Add a condition to FcCacheOffsetsValid() for detecting empty data of cache
[platform/upstream/fontconfig.git] / src / fccache.c
index c38a705..f9e66e8 100644 (file)
  * TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR
  * PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
  */
-
 #include "fcint.h"
 #include "fcarch.h"
 #include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
 #include <fcntl.h>
 #include <dirent.h>
 #include <string.h>
+#include <limits.h>
 #include <sys/types.h>
+#include <sys/stat.h>
 #include <assert.h>
 #if defined(HAVE_MMAP) || defined(__CYGWIN__)
 #  include <unistd.h>
 #  include <sys/mman.h>
-#elif defined(_WIN32)
-#  define _WIN32_WINNT 0x0500
-#  include <windows.h>
+#endif
+#if defined(_WIN32)
+#include <sys/locking.h>
 #endif
 
 #ifndef O_BINARY
@@ -55,94 +57,37 @@ static void MD5Transform(FcChar32 buf[4], FcChar32 in[16]);
 
 #define CACHEBASE_LEN (1 + 32 + 1 + sizeof (FC_ARCHITECTURE) + sizeof (FC_CACHE_SUFFIX))
 
-#ifdef _WIN32
-
-#include <windows.h>
-
-#ifdef __GNUC__
-typedef long long INT64;
-#define EPOCH_OFFSET 11644473600ll
-#else
-#define EPOCH_OFFSET 11644473600i64
-typedef __int64 INT64;
-#endif
-
-/* Workaround for problems in the stat() in the Microsoft C library:
- *
- * 1) stat() uses FindFirstFile() to get the file
- * attributes. Unfortunately this API doesn't return correct values
- * for modification time of a directory until some time after a file
- * or subdirectory has been added to the directory. (This causes
- * run-test.sh to fail, for instance.) GetFileAttributesEx() is
- * better, it returns the updated timestamp right away.
- *
- * 2) stat() does some strange things related to backward
- * compatibility with the local time timestamps on FAT volumes and
- * daylight saving time. This causes problems after the switches
- * to/from daylight saving time. See
- * http://bugzilla.gnome.org/show_bug.cgi?id=154968 , especially
- * comment #30, and http://www.codeproject.com/datetime/dstbugs.asp .
- * We don't need any of that, FAT and Win9x are as good as dead. So
- * just use the UTC timestamps from NTFS, converted to the Unix epoch.
- */
-
-int
-FcStat (const FcChar8 *file, struct stat *statb)
+static FcBool
+FcCacheIsMmapSafe (int fd)
 {
-    WIN32_FILE_ATTRIBUTE_DATA wfad;
-    char full_path_name[MAX_PATH];
-    char *basename;
-    DWORD rc;
+    enum {
+      MMAP_NOT_INITIALIZED = 0,
+      MMAP_USE,
+      MMAP_DONT_USE,
+      MMAP_CHECK_FS,
+    } status;
+    static void *static_status;
 
-    if (!GetFileAttributesEx (file, GetFileExInfoStandard, &wfad))
-       return -1;
-
-    statb->st_dev = 0;
-
-    /* Calculate a pseudo inode number as a hash of the full path name.
-     * Call GetLongPathName() to get the spelling of the path name as it
-     * is on disk.
-     */
-    rc = GetFullPathName (file, sizeof (full_path_name), full_path_name, &basename);
-    if (rc == 0 || rc > sizeof (full_path_name))
-       return -1;
-
-    rc = GetLongPathName (full_path_name, full_path_name, sizeof (full_path_name));
-    statb->st_ino = FcStringHash (full_path_name);
+    status = (intptr_t) fc_atomic_ptr_get (&static_status);
 
-    statb->st_mode = _S_IREAD | _S_IWRITE;
-    statb->st_mode |= (statb->st_mode >> 3) | (statb->st_mode >> 6);
+    if (status == MMAP_NOT_INITIALIZED)
+    {
+       const char *env = getenv ("FONTCONFIG_USE_MMAP");
+       FcBool use;
+       if (env && FcNameBool ((const FcChar8 *) env, &use))
+           status =  use ? MMAP_USE : MMAP_DONT_USE;
+       else
+           status = MMAP_CHECK_FS;
+       (void) fc_atomic_ptr_cmpexch (&static_status, NULL, (void *) status);
+    }
 
-    if (wfad.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)
-       statb->st_mode |= _S_IFDIR;
+    if (status == MMAP_CHECK_FS)
+       return FcIsFsMmapSafe (fd);
     else
-       statb->st_mode |= _S_IFREG;
-
-    statb->st_nlink = 1;
-    statb->st_uid = statb->st_gid = 0;
-    statb->st_rdev = 0;
-
-    if (wfad.nFileSizeHigh > 0)
-       return -1;
-    statb->st_size = wfad.nFileSizeLow;
+       return status == MMAP_USE;
 
-    statb->st_atime = (*(INT64 *)&wfad.ftLastAccessTime)/10000000 - EPOCH_OFFSET;
-    statb->st_mtime = (*(INT64 *)&wfad.ftLastWriteTime)/10000000 - EPOCH_OFFSET;
-    statb->st_ctime = statb->st_mtime;
-
-    return 0;
 }
 
