Merge tag 'block-5.5-20191221' of git://git.kernel.dk/linux-block
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / eventpoll.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  *  fs/eventpoll.c (Efficient event retrieval implementation)
4  *  Copyright (C) 2001,...,2009  Davide Libenzi
5  *
6  *  Davide Libenzi <davidel@xmailserver.org>
7  */
8
9 #include <linux/init.h>
10 #include <linux/kernel.h>
11 #include <linux/sched/signal.h>
12 #include <linux/fs.h>
13 #include <linux/file.h>
14 #include <linux/signal.h>
15 #include <linux/errno.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/poll.h>
19 #include <linux/string.h>
20 #include <linux/list.h>
21 #include <linux/hash.h>
22 #include <linux/spinlock.h>
23 #include <linux/syscalls.h>
24 #include <linux/rbtree.h>
25 #include <linux/wait.h>
26 #include <linux/eventpoll.h>
27 #include <linux/mount.h>
28 #include <linux/bitops.h>
29 #include <linux/mutex.h>
30 #include <linux/anon_inodes.h>
31 #include <linux/device.h>
32 #include <linux/uaccess.h>
33 #include <asm/io.h>
34 #include <asm/mman.h>
35 #include <linux/atomic.h>
36 #include <linux/proc_fs.h>
37 #include <linux/seq_file.h>
38 #include <linux/compat.h>
39 #include <linux/rculist.h>
40 #include <net/busy_poll.h>
41
42 /*
43  * LOCKING:
44  * There are three level of locking required by epoll :
45  *
46  * 1) epmutex (mutex)
47  * 2) ep->mtx (mutex)
48  * 3) ep->lock (rwlock)
49  *
50  * The acquire order is the one listed above, from 1 to 3.
51  * We need a rwlock (ep->lock) because we manipulate objects
52  * from inside the poll callback, that might be triggered from
53  * a wake_up() that in turn might be called from IRQ context.
54  * So we can't sleep inside the poll callback and hence we need
55  * a spinlock. During the event transfer loop (from kernel to
56  * user space) we could end up sleeping due a copy_to_user(), so
57  * we need a lock that will allow us to sleep. This lock is a
58  * mutex (ep->mtx). It is acquired during the event transfer loop,
59  * during epoll_ctl(EPOLL_CTL_DEL) and during eventpoll_release_file().
60  * Then we also need a global mutex to serialize eventpoll_release_file()
61  * and ep_free().
62  * This mutex is acquired by ep_free() during the epoll file
63  * cleanup path and it is also acquired by eventpoll_release_file()
64  * if a file has been pushed inside an epoll set and it is then
65  * close()d without a previous call to epoll_ctl(EPOLL_CTL_DEL).
66  * It is also acquired when inserting an epoll fd onto another epoll
67  * fd. We do this so that we walk the epoll tree and ensure that this
68  * insertion does not create a cycle of epoll file descriptors, which
69  * could lead to deadlock. We need a global mutex to prevent two
70  * simultaneous inserts (A into B and B into A) from racing and
71  * constructing a cycle without either insert observing that it is
72  * going to.
73  * It is necessary to acquire multiple "ep->mtx"es at once in the
74  * case when one epoll fd is added to another. In this case, we
75  * always acquire the locks in the order of nesting (i.e. after
76  * epoll_ctl(e1, EPOLL_CTL_ADD, e2), e1->mtx will always be acquired
77  * before e2->mtx). Since we disallow cycles of epoll file
78  * descriptors, this ensures that the mutexes are well-ordered. In
79  * order to communicate this nesting to lockdep, when walking a tree
80  * of epoll file descriptors, we use the current recursion depth as
81  * the lockdep subkey.
82  * It is possible to drop the "ep->mtx" and to use the global
83  * mutex "epmutex" (together with "ep->lock") to have it working,
84  * but having "ep->mtx" will make the interface more scalable.
85  * Events that require holding "epmutex" are very rare, while for
86  * normal operations the epoll private "ep->mtx" will guarantee
87  * a better scalability.
88  */
89
90 /* Epoll private bits inside the event mask */
91 #define EP_PRIVATE_BITS (EPOLLWAKEUP | EPOLLONESHOT | EPOLLET | EPOLLEXCLUSIVE)
92
93 #define EPOLLINOUT_BITS (EPOLLIN | EPOLLOUT)
94
95 #define EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS (EPOLLINOUT_BITS | EPOLLERR | EPOLLHUP | \
96                                 EPOLLWAKEUP | EPOLLET | EPOLLEXCLUSIVE)
97
98 /* Maximum number of nesting allowed inside epoll sets */
99 #define EP_MAX_NESTS 4
100
101 #define EP_MAX_EVENTS (INT_MAX / sizeof(struct epoll_event))
102
103 #define EP_UNACTIVE_PTR ((void *) -1L)
104
105 #define EP_ITEM_COST (sizeof(struct epitem) + sizeof(struct eppoll_entry))
106
107 struct epoll_filefd {
108         struct file *file;
109         int fd;
110 } __packed;
111
112 /*
113  * Structure used to track possible nested calls, for too deep recursions
114  * and loop cycles.
115  */
116 struct nested_call_node {
117         struct list_head llink;
118         void *cookie;
119         void *ctx;
120 };
121
122 /*
123  * This structure is used as collector for nested calls, to check for
124  * maximum recursion dept and loop cycles.
125  */
126 struct nested_calls {
127         struct list_head tasks_call_list;
128         spinlock_t lock;
129 };
130
131 /*
132  * Each file descriptor added to the eventpoll interface will
133  * have an entry of this type linked to the "rbr" RB tree.
134  * Avoid increasing the size of this struct, there can be many thousands
135  * of these on a server and we do not want this to take another cache line.
136  */
137 struct epitem {
138         union {
139                 /* RB tree node links this structure to the eventpoll RB tree */
140                 struct rb_node rbn;
141                 /* Used to free the struct epitem */
142                 struct rcu_head rcu;
143         };
144
145         /* List header used to link this structure to the eventpoll ready list */
146         struct list_head rdllink;
147
148         /*
149          * Works together "struct eventpoll"->ovflist in keeping the
150          * single linked chain of items.
