fedora core 6 1.2949 + vserver 2.2.0
[linux-2.6.git] / fs / file.c
index d40c402..c5575de 100644 (file)
--- a/fs/file.c
+++ b/fs/file.c
 #include <linux/slab.h>
 #include <linux/vmalloc.h>
 #include <linux/file.h>
+#include <linux/bitops.h>
+#include <linux/interrupt.h>
+#include <linux/spinlock.h>
+#include <linux/rcupdate.h>
+#include <linux/workqueue.h>
 
-#include <asm/bitops.h>
-
+struct fdtable_defer {
+       spinlock_t lock;
+       struct work_struct wq;
+       struct fdtable *next;
+};
 
 /*
- * Allocate an fd array, using kmalloc or vmalloc.
- * Note: the array isn't cleared at allocation time.
+ * We use this list to defer free fdtables that have vmalloced
+ * sets/arrays. By keeping a per-cpu list, we avoid having to embed
+ * the work_struct in fdtable itself which avoids a 64 byte (i386) increase in
+ * this per-task structure.
  */
-struct file ** alloc_fd_array(int num)
-{
-       struct file **new_fds;
-       int size = num * sizeof(struct file *);
+static DEFINE_PER_CPU(struct fdtable_defer, fdtable_defer_list);
 
+static inline void * alloc_fdmem(unsigned int size)
+{
        if (size <= PAGE_SIZE)
-               new_fds = (struct file **) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
-       else 
-               new_fds = (struct file **) vmalloc(size);
-       return new_fds;
+               return kmalloc(size, GFP_KERNEL);
+       else
+               return vmalloc(size);
 }
 
-void free_fd_array(struct file **array, int num)
+static inline void free_fdarr(struct fdtable *fdt)
 {
-       int size = num * sizeof(struct file *);
-
-       if (!array) {
-               printk (KERN_ERR "free_fd_array: array = 0 (num = %d)\n", num);
-               return;
-       }
-
-       if (num <= NR_OPEN_DEFAULT) /* Don't free the embedded fd array! */
-               return;
-       else if (size <= PAGE_SIZE)
-               kfree(array);
+       if (fdt->max_fds <= (PAGE_SIZE / sizeof(struct file *)))
+               kfree(fdt->fd);
        else
-               vfree(array);
+               vfree(fdt->fd);
 }
 
-/*
- * Expand the fd array in the files_struct.  Called with the files
- * spinlock held for write.
- */
-
-int expand_fd_array(struct files_struct *files, int nr)
+static inline void free_fdset(struct fdtable *fdt)
 {
-       struct file **new_fds;
-       int error, nfds;
+       if (fdt->max_fds <= (PAGE_SIZE * BITS_PER_BYTE / 2))
+               kfree(fdt->open_fds);
+       else
+               vfree(fdt->open_fds);
+}
 
-       
-       error = -EMFILE;
-       if (files->max_fds >= NR_OPEN || nr >= NR_OPEN)
-               goto out;
+static void free_fdtable_work(struct work_struct *work)
+{
+       struct fdtable_defer *f =
+               container_of(work, struct fdtable_defer, wq);
+       struct fdtable *fdt;
 
-       nfds = files->max_fds;
-       spin_unlock(&files->file_lock);
+       spin_lock_bh(&f->lock);
+       fdt = f->next;
+       f->next = NULL;
+       spin_unlock_bh(&f->lock);
+       while(fdt) {
+               struct fdtable *next = fdt->next;
+               vfree(fdt->fd);
+               free_fdset(fdt);
+               kfree(fdt);
+               fdt = next;
+       }
+}
 
-       /* 
-        * Expand to the max in easy steps, and keep expanding it until
-        * we have enough for the requested fd array size. 
-        */
+void free_fdtable_rcu(struct rcu_head *rcu)
+{
+       struct fdtable *fdt = container_of(rcu, struct fdtable, rcu);
+       struct fdtable_defer *fddef;
 
-       do {
-#if NR_OPEN_DEFAULT < 256
-               if (nfds < 256)
-                       nfds = 256;
-               else 
-#endif
-               if (nfds < (PAGE_SIZE / sizeof(struct file *)))
-                       nfds = PAGE_SIZE / sizeof(struct file *);
-               else {
-                       nfds = nfds * 2;
-                       if (nfds > NR_OPEN)
-                               nfds = NR_OPEN;
-               }
-       } while (nfds <= nr);
-
-       error = -ENOMEM;
-       new_fds = alloc_fd_array(nfds);
-       spin_lock(&files->file_lock);
-       if (!new_fds)
-               goto out;
+       BUG_ON(!fdt);
 
