sys/sys/filedesc.h

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1990, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  17  *    without specific prior written permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  *      @(#)filedesc.h  8.1 (Berkeley) 6/2/93
  32  * $FreeBSD$
  33  */
  34
  35 #ifndef _SYS_FILEDESC_H_
  36 #define _SYS_FILEDESC_H_
  37
  38 #include <sys/caprights.h>
  39 #include <sys/queue.h>
  40 #include <sys/event.h>
  41 #include <sys/lock.h>
  42 #include <sys/priority.h>
  43 #include <sys/seqc.h>
  44 #include <sys/sx.h>
  45
  46 #include <machine/_limits.h>
  47
  48 struct filecaps {
  49         cap_rights_t     fc_rights;     /* per-descriptor capability rights */
  50         u_long          *fc_ioctls;     /* per-descriptor allowed ioctls */
  51         int16_t          fc_nioctls;    /* fc_ioctls array size */
  52         uint32_t         fc_fcntls;     /* per-descriptor allowed fcntls */
  53 };
  54
  55 struct filedescent {
  56         struct file     *fde_file;      /* file structure for open file */
  57         struct filecaps  fde_caps;      /* per-descriptor rights */
  58         uint8_t          fde_flags;     /* per-process open file flags */
  59         seqc_t           fde_seqc;      /* keep file and caps in sync */
  60 };
  61 #define fde_rights      fde_caps.fc_rights
  62 #define fde_fcntls      fde_caps.fc_fcntls
  63 #define fde_ioctls      fde_caps.fc_ioctls
  64 #define fde_nioctls     fde_caps.fc_nioctls
  65 #define fde_change_size (offsetof(struct filedescent, fde_seqc))
  66
  67 struct fdescenttbl {
  68         int     fdt_nfiles;             /* number of open files allocated */
  69         struct  filedescent fdt_ofiles[0];      /* open files */
  70 };
  71 #define fd_seqc(fdt, fd)        (&(fdt)->fdt_ofiles[(fd)].fde_seqc)
  72
  73 /*
  74  * This structure is used for the management of descriptors.  It may be
  75  * shared by multiple processes.
  76  */
  77 #define NDSLOTTYPE      u_long
  78
  79 struct pwd {
  80         volatile u_int pwd_refcount;
  81         struct  vnode *pwd_cdir;                /* current directory */
  82         struct  vnode *pwd_rdir;                /* root directory */
  83         struct  vnode *pwd_jdir;                /* jail root directory */
  84 };
  85
  86 struct filedesc {
  87         struct  fdescenttbl *fd_files;  /* open files table */
  88         struct  pwd *fd_pwd;            /* directories */
  89         NDSLOTTYPE *fd_map;             /* bitmap of free fds */
  90         int     fd_lastfile;            /* high-water mark of fd_ofiles */
  91         int     fd_freefile;            /* approx. next free file */
  92         u_short fd_cmask;               /* mask for file creation */
  93         int     fd_refcnt;              /* thread reference count */
  94         int     fd_holdcnt;             /* hold count on structure + mutex */
  95         struct  sx fd_sx;               /* protects members of this struct */
  96         struct  kqlist fd_kqlist;       /* list of kqueues on this filedesc */
  97         int     fd_holdleaderscount;    /* block fdfree() for shared close() */
  98         int     fd_holdleaderswakeup;   /* fdfree() needs wakeup */
  99 };
 100
 101 /*
 102  * Structure to keep track of (process leader, struct fildedesc) tuples.
 103  * Each process has a pointer to such a structure when detailed tracking
 104  * is needed, e.g., when rfork(RFPROC | RFMEM) causes a file descriptor
 105  * table to be shared by processes having different "p_leader" pointers
 106  * and thus distinct POSIX style locks.
 107  *
 108  * fdl_refcount and fdl_holdcount are protected by struct filedesc mtx.