151          */
152         struct epitem *next;
153
154         /* The file descriptor information this item refers to */
155         struct epoll_filefd ffd;
156
157         /* Number of active wait queue attached to poll operations */
158         int nwait;
159
160         /* List containing poll wait queues */
161         struct list_head pwqlist;
162
163         /* The "container" of this item */
164         struct eventpoll *ep;
165
166         /* List header used to link this item to the "struct file" items list */
167         struct list_head fllink;
168
169         /* wakeup_source used when EPOLLWAKEUP is set */
170         struct wakeup_source __rcu *ws;
171
172         /* The structure that describe the interested events and the source fd */
173         struct epoll_event event;
174 };
175
176 /*
177  * This structure is stored inside the "private_data" member of the file
178  * structure and represents the main data structure for the eventpoll
179  * interface.
180  */
181 struct eventpoll {
182         /*
183          * This mutex is used to ensure that files are not removed
184          * while epoll is using them. This is held during the event
185          * collection loop, the file cleanup path, the epoll file exit
186          * code and the ctl operations.
187          */
188         struct mutex mtx;
189
190         /* Wait queue used by sys_epoll_wait() */
191         wait_queue_head_t wq;
192
193         /* Wait queue used by file->poll() */
194         wait_queue_head_t poll_wait;
195
196         /* List of ready file descriptors */
197         struct list_head rdllist;
198
199         /* Lock which protects rdllist and ovflist */
200         rwlock_t lock;
201
202         /* RB tree root used to store monitored fd structs */
203         struct rb_root_cached rbr;
204
205         /*
206          * This is a single linked list that chains all the "struct epitem" that
207          * happened while transferring ready events to userspace w/out
208          * holding ->lock.
209          */
210         struct epitem *ovflist;
211
212         /* wakeup_source used when ep_scan_ready_list is running */
213         struct wakeup_source *ws;
214
215         /* The user that created the eventpoll descriptor */
216         struct user_struct *user;
217
218         struct file *file;
219
220         /* used to optimize loop detection check */
221         int visited;
222         struct list_head visited_list_link;
223
224 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
225         /* used to track busy poll napi_id */
226         unsigned int napi_id;
227 #endif
228 };
229
230 /* Wait structure used by the poll hooks */
231 struct eppoll_entry {
232         /* List header used to link this structure to the "struct epitem" */
233         struct list_head llink;
234
235         /* The "base" pointer is set to the container "struct epitem" */
236         struct epitem *base;
237
238         /*
239          * Wait queue item that will be linked to the target file wait
240          * queue head.
241          */
242         wait_queue_entry_t wait;
243
244         /* The wait queue head that linked the "wait" wait queue item */
245         wait_queue_head_t *whead;
246 };
247
248 /* Wrapper struct used by poll queueing */
249 struct ep_pqueue {
250         poll_table pt;
251         struct epitem *epi;
252 };
253
254 /* Used by the ep_send_events() function as callback private data */
255 struct ep_send_events_data {
256         int maxevents;
257         struct epoll_event __user *events;
258         int res;
259 };
260
261 /*
262  * Configuration options available inside /proc/sys/fs/epoll/
263  */
264 /* Maximum number of epoll watched descriptors, per user */
265 static long max_user_watches __read_mostly;
266
267 /*
268  * This mutex is used to serialize ep_free() and eventpoll_release_file().
269  */
270 static DEFINE_MUTEX(epmutex);
271
272 /* Used to check for epoll file descriptor inclusion loops */
273 static struct nested_calls poll_loop_ncalls;
274
275 /* Slab cache used to allocate "struct epitem" */
276 static struct kmem_cache *epi_cache __read_mostly;
277
278 /* Slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
279 static struct kmem_cache *pwq_cache __read_mostly;
280
281 /* Visited nodes during ep_loop_check(), so we can unset them when we finish */
282 static LIST_HEAD(visited_list);
283
284 /*
285  * List of files with newly added links, where we may need to limit the number
286  * of emanating paths. Protected by the epmutex.
287  */
288 static LIST_HEAD(tfile_check_list);
289
290 #ifdef CONFIG_SYSCTL
291
292 #include <linux/sysctl.h>
293
294 static long long_zero;
295 static long long_max = LONG_MAX;
296
297 struct ctl_table epoll_table[] = {
298         {
299                 .procname       = "max_user_watches",
300                 .data           = &max_user_watches,
301                 .maxlen         = sizeof(max_user_watches),
302                 .mode           = 0644,
303                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
304                 .extra1         = &long_zero,
305                 .extra2         = &long_max,
306         },
307         { }
308 };
309 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
310
311 static const struct file_operations eventpoll_fops;
312
313 static inline int is_file_epoll(struct file *f)
314 {
315         return f->f_op == &eventpoll_fops;
316 }
317
318 /* Setup the structure that is used as key for the RB tree */
319 static inline void ep_set_ffd(struct epoll_filefd *ffd,
320                               struct file *file, int fd)
321 {
322         ffd->file = file;
323         ffd->fd = fd;
324 }
325
326 /* Compare RB tree keys */
327 static inline int ep_cmp_ffd(struct epoll_filefd *p1,
328                              struct epoll_filefd *p2)
329 {
330         return (p1->file > p2->file ? +1:
331                 (p1->file < p2->file ? -1 : p1->fd - p2->fd));
332 }
333
334 /* Tells us if the item is currently linked */
335 static inline int ep_is_linked(struct epitem *epi)
336 {
337         return !list_empty(&epi->rdllink);
338 }
339
340 static inline struct eppoll_entry *ep_pwq_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
341 {
342         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait);
343 }
344
345 /* Get the "struct epitem" from a wait queue pointer */
346 static inline struct epitem *ep_item_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
347 {
348         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait)->base;
349 }
350
351 /* Get the "struct epitem" from an epoll queue wrapper */
352 static inline struct epitem *ep_item_from_epqueue(poll_table *p)
353 {
354         return container_of(p, struct ep_pqueue, pt)->epi;
355 }
356
357 /* Tells if the epoll_ctl(2) operation needs an event copy from userspace */
358 static inline int ep_op_has_event(int op)
359 {
360         return op != EPOLL_CTL_DEL;
361 }
362
363 /* Initialize the poll safe wake up structure */
364 static void ep_nested_calls_init(struct nested_calls *ncalls)
365 {
366         INIT_LIST_HEAD(&ncalls->tasks_call_list);
367         spin_lock_init(&ncalls->lock);
368 }
369
370 /**
371  * ep_events_available - Checks if ready events might be available.