-#else
-
-int
-FcStat (const FcChar8 *file, struct stat *statb)
-{
-  return stat ((char *) file, statb);
-}
-
-#endif
-
 static const char bin2hex[] = { '0', '1', '2', '3',
                                '4', '5', '6', '7',
                                '8', '9', 'a', 'b',
@@ -181,6 +126,7 @@ FcDirCacheUnlink (const FcChar8 *dir, FcConfig *config)
     FcChar8    cache_base[CACHEBASE_LEN];
     FcStrList  *list;
     FcChar8    *cache_dir;
+    const FcChar8 *sysroot = FcConfigGetSysRoot (config);
 
     FcDirCacheBasename (dir, cache_base);
 
@@ -190,7 +136,10 @@ FcDirCacheUnlink (const FcChar8 *dir, FcConfig *config)
        
     while ((cache_dir = FcStrListNext (list)))
     {
-        cache_hashed = FcStrPlus (cache_dir, cache_base);
+       if (sysroot)
+           cache_hashed = FcStrBuildFilename (sysroot, cache_dir, cache_base, NULL);
+       else
+           cache_hashed = FcStrBuildFilename (cache_dir, cache_base, NULL);
         if (!cache_hashed)
            break;
        (void) unlink ((char *) cache_hashed);
@@ -212,7 +161,7 @@ FcDirCacheOpenFile (const FcChar8 *cache_file, struct stat *file_stat)
     if (FcStat (cache_file, file_stat) < 0)
         return -1;
 #endif
-    fd = open((char *) cache_file, O_RDONLY | O_BINARY);
+    fd = FcOpen((char *) cache_file, O_RDONLY | O_BINARY);
     if (fd < 0)
        return fd;
 #ifndef _WIN32
@@ -232,19 +181,28 @@ FcDirCacheOpenFile (const FcChar8 *cache_file, struct stat *file_stat)
  */
 static FcBool
 FcDirCacheProcess (FcConfig *config, const FcChar8 *dir,
-                  FcBool (*callback) (int fd, struct stat *fd_stat,
+                  FcBool (*callback) (FcConfig *config, int fd, struct stat *fd_stat,
                                       struct stat *dir_stat, void *closure),
                   void *closure, FcChar8 **cache_file_ret)
 {
     int                fd = -1;
     FcChar8    cache_base[CACHEBASE_LEN];
     FcStrList  *list;
-    FcChar8    *cache_dir;
+    FcChar8    *cache_dir, *d;
     struct stat file_stat, dir_stat;
     FcBool     ret = FcFalse;
+    const FcChar8 *sysroot = FcConfigGetSysRoot (config);
 
-    if (FcStat (dir, &dir_stat) < 0)
+    if (sysroot)
+       d = FcStrBuildFilename (sysroot, dir, NULL);
+    else
+       d = FcStrdup (dir);
+    if (FcStatChecksum (d, &dir_stat) < 0)
+    {
+       FcStrFree (d);
         return FcFalse;
+    }
+    FcStrFree (d);
 
     FcDirCacheBasename (dir, cache_base);
 
@@ -254,12 +212,17 @@ FcDirCacheProcess (FcConfig *config, const FcChar8 *dir,
        
     while ((cache_dir = FcStrListNext (list)))
     {
-        FcChar8        *cache_hashed = FcStrPlus (cache_dir, cache_base);
+        FcChar8        *cache_hashed;
+
+       if (sysroot)
+           cache_hashed = FcStrBuildFilename (sysroot, cache_dir, cache_base, NULL);
+       else
+           cache_hashed = FcStrBuildFilename (cache_dir, cache_base, NULL);
         if (!cache_hashed)
            break;
         fd = FcDirCacheOpenFile (cache_hashed, &file_stat);
         if (fd >= 0) {
-           ret = (*callback) (fd, &file_stat, &dir_stat, closure);
+           ret = (*callback) (config, fd, &file_stat, &dir_stat, closure);
            close (fd);
            if (ret)
            {
@@ -289,11 +252,12 @@ typedef struct _FcCacheSkip FcCacheSkip;
 
 struct _FcCacheSkip {
     FcCache        *cache;
-    int                    ref;
+    FcRef          ref;
     intptr_t       size;
     dev_t          cache_dev;
     ino_t          cache_ino;
     time_t         cache_mtime;
+    long           cache_mtime_nano;
     FcCacheSkip            *next[1];
 };
 
@@ -304,20 +268,54 @@ struct _FcCacheSkip {
 
 #define FC_CACHE_MAX_LEVEL  16
 
+/* Protected by cache_lock below */
 static FcCacheSkip     *fcCacheChains[FC_CACHE_MAX_LEVEL];
 static int             fcCacheMaxLevel;
 
-#if HAVE_RANDOM
-# define FcRandom()  random()
-#else
-# if HAVE_LRAND48
-#  define FcRandom()  lrand48()
-# else
-#  if HAVE_RAND
-#   define FcRandom()  rand()
-#  endif
-# endif
-#endif
+
+static FcMutex *cache_lock;
+
+static void
+lock_cache (void)
+{
+  FcMutex *lock;
+retry:
+  lock = fc_atomic_ptr_get (&cache_lock);
+  if (!lock) {
+    lock = (FcMutex *) malloc (sizeof (FcMutex));
+    FcMutexInit (lock);
+    if (!fc_atomic_ptr_cmpexch (&cache_lock, NULL, lock)) {
+      FcMutexFinish (lock);
+      goto retry;
+    }
+
+    FcMutexLock (lock);
+    /* Initialize random state */
+    FcRandom ();
+    return;
+  }
+  FcMutexLock (lock);
+}
+
+static void
+unlock_cache (void)
+{
+  FcMutexUnlock (cache_lock);
+}
+
+static void
+free_lock (void)
+{
+  FcMutex *lock;
+  lock = fc_atomic_ptr_get (&cache_lock);
+  if (lock && fc_atomic_ptr_cmpexch (&cache_lock, lock, NULL)) {
+    FcMutexFinish (lock);
+    free (lock);
+  }
+}
+
+
+
 /*
  * Generate a random level number, distributed
  * so that each level is 1/4 as likely as the one before
@@ -350,6 +348,8 @@ FcCacheInsert (FcCache *cache, struct stat *cache_stat)
     FcCacheSkip    *s, **next;
     int                    i, level;
 