 109  */
 110 struct filedesc_to_leader {
 111         int             fdl_refcount;   /* references from struct proc */
 112         int             fdl_holdcount;  /* temporary hold during closef */
 113         int             fdl_wakeup;     /* fdfree() waits on closef() */
 114         struct proc     *fdl_leader;    /* owner of POSIX locks */
 115         /* Circular list: */
 116         struct filedesc_to_leader *fdl_prev;
 117         struct filedesc_to_leader *fdl_next;
 118 };
 119 #define fd_nfiles       fd_files->fdt_nfiles
 120 #define fd_ofiles       fd_files->fdt_ofiles
 121
 122 /*
 123  * Per-process open flags.
 124  */
 125 #define UF_EXCLOSE      0x01            /* auto-close on exec */
 126
 127 #ifdef _KERNEL
 128
 129 /* Lock a file descriptor table. */
 130 #define FILEDESC_LOCK_INIT(fdp) sx_init(&(fdp)->fd_sx, "filedesc structure")
 131 #define FILEDESC_LOCK_DESTROY(fdp)      sx_destroy(&(fdp)->fd_sx)
 132 #define FILEDESC_LOCK(fdp)      (&(fdp)->fd_sx)
 133 #define FILEDESC_XLOCK(fdp)     sx_xlock(&(fdp)->fd_sx)
 134 #define FILEDESC_XUNLOCK(fdp)   sx_xunlock(&(fdp)->fd_sx)
 135 #define FILEDESC_SLOCK(fdp)     sx_slock(&(fdp)->fd_sx)
 136 #define FILEDESC_SUNLOCK(fdp)   sx_sunlock(&(fdp)->fd_sx)
 137
 138 #define FILEDESC_LOCK_ASSERT(fdp)       sx_assert(&(fdp)->fd_sx, SX_LOCKED | \
 139                                             SX_NOTRECURSED)
 140 #define FILEDESC_XLOCK_ASSERT(fdp)      sx_assert(&(fdp)->fd_sx, SX_XLOCKED | \
 141                                             SX_NOTRECURSED)
 142 #define FILEDESC_UNLOCK_ASSERT(fdp)     sx_assert(&(fdp)->fd_sx, SX_UNLOCKED)
 143
 144 /* Operation types for kern_dup(). */
 145 enum {
 146         FDDUP_NORMAL,           /* dup() behavior. */
 147         FDDUP_FCNTL,            /* fcntl()-style errors. */
 148         FDDUP_FIXED,            /* Force fixed allocation. */
 149         FDDUP_MUSTREPLACE,      /* Target must exist. */
 150         FDDUP_LASTMODE,
 151 };
 152
 153 /* Flags for kern_dup(). */
 154 #define FDDUP_FLAG_CLOEXEC      0x1     /* Atomically set UF_EXCLOSE. */
 155
 156 /* For backward compatibility. */
 157 #define falloc(td, resultfp, resultfd, flags) \
 158         falloc_caps(td, resultfp, resultfd, flags, NULL)
 159
 160 struct thread;
 161
 162 static __inline void
 163 filecaps_init(struct filecaps *fcaps)
 164 {
 165
 166         bzero(fcaps, sizeof(*fcaps));
 167         fcaps->fc_nioctls = -1;
 168 }
 169 bool    filecaps_copy(const struct filecaps *src, struct filecaps *dst,
 170             bool locked);
 171 void    filecaps_move(struct filecaps *src, struct filecaps *dst);
 172 void    filecaps_free(struct filecaps *fcaps);
 173
 174 int     closef(struct file *fp, struct thread *td);
 175 int     dupfdopen(struct thread *td, struct filedesc *fdp, int dfd, int mode,
 176             int openerror, int *indxp);
 177 int     falloc_caps(struct thread *td, struct file **resultfp, int *resultfd,
 178             int flags, struct filecaps *fcaps);
 179 int     falloc_noinstall(struct thread *td, struct file **resultfp);
 180 void    _finstall(struct filedesc *fdp, struct file *fp, int fd, int flags,
 181             struct filecaps *fcaps);
 182 int     finstall(struct thread *td, struct file *fp, int *resultfd, int flags,
 183             struct filecaps *fcaps);
 184 int     fdalloc(struct thread *td, int minfd, int *result);