372  *
373  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
374  *
375  * Returns: Returns a value different than zero if ready events are available,
376  *          or zero otherwise.
377  */
378 static inline int ep_events_available(struct eventpoll *ep)
379 {
380         return !list_empty_careful(&ep->rdllist) ||
381                 READ_ONCE(ep->ovflist) != EP_UNACTIVE_PTR;
382 }
383
384 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
385 static bool ep_busy_loop_end(void *p, unsigned long start_time)
386 {
387         struct eventpoll *ep = p;
388
389         return ep_events_available(ep) || busy_loop_timeout(start_time);
390 }
391
392 /*
393  * Busy poll if globally on and supporting sockets found && no events,
394  * busy loop will return if need_resched or ep_events_available.
395  *
396  * we must do our busy polling with irqs enabled
397  */
398 static void ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
399 {
400         unsigned int napi_id = READ_ONCE(ep->napi_id);
401
402         if ((napi_id >= MIN_NAPI_ID) && net_busy_loop_on())
403                 napi_busy_loop(napi_id, nonblock ? NULL : ep_busy_loop_end, ep);
404 }
405
406 static inline void ep_reset_busy_poll_napi_id(struct eventpoll *ep)
407 {
408         if (ep->napi_id)
409                 ep->napi_id = 0;
410 }
411
412 /*
413  * Set epoll busy poll NAPI ID from sk.
414  */
415 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
416 {
417         struct eventpoll *ep;
418         unsigned int napi_id;
419         struct socket *sock;
420         struct sock *sk;
421         int err;
422
423         if (!net_busy_loop_on())
424                 return;
425
426         sock = sock_from_file(epi->ffd.file, &err);
427         if (!sock)
428                 return;
429
430         sk = sock->sk;
431         if (!sk)
432                 return;
433
434         napi_id = READ_ONCE(sk->sk_napi_id);
435         ep = epi->ep;
436
437         /* Non-NAPI IDs can be rejected
438          *      or
439          * Nothing to do if we already have this ID
440          */
441         if (napi_id < MIN_NAPI_ID || napi_id == ep->napi_id)
442                 return;
443
444         /* record NAPI ID for use in next busy poll */
445         ep->napi_id = napi_id;
446 }
447
448 #else
449
450 static inline void ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
451 {
452 }
453
454 static inline void ep_reset_busy_poll_napi_id(struct eventpoll *ep)
455 {
456 }
457
458 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
459 {
460 }
461
462 #endif /* CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL */
463
464 /**
465  * ep_call_nested - Perform a bound (possibly) nested call, by checking
466  *                  that the recursion limit is not exceeded, and that
467  *                  the same nested call (by the meaning of same cookie) is
468  *                  no re-entered.
469  *
470  * @ncalls: Pointer to the nested_calls structure to be used for this call.
471  * @nproc: Nested call core function pointer.
472  * @priv: Opaque data to be passed to the @nproc callback.
473  * @cookie: Cookie to be used to identify this nested call.
474  * @ctx: This instance context.
475  *
476  * Returns: Returns the code returned by the @nproc callback, or -1 if
477  *          the maximum recursion limit has been exceeded.
478  */
479 static int ep_call_nested(struct nested_calls *ncalls,
480                           int (*nproc)(void *, void *, int), void *priv,
481                           void *cookie, void *ctx)
482 {
483         int error, call_nests = 0;
484         unsigned long flags;
485         struct list_head *lsthead = &ncalls->tasks_call_list;
486         struct nested_call_node *tncur;
487         struct nested_call_node tnode;
488
489         spin_lock_irqsave(&ncalls->lock, flags);
490
491         /*
492          * Try to see if the current task is already inside this wakeup call.
493          * We use a list here, since the population inside this set is always
494          * very much limited.
495          */
496         list_for_each_entry(tncur, lsthead, llink) {
497                 if (tncur->ctx == ctx &&
498                     (tncur->cookie == cookie || ++call_nests > EP_MAX_NESTS)) {
499                         /*
500                          * Ops ... loop detected or maximum nest level reached.
501                          * We abort this wake by breaking the cycle itself.
502                          */
503                         error = -1;
504                         goto out_unlock;
505                 }
506         }
507
508         /* Add the current task and cookie to the list */
509         tnode.ctx = ctx;
510         tnode.cookie = cookie;
511         list_add(&tnode.llink, lsthead);
512
513         spin_unlock_irqrestore(&ncalls->lock, flags);
514
515         /* Call the nested function */
516         error = (*nproc)(priv, cookie, call_nests);
517
518         /* Remove the current task from the list */
519         spin_lock_irqsave(&ncalls->lock, flags);
520         list_del(&tnode.llink);
521 out_unlock:
522         spin_unlock_irqrestore(&ncalls->lock, flags);
523
524         return error;
525 }
526
527 /*
528  * As described in commit 0ccf831cb lockdep: annotate epoll
529  * the use of wait queues used by epoll is done in a very controlled
530  * manner. Wake ups can nest inside each other, but are never done
531  * with the same locking. For example:
532  *
533  *   dfd = socket(...);
534  *   efd1 = epoll_create();
535  *   efd2 = epoll_create();
536  *   epoll_ctl(efd1, EPOLL_CTL_ADD, dfd, ...);
537  *   epoll_ctl(efd2, EPOLL_CTL_ADD, efd1, ...);
538  *
539  * When a packet arrives to the device underneath "dfd", the net code will
540  * issue a wake_up() on its poll wake list. Epoll (efd1) has installed a
541  * callback wakeup entry on that queue, and the wake_up() performed by the
542  * "dfd" net code will end up in ep_poll_callback(). At this point epoll
543  * (efd1) notices that it may have some event ready, so it needs to wake up
544  * the waiters on its poll wait list (efd2). So it calls ep_poll_safewake()
545  * that ends up in another wake_up(), after having checked about the
546  * recursion constraints. That are, no more than EP_MAX_POLLWAKE_NESTS, to
547  * avoid stack blasting.