+    lock_cache ();
+
     /*
      * Find links along each chain
      */
@@ -379,18 +379,24 @@ FcCacheInsert (FcCache *cache, struct stat *cache_stat)
 
     s->cache = cache;
     s->size = cache->size;
-    s->ref = 1;
+    FcRefInit (&s->ref, 1);
     if (cache_stat)
     {
        s->cache_dev = cache_stat->st_dev;
        s->cache_ino = cache_stat->st_ino;
        s->cache_mtime = cache_stat->st_mtime;
+#ifdef HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIM
+       s->cache_mtime_nano = cache_stat->st_mtim.tv_nsec;
+#else
+       s->cache_mtime_nano = 0;
+#endif
     }
     else
     {
        s->cache_dev = 0;
        s->cache_ino = 0;
        s->cache_mtime = 0;
+       s->cache_mtime_nano = 0;
     }
 
     /*
@@ -401,16 +407,21 @@ FcCacheInsert (FcCache *cache, struct stat *cache_stat)
        s->next[i] = *update[i];
        *update[i] = s;
     }
+
+    unlock_cache ();
     return FcTrue;
 }
 
 static FcCacheSkip *
-FcCacheFindByAddr (void *object)
+FcCacheFindByAddrUnlocked (void *object)
 {
     int            i;
     FcCacheSkip    **next = fcCacheChains;
     FcCacheSkip    *s;
 
+    if (!object)
+       return NULL;
+
     /*
      * Walk chain pointers one level at a time
      */
@@ -426,8 +437,18 @@ FcCacheFindByAddr (void *object)
     return NULL;
 }
 
+static FcCacheSkip *
+FcCacheFindByAddr (void *object)
+{
+    FcCacheSkip *ret;
+    lock_cache ();
+    ret = FcCacheFindByAddrUnlocked (object);
+    unlock_cache ();
+    return ret;
+}
+
 static void
-FcCacheRemove (FcCache *cache)
+FcCacheRemoveUnlocked (FcCache *cache)
 {
     FcCacheSkip            **update[FC_CACHE_MAX_LEVEL];
     FcCacheSkip            *s, **next;
@@ -457,20 +478,29 @@ FcCacheFindByStat (struct stat *cache_stat)
 {
     FcCacheSkip            *s;
 
+    lock_cache ();
     for (s = fcCacheChains[0]; s; s = s->next[0])
        if (s->cache_dev == cache_stat->st_dev &&
            s->cache_ino == cache_stat->st_ino &&
            s->cache_mtime == cache_stat->st_mtime)
        {
-           s->ref++;
+#ifdef HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIM
+           if (s->cache_mtime != cache_stat->st_mtim.tv_nsec)
+               continue;
+#endif
+           FcRefInc (&s->ref);
+           unlock_cache ();
            return s->cache;
        }
+    unlock_cache ();
     return NULL;
 }
 
 static void
-FcDirCacheDispose (FcCache *cache)
+FcDirCacheDisposeUnlocked (FcCache *cache)
 {
+    FcCacheRemoveUnlocked (cache);
+
     switch (cache->magic) {
     case FC_CACHE_MAGIC_ALLOC:
        free (cache);
@@ -483,7 +513,6 @@ FcDirCacheDispose (FcCache *cache)
 #endif
        break;
     }
-    FcCacheRemove (cache);
 }
 
 void
@@ -492,20 +521,22 @@ FcCacheObjectReference (void *object)
     FcCacheSkip *skip = FcCacheFindByAddr (object);
 
     if (skip)
-       skip->ref++;
+       FcRefInc (&skip->ref);
 }
 
 void
 FcCacheObjectDereference (void *object)
 {
-    FcCacheSkip        *skip = FcCacheFindByAddr (object);
+    FcCacheSkip        *skip;
 
+    lock_cache ();
+    skip = FcCacheFindByAddrUnlocked (object);
     if (skip)
     {
-       skip->ref--;
-       if (skip->ref <= 0)
-           FcDirCacheDispose (skip->cache);
+       if (FcRefDec (&skip->ref) == 1)
+           FcDirCacheDisposeUnlocked (skip->cache);
     }
+    unlock_cache ();
 }
 
 void
@@ -516,53 +547,172 @@ FcCacheFini (void)
     for (i = 0; i < FC_CACHE_MAX_LEVEL; i++)
        assert (fcCacheChains[i] == NULL);
     assert (fcCacheMaxLevel == 0);
+
+    free_lock ();
 }
 
 static FcBool
-FcCacheTimeValid (FcCache *cache, struct stat *dir_stat)
+FcCacheTimeValid (FcConfig *config, FcCache *cache, struct stat *dir_stat)
 {
     struct stat        dir_static;
+    FcBool fnano = FcTrue;
 