-       /* Copy the existing array and install the new pointer */
-
-       if (nfds > files->max_fds) {
-               struct file **old_fds;
-               int i;
-               
-               old_fds = xchg(&files->fd, new_fds);
-               i = xchg(&files->max_fds, nfds);
-
-               /* Don't copy/clear the array if we are creating a new
-                  fd array for fork() */
-               if (i) {
-                       memcpy(new_fds, old_fds, i * sizeof(struct file *));
-                       /* clear the remainder of the array */
-                       memset(&new_fds[i], 0,
-                              (nfds-i) * sizeof(struct file *)); 
-
-                       spin_unlock(&files->file_lock);
-                       free_fd_array(old_fds, i);
-                       spin_lock(&files->file_lock);
-               }
+       if (fdt->max_fds <= NR_OPEN_DEFAULT) {
+               /*
+                * This fdtable is embedded in the files structure and that
+                * structure itself is getting destroyed.
+                */
+               kmem_cache_free(files_cachep,
+                               container_of(fdt, struct files_struct, fdtab));
+               return;
+       }
+       if (fdt->max_fds <= (PAGE_SIZE / sizeof(struct file *))) {
+               kfree(fdt->fd);
+               kfree(fdt->open_fds);
+               kfree(fdt);
        } else {
-               /* Somebody expanded the array while we slept ... */
-               spin_unlock(&files->file_lock);
-               free_fd_array(new_fds, nfds);
-               spin_lock(&files->file_lock);
+               fddef = &get_cpu_var(fdtable_defer_list);
+               spin_lock(&fddef->lock);
+               fdt->next = fddef->next;
+               fddef->next = fdt;
+               /* vmallocs are handled from the workqueue context */
+               schedule_work(&fddef->wq);
+               spin_unlock(&fddef->lock);
+               put_cpu_var(fdtable_defer_list);
        }
-       error = 0;
-out:
-       return error;
 }
 
 /*
- * Allocate an fdset array, using kmalloc or vmalloc.
- * Note: the array isn't cleared at allocation time.
+ * Expand the fdset in the files_struct.  Called with the files spinlock
+ * held for write.
  */
-fd_set * alloc_fdset(int num)
+static void copy_fdtable(struct fdtable *nfdt, struct fdtable *ofdt)
 {
-       fd_set *new_fdset;
-       int size = num / 8;
+       unsigned int cpy, set;
 
-       if (size <= PAGE_SIZE)
-               new_fdset = (fd_set *) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
-       else
-               new_fdset = (fd_set *) vmalloc(size);
-       return new_fdset;
+       BUG_ON(nfdt->max_fds < ofdt->max_fds);
+       if (ofdt->max_fds == 0)
+               return;
+
+       cpy = ofdt->max_fds * sizeof(struct file *);
+       set = (nfdt->max_fds - ofdt->max_fds) * sizeof(struct file *);
+       memcpy(nfdt->fd, ofdt->fd, cpy);
+       memset((char *)(nfdt->fd) + cpy, 0, set);
+
+       cpy = ofdt->max_fds / BITS_PER_BYTE;
+       set = (nfdt->max_fds - ofdt->max_fds) / BITS_PER_BYTE;
+       memcpy(nfdt->open_fds, ofdt->open_fds, cpy);
+       memset((char *)(nfdt->open_fds) + cpy, 0, set);
+       memcpy(nfdt->close_on_exec, ofdt->close_on_exec, cpy);
+       memset((char *)(nfdt->close_on_exec) + cpy, 0, set);
 }
 
-void free_fdset(fd_set *array, int num)
+static struct fdtable * alloc_fdtable(unsigned int nr)
 {
-       int size = num / 8;
+       struct fdtable *fdt;
+       char *data;
 
-       if (num <= __FD_SETSIZE) /* Don't free an embedded fdset */
-               return;
-       else if (size <= PAGE_SIZE)
-               kfree(array);
-       else
-               vfree(array);
+       /*
+        * Figure out how many fds we actually want to support in this fdtable.
+        * Allocation steps are keyed to the size of the fdarray, since it
+        * grows far faster than any of the other dynamic data. We try to fit
+        * the fdarray into comfortable page-tuned chunks: starting at 1024B
+        * and growing in powers of two from there on.
+        */
+       nr /= (1024 / sizeof(struct file *));
+       nr = roundup_pow_of_two(nr + 1);
+       nr *= (1024 / sizeof(struct file *));
+       if (nr > NR_OPEN)
+               nr = NR_OPEN;
+
+       fdt = kmalloc(sizeof(struct fdtable), GFP_KERNEL);
+       if (!fdt)
+               goto out;
+       fdt->max_fds = nr;
+       data = alloc_fdmem(nr * sizeof(struct file *));
+       if (!data)
+               goto out_fdt;
+       fdt->fd = (struct file **)data;
+       data = alloc_fdmem(max_t(unsigned int,
+                                2 * nr / BITS_PER_BYTE, L1_CACHE_BYTES));
+       if (!data)
+               goto out_arr;
+       fdt->open_fds = (fd_set *)data;
+       data += nr / BITS_PER_BYTE;
+       fdt->close_on_exec = (fd_set *)data;
+       INIT_RCU_HEAD(&fdt->rcu);
+       fdt->next = NULL;
+
+       return fdt;
+
+out_arr:
+       free_fdarr(fdt);
+out_fdt:
+       kfree(fdt);
+out:
+       return NULL;
 }
 