548  *
549  * When CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is enabled, make sure lockdep can handle
550  * this special case of epoll.
551  */
552 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
553
554 static DEFINE_PER_CPU(int, wakeup_nest);
555
556 static void ep_poll_safewake(wait_queue_head_t *wq)
557 {
558         unsigned long flags;
559         int subclass;
560
561         local_irq_save(flags);
562         preempt_disable();
563         subclass = __this_cpu_read(wakeup_nest);
564         spin_lock_nested(&wq->lock, subclass + 1);
565         __this_cpu_inc(wakeup_nest);
566         wake_up_locked_poll(wq, POLLIN);
567         __this_cpu_dec(wakeup_nest);
568         spin_unlock(&wq->lock);
569         local_irq_restore(flags);
570         preempt_enable();
571 }
572
573 #else
574
575 static void ep_poll_safewake(wait_queue_head_t *wq)
576 {
577         wake_up_poll(wq, EPOLLIN);
578 }
579
580 #endif
581
582 static void ep_remove_wait_queue(struct eppoll_entry *pwq)
583 {
584         wait_queue_head_t *whead;
585
586         rcu_read_lock();
587         /*
588          * If it is cleared by POLLFREE, it should be rcu-safe.
589          * If we read NULL we need a barrier paired with
590          * smp_store_release() in ep_poll_callback(), otherwise
591          * we rely on whead->lock.
592          */
593         whead = smp_load_acquire(&pwq->whead);
594         if (whead)
595                 remove_wait_queue(whead, &pwq->wait);
596         rcu_read_unlock();
597 }
598
599 /*
600  * This function unregisters poll callbacks from the associated file
601  * descriptor.  Must be called with "mtx" held (or "epmutex" if called from
602  * ep_free).
603  */
604 static void ep_unregister_pollwait(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
605 {
606         struct list_head *lsthead = &epi->pwqlist;
607         struct eppoll_entry *pwq;
608
609         while (!list_empty(lsthead)) {
610                 pwq = list_first_entry(lsthead, struct eppoll_entry, llink);
611
612                 list_del(&pwq->llink);
613                 ep_remove_wait_queue(pwq);
614                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
615         }
616 }
617
618 /* call only when ep->mtx is held */
619 static inline struct wakeup_source *ep_wakeup_source(struct epitem *epi)
620 {
621         return rcu_dereference_check(epi->ws, lockdep_is_held(&epi->ep->mtx));
622 }
623
624 /* call only when ep->mtx is held */
625 static inline void ep_pm_stay_awake(struct epitem *epi)
626 {
627         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
628
629         if (ws)
630                 __pm_stay_awake(ws);
631 }
632
633 static inline bool ep_has_wakeup_source(struct epitem *epi)
634 {
635         return rcu_access_pointer(epi->ws) ? true : false;
636 }
637
638 /* call when ep->mtx cannot be held (ep_poll_callback) */
639 static inline void ep_pm_stay_awake_rcu(struct epitem *epi)
640 {
641         struct wakeup_source *ws;
642
643         rcu_read_lock();
644         ws = rcu_dereference(epi->ws);
645         if (ws)
646                 __pm_stay_awake(ws);
647         rcu_read_unlock();
648 }
649
650 /**
651  * ep_scan_ready_list - Scans the ready list in a way that makes possible for
652  *                      the scan code, to call f_op->poll(). Also allows for
653  *                      O(NumReady) performance.
654  *
655  * @ep: Pointer to the epoll private data structure.
656  * @sproc: Pointer to the scan callback.
657  * @priv: Private opaque data passed to the @sproc callback.
658  * @depth: The current depth of recursive f_op->poll calls.
659  * @ep_locked: caller already holds ep->mtx
660  *
661  * Returns: The same integer error code returned by the @sproc callback.
662  */
663 static __poll_t ep_scan_ready_list(struct eventpoll *ep,
664                               __poll_t (*sproc)(struct eventpoll *,
665                                            struct list_head *, void *),
666                               void *priv, int depth, bool ep_locked)
667 {
668         __poll_t res;
669         struct epitem *epi, *nepi;
670         LIST_HEAD(txlist);
671
672         lockdep_assert_irqs_enabled();
673
674         /*
675          * We need to lock this because we could be hit by
676          * eventpoll_release_file() and epoll_ctl().
677          */
678
679         if (!ep_locked)
680                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth);
681
682         /*
683          * Steal the ready list, and re-init the original one to the
684          * empty list. Also, set ep->ovflist to NULL so that events
685          * happening while looping w/out locks, are not lost. We cannot
686          * have the poll callback to queue directly on ep->rdllist,
687          * because we want the "sproc" callback to be able to do it
688          * in a lockless way.
689          */
690         write_lock_irq(&ep->lock);
691         list_splice_init(&ep->rdllist, &txlist);
692         WRITE_ONCE(ep->ovflist, NULL);
693         write_unlock_irq(&ep->lock);
694
695         /*
696          * Now call the callback function.
697          */
698         res = (*sproc)(ep, &txlist, priv);
699
700         write_lock_irq(&ep->lock);
701         /*
702          * During the time we spent inside the "sproc" callback, some
703          * other events might have been queued by the poll callback.
704          * We re-insert them inside the main ready-list here.
705          */
706         for (nepi = READ_ONCE(ep->ovflist); (epi = nepi) != NULL;
707              nepi = epi->next, epi->next = EP_UNACTIVE_PTR) {
708                 /*
709                  * We need to check if the item is already in the list.
710                  * During the "sproc" callback execution time, items are
711                  * queued into ->ovflist but the "txlist" might already
712                  * contain them, and the list_splice() below takes care of them.
713                  */
714                 if (!ep_is_linked(epi)) {
715                         /*
716                          * ->ovflist is LIFO, so we have to reverse it in order
717                          * to keep in FIFO.
