)
    581 {
    582 	struct flock lf;
    583 	filedesc_t *fdp;
    584 	fdfile_t *ff;
    585 	file_t *fp;
    586 	proc_t *p;
    587 	lwp_t *l;
    588 	u_int refcnt;
    589 
    590 	l = curlwp;
    591 	p = l->l_proc;
    592 	fdp = l->l_fd;
    593 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
    594 
    595 	KASSERT(fd >= NDFDFILE || ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
    596 
    597 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    598 	KASSERT((ff->ff_refcnt & FR_MASK) > 0);
    599 	if (__predict_false(ff->ff_file == NULL)) {
    600 		/*
    601 		 * Another user of the file is already closing, and is
    602 		 * waiting for other users of the file to drain.  Release
    603 		 * our reference, and wake up the closer.
    604 		 */
    605 		atomic_dec_uint(&ff->ff_refcnt);
    606 		cv_broadcast(&ff->ff_closing);
    607 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    608 
    609 		/*
    610 		 * An application error, so pretend that the descriptor
    611 		 * was already closed.  We can't safely wait for it to
    612 		 * be closed without potentially deadlocking.
    613 		 */
    614 		return (EBADF);
    615 	}
    616 	KASSERT((ff->ff_refcnt & FR_CLOSING) == 0);
    617 
    618 	/*
    619 	 * There may be multiple users of this file within the process.
    620 	 * Notify existing and new users that the file is closing.  This
    621 	 * will prevent them from adding additional uses to this file
    622 	 * while we are closing it.
    623 	 */
    624 	fp = ff->ff_file;
    625 	ff->ff_file = NULL;
    626 	ff->ff_exclose = false;
    627 
    628 	/*
    629 	 * We expect the caller to hold a descriptor reference - drop it.
    630 	 * The reference count may increase beyond zero at this point due
    631 	 * to an erroneous descriptor reference by an application, but
    632 	 * fd_getfile() will notice that the file is being closed and drop
    633 	 * the reference again.
    634 	 */
    635 	if (fdp->fd_refcnt == 1) {
    636 		/* Single threaded. */
    637 		refcnt = --(ff->ff_refcnt);
    638 	} else {
    639 		/* Multi threaded. */
    640 #ifndef __HAVE_ATOMIC_AS_MEMBAR
    641 		membar_producer();
    642 #endif
    643 		refcnt = atomic_dec_uint_nv(&ff->ff_refcnt);
    644 	}
    645 	if (__predict_false(refcnt != 0)) {
    646 		/*
    647 		 * Wait for other references to drain.  This is typically
    648 		 * an application error - the descriptor is being closed
    649 		 * while still in use.
    650 		 * (Or just a threaded application trying to unblock its
    651 		 * thread that sleeps in (say) accept()).
    652 		 */
    653 		atomic_or_uint(&ff->ff_refcnt, FR_CLOSING);
    654 
    655 		/*
    656 		 * Remove any knotes attached to the file.  A knote
    657 		 * attached to the descriptor can hold references on it.
    658 		 */
    659 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    660 		if (!SLIST_EMPTY(&ff->ff_knlist)) {
    661 			knote_fdclose(fd);
    662 		}
    663 
    664 		/*
    665 		 * Since the file system code doesn't know which fd
    666 		 * each request came from (think dup()), we have to
    667 		 * ask it to return ERESTART for any long-term blocks.
    668 		 * The re-entry through read/write/etc will detect the
    669 		 * closed fd and return EBAFD.
    670 		 * Blocked partial writes may return a short length.
    671 		 */
    672 		(*fp->f_ops->fo_restart)(fp);
    673 		mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    674 
    675 		/*
    676 		 * We need to see the count drop to zero at least once,
    677 		 * in order to ensure that all pre-existing references
    678 		 * have been drained.  New references past this point are
    679 		 * of no interest.
    680 		 * XXX (dsl) this may need to call fo_restart() after a
    681 		 * timeout to guarantee that all the system calls exit.
    682 		 */
    683 		while ((ff->ff_refcnt & FR_MASK) != 0) {
    684 			cv_wait(&ff->ff_closing, &fdp->fd_lock);
    685 		}
    686 		atomic_and_uint(&ff->ff_refcnt, ~FR_CLOSING);
    687 	} else {
    688 		/* If no references, there must be no knotes. */
    689 		KASSERT(SLIST_EMPTY(&ff->ff_knlist));
    690 	}
    691 
    692 	/*
    693 	 * POSIX record locking dictates that any close releases ALL
    694 	 * locks owned by this process.  This is handled by setting
    695 	 * a flag in the unlock to free ONLY locks obeying POSIX
    696 	 * semantics, and not to free BSD-style file locks.
    697 	 * If the descriptor was in a message, POSIX-style locks
    698 	 * aren't passed with the descriptor.
    699 	 */
    700 	if (__predict_false((p->p_flag & PK_ADVLOCK) != 0 &&
    701 	    fp->f_type == DTYPE_VNODE)) {
    702 		lf.l_whence = SEEK_SET;
    703 		lf.l_start = 0;
    704 		lf.l_len = 0;
    705 		lf.l_type = F_UNLCK;
    706 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    707 		(void)VOP_ADVLOCK(fp->f_data, p, F_UNLCK, &lf, F_POSIX);
    708 		mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    709 	}
    710 
    711 	/* Free descriptor slot. */
    712 	fd_unused(fdp, fd);
    713 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    714 
    715 	/* Now drop reference to the file itself. */
    716 	return closef(fp);
    717 }
    718 
    719 /*
    720  * Duplicate a file descriptor.
    721  */
    722 int
    723 fd_dup(file_t *fp, int minfd, int *newp, bool exclose)
    724 {
    725 	proc_t *p = curproc;
    726 	int error;
    727 
    728 	while ((error = fd_alloc(p, minfd, newp)) != 0) {
    729 		if (error != ENOSPC) {
    730 			return error;
    731 		}
    732 		fd_tryexpand(p);
    733 	}
    734 
    735 	curlwp->l_fd->fd_dt->dt_ff[*newp]->ff_exclose = exclose;
    736 	fd_affix(p, fp, *newp);
    737 	return 0;
    738 }
    739 
    740 /*
    741  * dup2 operation.
    742  */
    743 int
    744 fd_dup2(file_t *fp, unsigned newfd, int flags)
    745 {
    746 	filedesc_t *fdp = curlwp->l_fd;
    747 	fdfile_t *ff;
    748 	fdtab_t *dt;
    749 
    750 	if (flags & ~(O_CLOEXEC|O_NONBLOCK))
    751 		return EINVAL;
    752 	/*
    753 	 * Ensure there are enough slots in the descriptor table,
    754 	 * and allocate an fdfile_t up front in case we need it.
    755 	 */
    756 	while (newfd >= fdp->fd_dt->dt_nfiles) {
    757 		fd_tryexpand(curproc);
    758 	}
    759 	ff = pool_cache_get(fdfile_cache, PR_WAITOK);
    760 
    761 	/*
    762 	 * If there is already a file open, close it.  If the file is
    763 	 * half open, wait for it to be constructed before closing it.
    764 	 * XXX Potential for deadlock here?
    765 	 */
    766 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    767 	while (fd_isused(fdp, newfd)) {
    768 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    769 		if (fd_getfile(newfd) != NULL) {
    770 			(void)fd_close(newfd);
    771 		} else {
    772 			/*
    773 			 * Crummy, but unlikely to happen.
    774 			 * Can occur if we interrupt another
    775 			 * thread while it is opening a file.
    776 			 */
    777 			kpause("dup2", false, 1, NULL);
    778 		}
    779 		mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    780 	}
    781 	dt = fdp->fd_dt;
    782 	if (dt->dt_ff[newfd] == NULL) {
    783 		KASSERT(newfd >= NDFDFILE);
    784 		dt->dt_ff[newfd] = ff;
    785 		ff = NULL;
    786 	}
    787 	fd_used(fdp, newfd);
    788 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    789 
    790 	dt->dt_ff[newfd]->ff_exclose = (flags & O_CLOEXEC) != 0;
    791 	fp->f_flag |= flags & FNONBLOCK;
    792 	/* Slot is now allocated.  Insert copy of the file. */
    793 	fd_affix(curproc, fp, newfd);
    794 	if (ff != NULL) {
    795 		pool_cache_put(fdfile_cache, ff);
    796 	}
    797 	return 0;
    798 }
    799 
    800 /*
    801  * Drop reference to a file structure.
    802  */
    803 int
    804 closef(file_t *fp)
    805 {
    806 	struct flock lf;
    807 	int error;
    808 
    809 	/*
    810 	 * Drop reference.  If referenced elsewhere it's still open
    811 	 * and we have nothing more to do.