     if (!dir_stat)
     {
-       if (FcStat (FcCacheDir (cache), &dir_static) < 0)
+       const FcChar8 *sysroot = FcConfigGetSysRoot (config);
+       FcChar8 *d;
+
+       if (sysroot)
+           d = FcStrBuildFilename (sysroot, FcCacheDir (cache), NULL);
+       else
+           d = FcStrdup (FcCacheDir (cache));
+       if (FcStatChecksum (d, &dir_static) < 0)
+       {
+           FcStrFree (d);
            return FcFalse;
+       }
+       FcStrFree (d);
        dir_stat = &dir_static;
     }
+#ifdef HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIM
+    fnano = (cache->checksum_nano == dir_stat->st_mtim.tv_nsec);
+    if (FcDebug () & FC_DBG_CACHE)
+       printf ("FcCacheTimeValid dir \"%s\" cache checksum %d.%ld dir checksum %d.%ld\n",
+               FcCacheDir (cache), cache->checksum, (long)cache->checksum_nano, (int) dir_stat->st_mtime, dir_stat->st_mtim.tv_nsec);
+#else
     if (FcDebug () & FC_DBG_CACHE)
-       printf ("FcCacheTimeValid dir \"%s\" cache time %d dir time %d\n",
-               FcCacheDir (cache), cache->mtime, (int) dir_stat->st_mtime);
-    return cache->mtime == (int) dir_stat->st_mtime;
+       printf ("FcCacheTimeValid dir \"%s\" cache checksum %d dir checksum %d\n",
+               FcCacheDir (cache), cache->checksum, (int) dir_stat->st_mtime);
+#endif
+
+    return cache->checksum == (int) dir_stat->st_mtime && fnano;
+}
+
+static FcBool
+FcCacheOffsetsValid (FcCache *cache)
+{
+    char               *base = (char *)cache;
+    char               *end = base + cache->size;
+    intptr_t           *dirs;
+    FcFontSet          *fs;
+    int                         i, j;
+
+    if (cache->dir < 0 || cache->dir > cache->size - sizeof (intptr_t) ||
+        memchr (base + cache->dir, '\0', cache->size - cache->dir) == NULL)
+        return FcFalse;
+
+    if (cache->dirs < 0 || cache->dirs >= cache->size ||
+        cache->dirs_count < 0 ||
+        cache->dirs_count > (cache->size - cache->dirs) / sizeof (intptr_t))
+        return FcFalse;
+
+    dirs = FcCacheDirs (cache);
+    if (dirs)
+    {
+        for (i = 0; i < cache->dirs_count; i++)
+        {
+            FcChar8    *dir;
+
+            if (dirs[i] < 0 ||
+                dirs[i] > end - (char *) dirs - sizeof (intptr_t))
+                return FcFalse;
+
+            dir = FcOffsetToPtr (dirs, dirs[i], FcChar8);
+            if (memchr (dir, '\0', end - (char *) dir) == NULL)
+                return FcFalse;
+         }
+    }
+
+    if (cache->set < 0 || cache->set > cache->size - sizeof (FcFontSet))
+        return FcFalse;
+
+    fs = FcCacheSet (cache);
+    if (fs)
+    {
+        if (fs->nfont > (end - (char *) fs) / sizeof (FcPattern))
+            return FcFalse;
+
+        if (fs->fonts != 0 && !FcIsEncodedOffset(fs->fonts))
+            return FcFalse;
+
+        for (i = 0; i < fs->nfont; i++)
+        {
+            FcPattern          *font = FcFontSetFont (fs, i);
+            FcPatternElt       *e;
+            FcValueListPtr      l;
+           char                *last_offset;
+
+            /* TIZEN_ONLY(20171013): Add a condition to FcCacheOffsetsValid() for detecting empty data of cache
+            if ((char *) font < base ||
+                (char *) font > end - sizeof (FcFontSet) ||
+                font->elts_offset < 0 ||
+                font->elts_offset > end - (char *) font ||
+                font->num > (end - (char *) font - font->elts_offset) / sizeof (FcPatternElt))
+                return FcFalse;
+             */
+            if ((char *) font < base ||
+                (char *) font > end - sizeof (FcFontSet) ||
+                font->elts_offset < 0 ||
+                font->elts_offset > end - (char *) font ||
+                font->num > (end - (char *) font - font->elts_offset) / sizeof (FcPatternElt) ||
+                !FcRefIsConst (&font->ref))
+                return FcFalse;
+            /* END */
+
+
+            e = FcPatternElts(font);
+            if (e->values != 0 && !FcIsEncodedOffset(e->values))
+                return FcFalse;
+
+           for (j = 0; j < font->num; j++)
+           {
+               last_offset = (char *) font + font->elts_offset;
+               for (l = FcPatternEltValues(&e[j]); l; l = FcValueListNext(l))
+               {
+                   if ((char *) l < last_offset || (char *) l > end - sizeof (*l) ||
+                       (l->next != NULL && !FcIsEncodedOffset(l->next)))
+                       return FcFalse;
+                   last_offset = (char *) l + 1;
+               }
+           }
+        }
+    }
+
+    return FcTrue;
 }
 
 /*
  * Map a cache file into memory
  */
 static FcCache *
-FcDirCacheMapFd (int fd, struct stat *fd_stat, struct stat *dir_stat)
+FcDirCacheMapFd (FcConfig *config, int fd, struct stat *fd_stat, struct stat *dir_stat)
 {
     FcCache    *cache;
     FcBool     allocated = FcFalse;
 