718                          */
719                         list_add(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
720                         ep_pm_stay_awake(epi);
721                 }
722         }
723         /*
724          * We need to set back ep->ovflist to EP_UNACTIVE_PTR, so that after
725          * releasing the lock, events will be queued in the normal way inside
726          * ep->rdllist.
727          */
728         WRITE_ONCE(ep->ovflist, EP_UNACTIVE_PTR);
729
730         /*
731          * Quickly re-inject items left on "txlist".
732          */
733         list_splice(&txlist, &ep->rdllist);
734         __pm_relax(ep->ws);
735         write_unlock_irq(&ep->lock);
736
737         if (!ep_locked)
738                 mutex_unlock(&ep->mtx);
739
740         return res;
741 }
742
743 static void epi_rcu_free(struct rcu_head *head)
744 {
745         struct epitem *epi = container_of(head, struct epitem, rcu);
746         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
747 }
748
749 /*
750  * Removes a "struct epitem" from the eventpoll RB tree and deallocates
751  * all the associated resources. Must be called with "mtx" held.
752  */
753 static int ep_remove(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
754 {
755         struct file *file = epi->ffd.file;
756
757         lockdep_assert_irqs_enabled();
758
759         /*
760          * Removes poll wait queue hooks.
761          */
762         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
763
764         /* Remove the current item from the list of epoll hooks */
765         spin_lock(&file->f_lock);
766         list_del_rcu(&epi->fllink);
767         spin_unlock(&file->f_lock);
768
769         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
770
771         write_lock_irq(&ep->lock);
772         if (ep_is_linked(epi))
773                 list_del_init(&epi->rdllink);
774         write_unlock_irq(&ep->lock);
775
776         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
777         /*
778          * At this point it is safe to free the eventpoll item. Use the union
779          * field epi->rcu, since we are trying to minimize the size of
780          * 'struct epitem'. The 'rbn' field is no longer in use. Protected by
781          * ep->mtx. The rcu read side, reverse_path_check_proc(), does not make
782          * use of the rbn field.
783          */
784         call_rcu(&epi->rcu, epi_rcu_free);
785
786         atomic_long_dec(&ep->user->epoll_watches);
787
788         return 0;
789 }
790
791 static void ep_free(struct eventpoll *ep)
792 {
793         struct rb_node *rbp;
794         struct epitem *epi;
795
796         /* We need to release all tasks waiting for these file */
797         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
798                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
799
800         /*
801          * We need to lock this because we could be hit by
802          * eventpoll_release_file() while we're freeing the "struct eventpoll".
803          * We do not need to hold "ep->mtx" here because the epoll file
804          * is on the way to be removed and no one has references to it
805          * anymore. The only hit might come from eventpoll_release_file() but
806          * holding "epmutex" is sufficient here.
807          */
808         mutex_lock(&epmutex);
809
810         /*
811          * Walks through the whole tree by unregistering poll callbacks.
812          */
813         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
814                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
815
816                 ep_unregister_pollwait(ep, epi);
817                 cond_resched();
818         }
819
820         /*
821          * Walks through the whole tree by freeing each "struct epitem". At this
822          * point we are sure no poll callbacks will be lingering around, and also by
823          * holding "epmutex" we can be sure that no file cleanup code will hit
824          * us during this operation. So we can avoid the lock on "ep->lock".
825          * We do not need to lock ep->mtx, either, we only do it to prevent
826          * a lockdep warning.
827          */
828         mutex_lock(&ep->mtx);
829         while ((rbp = rb_first_cached(&ep->rbr)) != NULL) {
830                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
831                 ep_remove(ep, epi);
832                 cond_resched();
833         }
834         mutex_unlock(&ep->mtx);
835
836         mutex_unlock(&epmutex);
837         mutex_destroy(&ep->mtx);
838         free_uid(ep->user);
839         wakeup_source_unregister(ep->ws);
840         kfree(ep);
841 }
842
843 static int ep_eventpoll_release(struct inode *inode, struct file *file)
844 {
845         struct eventpoll *ep = file->private_data;
846
847         if (ep)
848                 ep_free(ep);
849
850         return 0;
851 }
852
853 static __poll_t ep_read_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
854                                void *priv);
855 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
856                                  poll_table *pt);
857
858 /*
859  * Differs from ep_eventpoll_poll() in that internal callers already have
860  * the ep->mtx so we need to start from depth=1, such that mutex_lock_nested()
861  * is correctly annotated.
862  */
863 static __poll_t ep_item_poll(const struct epitem *epi, poll_table *pt,
864                                  int depth)
865 {
866         struct eventpoll *ep;
867         bool locked;
868
869         pt->_key = epi->event.events;
870         if (!is_file_epoll(epi->ffd.file))
871                 return vfs_poll(epi->ffd.file, pt) & epi->event.events;
872
873         ep = epi->ffd.file->private_data;
874         poll_wait(epi->ffd.file, &ep->poll_wait, pt);
875         locked = pt && (pt->_qproc == ep_ptable_queue_proc);
876
877         return ep_scan_ready_list(epi->ffd.file->private_data,
878                                   ep_read_events_proc, &depth, depth,
879                                   locked) & epi->event.events;
880 }
881
882 static __poll_t ep_read_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
883                                void *priv)
884 {
885         struct epitem *epi, *tmp;
886         poll_table pt;
887         int depth = *(int *)priv;
888
889         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
890         depth++;
891
892         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, head, rdllink) {
893                 if (ep_item_poll(epi, &pt, depth)) {
894                         return EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
895                 } else {
896                         /*
897                          * Item has been dropped into the ready list by the poll
898                          * callback, but it's not actually ready, as far as
899                          * caller requested events goes. We can remove it here.
900                          */
901                         __pm_relax(ep_wakeup_source(epi));
902                         list_del_init(&epi->rdllink);
903                 }
904         }
905
906         return 0;
907 }
908
909 static __poll_t ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait)
910 {
911         struct eventpoll *ep = file->private_data;
912         int depth = 0;
913
914         /* Insert inside our poll wait queue */
915         poll_wait(file, &ep->poll_wait, wait);
916
917         /*
918          * Proceed to find out if wanted events are really available inside
919          * the ready list.