    812 	 */
    813 	mutex_enter(&fp->f_lock);
    814 	KASSERT(fp->f_count > 0);
    815 	if (--fp->f_count > 0) {
    816 		mutex_exit(&fp->f_lock);
    817 		return 0;
    818 	}
    819 	KASSERT(fp->f_count == 0);
    820 	mutex_exit(&fp->f_lock);
    821 
    822 	/* We held the last reference - release locks, close and free. */
    823 	if ((fp->f_flag & FHASLOCK) && fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
    824 		lf.l_whence = SEEK_SET;
    825 		lf.l_start = 0;
    826 		lf.l_len = 0;
    827 		lf.l_type = F_UNLCK;
    828 		(void)VOP_ADVLOCK(fp->f_data, fp, F_UNLCK, &lf, F_FLOCK);
    829 	}
    830 	if (fp->f_ops != NULL) {
    831 		error = (*fp->f_ops->fo_close)(fp);
    832 	} else {
    833 		error = 0;
    834 	}
    835 	KASSERT(fp->f_count == 0);
    836 	KASSERT(fp->f_cred != NULL);
    837 	pool_cache_put(file_cache, fp);
    838 
    839 	return error;
    840 }
    841 
    842 /*
    843  * Allocate a file descriptor for the process.
    844  */
    845 int
    846 fd_alloc(proc_t *p, int want, int *result)
    847 {
    848 	filedesc_t *fdp = p->p_fd;
    849 	int i, lim, last, error, hi;
    850 	u_int off;
    851 	fdtab_t *dt;
    852 
    853 	KASSERT(p == curproc || p == &proc0);
    854 
    855 	/*
    856 	 * Search for a free descriptor starting at the higher
    857 	 * of want or fd_freefile.
    858 	 */
    859 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
    860 	fd_checkmaps(fdp);
    861 	dt = fdp->fd_dt;
    862 	KASSERT(dt->dt_ff[0] == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[0]);
    863 	lim = min((int)p->p_rlimit[RLIMIT_NOFILE].rlim_cur, maxfiles);
    864 	last = min(dt->dt_nfiles, lim);
    865 	for (;;) {
    866 		if ((i = want) < fdp->fd_freefile)
    867 			i = fdp->fd_freefile;
    868 		off = i >> NDENTRYSHIFT;
    869 		hi = fd_next_zero(fdp, fdp->fd_himap, off,
    870 		    (last + NDENTRIES - 1) >> NDENTRYSHIFT);
    871 		if (hi == -1)
    872 			break;
    873 		i = fd_next_zero(fdp, &fdp->fd_lomap[hi],
    874 		    hi > off ? 0 : i & NDENTRYMASK, NDENTRIES);
    875 		if (i == -1) {
    876 			/*
    877 			 * Free file descriptor in this block was
    878 			 * below want, try again with higher want.
    879 			 */
    880 			want = (hi + 1) << NDENTRYSHIFT;
    881 			continue;
    882 		}
    883 		i += (hi << NDENTRYSHIFT);
    884 		if (i >= last) {
    885 			break;
    886 		}
    887 		if (dt->dt_ff[i] == NULL) {
    888 			KASSERT(i >= NDFDFILE);
    889 			dt->dt_ff[i] = pool_cache_get(fdfile_cache, PR_WAITOK);
    890 		}
    891 		KASSERT(dt->dt_ff[i]->ff_file == NULL);
    892 		fd_used(fdp, i);
    893 		if (want <= fdp->fd_freefile) {
    894 			fdp->fd_freefile = i;
    895 		}
    896 		*result = i;
    897 		KASSERT(i >= NDFDFILE ||
    898 		    dt->dt_ff[i] == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[i]);
    899 		fd_checkmaps(fdp);
    900 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    901 		return 0;
    902 	}
    903 
    904 	/* No space in current array.  Let the caller expand and retry. */
    905 	error = (dt->dt_nfiles >= lim) ? EMFILE : ENOSPC;
    906 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
    907 	return error;
    908 }
    909 
    910 /*
    911  * Allocate memory for a descriptor table.
    912  */
    913 static fdtab_t *
    914 fd_dtab_alloc(int n)
    915 {
    916 	fdtab_t *dt;
    917 	size_t sz;
    918 
    919 	KASSERT(n > NDFILE);
    920 
    921 	sz = sizeof(*dt) + (n - NDFILE) * sizeof(dt->dt_ff[0]);
    922 	dt = kmem_alloc(sz, KM_SLEEP);
    923 #ifdef DIAGNOSTIC
    924 	memset(dt, 0xff, sz);
    925 #endif
    926 	dt->dt_nfiles = n;
    927 	dt->dt_link = NULL;
    928 	return dt;
    929 }
    930 
    931 /*
    932  * Free a descriptor table, and all tables linked for deferred free.
    933  */
    934 static void
    935 fd_dtab_free(fdtab_t *dt)
    936 {
    937 	fdtab_t *next;
    938 	size_t sz;
    939 
    940 	do {
    941 		next = dt->dt_link;
    942 		KASSERT(dt->dt_nfiles > NDFILE);
    943 		sz = sizeof(*dt) +
    944 		    (dt->dt_nfiles - NDFILE) * sizeof(dt->dt_ff[0]);
    945 #ifdef DIAGNOSTIC
    946 		memset(dt, 0xff, sz);
    947 #endif
    948 		kmem_free(dt, sz);
    949 		dt = next;
    950 	} while (dt != NULL);
    951 }
    952 
    953 /*
    954  * Allocate descriptor bitmap.
    955  */
    956 static void
    957 fd_map_alloc(int n, uint32_t **lo, uint32_t **hi)
    958 {
    959 	uint8_t *ptr;
    960 	size_t szlo, szhi;
    961 
    962 	KASSERT(n > NDENTRIES);
    963 
    964 	szlo = NDLOSLOTS(n) * sizeof(uint32_t);
    965 	szhi = NDHISLOTS(n) * sizeof(uint32_t);
    966 	ptr = kmem_alloc(szlo + szhi, KM_SLEEP);
    967 	*lo = (uint32_t *)ptr;
    968 	*hi = (uint32_t *)(ptr + szlo);
    969 }
    970 
    971 /*
    972  * Free descriptor bitmap.
    973  */
    974 static void
    975 fd_map_free(int n, uint32_t *lo, uint32_t *hi)
    976 {
    977 	size_t szlo, szhi;
    978 
    979 	KASSERT(n > NDENTRIES);
    980 
    981 	szlo = NDLOSLOTS(n) * sizeof(uint32_t);
    982 	szhi = NDHISLOTS(n) * sizeof(uint32_t);
    983 	KASSERT(hi == (uint32_t *)((uint8_t *)lo + szlo));
    984 	kmem_free(lo, szlo + szhi);
    985 }
    986 
    987 /*
    988  * Expand a process' descriptor table.
    989  */
    990 void
    991 fd_tryexpand(proc_t *p)
    992 {
    993 	filedesc_t *fdp;
    994 	int i, numfiles, oldnfiles;
    995 	fdtab_t *newdt, *dt;
    996 	uint32_t *newhimap, *newlomap;
    997 
    998 	KASSERT(p == curproc || p == &proc0);
    999 
   1000 	fdp = p->p_fd;
   1001 	newhimap = NULL;
   1002 	newlomap = NULL;
   1003 	oldnfiles = fdp->fd_dt->dt_nfiles;
   1004 
   1005 	if (oldnfiles < NDEXTENT)
   1006 		numfiles = NDEXTENT;
   1007 	else
   1008 		numfiles = 2 * oldnfiles;
   1009 
   1010 	newdt = fd_dtab_alloc(numfiles);
   1011 	if (NDHISLOTS(numfiles) > NDHISLOTS(oldnfiles)) {
   1012 		fd_map_alloc(numfiles, &newlomap, &newhimap);
   1013 	}
   1014 
   1015 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
   1016 	dt = fdp->fd_dt;
   1017 	KASSERT(dt->dt_ff[0] == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[0]);
   1018 	if (dt->dt_nfiles != oldnfiles) {
   1019 		/* fdp changed; caller must retry */
   1020 		mutex_exit(&fdp->fd_lock);
   1021 		fd_dtab_free(newdt);
   1022 		if (NDHISLOTS(numfiles) > NDHISLOTS(oldnfiles)) {
   1023 			fd_map_free(numfiles, newlomap, newhimap);
   1024 		}
   1025 		return;
   1026 	}
   1027 
   1028 	/* Copy the existing descriptor table and zero the new portion. */
   1029 	i = sizeof(fdfile_t *) * oldnfiles;
   1030 	memcpy(newdt->dt_ff, dt->dt_ff, i);
   1031 	memset((uint8_t *)newdt->dt_ff + i, 0,
   1032 	    numfiles * sizeof(fdfile_t *) - i);
   1033 
   1034 	/*
   1035 	 * Link old descriptor array into list to be discarded.  We defer
   1036 	 * freeing until the last reference to the descriptor table goes
   1037 	 * away (usually process exit).  This allows us to do lockless
   1038 	 * lookups in fd_getfile().