-    if (fd_stat->st_size < sizeof (FcCache))
+    if (fd_stat->st_size > INTPTR_MAX ||
+        fd_stat->st_size < (int) sizeof (FcCache))
        return NULL;
     cache = FcCacheFindByStat (fd_stat);
     if (cache)
     {
-       if (FcCacheTimeValid (cache, dir_stat))
+       if (FcCacheTimeValid (config, cache, dir_stat))
            return cache;
        FcDirCacheUnload (cache);
        cache = NULL;
     }
 
     /*
-     * Lage cache files are mmap'ed, smaller cache files are read. This
+     * Large cache files are mmap'ed, smaller cache files are read. This
      * balances the system cost of mmap against per-process memory usage.
      */
-    if (fd_stat->st_size >= FC_CACHE_MIN_MMAP)
+    if (FcCacheIsMmapSafe (fd) && fd_stat->st_size >= FC_CACHE_MIN_MMAP)
     {
 #if defined(HAVE_MMAP) || defined(__CYGWIN__)
        cache = mmap (0, fd_stat->st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);
+#if (HAVE_POSIX_FADVISE) && defined(POSIX_FADV_WILLNEED)
+       posix_fadvise (fd, 0, fd_stat->st_size, POSIX_FADV_WILLNEED);
+#endif
        if (cache == MAP_FAILED)
            cache = NULL;
 #elif defined(_WIN32)
@@ -595,9 +745,10 @@ FcDirCacheMapFd (int fd, struct stat *fd_stat, struct stat *dir_stat)
        allocated = FcTrue;
     }
     if (cache->magic != FC_CACHE_MAGIC_MMAP ||
-       cache->version < FC_CACHE_CONTENT_VERSION ||
-       cache->size != fd_stat->st_size ||
-       !FcCacheTimeValid (cache, dir_stat) ||
+       cache->version < FC_CACHE_VERSION_NUMBER ||
+       cache->size != (intptr_t) fd_stat->st_size ||
+        !FcCacheOffsetsValid (cache) ||
+       !FcCacheTimeValid (config, cache, dir_stat) ||
        !FcCacheInsert (cache, fd_stat))
     {
        if (allocated)
@@ -626,7 +777,7 @@ FcDirCacheReference (FcCache *cache, int nref)
     FcCacheSkip *skip = FcCacheFindByAddr (cache);
 
     if (skip)
-       skip->ref += nref;
+       FcRefAdd (&skip->ref, nref);
 }
 
 void
@@ -636,9 +787,9 @@ FcDirCacheUnload (FcCache *cache)
 }
 
 static FcBool
-FcDirCacheMapHelper (int fd, struct stat *fd_stat, struct stat *dir_stat, void *closure)
+FcDirCacheMapHelper (FcConfig *config, int fd, struct stat *fd_stat, struct stat *dir_stat, void *closure)
 {
-    FcCache *cache = FcDirCacheMapFd (fd, fd_stat, dir_stat);
+    FcCache *cache = FcDirCacheMapFd (config, fd, fd_stat, dir_stat);
 
     if (!cache)
        return FcFalse;
@@ -655,6 +806,7 @@ FcDirCacheLoad (const FcChar8 *dir, FcConfig *config, FcChar8 **cache_file)
                            FcDirCacheMapHelper,
                            &cache, cache_file))
        return NULL;
+
     return cache;
 }
 
@@ -670,7 +822,7 @@ FcDirCacheLoadFile (const FcChar8 *cache_file, struct stat *file_stat)
     fd = FcDirCacheOpenFile (cache_file, file_stat);
     if (fd < 0)
        return NULL;
-    cache = FcDirCacheMapFd (fd, file_stat, NULL);
+    cache = FcDirCacheMapFd (FcConfigGetCurrent (), fd, file_stat, NULL);
     close (fd);
     return cache;
 }
@@ -680,7 +832,7 @@ FcDirCacheLoadFile (const FcChar8 *cache_file, struct stat *file_stat)
  * the magic number and the size field
  */
 static FcBool
-FcDirCacheValidateHelper (int fd, struct stat *fd_stat, struct stat *dir_stat, void *closure)
+FcDirCacheValidateHelper (FcConfig *config, int fd, struct stat *fd_stat, struct stat *dir_stat, void *closure FC_UNUSED)
 {
     FcBool  ret = FcTrue;
     FcCache    c;
@@ -689,12 +841,16 @@ FcDirCacheValidateHelper (int fd, struct stat *fd_stat, struct stat *dir_stat, v
        ret = FcFalse;
     else if (c.magic != FC_CACHE_MAGIC_MMAP)
        ret = FcFalse;
-    else if (c.version < FC_CACHE_CONTENT_VERSION)
+    else if (c.version < FC_CACHE_VERSION_NUMBER)
        ret = FcFalse;
     else if (fd_stat->st_size != c.size)
        ret = FcFalse;
-    else if (c.mtime != (int) dir_stat->st_mtime)
+    else if (c.checksum != (int) dir_stat->st_mtime)
+       ret = FcFalse;
+#ifdef HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIM
+    else if (c.checksum_nano != dir_stat->st_mtim.tv_nsec)
        ret = FcFalse;
+#endif
     return ret;
 }
 