920          */
921         return ep_scan_ready_list(ep, ep_read_events_proc,
922                                   &depth, depth, false);
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_PROC_FS
926 static void ep_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
927 {
928         struct eventpoll *ep = f->private_data;
929         struct rb_node *rbp;
930
931         mutex_lock(&ep->mtx);
932         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
933                 struct epitem *epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
934                 struct inode *inode = file_inode(epi->ffd.file);
935
936                 seq_printf(m, "tfd: %8d events: %8x data: %16llx "
937                            " pos:%lli ino:%lx sdev:%x\n",
938                            epi->ffd.fd, epi->event.events,
939                            (long long)epi->event.data,
940                            (long long)epi->ffd.file->f_pos,
941                            inode->i_ino, inode->i_sb->s_dev);
942                 if (seq_has_overflowed(m))
943                         break;
944         }
945         mutex_unlock(&ep->mtx);
946 }
947 #endif
948
949 /* File callbacks that implement the eventpoll file behaviour */
950 static const struct file_operations eventpoll_fops = {
951 #ifdef CONFIG_PROC_FS
952         .show_fdinfo    = ep_show_fdinfo,
953 #endif
954         .release        = ep_eventpoll_release,
955         .poll           = ep_eventpoll_poll,
956         .llseek         = noop_llseek,
957 };
958
959 /*
960  * This is called from eventpoll_release() to unlink files from the eventpoll
961  * interface. We need to have this facility to cleanup correctly files that are
962  * closed without being removed from the eventpoll interface.
963  */
964 void eventpoll_release_file(struct file *file)
965 {
966         struct eventpoll *ep;
967         struct epitem *epi, *next;
968
969         /*
970          * We don't want to get "file->f_lock" because it is not
971          * necessary. It is not necessary because we're in the "struct file"
972          * cleanup path, and this means that no one is using this file anymore.
973          * So, for example, epoll_ctl() cannot hit here since if we reach this
974          * point, the file counter already went to zero and fget() would fail.
975          * The only hit might come from ep_free() but by holding the mutex
976          * will correctly serialize the operation. We do need to acquire
977          * "ep->mtx" after "epmutex" because ep_remove() requires it when called
978          * from anywhere but ep_free().
979          *
980          * Besides, ep_remove() acquires the lock, so we can't hold it here.
981          */
982         mutex_lock(&epmutex);
983         list_for_each_entry_safe(epi, next, &file->f_ep_links, fllink) {
984                 ep = epi->ep;
985                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
986                 ep_remove(ep, epi);
987                 mutex_unlock(&ep->mtx);
988         }
989         mutex_unlock(&epmutex);
990 }
991
992 static int ep_alloc(struct eventpoll **pep)
993 {
994         int error;
995         struct user_struct *user;
996         struct eventpoll *ep;
997
998         user = get_current_user();
999         error = -ENOMEM;
1000         ep = kzalloc(sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
1001         if (unlikely(!ep))
1002                 goto free_uid;
1003
1004         mutex_init(&ep->mtx);
1005         rwlock_init(&ep->lock);
1006         init_waitqueue_head(&ep->wq);
1007         init_waitqueue_head(&ep->poll_wait);
1008         INIT_LIST_HEAD(&ep->rdllist);
1009         ep->rbr = RB_ROOT_CACHED;
1010         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
1011         ep->user = user;
1012
1013         *pep = ep;
1014
1015         return 0;
1016
1017 free_uid:
1018         free_uid(user);
1019         return error;
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Search the file inside the eventpoll tree. The RB tree operations
1024  * are protected by the "mtx" mutex, and ep_find() must be called with
1025  * "mtx" held.
1026  */
1027 static struct epitem *ep_find(struct eventpoll *ep, struct file *file, int fd)
1028 {
1029         int kcmp;
1030         struct rb_node *rbp;
1031         struct epitem *epi, *epir = NULL;
1032         struct epoll_filefd ffd;
1033
1034         ep_set_ffd(&ffd, file, fd);
1035         for (rbp = ep->rbr.rb_root.rb_node; rbp; ) {
1036                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1037                 kcmp = ep_cmp_ffd(&ffd, &epi->ffd);
1038                 if (kcmp > 0)
1039                         rbp = rbp->rb_right;
1040                 else if (kcmp < 0)
1041                         rbp = rbp->rb_left;
1042                 else {
1043                         epir = epi;
1044                         break;
1045                 }
1046         }
1047
1048         return epir;
1049 }
1050
1051 #ifdef CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE
1052 static struct epitem *ep_find_tfd(struct eventpoll *ep, int tfd, unsigned long toff)
1053 {
1054         struct rb_node *rbp;
1055         struct epitem *epi;
1056
1057         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1058                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1059                 if (epi->ffd.fd == tfd) {
1060                         if (toff == 0)
1061                                 return epi;
1062                         else
1063                                 toff--;
1064                 }
1065                 cond_resched();
1066         }
1067
1068         return NULL;
1069 }
1070
1071 struct file *get_epoll_tfile_raw_ptr(struct file *file, int tfd,
1072                                      unsigned long toff)
1073 {
1074         struct file *file_raw;
1075         struct eventpoll *ep;
1076         struct epitem *epi;
1077
1078         if (!is_file_epoll(file))
1079                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1080
1081         ep = file->private_data;
1082
1083         mutex_lock(&ep->mtx);
1084         epi = ep_find_tfd(ep, tfd, toff);
1085         if (epi)
1086                 file_raw = epi->ffd.file;
1087         else
1088                 file_raw = ERR_PTR(-ENOENT);
1089         mutex_unlock(&ep->mtx);
1090
1091         return file_raw;
1092 }
1093 #endif /* CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE */
1094
1095 /**
1096  * Adds a new entry to the tail of the list in a lockless way, i.e.
1097  * multiple CPUs are allowed to call this function concurrently.
1098  *
1099  * Beware: it is necessary to prevent any other modifications of the
1100  *         existing list until all changes are completed, in other words
1101  *         concurrent list_add_tail_lockless() calls should be protected
1102  *         with a read lock, where write lock acts as a barrier which
1103  *         makes sure all list_add_tail_lockless() calls are fully
1104  *         completed.