   1039 	 */
   1040 	if (oldnfiles > NDFILE) {
   1041 		if (fdp->fd_refcnt > 1) {
   1042 			newdt->dt_link = dt;
   1043 		} else {
   1044 			fd_dtab_free(dt);
   1045 		}
   1046 	}
   1047 
   1048 	if (NDHISLOTS(numfiles) > NDHISLOTS(oldnfiles)) {
   1049 		i = NDHISLOTS(oldnfiles) * sizeof(uint32_t);
   1050 		memcpy(newhimap, fdp->fd_himap, i);
   1051 		memset((uint8_t *)newhimap + i, 0,
   1052 		    NDHISLOTS(numfiles) * sizeof(uint32_t) - i);
   1053 
   1054 		i = NDLOSLOTS(oldnfiles) * sizeof(uint32_t);
   1055 		memcpy(newlomap, fdp->fd_lomap, i);
   1056 		memset((uint8_t *)newlomap + i, 0,
   1057 		    NDLOSLOTS(numfiles) * sizeof(uint32_t) - i);
   1058 
   1059 		if (NDHISLOTS(oldnfiles) > NDHISLOTS(NDFILE)) {
   1060 			fd_map_free(oldnfiles, fdp->fd_lomap, fdp->fd_himap);
   1061 		}
   1062 		fdp->fd_himap = newhimap;
   1063 		fdp->fd_lomap = newlomap;
   1064 	}
   1065 
   1066 	/*
   1067 	 * All other modifications must become globally visible before
   1068 	 * the change to fd_dt.  See fd_getfile().
   1069 	 */
   1070 	membar_producer();
   1071 	fdp->fd_dt = newdt;
   1072 	KASSERT(newdt->dt_ff[0] == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[0]);
   1073 	fd_checkmaps(fdp);
   1074 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
   1075 }
   1076 
   1077 /*
   1078  * Create a new open file structure and allocate a file descriptor
   1079  * for the current process.
   1080  */
   1081 int
   1082 fd_allocfile(file_t **resultfp, int *resultfd)
   1083 {
   1084 	proc_t *p = curproc;
   1085 	kauth_cred_t cred;
   1086 	file_t *fp;
   1087 	int error;
   1088 
   1089 	while ((error = fd_alloc(p, 0, resultfd)) != 0) {
   1090 		if (error != ENOSPC) {
   1091 			return error;
   1092 		}
   1093 		fd_tryexpand(p);
   1094 	}
   1095 
   1096 	fp = pool_cache_get(file_cache, PR_WAITOK);
   1097 	if (fp == NULL) {
   1098 		fd_abort(p, NULL, *resultfd);
   1099 		return ENFILE;
   1100 	}
   1101 	KASSERT(fp->f_count == 0);
   1102 	KASSERT(fp->f_msgcount == 0);
   1103 	KASSERT(fp->f_unpcount == 0);
   1104 
   1105 	/* Replace cached credentials if not what we need. */
   1106 	cred = curlwp->l_cred;
   1107 	if (__predict_false(cred != fp->f_cred)) {
   1108 		kauth_cred_free(fp->f_cred);
   1109 		kauth_cred_hold(cred);
   1110 		fp->f_cred = cred;
   1111 	}
   1112 
   1113 	/*
   1114 	 * Don't allow recycled files to be scanned.
   1115 	 * See uipc_usrreq.c.
   1116 	 */
   1117 	if (__predict_false((fp->f_flag & FSCAN) != 0)) {
   1118 		mutex_enter(&fp->f_lock);
   1119 		atomic_and_uint(&fp->f_flag, ~FSCAN);
   1120 		mutex_exit(&fp->f_lock);
   1121 	}
   1122 
   1123 	fp->f_advice = 0;
   1124 	fp->f_offset = 0;
   1125 	*resultfp = fp;
   1126 
   1127 	return 0;
   1128 }
   1129 
   1130 /*
   1131  * Successful creation of a new descriptor: make visible to the process.
   1132  */
   1133 void
   1134 fd_affix(proc_t *p, file_t *fp, unsigned fd)
   1135 {
   1136 	fdfile_t *ff;
   1137 	filedesc_t *fdp;
   1138 
   1139 	KASSERT(p == curproc || p == &proc0);
   1140 
   1141 	/* Add a reference to the file structure. */
   1142 	mutex_enter(&fp->f_lock);
   1143 	fp->f_count++;
   1144 	mutex_exit(&fp->f_lock);
   1145 
   1146 	/*
   1147 	 * Insert the new file into the descriptor slot.
   1148 	 *
   1149 	 * The memory barriers provided by lock activity in this routine
   1150 	 * ensure that any updates to the file structure become globally
   1151 	 * visible before the file becomes visible to other LWPs in the
   1152 	 * current process.
   1153 	 */
   1154 	fdp = p->p_fd;
   1155 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
   1156 
   1157 	KASSERT(ff != NULL);
   1158 	KASSERT(ff->ff_file == NULL);
   1159 	KASSERT(ff->ff_allocated);
   1160 	KASSERT(fd_isused(fdp, fd));
   1161 	KASSERT(fd >= NDFDFILE || ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
   1162 
   1163 	/* No need to lock in order to make file initially visible. */
   1164 	ff->ff_file = fp;
   1165 }
   1166 
   1167 /*
   1168  * Abort creation of a new descriptor: free descriptor slot and file.
   1169  */
   1170 void
   1171 fd_abort(proc_t *p, file_t *fp, unsigned fd)
   1172 {
   1173 	filedesc_t *fdp;
   1174 	fdfile_t *ff;
   1175 
   1176 	KASSERT(p == curproc || p == &proc0);
   1177 
   1178 	fdp = p->p_fd;
   1179 	ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
   1180 	ff->ff_exclose = false;
   1181 
   1182 	KASSERT(fd >= NDFDFILE || ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
   1183 
   1184 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
   1185 	KASSERT(fd_isused(fdp, fd));
   1186 	fd_unused(fdp, fd);
   1187 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
   1188 
   1189 	if (fp != NULL) {
   1190 		KASSERT(fp->f_count == 0);
   1191 		KASSERT(fp->f_cred != NULL);
   1192 		pool_cache_put(file_cache, fp);
   1193 	}
   1194 }
   1195 
   1196 static int
   1197 file_ctor(void *arg, void *obj, int flags)
   1198 {
   1199 	file_t *fp = obj;
   1200 
   1201 	memset(fp, 0, sizeof(*fp));
   1202 
   1203 	mutex_enter(&filelist_lock);
   1204 	if (__predict_false(nfiles >= maxfiles)) {
   1205 		mutex_exit(&filelist_lock);
   1206 		tablefull("file", "increase kern.maxfiles or MAXFILES");
   1207 		return ENFILE;
   1208 	}
   1209 	nfiles++;
   1210 	LIST_INSERT_HEAD(&filehead, fp, f_list);
   1211 	mutex_init(&fp->f_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
   1212 	fp->f_cred = curlwp->l_cred;
   1213 	kauth_cred_hold(fp->f_cred);
   1214 	mutex_exit(&filelist_lock);
   1215 
   1216 	return 0;
   1217 }
   1218 
   1219 static void
   1220 file_dtor(void *arg, void *obj)
   1221 {
   1222 	file_t *fp = obj;
   1223 
   1224 	mutex_enter(&filelist_lock);
   1225 	nfiles--;
   1226 	LIST_REMOVE(fp, f_list);
   1227 	mutex_exit(&filelist_lock);
   1228 
   1229 	kauth_cred_free(fp->f_cred);
   1230 	mutex_destroy(&fp->f_lock);
   1231 }
   1232 
   1233 static int
   1234 fdfile_ctor(void *arg, void *obj, int flags)
   1235 {
   1236 	fdfile_t *ff = obj;
   1237 
   1238 	memset(ff, 0, sizeof(*ff));
   1239 	cv_init(&ff->ff_closing, "fdclose");
   1240 
   1241 	return 0;
   1242 }
   1243 
   1244 static void
   1245 fdfile_dtor(void *arg, void *obj)
   1246 {
   1247 	fdfile_t *ff = obj;
   1248 
   1249 	cv_destroy(&ff->ff_closing);
   1250 }
   1251 
   1252 file_t *
   1253 fgetdummy(void)
   1254 {
   1255 	file_t *fp;
   1256 
   1257 	fp = kmem_zalloc(sizeof(*fp), KM_SLEEP);
   1258 	if (fp != NULL) {
   1259 		mutex_init(&fp->f_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
   1260 	}
   1261 	return fp;
   1262 }
   1263 
   1264 void
   1265 fputdummy(file_t *fp)
   1266 {
   1267 
   1268 	mutex_destroy(&fp->f_lock);
   1269 	kmem_free(fp, sizeof(*fp));
   1270 }
   1271 
   1272 /*
   1273  * Create an initial filedesc structure.