@@ -766,9 +922,12 @@ FcDirCacheBuild (FcFontSet *set, const FcChar8 *dir, struct stat *dir_stat, FcSt
     serialize->linear = cache;
 
     cache->magic = FC_CACHE_MAGIC_ALLOC;
-    cache->version = FC_CACHE_CONTENT_VERSION;
+    cache->version = FC_CACHE_VERSION_NUMBER;
     cache->size = serialize->size;
-    cache->mtime = (int) dir_stat->st_mtime;
+    cache->checksum = (int) dir_stat->st_mtime;
+#ifdef HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIM
+    cache->checksum_nano = dir_stat->st_mtim.tv_nsec;
+#endif
 
     /*
      * Serialize directory name
@@ -815,31 +974,17 @@ bail1:
     return NULL;
 }
 
-
-#ifdef _WIN32
-#define mkdir(path,mode) _mkdir(path)
-#endif
-
-static FcBool
-FcMakeDirectory (const FcChar8 *dir)
+FcCache *
+FcDirCacheRebuild (FcCache *cache, struct stat *dir_stat, FcStrSet *dirs)
 {
-    FcChar8 *parent;
-    FcBool  ret;
+    FcCache *new;
+    FcFontSet *set = FcFontSetDeserialize (FcCacheSet (cache));
+    const FcChar8 *dir = FcCacheDir (cache);
 
-    if (strlen ((char *) dir) == 0)
-       return FcFalse;
+    new = FcDirCacheBuild (set, dir, dir_stat, dirs);
+    FcFontSetDestroy (set);
 
-    parent = FcStrDirname (dir);
-    if (!parent)
-       return FcFalse;
-    if (access ((char *) parent, F_OK) == 0)
-       ret = mkdir ((char *) dir, 0755) == 0 && chmod ((char *) dir, 0755) == 0;
-    else if (access ((char *) parent, F_OK) == -1)
-       ret = FcMakeDirectory (parent) && (mkdir ((char *) dir, 0755) == 0) && chmod ((char *) dir, 0755) == 0;
-    else
-       ret = FcFalse;
-    FcStrFree (parent);
-    return ret;
+    return new;
 }
 
 /* write serialized state to the cache file */
@@ -853,11 +998,12 @@ FcDirCacheWrite (FcCache *cache, FcConfig *config)
     FcAtomic       *atomic;
     FcStrList      *list;
     FcChar8        *cache_dir = NULL;
-    FcChar8        *test_dir;
+    FcChar8        *test_dir, *d = NULL;
     FcCacheSkip     *skip;
     struct stat     cache_stat;
-    int                    magic;
+    unsigned int    magic;
     int                    written;
+    const FcChar8   *sysroot = FcConfigGetSysRoot (config);
 
     /*
      * Write it to the first directory in the list which is writable
@@ -866,10 +1012,18 @@ FcDirCacheWrite (FcCache *cache, FcConfig *config)
     list = FcStrListCreate (config->cacheDirs);
     if (!list)
        return FcFalse;
-    while ((test_dir = FcStrListNext (list))) {
-       if (access ((char *) test_dir, W_OK|X_OK) == 0)
+    while ((test_dir = FcStrListNext (list)))
+    {
+       if (d)
+           FcStrFree (d);
+       if (sysroot)
+           d = FcStrBuildFilename (sysroot, test_dir, NULL);
+       else
+           d = FcStrCopyFilename (test_dir);
+
+       if (access ((char *) d, W_OK) == 0)
        {
-           cache_dir = test_dir;
+           cache_dir = FcStrCopyFilename (d);
            break;
        }
        else
@@ -877,31 +1031,38 @@ FcDirCacheWrite (FcCache *cache, FcConfig *config)
            /*
             * If the directory doesn't exist, try to create it
             */
-           if (access ((char *) test_dir, F_OK) == -1) {
-               if (FcMakeDirectory (test_dir))
+           if (access ((char *) d, F_OK) == -1) {
+               if (FcMakeDirectory (d))
                {
-                   cache_dir = test_dir;
+                   cache_dir = FcStrCopyFilename (d);
+                   /* Create CACHEDIR.TAG */
+                   FcDirCacheCreateTagFile (d);
                    break;
                }
            }
            /*
             * Otherwise, try making it writable
             */
-           else if (chmod ((char *) test_dir, 0755) == 0)
+           else if (chmod ((char *) d, 0755) == 0)
            {
-               cache_dir = test_dir;
+               cache_dir = FcStrCopyFilename (d);
+               /* Try to create CACHEDIR.TAG too */
+               FcDirCacheCreateTagFile (d);
                break;
            }
        }
     }
+    if (d)
+       FcStrFree (d);
     FcStrListDone (list);
     if (!cache_dir)
        return FcFalse;
 
     FcDirCacheBasename (dir, cache_base);
-    cache_hashed = FcStrPlus (cache_dir, cache_base);
+    cache_hashed = FcStrBuildFilename (cache_dir, cache_base, NULL);
     if (!cache_hashed)
         return FcFalse;
+    FcStrFree (cache_dir);
 
     if (FcDebug () & FC_DBG_CACHE)
         printf ("FcDirCacheWriteDir dir \"%s\" file \"%s\"\n",
@@ -914,7 +1075,7 @@ FcDirCacheWrite (FcCache *cache, FcConfig *config)
     if (!FcAtomicLock (atomic))
        goto bail3;
 
-    fd = open((char *)FcAtomicNewFile (atomic), O_RDWR | O_CREAT | O_BINARY, 0666);
+    fd = FcOpen((char *)FcAtomicNewFile (atomic), O_RDWR | O_CREAT | O_BINARY, 0666);
     if (fd == -1)
        goto bail4;
 