1105  *
1106  *        Also an element can be locklessly added to the list only in one
1107  *        direction i.e. either to the tail either to the head, otherwise
1108  *        concurrent access will corrupt the list.
1109  *
1110  * Returns %false if element has been already added to the list, %true
1111  * otherwise.
1112  */
1113 static inline bool list_add_tail_lockless(struct list_head *new,
1114                                           struct list_head *head)
1115 {
1116         struct list_head *prev;
1117
1118         /*
1119          * This is simple 'new->next = head' operation, but cmpxchg()
1120          * is used in order to detect that same element has been just
1121          * added to the list from another CPU: the winner observes
1122          * new->next == new.
1123          */
1124         if (cmpxchg(&new->next, new, head) != new)
1125                 return false;
1126
1127         /*
1128          * Initially ->next of a new element must be updated with the head
1129          * (we are inserting to the tail) and only then pointers are atomically
1130          * exchanged.  XCHG guarantees memory ordering, thus ->next should be
1131          * updated before pointers are actually swapped and pointers are
1132          * swapped before prev->next is updated.
1133          */
1134
1135         prev = xchg(&head->prev, new);
1136
1137         /*
1138          * It is safe to modify prev->next and new->prev, because a new element
1139          * is added only to the tail and new->next is updated before XCHG.
1140          */
1141
1142         prev->next = new;
1143         new->prev = prev;
1144
1145         return true;
1146 }
1147
1148 /**
1149  * Chains a new epi entry to the tail of the ep->ovflist in a lockless way,
1150  * i.e. multiple CPUs are allowed to call this function concurrently.
1151  *
1152  * Returns %false if epi element has been already chained, %true otherwise.
1153  */
1154 static inline bool chain_epi_lockless(struct epitem *epi)
1155 {
1156         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1157
1158         /* Check that the same epi has not been just chained from another CPU */
1159         if (cmpxchg(&epi->next, EP_UNACTIVE_PTR, NULL) != EP_UNACTIVE_PTR)
1160                 return false;
1161
1162         /* Atomically exchange tail */
1163         epi->next = xchg(&ep->ovflist, epi);
1164
1165         return true;
1166 }
1167
1168 /*
1169  * This is the callback that is passed to the wait queue wakeup
1170  * mechanism. It is called by the stored file descriptors when they
1171  * have events to report.
1172  *
1173  * This callback takes a read lock in order not to content with concurrent
1174  * events from another file descriptors, thus all modifications to ->rdllist
1175  * or ->ovflist are lockless.  Read lock is paired with the write lock from
1176  * ep_scan_ready_list(), which stops all list modifications and guarantees
1177  * that lists state is seen correctly.
1178  *
1179  * Another thing worth to mention is that ep_poll_callback() can be called
1180  * concurrently for the same @epi from different CPUs if poll table was inited
1181  * with several wait queues entries.  Plural wakeup from different CPUs of a
1182  * single wait queue is serialized by wq.lock, but the case when multiple wait
1183  * queues are used should be detected accordingly.  This is detected using
1184  * cmpxchg() operation.
1185  */
1186 static int ep_poll_callback(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
1187 {
1188         int pwake = 0;
1189         struct epitem *epi = ep_item_from_wait(wait);
1190         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1191         __poll_t pollflags = key_to_poll(key);
1192         unsigned long flags;
1193         int ewake = 0;
1194
1195         read_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1196
1197         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1198
1199         /*
1200          * If the event mask does not contain any poll(2) event, we consider the
1201          * descriptor to be disabled. This condition is likely the effect of the
1202          * EPOLLONESHOT bit that disables the descriptor when an event is received,
1203          * until the next EPOLL_CTL_MOD will be issued.
1204          */
1205         if (!(epi->event.events & ~EP_PRIVATE_BITS))
1206                 goto out_unlock;
1207
1208         /*
1209          * Check the events coming with the callback. At this stage, not
1210          * every device reports the events in the "key" parameter of the
1211          * callback. We need to be able to handle both cases here, hence the
1212          * test for "key" != NULL before the event match test.
1213          */
1214         if (pollflags && !(pollflags & epi->event.events))
1215                 goto out_unlock;
1216
1217         /*
1218          * If we are transferring events to userspace, we can hold no locks
1219          * (because we're accessing user memory, and because of linux f_op->poll()
1220          * semantics). All the events that happen during that period of time are
1221          * chained in ep->ovflist and requeued later on.
1222          */
1223         if (READ_ONCE(ep->ovflist) != EP_UNACTIVE_PTR) {
1224                 if (epi->next == EP_UNACTIVE_PTR &&
1225                     chain_epi_lockless(epi))
1226                         ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1227                 goto out_unlock;
1228         }
1229
1230         /* If this file is already in the ready list we exit soon */
1231         if (!ep_is_linked(epi) &&
1232             list_add_tail_lockless(&epi->rdllink, &ep->rdllist)) {
1233                 ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1234         }
1235
1236         /*
1237          * Wake up ( if active ) both the eventpoll wait list and the ->poll()
1238          * wait list.
1239          */
1240         if (waitqueue_active(&ep->wq)) {
1241                 if ((epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE) &&
1242                                         !(pollflags & POLLFREE)) {
1243                         switch (pollflags & EPOLLINOUT_BITS) {
1244                         case EPOLLIN:
1245                                 if (epi->event.events & EPOLLIN)
1246                                         ewake = 1;
1247                                 break;
1248                         case EPOLLOUT:
1249                                 if (epi->event.events & EPOLLOUT)
1250                                         ewake = 1;
1251                                 break;
1252                         case 0:
1253                                 ewake = 1;
1254                                 break;
1255                         }
1256                 }
1257                 wake_up(&ep->wq);
1258         }
1259         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1260                 pwake++;
1261
1262 out_unlock:
1263         read_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1264
1265         /* We have to call this outside the lock */
1266         if (pwake)
1267                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1268
1269         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE))
1270                 ewake = 1;
1271
1272         if (pollflags & POLLFREE) {
1273                 /*
1274                  * If we race with ep_remove_wait_queue() it can miss
1275                  * ->whead = NULL and do another remove_wait_queue() after
1276                  * us, so we can't use __remove_wait_queue().