   1274  */
   1275 filedesc_t *
   1276 fd_init(filedesc_t *fdp)
   1277 {
   1278 #ifdef DIAGNOSTIC
   1279 	unsigned fd;
   1280 #endif
   1281 
   1282 	if (__predict_true(fdp == NULL)) {
   1283 		fdp = pool_cache_get(filedesc_cache, PR_WAITOK);
   1284 	} else {
   1285 		KASSERT(fdp == &filedesc0);
   1286 		filedesc_ctor(NULL, fdp, PR_WAITOK);
   1287 	}
   1288 
   1289 #ifdef DIAGNOSTIC
   1290 	KASSERT(fdp->fd_lastfile == -1);
   1291 	KASSERT(fdp->fd_lastkqfile == -1);
   1292 	KASSERT(fdp->fd_knhash == NULL);
   1293 	KASSERT(fdp->fd_freefile == 0);
   1294 	KASSERT(fdp->fd_exclose == false);
   1295 	KASSERT(fdp->fd_dt == &fdp->fd_dtbuiltin);
   1296 	KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_nfiles == NDFILE);
   1297 	for (fd = 0; fd < NDFDFILE; fd++) {
   1298 		KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[fd] ==
   1299 		    (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
   1300 	}
   1301 	for (fd = NDFDFILE; fd < NDFILE; fd++) {
   1302 		KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[fd] == NULL);
   1303 	}
   1304 	KASSERT(fdp->fd_himap == fdp->fd_dhimap);
   1305 	KASSERT(fdp->fd_lomap == fdp->fd_dlomap);
   1306 #endif	/* DIAGNOSTIC */
   1307 
   1308 	fdp->fd_refcnt = 1;
   1309 	fd_checkmaps(fdp);
   1310 
   1311 	return fdp;
   1312 }
   1313 
   1314 /*
   1315  * Initialize a file descriptor table.
   1316  */
   1317 static int
   1318 filedesc_ctor(void *arg, void *obj, int flag)
   1319 {
   1320 	filedesc_t *fdp = obj;
   1321 	fdfile_t **ffp;
   1322 	int i;
   1323 
   1324 	memset(fdp, 0, sizeof(*fdp));
   1325 	mutex_init(&fdp->fd_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
   1326 	fdp->fd_lastfile = -1;
   1327 	fdp->fd_lastkqfile = -1;
   1328 	fdp->fd_dt = &fdp->fd_dtbuiltin;
   1329 	fdp->fd_dtbuiltin.dt_nfiles = NDFILE;
   1330 	fdp->fd_himap = fdp->fd_dhimap;
   1331 	fdp->fd_lomap = fdp->fd_dlomap;
   1332 
   1333 	CTASSERT(sizeof(fdp->fd_dfdfile[0]) >= sizeof(fdfile_t));
   1334 	for (i = 0, ffp = fdp->fd_dt->dt_ff; i < NDFDFILE; i++, ffp++) {
   1335 		*ffp = (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[i];
   1336 		(void)fdfile_ctor(NULL, fdp->fd_dfdfile[i], PR_WAITOK);
   1337 	}
   1338 
   1339 	return 0;
   1340 }
   1341 
   1342 static void
   1343 filedesc_dtor(void *arg, void *obj)
   1344 {
   1345 	filedesc_t *fdp = obj;
   1346 	int i;
   1347 
   1348 	for (i = 0; i < NDFDFILE; i++) {
   1349 		fdfile_dtor(NULL, fdp->fd_dfdfile[i]);
   1350 	}
   1351 
   1352 	mutex_destroy(&fdp->fd_lock);
   1353 }
   1354 
   1355 /*
   1356  * Make p share curproc's filedesc structure.
   1357  */
   1358 void
   1359 fd_share(struct proc *p)
   1360 {
   1361 	filedesc_t *fdp;
   1362 
   1363 	fdp = curlwp->l_fd;
   1364 	p->p_fd = fdp;
   1365 	atomic_inc_uint(&fdp->fd_refcnt);
   1366 }
   1367 
   1368 /*
   1369  * Acquire a hold on a filedesc structure.
   1370  */
   1371 void
   1372 fd_hold(lwp_t *l)
   1373 {
   1374 	filedesc_t *fdp = l->l_fd;
   1375 
   1376 	atomic_inc_uint(&fdp->fd_refcnt);
   1377 }
   1378 
   1379 /*
   1380  * Copy a filedesc structure.
   1381  */
   1382 filedesc_t *
   1383 fd_copy(void)
   1384 {
   1385 	filedesc_t *newfdp, *fdp;
   1386 	fdfile_t *ff, **ffp, **nffp, *ff2;
   1387 	int i, j, numfiles, lastfile, newlast;
   1388 	file_t *fp;
   1389 	fdtab_t *newdt;
   1390 
   1391 	fdp = curproc->p_fd;
   1392 	newfdp = pool_cache_get(filedesc_cache, PR_WAITOK);
   1393 	newfdp->fd_refcnt = 1;
   1394 
   1395 #ifdef DIAGNOSTIC
   1396 	KASSERT(newfdp->fd_lastfile == -1);
   1397 	KASSERT(newfdp->fd_lastkqfile == -1);
   1398 	KASSERT(newfdp->fd_knhash == NULL);
   1399 	KASSERT(newfdp->fd_freefile == 0);
   1400 	KASSERT(newfdp->fd_exclose == false);
   1401 	KASSERT(newfdp->fd_dt == &newfdp->fd_dtbuiltin);
   1402 	KASSERT(newfdp->fd_dtbuiltin.dt_nfiles == NDFILE);
   1403 	for (i = 0; i < NDFDFILE; i++) {
   1404 		KASSERT(newfdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[i] ==
   1405 		    (fdfile_t *)&newfdp->fd_dfdfile[i]);
   1406 	}
   1407 	for (i = NDFDFILE; i < NDFILE; i++) {
   1408 		KASSERT(newfdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[i] == NULL);
   1409 	}
   1410 #endif	/* DIAGNOSTIC */
   1411 
   1412 	mutex_enter(&fdp->fd_lock);
   1413 	fd_checkmaps(fdp);
   1414 	numfiles = fdp->fd_dt->dt_nfiles;
   1415 	lastfile = fdp->fd_lastfile;
   1416 
   1417 	/*
   1418 	 * If the number of open files fits in the internal arrays
   1419 	 * of the open file structure, use them, otherwise allocate
   1420 	 * additional memory for the number of descriptors currently
   1421 	 * in use.
   1422 	 */
   1423 	if (lastfile < NDFILE) {
   1424 		i = NDFILE;
   1425 		newdt = newfdp->fd_dt;
   1426 		KASSERT(newfdp->fd_dt == &newfdp->fd_dtbuiltin);
   1427 	} else {
   1428 		/*
   1429 		 * Compute the smallest multiple of NDEXTENT needed
   1430 		 * for the file descriptors currently in use,
   1431 		 * allowing the table to shrink.