@@ -946,13 +1107,21 @@ FcDirCacheWrite (FcCache *cache, FcConfig *config)
      * new cache file is not read again.  If it's large, we don't do that
      * such that we reload it, using mmap, which is shared across processes.
      */
-    if (cache->size < FC_CACHE_MIN_MMAP &&
-       (skip = FcCacheFindByAddr (cache)) &&
-       FcStat (cache_hashed, &cache_stat))
+    if (cache->size < FC_CACHE_MIN_MMAP && FcStat (cache_hashed, &cache_stat))
     {
-       skip->cache_dev = cache_stat.st_dev;
-       skip->cache_ino = cache_stat.st_ino;
-       skip->cache_mtime = cache_stat.st_mtime;
+       lock_cache ();
+       if ((skip = FcCacheFindByAddrUnlocked (cache)))
+       {
+           skip->cache_dev = cache_stat.st_dev;
+           skip->cache_ino = cache_stat.st_ino;
+           skip->cache_mtime = cache_stat.st_mtime;
+#ifdef HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIM
+           skip->cache_mtime_nano = cache_stat.st_mtim.tv_nsec;
+#else
+           skip->cache_mtime_nano = 0;
+#endif
+       }
+       unlock_cache ();
     }
 
     FcStrFree (cache_hashed);
@@ -971,6 +1140,186 @@ FcDirCacheWrite (FcCache *cache, FcConfig *config)
     return FcFalse;
 }
 