 185 int     fdallocn(struct thread *td, int minfd, int *fds, int n);
 186 int     fdcheckstd(struct thread *td);
 187 void    fdclose(struct thread *td, struct file *fp, int idx);
 188 void    fdcloseexec(struct thread *td);
 189 void    fdsetugidsafety(struct thread *td);
 190 struct  filedesc *fdcopy(struct filedesc *fdp);
 191 int     fdcopy_remapped(struct filedesc *fdp, const int *fds, size_t nfds,
 192             struct filedesc **newfdp);
 193 void    fdinstall_remapped(struct thread *td, struct filedesc *fdp);
 194 void    fdunshare(struct thread *td);
 195 void    fdescfree(struct thread *td);
 196 void    fdescfree_remapped(struct filedesc *fdp);
 197 struct  filedesc *fdinit(struct filedesc *fdp, bool prepfiles);
 198 struct  filedesc *fdshare(struct filedesc *fdp);
 199 struct filedesc_to_leader *
 200         filedesc_to_leader_alloc(struct filedesc_to_leader *old,
 201             struct filedesc *fdp, struct proc *leader);
 202 int     getvnode(struct thread *td, int fd, cap_rights_t *rightsp,
 203             struct file **fpp);
 204 void    mountcheckdirs(struct vnode *olddp, struct vnode *newdp);
 205
 206 int     fget_cap_locked(struct filedesc *fdp, int fd, cap_rights_t *needrightsp,
 207             struct file **fpp, struct filecaps *havecapsp);
 208 int     fget_cap(struct thread *td, int fd, cap_rights_t *needrightsp,
 209             struct file **fpp, struct filecaps *havecapsp);
 210
 211 /* Return a referenced file from an unlocked descriptor. */
 212 int     fget_unlocked_seq(struct filedesc *fdp, int fd, cap_rights_t *needrightsp,
 213             struct file **fpp, seqc_t *seqp);
 214 int     fget_unlocked(struct filedesc *fdp, int fd, cap_rights_t *needrightsp,
 215             struct file **fpp);
 216
 217 /* Requires a FILEDESC_{S,X}LOCK held and returns without a ref. */
 218 static __inline struct file *
 219 fget_locked(struct filedesc *fdp, int fd)
 220 {
 221
 222         FILEDESC_LOCK_ASSERT(fdp);
 223
 224         if (__predict_false((u_int)fd >= fdp->fd_nfiles))
 225                 return (NULL);
 226
 227         return (fdp->fd_ofiles[fd].fde_file);
 228 }
 229
 230 static __inline struct filedescent *
 231 fdeget_locked(struct filedesc *fdp, int fd)
 232 {
 233         struct filedescent *fde;
 234
 235         FILEDESC_LOCK_ASSERT(fdp);
 236
 237         if (__predict_false((u_int)fd >= fdp->fd_nfiles))
 238                 return (NULL);
 239
 240         fde = &fdp->fd_ofiles[fd];
 241         if (__predict_false(fde->fde_file == NULL))
 242                 return (NULL);
 243
 244         return (fde);
 245 }
 246
 247 #ifdef CAPABILITIES
 248 static __inline bool
 249 fd_modified(struct filedesc *fdp, int fd, seqc_t seqc)
 250 {
 251
 252         return (!seqc_consistent(fd_seqc(fdp->fd_files, fd), seqc));
 253 }
 254 #endif
 255
 256 /* cdir/rdir/jdir manipulation functions. */
 257 void    pwd_chdir(struct thread *td, struct vnode *vp);
 258 int     pwd_chroot(struct thread *td, struct vnode *vp);
 259 void    pwd_ensure_dirs(void);
 260
 261 struct pwd *pwd_hold_filedesc(struct filedesc *fdp);
 262 struct pwd *pwd_hold(struct thread *td);
 263 void    pwd_drop(struct pwd *pwd);
 264 static inline void
 265 pwd_set(struct filedesc *fdp, struct pwd *newpwd)
 266 {
 267
 268         FILEDESC_XLOCK_ASSERT(fdp);
 269         fdp->fd_pwd = newpwd;
 270 }
 271
 272 #endif /* _KERNEL */
 273
 274 #endif /* !_SYS_FILEDESC_H_ */