 /*
- * Expand the fdset in the files_struct.  Called with the files spinlock
- * held for write.
+ * Expand the file descriptor table.
+ * This function will allocate a new fdtable and both fd array and fdset, of
+ * the given size.
+ * Return <0 error code on error; 1 on successful completion.
+ * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
  */
-int expand_fdset(struct files_struct *files, int nr)
+static int expand_fdtable(struct files_struct *files, int nr)
+       __releases(files->file_lock)
+       __acquires(files->file_lock)
 {
-       fd_set *new_openset = NULL, *new_execset = NULL;
-       int error, nfds = 0;
-
-       error = -EMFILE;
-       if (files->max_fdset >= NR_OPEN || nr >= NR_OPEN)
-               goto out;
+       struct fdtable *new_fdt, *cur_fdt;
 
-       nfds = files->max_fdset;
        spin_unlock(&files->file_lock);
-
-       /* Expand to the max in easy steps */
-       do {
-               if (nfds < (PAGE_SIZE * 8))
-                       nfds = PAGE_SIZE * 8;
-               else {
-                       nfds = nfds * 2;
-                       if (nfds > NR_OPEN)
-                               nfds = NR_OPEN;
-               }
-       } while (nfds <= nr);
-
-       error = -ENOMEM;
-       new_openset = alloc_fdset(nfds);
-       new_execset = alloc_fdset(nfds);
+       new_fdt = alloc_fdtable(nr);
        spin_lock(&files->file_lock);
-       if (!new_openset || !new_execset)
-               goto out;
+       if (!new_fdt)
+               return -ENOMEM;
+       /*
+        * Check again since another task may have expanded the fd table while
+        * we dropped the lock
+        */
+       cur_fdt = files_fdtable(files);
+       if (nr >= cur_fdt->max_fds) {
+               /* Continue as planned */
+               copy_fdtable(new_fdt, cur_fdt);
+               rcu_assign_pointer(files->fdt, new_fdt);
+               if (cur_fdt->max_fds > NR_OPEN_DEFAULT)
+                       free_fdtable(cur_fdt);
+       } else {
+               /* Somebody else expanded, so undo our attempt */
+               free_fdarr(new_fdt);
+               free_fdset(new_fdt);
+               kfree(new_fdt);
+       }
+       return 1;
+}
 
-       error = 0;
-       
-       /* Copy the existing tables and install the new pointers */
-       if (nfds > files->max_fdset) {
-               int i = files->max_fdset / (sizeof(unsigned long) * 8);
-               int count = (nfds - files->max_fdset) / 8;
-               
-               /* 
-                * Don't copy the entire array if the current fdset is
-                * not yet initialised.  
-                */
-               if (i) {
-                       memcpy (new_openset, files->open_fds, files->max_fdset/8);
-                       memcpy (new_execset, files->close_on_exec, files->max_fdset/8);
-                       memset (&new_openset->fds_bits[i], 0, count);
-                       memset (&new_execset->fds_bits[i], 0, count);
-               }
-               
-               nfds = xchg(&files->max_fdset, nfds);
-               new_openset = xchg(&files->open_fds, new_openset);
-               new_execset = xchg(&files->close_on_exec, new_execset);
-               spin_unlock(&files->file_lock);
-               free_fdset (new_openset, nfds);
-               free_fdset (new_execset, nfds);
-               spin_lock(&files->file_lock);
+/*
+ * Expand files.
+ * This function will expand the file structures, if the requested size exceeds
+ * the current capacity and there is room for expansion.
+ * Return <0 error code on error; 0 when nothing done; 1 when files were
+ * expanded and execution may have blocked.
+ * The files->file_lock should be held on entry, and will be held on exit.
+ */
+int expand_files(struct files_struct *files, int nr)
+{
+       struct fdtable *fdt;
+
+       fdt = files_fdtable(files);
+       /* Do we need to expand? */
+       if (nr < fdt->max_fds)
                return 0;
-       } 
-       /* Somebody expanded the array while we slept ... */
+       /* Can we expand? */
+       if (nr >= NR_OPEN)
+               return -EMFILE;
 
-out:
-       spin_unlock(&files->file_lock);
-       if (new_openset)
-               free_fdset(new_openset, nfds);
-       if (new_execset)
-               free_fdset(new_execset, nfds);
-       spin_lock(&files->file_lock);
-       return error;
+       /* All good, so we try */
+       return expand_fdtable(files, nr);
+}
+
+static void __devinit fdtable_defer_list_init(int cpu)
+{
+       struct fdtable_defer *fddef = &per_cpu(fdtable_defer_list, cpu);
+       spin_lock_init(&fddef->lock);
+       INIT_WORK(&fddef->wq, free_fdtable_work);
+       fddef->next = NULL;
 }
 
+void __init files_defer_init(void)
+{
+       int i;
+       for_each_possible_cpu(i)
+               fdtable_defer_list_init(i);
+}