+FcBool
+FcDirCacheClean (const FcChar8 *cache_dir, FcBool verbose)
+{
+    DIR                *d;
+    struct dirent *ent;
+    FcChar8    *dir;
+    FcBool     ret = FcTrue;
+    FcBool     remove;
+    FcCache    *cache;
+    struct stat        target_stat;
+    const FcChar8 *sysroot;
+
+    /* FIXME: this API needs to support non-current FcConfig */
+    sysroot = FcConfigGetSysRoot (NULL);
+    if (sysroot)
+       dir = FcStrBuildFilename (sysroot, cache_dir, NULL);
+    else
+       dir = FcStrCopyFilename (cache_dir);
+    if (!dir)
+    {
+       fprintf (stderr, "Fontconfig error: %s: out of memory\n", cache_dir);
+       return FcFalse;
+    }
+    if (access ((char *) dir, W_OK) != 0)
+    {
+       if (verbose || FcDebug () & FC_DBG_CACHE)
+           printf ("%s: not cleaning %s cache directory\n", dir,
+                   access ((char *) dir, F_OK) == 0 ? "unwritable" : "non-existent");
+       goto bail0;
+    }
+    if (verbose || FcDebug () & FC_DBG_CACHE)
+       printf ("%s: cleaning cache directory\n", dir);
+    d = opendir ((char *) dir);
+    if (!d)
+    {
+       perror ((char *) dir);
+       ret = FcFalse;
+       goto bail0;
+    }
+    while ((ent = readdir (d)))
+    {
+       FcChar8 *file_name;
+       const FcChar8   *target_dir;
+
+       if (ent->d_name[0] == '.')
+           continue;
+       /* skip cache files for different architectures and */
+       /* files which are not cache files at all */
+       if (strlen(ent->d_name) != 32 + strlen ("-" FC_ARCHITECTURE FC_CACHE_SUFFIX) ||
+           strcmp(ent->d_name + 32, "-" FC_ARCHITECTURE FC_CACHE_SUFFIX))
+           continue;
+
+       file_name = FcStrBuildFilename (dir, (FcChar8 *)ent->d_name, NULL);
+       if (!file_name)
+       {
+           fprintf (stderr, "Fontconfig error: %s: allocation failure\n", dir);
+           ret = FcFalse;
+           break;
+       }
+       remove = FcFalse;
+       cache = FcDirCacheLoadFile (file_name, NULL);
+       if (!cache)
+       {
+           if (verbose || FcDebug () & FC_DBG_CACHE)
+               printf ("%s: invalid cache file: %s\n", dir, ent->d_name);
+           remove = FcTrue;
+       }
+       else
+       {
+           FcChar8 *s;
+
+           target_dir = FcCacheDir (cache);
+           if (sysroot)
+               s = FcStrBuildFilename (sysroot, target_dir, NULL);
+           else
+               s = FcStrdup (target_dir);
+           if (stat ((char *) s, &target_stat) < 0)
+           {
+               if (verbose || FcDebug () & FC_DBG_CACHE)
+                   printf ("%s: %s: missing directory: %s \n",
+                           dir, ent->d_name, s);
+               remove = FcTrue;
+           }
+           FcDirCacheUnload (cache);
+           FcStrFree (s);
+       }
+       if (remove)
+       {
+           if (unlink ((char *) file_name) < 0)
+           {
+               perror ((char *) file_name);
+               ret = FcFalse;
+           }
+       }
+        FcStrFree (file_name);
+    }
+
+    closedir (d);
+  bail0:
+    FcStrFree (dir);
+
+    return ret;
+}
+
+int
+FcDirCacheLock (const FcChar8 *dir,
+               FcConfig      *config)
+{
+    FcChar8 *cache_hashed = NULL;
+    FcChar8 cache_base[CACHEBASE_LEN];
+    FcStrList *list;
+    FcChar8 *cache_dir;
+    const FcChar8 *sysroot = FcConfigGetSysRoot (config);
+    int fd = -1;
+
+    FcDirCacheBasename (dir, cache_base);
+    list = FcStrListCreate (config->cacheDirs);
+    if (!list)
+       return -1;
+
+    while ((cache_dir = FcStrListNext (list)))
+    {
+       if (sysroot)
+           cache_hashed = FcStrBuildFilename (sysroot, cache_dir, cache_base, NULL);
+       else
+           cache_hashed = FcStrBuildFilename (cache_dir, cache_base, NULL);
+       if (!cache_hashed)
+           break;
+       fd = FcOpen ((const char *)cache_hashed, O_RDWR);
+       FcStrFree (cache_hashed);
+       /* No caches in that directory. simply retry with another one */
+       if (fd != -1)
+       {
+#if defined(_WIN32)
+           if (_locking (fd, _LK_LOCK, 1) == -1)
+               goto bail;
+#else
+           struct flock fl;
+
+           fl.l_type = F_WRLCK;
+           fl.l_whence = SEEK_SET;
+           fl.l_start = 0;
+           fl.l_len = 0;
+           fl.l_pid = getpid ();
+           if (fcntl (fd, F_SETLKW, &fl) == -1)
+               goto bail;
+#endif
+           break;
+       }
+    }
+    FcStrListDone (list);
+    return fd;
+bail:
+    FcStrListDone (list);
+    if (fd != -1)
+       close (fd);
+    return -1;
+}
+
+void
+FcDirCacheUnlock (int fd)
+{
+    if (fd != -1)
+    {
+#if defined(_WIN32)
+       _locking (fd, _LK_UNLCK, 1);
+#else
+       struct flock fl;
+
+       fl.l_type = F_UNLCK;
+       fl.l_whence = SEEK_SET;
+       fl.l_start = 0;
+       fl.l_len = 0;
+       fl.l_pid = getpid ();
+       fcntl (fd, F_SETLK, &fl);
+#endif
+       close (fd);
+    }
+}
+
 /*
  * Hokey little macro trick to permit the definitions of C functions
  * with the same name as CPP macros
@@ -1268,6 +1617,96 @@ static void MD5Transform(FcChar32 buf[4], FcChar32 in[16])
     buf[2] += c;
     buf[3] += d;
 }
+
+FcBool
+FcDirCacheCreateTagFile (const FcChar8 *cache_dir)
+{
+    FcChar8            *cache_tag;
+    int                 fd;
+    FILE               *fp;
+    FcAtomic           *atomic;
+    static const FcChar8 cache_tag_contents[] =
+       "Signature: 8a477f597d28d172789f06886806bc55\n"
+       "# This file is a cache directory tag created by fontconfig.\n"
+       "# For information about cache directory tags, see:\n"
+       "#       http://www.brynosaurus.com/cachedir/\n";
+    static size_t       cache_tag_contents_size = sizeof (cache_tag_contents) - 1;
+    FcBool              ret = FcFalse;
+
+    if (!cache_dir)
+       return FcFalse;
+
+    if (access ((char *) cache_dir, W_OK) == 0)
+    {
+       /* Create CACHEDIR.TAG */
+       cache_tag = FcStrBuildFilename (cache_dir, "CACHEDIR.TAG", NULL);
+       if (!cache_tag)
+           return FcFalse;
+       atomic = FcAtomicCreate ((FcChar8 *)cache_tag);
+       if (!atomic)
+           goto bail1;
+       if (!FcAtomicLock (atomic))
+           goto bail2;
+       fd = FcOpen((char *)FcAtomicNewFile (atomic), O_RDWR | O_CREAT, 0644);
+       if (fd == -1)
+           goto bail3;
+       fp = fdopen(fd, "wb");
+       if (fp == NULL)
+           goto bail3;
+
+       fwrite(cache_tag_contents, cache_tag_contents_size, sizeof (FcChar8), fp);
+       fclose(fp);
+
+       if (!FcAtomicReplaceOrig(atomic))
+           goto bail3;
+
+       ret = FcTrue;
+      bail3:
+       FcAtomicUnlock (atomic);
+      bail2:
+       FcAtomicDestroy (atomic);
+      bail1:
+       FcStrFree (cache_tag);
+    }
+
+    if (FcDebug () & FC_DBG_CACHE)
+    {
+       if (ret)
+           printf ("Created CACHEDIR.TAG at %s\n", cache_dir);
+       else
+           printf ("Unable to create CACHEDIR.TAG at %s\n", cache_dir);
+    }
+
+    return ret;
+}
+
+void
+FcCacheCreateTagFile (const FcConfig *config)
+{
+    FcChar8   *cache_dir = NULL, *d = NULL;
+    FcStrList *list;
+    const FcChar8 *sysroot = FcConfigGetSysRoot (config);
+
+    list = FcConfigGetCacheDirs (config);
+    if (!list)
+       return;
+
+    while ((cache_dir = FcStrListNext (list)))
+    {
+       if (d)
+           FcStrFree (d);
+       if (sysroot)
+           d = FcStrBuildFilename (sysroot, cache_dir, NULL);
+       else
+           d = FcStrCopyFilename (cache_dir);
+       if (FcDirCacheCreateTagFile (d))
+           break;
+    }
+    if (d)
+       FcStrFree (d);
+    FcStrListDone (list);
+}
+
 #define __fccache__
 #include "fcaliastail.h"
 #undef __fccache__