   1432 		 */
   1433 		i = numfiles;
   1434 		while (i >= 2 * NDEXTENT && i > lastfile * 2) {
   1435 			i /= 2;
   1436 		}
   1437 		KASSERT(i > NDFILE);
   1438 		newdt = fd_dtab_alloc(i);
   1439 		newfdp->fd_dt = newdt;
   1440 		memcpy(newdt->dt_ff, newfdp->fd_dtbuiltin.dt_ff,
   1441 		    NDFDFILE * sizeof(fdfile_t **));
   1442 		memset(newdt->dt_ff + NDFDFILE, 0,
   1443 		    (i - NDFDFILE) * sizeof(fdfile_t **));
   1444 	}
   1445 	if (NDHISLOTS(i) <= NDHISLOTS(NDFILE)) {
   1446 		newfdp->fd_himap = newfdp->fd_dhimap;
   1447 		newfdp->fd_lomap = newfdp->fd_dlomap;
   1448 	} else {
   1449 		fd_map_alloc(i, &newfdp->fd_lomap, &newfdp->fd_himap);
   1450 		KASSERT(i >= NDENTRIES * NDENTRIES);
   1451 		memset(newfdp->fd_himap, 0, NDHISLOTS(i)*sizeof(uint32_t));
   1452 		memset(newfdp->fd_lomap, 0, NDLOSLOTS(i)*sizeof(uint32_t));
   1453 	}
   1454 	newfdp->fd_freefile = fdp->fd_freefile;
   1455 	newfdp->fd_exclose = fdp->fd_exclose;
   1456 
   1457 	ffp = fdp->fd_dt->dt_ff;
   1458 	nffp = newdt->dt_ff;
   1459 	newlast = -1;
   1460 	for (i = 0; i <= (int)lastfile; i++, ffp++, nffp++) {
   1461 		KASSERT(i >= NDFDFILE ||
   1462 		    *nffp == (fdfile_t *)newfdp->fd_dfdfile[i]);
   1463 		ff = *ffp;
   1464 		if (ff == NULL || (fp = ff->ff_file) == NULL) {
   1465 			/* Descriptor unused, or descriptor half open. */
   1466 			KASSERT(!fd_isused(newfdp, i));
   1467 			continue;
   1468 		}
   1469 		if (__predict_false(fp->f_type == DTYPE_KQUEUE)) {
   1470 			/* kqueue descriptors cannot be copied. */
   1471 			if (i < newfdp->fd_freefile) {
   1472 				newfdp->fd_freefile = i;
   1473 			}
   1474 			continue;
   1475 		}
   1476 		/* It's active: add a reference to the file. */
   1477 		mutex_enter(&fp->f_lock);
   1478 		fp->f_count++;
   1479 		mutex_exit(&fp->f_lock);
   1480 
   1481 		/* Allocate an fdfile_t to represent it. */
   1482 		if (i >= NDFDFILE) {
   1483 			ff2 = pool_cache_get(fdfile_cache, PR_WAITOK);
   1484 			*nffp = ff2;
   1485 		} else {
   1486 			ff2 = newdt->dt_ff[i];
   1487 		}
   1488 		ff2->ff_file = fp;
   1489 		ff2->ff_exclose = ff->ff_exclose;
   1490 		ff2->ff_allocated = true;
   1491 
   1492 		/* Fix up bitmaps. */
   1493 		j = i >> NDENTRYSHIFT;
   1494 		KASSERT((newfdp->fd_lomap[j] & (1 << (i & NDENTRYMASK))) == 0);
   1495 		newfdp->fd_lomap[j] |= 1 << (i & NDENTRYMASK);
   1496 		if (__predict_false(newfdp->fd_lomap[j] == ~0)) {
   1497 			KASSERT((newfdp->fd_himap[j >> NDENTRYSHIFT] &
   1498 			    (1 << (j & NDENTRYMASK))) == 0);
   1499 			newfdp->fd_himap[j >> NDENTRYSHIFT] |=
   1500 			    1 << (j & NDENTRYMASK);
   1501 		}
   1502 		newlast = i;
   1503 	}
   1504 	KASSERT(newdt->dt_ff[0] == (fdfile_t *)newfdp->fd_dfdfile[0]);
   1505 	newfdp->fd_lastfile = newlast;
   1506 	fd_checkmaps(newfdp);
   1507 	mutex_exit(&fdp->fd_lock);
   1508 
   1509 	return newfdp;
   1510 }
   1511 
   1512 /*
   1513  * Release a filedesc structure.
   1514  */
   1515 void
   1516 fd_free(void)
   1517 {
   1518 	fdfile_t *ff;
   1519 	file_t *fp;
   1520 	int fd, nf;
   1521 	fdtab_t *dt;
   1522 	lwp_t * const l = curlwp;
   1523 	filedesc_t * const fdp = l->l_fd;
   1524 	const bool noadvlock = (l->l_proc->p_flag & PK_ADVLOCK) == 0;
   1525 
   1526 	KASSERT(fdp->fd_dt->dt_ff[0] == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[0]);
   1527 	KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_nfiles == NDFILE);
   1528 	KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_link == NULL);
   1529 
   1530 #ifndef __HAVE_ATOMIC_AS_MEMBAR
   1531 	membar_exit();
   1532 #endif
   1533 	if (atomic_dec_uint_nv(&fdp->fd_refcnt) > 0)
   1534 		return;
   1535 
   1536 	/*
   1537 	 * Close any files that the process holds open.
   1538 	 */
   1539 	dt = fdp->fd_dt;
   1540 	fd_checkmaps(fdp);
   1541 #ifdef DEBUG
   1542 	fdp->fd_refcnt = -1; /* see fd_checkmaps */
   1543 #endif
   1544 	for (fd = 0, nf = dt->dt_nfiles; fd < nf; fd++) {
   1545 		ff = dt->dt_ff[fd];
   1546 		KASSERT(fd >= NDFDFILE ||
   1547 		    ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
   1548 		if (ff == NULL)
   1549 			continue;
   1550 		if ((fp = ff->ff_file) != NULL) {
   1551 			/*
   1552 			 * Must use fd_close() here if there is
   1553 			 * a reference from kqueue or we might have posix
   1554 			 * advisory locks.
   1555 			 */
   1556 			if (__predict_true(ff->ff_refcnt == 0) &&
   1557 			    (noadvlock || fp->f_type != DTYPE_VNODE)) {
   1558 				ff->ff_file = NULL;
   1559 				ff->ff_exclose = false;
   1560 				ff->ff_allocated = false;
   1561 				closef(fp);
   1562 			} else {
   1563 				ff->ff_refcnt++;
   1564 				fd_close(fd);
   1565 			}
   1566 		}
   1567 		KASSERT(ff->ff_refcnt == 0);
   1568 		KASSERT(ff->ff_file == NULL);
   1569 		KASSERT(!ff->ff_exclose);
   1570 		KASSERT(!ff->ff_allocated);
   1571 		if (fd >= NDFDFILE) {
   1572 			pool_cache_put(fdfile_cache, ff);
   1573 			dt->dt_ff[fd] = NULL;
   1574 		}
   1575 	}
   1576 
   1577 	/*
   1578 	 * Clean out the descriptor table for the next user and return
   1579 	 * to the cache.
   1580 	 */
   1581 	if (__predict_false(dt != &fdp->fd_dtbuiltin)) {
   1582 		fd_dtab_free(fdp->fd_dt);
   1583 		/* Otherwise, done above. */
   1584 		memset(&fdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[NDFDFILE], 0,
   1585 		    (NDFILE - NDFDFILE) * sizeof(fdp->fd_dtbuiltin.dt_ff[0]));
   1586 		fdp->fd_dt = &fdp->fd_dtbuiltin;
   1587 	}
   1588 	if (__predict_false(NDHISLOTS(nf) > NDHISLOTS(NDFILE))) {
   1589 		KASSERT(fdp->fd_himap != fdp->fd_dhimap);
   1590 		KASSERT(fdp->fd_lomap != fdp->fd_dlomap);
   1591 		fd_map_free(nf, fdp->fd_lomap, fdp->fd_himap);
   1592 	}
   1593 	if (__predict_false(fdp->fd_knhash != NULL)) {
   1594 		hashdone(fdp->fd_knhash, HASH_LIST, fdp->fd_knhashmask);
   1595 		fdp->fd_knhash = NULL;
   1596 		fdp->fd_knhashmask = 0;
   1597 	} else {
   1598 		KASSERT(fdp->fd_knhashmask == 0);
   1599 	}
   1600 	fdp->fd_dt = &fdp->fd_dtbuiltin;
   1601 	fdp->fd_lastkqfile = -1;
   1602 	fdp->fd_lastfile = -1;
   1603 	fdp->fd_freefile = 0;
   1604 	fdp->fd_exclose = false;
   1605 	memset(&fdp->fd_startzero, 0, sizeof(*fdp) -
   1606 	    offsetof(filedesc_t, fd_startzero));
   1607 	fdp->fd_himap = fdp->fd_dhimap;
   1608 	fdp->fd_lomap = fdp->fd_dlomap;
   1609 	KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_nfiles == NDFILE);
   1610 	KASSERT(fdp->fd_dtbuiltin.dt_link == NULL);
   1611 	KASSERT(fdp->fd_dt == &fdp->fd_dtbuiltin);
   1612 #ifdef DEBUG
   1613 	fdp->fd_refcnt = 0; /* see fd_checkmaps */
   1614 #endif
   1615 	fd_checkmaps(fdp);
   1616 	pool_cache_put(filedesc_cache, fdp);
   1617 }
   1618 
   1619 /*
   1620  * File Descriptor pseudo-device driver (/dev/fd/).
   1621  *
   1622  * Opening minor device N dup()s the file (if any) connected to file
   1623  * descriptor N belonging to the calling process.  Note that this driver
   1624  * consists of only the ``open()'' routine, because all subsequent
   1625  * references to this file will be direct to the other driver.
   1626  */
   1627 static int
   1628 filedescopen(dev_t dev, int mode, int type, lwp_t *l)
   1629 {
   1630 
   1631 	/*
   1632 	 * XXX Kludge: set dupfd to contain the value of the
   1633 	 * the file descriptor being sought for duplication. The error
   1634 	 * return ensures that the vnode for this device will be released
   1635 	 * by vn_open. Open will detect this special error and take the
   1636 	 * actions in fd_dupopen below. Other callers of vn_open or VOP_OPEN
   1637 	 * will simply report the error.
   1638 	 */
   1639 	l->l_dupfd = minor(dev);	/* XXX */
   1640 	return EDUPFD;
   1641 }
   1642 
   1643 /*
   1644  * Duplicate the specified descriptor to a free descriptor.
   1645  */
   1646 int
   1647 fd_dupopen(int old, int *newp, int mode, int error)
   1648 {
   1649 	filedesc_t *fdp;
   1650 	fdfile_t *ff;
   1651 	file_t *fp;
   1652 	fdtab_t *dt;
   1653 
   1654 	if ((fp = fd_getfile(old)) == NULL) {
   1655 		return EBADF;
   1656 	}
   1657 	fdp = curlwp->l_fd;
   1658 	dt = fdp->fd_dt;
   1659 	ff = dt->dt_ff[old];
   1660 
   1661 	/*
   1662 	 * There are two cases of interest here.
   1663 	 *
   1664 	 * For EDUPFD simply dup (old) to file descriptor
   1665 	 * (new) and return.
   1666 	 *
   1667 	 * For EMOVEFD steal away the file structure from (old) and
   1668 	 * store it in (new).  (old) is effectively closed by
   1669 	 * this operation.
   1670 	 *
   1671 	 * Any other error code is just returned.
   1672 	 */
   1673 	switch (error) {
   1674 	case EDUPFD:
   1675 		/*
   1676 		 * Check that the mode the file is being opened for is a
   1677 		 * subset of the mode of the existing descriptor.
   1678 		 */
   1679 		if (((mode & (FREAD|FWRITE)) | fp->f_flag) != fp->f_flag) {
   1680 			error = EACCES;
   1681 			break;
   1682 		}
   1683 
   1684 		/* Copy it. */
   1685 		error = fd_dup(fp, 0, newp, ff->ff_exclose);
   1686 		break;
   1687 
   1688 	case EMOVEFD:
   1689 		/* Copy it. */
   1690 		error = fd_dup(fp, 0, newp, ff->ff_exclose);
   1691 		if (error != 0) {
   1692 			break;
   1693 		}
   1694 
   1695 		/* Steal away the file pointer from 'old'. */
   1696 		(void)fd_close(old);
   1697 		return 0;
   1698 	}
   1699 
   1700 	fd_putfile(old);
   1701 	return error;
   1702 }
   1703 
   1704 /*
   1705  * Close open files on exec.
   1706  */
   1707 void
   1708 fd_closeexec(void)
   1709 {
   1710 	proc_t *p;
   1711 	filedesc_t *fdp;
   1712 	fdfile_t *ff;
   1713 	lwp_t *l;
   1714 	fdtab_t *dt;
   1715 	int fd;
   1716 
   1717 	l = curlwp;
   1718 	p = l->l_proc;
   1719 	fdp = p->p_fd;
   1720 
   1721 	if (fdp->fd_refcnt > 1) {
   1722 		fdp = fd_copy();
   1723 		fd_free();
   1724 		p->p_fd = fdp;
   1725 		l->l_fd = fdp;
   1726 	}
   1727 	if (!fdp->fd_exclose) {
   1728 		return;
   1729 	}
   1730 	fdp->fd_exclose = false;
   1731 	dt = fdp->fd_dt;
   1732 
   1733 	for (fd = 0; fd <= fdp->fd_lastfile; fd++) {
   1734 		if ((ff = dt->dt_ff[fd]) == NULL) {
   1735 			KASSERT(fd >= NDFDFILE);
   1736 			continue;
   1737 		}
   1738 		KASSERT(fd >= NDFDFILE ||
   1739 		    ff == (fdfile_t *)fdp->fd_dfdfile[fd]);
   1740 		if (ff->ff_file == NULL)
   1741 			continue;
   1742 		if (ff->ff_exclose) {
   1743 			/*
   1744 			 * We need a reference to close the file.
   1745 			 * No other threads can see the fdfile_t at
   1746 			 * this point, so don't bother locking.
   1747 			 */
   1748 			KASSERT((ff->ff_refcnt & FR_CLOSING) == 0);
   1749 			ff->ff_refcnt++;
   1750 			fd_close(fd);
   1751 		}
   1752 	}
   1753 }
   1754 
   1755 /*
   1756  * Sets descriptor owner. If the owner is a process, 'pgid'
   1757  * is set to positive value, process ID. If the owner is process group,
   1758  * 'pgid' is set to -pg_id.
   1759  */
   1760 int
   1761 fsetown(pid_t *pgid, u_long cmd, const void *data)
   1762 {
   1763 	pid_t id = *(const pid_t *)data;
   1764 	int error;
   1765 
   1766 	switch (cmd) {
   1767 	case TIOCSPGRP:
   1768 		if (id < 0)
   1769 			return EINVAL;
   1770 		id = -id;
   1771 		break;
   1772 	default:
   1773 		break;
   1774 	}
   1775 	if (id > 0) {
   1776 		mutex_enter(proc_lock);
   1777 		error = proc_find(id) ? 0 : ESRCH;
   1778 		mutex_exit(proc_lock);
   1779 	} else if (id < 0) {
   1780 		error = pgid_in_session(curproc, -id);
   1781 	} else {
   1782 		error = 0;
   1783 	}
   1784 	if (!error) {
   1785 		*pgid = id;
   1786 	}
   1787 	return error;
   1788 }
   1789 
   1790 void
   1791 fd_set_exclose(struct lwp *l, int fd, bool exclose)
   1792 {
   1793 	filedesc_t *fdp = l->l_fd;
   1794 	fdfile_t *ff = fdp->fd_dt->dt_ff[fd];
   1795 
   1796 	ff->ff_exclose = exclose;
   1797 	if (exclose)
   1798 		fdp->fd_exclose = true;
   1799 }
   1800 
   1801 /*
   1802  * Return descriptor owner information. If the value is positive,
   1803  * it's process ID. If it's negative, it's process group ID and
   1804  * needs the sign removed before use.
   1805  */
   1806 int
   1807 fgetown(pid_t pgid, u_long cmd, void *data)
   1808 {
   1809 
   1810 	switch (cmd) {
   1811 	case TIOCGPGRP:
   1812 		*(int *)data = -pgid;
   1813 		break;
   1814 	default:
   1815 		*(int *)data = pgid;
   1816 		break;
   1817 	}
   1818 	return 0;
   1819 }
   1820 
   1821 /*
   1822  * Send signal to descriptor owner, either process or process group.
   1823  */
   1824 void
   1825 fownsignal(pid_t pgid, int signo, int code, int band, void *fdescdata)
   1826 {
   1827 	ksiginfo_t ksi;
   1828 
   1829 	KASSERT(!cpu_intr_p());
   1830 
   1831 	if (pgid == 0) {
   1832 		return;
   1833 	}
   1834 
   1835 	KSI_INIT(&ksi);
   1836 	ksi.ksi_signo = signo;
   1837 	ksi.ksi_code = code;
   1838 	ksi.ksi_band = band;
   1839 
   1840 	mutex_enter(proc_lock);
   1841 	if (pgid > 0) {
   1842 		struct proc *p1;
   1843 
   1844 		p1 = proc_find(pgid);
   1845 		if (p1 != NULL) {
   1846 			kpsignal(p1, &ksi, fdescdata);
   1847 		}
   1848 	} else {
   1849 		struct pgrp *pgrp;
   1850 
   1851 		KASSERT(pgid < 0);
   1852 		pgrp = pgrp_find(-pgid);
   1853 		if (pgrp != NULL) {
   1854 			kpgsignal(pgrp, &ksi, fdescdata, 0);
   1855 		}
   1856 	}
   1857 	mutex_exit(proc_lock);
   1858 }
   1859 
   1860 int
   1861 fd_clone(file_t *fp, unsigned fd, int flag, const struct fileops *fops,
   1862 	 void *data)
   1863 {
   1864 
   1865 	fp->f_flag = flag;
   1866 	fp->f_type = DTYPE_MISC;
   1867 	fp->f_ops = fops;
   1868 	fp->f_data = data;
   1869 	curlwp->l_dupfd = fd;
   1870 	fd_affix(curproc, fp, fd);
   1871 
   1872 	return EMOVEFD;
   1873 }
   1874 
   1875 int
   1876 fnullop_fcntl(file_t *fp, u_int cmd, void *data)
   1877 {
   1878 
   1879 	if (cmd == F_SETFL)
   1880 		return 0;
   1881 
   1882 	return EOPNOTSUPP;
   1883 }
   1884 
   1885 int
   1886 fnullop_poll(file_t *fp, int which)
   1887 {
   1888 
   1889 	return 0;
   1890 }
   1891 
   1892 int
   1893 fnullop_kqfilter(file_t *fp, struct knote *kn)
   1894 {
   1895 
   1896 	return EOPNOTSUPP;
   1897 }
   1898 
   1899 void
   1900 fnullop_restart(file_t *fp)
   1901 {
   1902 
   1903 }
   1904 
   1905 int
   1906 fbadop_read(file_t *fp, off_t *offset, struct uio *uio,
   1907 	    kauth_cred_t cred, int flags)
   1908 {
   1909 
   1910 	return EOPNOTSUPP;
   1911 }
   1912 
   1913 int
   1914 fbadop_write(file_t *fp, off_t *offset, struct uio *uio,
   1915 	     kauth_cred_t cred, int flags)
   1916 {
   1917 
   1918 	return EOPNOTSUPP;
   1919 }
   1920 
   1921 int
   1922 fbadop_ioctl(file_t *fp, u_long com, void *data)
   1923 {
   1924 
   1925 	return EOPNOTSUPP;
   1926 }
   1927 
   1928 int
   1929 fbadop_stat(file_t *fp, struct stat *sb)
   1930 {
   1931 
   1932 	return EOPNOTSUPP;
   1933 }
   1934 
   1935 int
   1936 fbadop_close(file_t *fp)
   1937 {
   1938 
   1939 	return EOPNOTSUPP;
   1940 }
   1941 
   1942 /*
   1943  * sysctl routines pertaining to file descriptors
   1944  */
   1945 
   1946 /* Initialized in sysctl_init() for now... */
   1947 extern kmutex_t sysctl_file_marker_lock;
   1948 static u_int sysctl_file_marker = 1;
   1949 
   1950 /*
   1951  * Expects to be called with proc_lock and sysctl_file_marker_lock locked.
   1952  */
   1953 static void
   1954 sysctl_file_marker_reset(void)
   1955 {
   1956 	struct proc *p;
   1957 
   1958 	PROCLIST_FOREACH(p, &allproc) {
   1959 		struct filedesc *fd = p->p_fd;
   1960 		fdtab_t *dt;
   1961 		u_int i;
   1962 
   1963 		mutex_enter(&fd->fd_lock);
   1964 		dt = fd->fd_dt;
   1965 		for (i = 0; i < dt->dt_nfiles; i++) {
   1966 			struct file *fp;
   1967 			fdfile_t *ff;
   1968 
   1969 			if ((ff = dt->dt_ff[i]) == NULL) {
   1970 				continue;
   1971 			}
   1972 			if ((fp = ff->ff_file) == NULL) {
   1973 				continue;
   1974 			}
   1975 			fp->f_marker = 0;
   1976 		}
   1977 		mutex_exit(&fd->fd_lock);
   1978 	}
   1979 }
   1980 
   1981 /*
   1982  * sysctl helper routine for kern.file pseudo-subtree.
   1983  */
   1984 static int
   1985 sysctl_kern_file(SYSCTLFN_ARGS)
   1986 {
   1987 	int error;
   1988 	size_t buflen;
   1989 	struct file *fp, fbuf;
   1990 	char *start, *where;
   1991 	struct proc *p;
   1992 
   1993 	start = where = oldp;
   1994 	buflen = *oldlenp;
   1995 
   1996 	if (where == NULL) {
   1997 		/*
   1998 		 * overestimate by 10 files
   1999 		 */
   2000 		*oldlenp = sizeof(filehead) + (nfiles + 10) *
   2001 		    sizeof(struct file);
   2002 		return 0;
   2003 	}
   2004 
   2005 	/*
   2006 	 * first sysctl_copyout filehead
   2007 	 */
   2008 	if (buflen < sizeof(filehead)) {
   2009 		*oldlenp = 0;
   2010 		return 0;
   2011 	}
   2012 	sysctl_unlock();
   2013 	error = sysctl_copyout(l, &filehead, where, sizeof(filehead));
   2014 	if (error) {
   2015 		sysctl_relock();
   2016 		return error;
   2017 	}
   2018 	buflen -= sizeof(filehead);
   2019 	where += sizeof(filehead);
   2020 
   2021 	/*
   2022 	 * followed by an array of file structures
   2023 	 */
   2024 	mutex_enter(&sysctl_file_marker_lock);
   2025 	mutex_enter(proc_lock);
   2026 	PROCLIST_FOREACH(p, &allproc) {
   2027 		struct filedesc *fd;
   2028 		fdtab_t *dt;
   2029 		u_int i;
   2030 
   2031 		if (p->p_stat == SIDL) {
   2032 			/* skip embryonic processes */
   2033 			continue;
   2034 		}
   2035 		mutex_enter(p->p_lock);
   2036 		error = kauth_authorize_process(l->l_cred,
   2037 		    KAUTH_PROCESS_CANSEE, p,
   2038 		    KAUTH_ARG(KAUTH_REQ_PROCESS_CANSEE_OPENFILES),
   2039 		    NULL, NULL);
   2040 		mutex_exit(p->p_lock);
   2041 		if (error != 0) {
   2042 			/*
   2043 			 * Don't leak kauth retval if we're silently
   2044 			 * skipping this entry.
   2045 			 */
   2046 			error = 0;
   2047 			continue;
   2048 		}
   2049 
   2050 		/*
   2051 		 * Grab a hold on the process.
   2052 		 */
   2053 		if (!rw_tryenter(&p->p_reflock, RW_READER)) {
   2054 			continue;
   2055 		}
   2056 		mutex_exit(proc_lock);
   2057 
   2058 		fd = p->p_fd;
   2059 		mutex_enter(&fd->fd_lock);
   2060 		dt = fd->fd_dt;
   2061 		for (i = 0; i < dt->dt_nfiles; i++) {
   2062 			fdfile_t *ff;
   2063 
   2064 			if ((ff = dt->dt_ff[i]) == NULL) {
   2065 				continue;
   2066 			}
   2067 			if ((fp = ff->ff_file) == NULL) {
   2068 				continue;
   2069 			}
   2070 
   2071 			mutex_enter(&fp->f_lock);
   2072 
   2073 			if ((fp->f_count == 0) ||
   2074 			    (fp->f_marker == sysctl_file_marker)) {
   2075 				mutex_exit(&fp->f_lock);
   2076 				continue;
   2077 			}
   2078 
   2079 			/* Check that we have enough space. */
   2080 			if (buflen < sizeof(struct file)) {
   2081 				*oldlenp = where - start;
   2082 				mutex_exit(&fp->f_lock);
   2083 				error = ENOMEM;
   2084 				break;
   2085 			}
   2086 
   2087 			memcpy(&fbuf, fp, sizeof(fbuf));
   2088 			mutex_exit(&fp->f_lock);
   2089 			error = sysctl_copyout(l, &fbuf, where, sizeof(fbuf));
   2090 			if (error) {
   2091 				break;
   2092 			}
   2093 			buflen -= sizeof(struct file);
   2094 			where += sizeof(struct file);
   2095 
   2096 			fp->f_marker = sysctl_file_marker;
   2097 		}
   2098 		mutex_exit(&fd->fd_lock);
   2099 
   2100 		/*
   2101 		 * Release reference to process.
   2102 		 */
   2103 		mutex_enter(proc_lock);
   2104 		rw_exit(&p->p_reflock);
   2105 
   2106 		if (error)
   2107 			break;
   2108 	}
   2109 
   2110 	sysctl_file_marker++;
   2111 	/* Reset all markers if wrapped. */
   2112 	if (sysctl_file_marker == 0) {
   2113 		sysctl_file_marker_reset();
   2114 		sysctl_file_marker++;
   2115 	}
   2116 
   2117 	mutex_exit(proc_lock);
   2118 	mutex_exit(&sysctl_file_marker_lock);
   2119 
   2120 	*oldlenp = where - start;
   2121 	sysctl_relock();
   2122 	return error;
   2123 }
   2124 
   2125 /*
   2126  * sysctl helper function for kern.file2
   2127  */
   2128 static int
   2129 sysctl_kern_file2(SYSCTLFN_ARGS)
   2130 {
   2131 	struct proc *p;
   2132 	struct file *fp;
   2133 	struct filedesc *fd;
   2134 	struct kinfo_file kf;
   2135 	char *dp;
   2136 	u_int i, op;
   2137 	size_t len, needed, elem_size, out_size;
   2138 	int error, arg, elem_count;
   2139 	fdfile_t *ff;
   2140 	fdtab_t *dt;
   2141 
   2142 	if (namelen == 1 && name[0] == CTL_QUERY)
   2143 		return sysctl_query(SYSCTLFN_CALL(rnode));
   2144 
   2145 	if (namelen != 4)
   2146 		return EINVAL;
   2147 
   2148 	error = 0;
   2149 	dp = oldp;
   2150 	len = (oldp != NULL) ? *oldlenp : 0;
   2151 	op = name[0];
   2152 	arg = name[1];
   2153 	elem_size = name[2];
   2154 	elem_count = name[3];
   2155 	out_size = MIN(sizeof(kf), elem_size);
   2156 	needed = 0;
   2157 
   2158 	if (elem_size < 1 || elem_count < 0)
   2159 		return EINVAL;
   2160 
   2161 	switch (op) {
   2162 	case KERN_FILE_BYFILE:
   2163 	case KERN_FILE_BYPID:
   2164 		/*
   2165 		 * We're traversing the process list in both cases; the BYFILE
   2166 		 * case does additional work of keeping track of files already
   2167 		 * looked at.
   2168 		 */
   2169 
   2170 		/* doesn't use arg so it must be zero */
   2171 		if ((op == KERN_FILE_BYFILE) && (arg != 0))
   2172 			return EINVAL;
   2173 
   2174 		if ((op == KERN_FILE_BYPID) && (arg < -1))
   2175 			/* -1 means all processes */
   2176 			return EINVAL;
   2177 
   2178 		sysctl_unlock();
   2179 		if (op == KERN_FILE_BYFILE)
   2180 			mutex_enter(&sysctl_file_marker_lock);
   2181 		mutex_enter(proc_lock);
   2182 		PROCLIST_FOREACH(p, &allproc) {
   2183 			if (p->p_stat == SIDL) {
   2184 				/* skip embryonic processes */
   2185 				continue;
   2186 			}
   2187 			if (arg > 0 && p->p_pid != arg) {
   2188 				/* pick only the one we want */
   2189 				/* XXX want 0 to mean "kernel files" */
   2190 				continue;
   2191 			}
   2192 			mutex_enter(p->p_lock);
   2193 			error = kauth_authorize_process(l->l_cred,
   2194 			    KAUTH_PROCESS_CANSEE, p,
   2195 			    KAUTH_ARG(KAUTH_REQ_PROCESS_CANSEE_OPENFILES),
   2196 			    NULL, NULL);
   2197 			mutex_exit(p->p_lock);
   2198 			if (error != 0) {
   2199 				/*
   2200 				 * Don't leak kauth retval if we're silently
   2201 				 * skipping this entry.
   2202 				 */
   2203 				error = 0;
   2204 				continue;
   2205 			}
   2206 
   2207 			/*
   2208 			 * Grab a hold on the process.
   2209 			 */
   2210 			if (!rw_tryenter(&p->p_reflock, RW_READER)) {
   2211 				continue;
   2212 			}
   2213 			mutex_exit(proc_lock);
   2214 
   2215 			fd = p->p_fd;
   2216 			mutex_enter(&fd->fd_lock);
   2217 			dt = fd->fd_dt;
   2218 			for (i = 0; i < dt->dt_nfiles; i++) {
   2219 				if ((ff = dt->dt_ff[i]) == NULL) {
   2220 					continue;
   2221 				}
   2222 				if ((fp = ff->ff_file) == NULL) {
   2223 					continue;
   2224 				}
   2225 
   2226 				if ((op == KERN_FILE_BYFILE) &&
   2227 				    (fp->f_marker == sysctl_file_marker)) {
   2228 					continue;
   2229 				}
   2230 				if (len >= elem_size && elem_count > 0) {
   2231 					mutex_enter(&fp->f_lock);
   2232 					fill_file(&kf, fp, ff, i, p->p_pid);
   2233 					mutex_exit(&fp->f_lock);
   2234 					mutex_exit(&fd->fd_lock);
   2235 					error = sysctl_copyout(l,
   2236 					    &kf, dp, out_size);
   2237 					mutex_enter(&fd->fd_lock);
   2238 					if (error)
   2239 						break;
   2240 					dp += elem_size;
   2241 					len -= elem_size;
   2242 				}
   2243 				if (op == KERN_FILE_BYFILE)
   2244 					fp->f_marker = sysctl_file_marker;
   2245 				needed += elem_size;
   2246 				if (elem_count > 0 && elem_count != INT_MAX)
   2247 					elem_count--;
   2248 			}
   2249 			mutex_exit(&fd->fd_lock);
   2250 
   2251 			/*
   2252 			 * Release reference to process.
   2253 			 */
   2254 			mutex_enter(proc_lock);
   2255 			rw_exit(&p->p_reflock);
   2256 		}
   2257 		if (op == KERN_FILE_BYFILE) {
   2258 			sysctl_file_marker++;
   2259 
   2260 			/* Reset all markers if wrapped. */
   2261 			if (sysctl_file_marker == 0) {
   2262 				sysctl_file_marker_reset();
   2263 				sysctl_file_marker++;
   2264 			}
   2265 		}
   2266 		mutex_exit(proc_lock);
   2267 		if (op == KERN_FILE_BYFILE)
   2268 			mutex_exit(&sysctl_file_marker_lock);
   2269 		sysctl_relock();
   2270 		break;
   2271 	default:
   2272 		return EINVAL;
   2273 	}
   2274 
   2275 	if (oldp == NULL)
   2276 		needed += KERN_FILESLOP * elem_size;
   2277 	*oldlenp = needed;
   2278 
   2279 	return error;
   2280 }
   2281 
   2282 static void
   2283 fill_file(struct kinfo_file *kp, const file_t *fp, const fdfile_t *ff,
   2284 	  int i, pid_t pid)
   2285 {
   2286 
   2287 	memset(kp, 0, sizeof(*kp));
   2288 
   2289 	kp->ki_fileaddr =	PTRTOUINT64(fp);
   2290 	kp->ki_flag =		fp->f_flag;
   2291 	kp->ki_iflags =		0;
   2292 	kp->ki_ftype =		fp->f_type;
   2293 	kp->ki_count =		fp->f_count;
   2294 	kp->ki_msgcount =	fp->f_msgcount;
   2295 	kp->ki_fucred =		PTRTOUINT64(fp->f_cred);
   2296 	kp->ki_fuid =		kauth_cred_geteuid(fp->f_cred);
   2297 	kp->ki_fgid =		kauth_cred_getegid(fp->f_cred);
   2298 	kp->ki_fops =		PTRTOUINT64(fp->f_ops);
   2299 	kp->ki_foffset =	fp->f_offset;
   2300 	kp->ki_fdata =		PTRTOUINT64(fp->f_data);
   2301 
   2302 	/* vnode information to glue this file to something */
   2303 	if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
   2304 		struct vnode *vp = (struct vnode *)fp->f_data;
   2305 
   2306 		kp->ki_vun =	PTRTOUINT64(vp->v_un.vu_socket);
   2307 		kp->ki_vsize =	vp->v_size;
   2308 		kp->ki_vtype =	vp->v_type;
   2309 		kp->ki_vtag =	vp->v_tag;
   2310 		kp->ki_vdata =	PTRTOUINT64(vp->v_data);
   2311 	}
   2312 
   2313 	/* process information when retrieved via KERN_FILE_BYPID */
   2314 	if (ff != NULL) {
   2315 		kp->ki_pid =		pid;
   2316 		kp->ki_fd =		i;
   2317 		kp->ki_ofileflags =	ff->ff_exclose;
   2318 		kp->ki_usecount =	ff->ff_refcnt;
   2319 	}
   2320 }
   2321