1277                  */
1278                 list_del_init(&wait->entry);
1279                 /*
1280                  * ->whead != NULL protects us from the race with ep_free()
1281                  * or ep_remove(), ep_remove_wait_queue() takes whead->lock
1282                  * held by the caller. Once we nullify it, nothing protects
1283                  * ep/epi or even wait.
1284                  */
1285                 smp_store_release(&ep_pwq_from_wait(wait)->whead, NULL);
1286         }
1287
1288         return ewake;
1289 }
1290
1291 /*
1292  * This is the callback that is used to add our wait queue to the
1293  * target file wakeup lists.
1294  */
1295 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
1296                                  poll_table *pt)
1297 {
1298         struct epitem *epi = ep_item_from_epqueue(pt);
1299         struct eppoll_entry *pwq;
1300
1301         if (epi->nwait >= 0 && (pwq = kmem_cache_alloc(pwq_cache, GFP_KERNEL))) {
1302                 init_waitqueue_func_entry(&pwq->wait, ep_poll_callback);
1303                 pwq->whead = whead;
1304                 pwq->base = epi;
1305                 if (epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)
1306                         add_wait_queue_exclusive(whead, &pwq->wait);
1307                 else
1308                         add_wait_queue(whead, &pwq->wait);
1309                 list_add_tail(&pwq->llink, &epi->pwqlist);
1310                 epi->nwait++;
1311         } else {
1312                 /* We have to signal that an error occurred */
1313                 epi->nwait = -1;
1314         }
1315 }
1316
1317 static void ep_rbtree_insert(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
1318 {
1319         int kcmp;
1320         struct rb_node **p = &ep->rbr.rb_root.rb_node, *parent = NULL;
1321         struct epitem *epic;
1322         bool leftmost = true;
1323
1324         while (*p) {
1325                 parent = *p;
1326                 epic = rb_entry(parent, struct epitem, rbn);
1327                 kcmp = ep_cmp_ffd(&epi->ffd, &epic->ffd);
1328                 if (kcmp > 0) {
1329                         p = &parent->rb_right;
1330                         leftmost = false;
1331                 } else
1332                         p = &parent->rb_left;
1333         }
1334         rb_link_node(&epi->rbn, parent, p);
1335         rb_insert_color_cached(&epi->rbn, &ep->rbr, leftmost);
1336 }
1337
1338
1339
1340 #define PATH_ARR_SIZE 5
1341 /*
1342  * These are the number paths of length 1 to 5, that we are allowing to emanate
1343  * from a single file of interest. For example, we allow 1000 paths of length
1344  * 1, to emanate from each file of interest. This essentially represents the
1345  * potential wakeup paths, which need to be limited in order to avoid massive
1346  * uncontrolled wakeup storms. The common use case should be a single ep which
1347  * is connected to n file sources. In this case each file source has 1 path
1348  * of length 1. Thus, the numbers below should be more than sufficient. These
1349  * path limits are enforced during an EPOLL_CTL_ADD operation, since a modify
1350  * and delete can't add additional paths. Protected by the epmutex.
1351  */
1352 static const int path_limits[PATH_ARR_SIZE] = { 1000, 500, 100, 50, 10 };
1353 static int path_count[PATH_ARR_SIZE];
1354
1355 static int path_count_inc(int nests)
1356 {
1357         /* Allow an arbitrary number of depth 1 paths */
1358         if (nests == 0)
1359                 return 0;
1360
1361         if (++path_count[nests] > path_limits[nests])
1362                 return -1;
1363         return 0;
1364 }
1365
1366 static void path_count_init(void)
1367 {
1368         int i;
1369
1370         for (i = 0; i < PATH_ARR_SIZE; i++)
1371                 path_count[i] = 0;
1372 }
1373
1374 static int reverse_path_check_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
1375 {
1376         int error = 0;
1377         struct file *file = priv;
1378         struct file *child_file;
1379         struct epitem *epi;
1380
1381         /* CTL_DEL can remove links here, but that can't increase our count */
1382         rcu_read_lock();
1383         list_for_each_entry_rcu(epi, &file->f_ep_links, fllink) {
1384                 child_file = epi->ep->file;
1385                 if (is_file_epoll(child_file)) {
1386                         if (list_empty(&child_file->f_ep_links)) {
1387                                 if (path_count_inc(call_nests)) {
1388                                         error = -1;
1389                                         break;
1390                                 }
1391                         } else {
1392                                 error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls,
1393                                                         reverse_path_check_proc,
1394                                                         child_file, child_file,
1395                                                         current);
1396                         }
1397                         if (error != 0)
1398                                 break;
1399                 } else {
1400                         printk(KERN_ERR "reverse_path_check_proc: "
1401                                 "file is not an ep!\n");
1402                 }
1403         }
1404         rcu_read_unlock();
1405         return error;
1406 }
1407
1408 /**
1409  * reverse_path_check - The tfile_check_list is list of file *, which have
1410  *                      links that are proposed to be newly added. We need to
1411  *                      make sure that those added links don't add too many
1412  *                      paths such that we will spend all our time waking up
1413  *                      eventpoll objects.
1414  *
1415  * Returns: Returns zero if the proposed links don't create too many paths,
1416  *          -1 otherwise.
1417  */
1418 static int reverse_path_check(void)
1419 {
1420         int error = 0;
1421         struct file *current_file;
1422
1423         /* let's call this for all tfiles */
1424         list_for_each_entry(current_file, &tfile_check_list, f_tfile_llink) {
1425                 path_count_init();
1426                 error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls,
1427                                         reverse_path_check_proc, current_file,
1428                                         current_file, current);
1429                 if (error)
1430                         break;
1431         }
1432         return error;
1433 }
1434
1435 static int ep_create_wakeup_source(struct epitem *epi)
1436 {
1437         const char *name;
1438         struct wakeup_source *ws;
1439
1440         if (!epi->ep->ws) {
1441                 epi->ep->ws = wakeup_source_register(NULL, "eventpoll");
1442                 if (!epi->ep->ws)
1443                         return -ENOMEM;
1444         }
1445
1446         name = epi->ffd.file->f_path.dentry->d_name.name;
1447         ws = wakeup_source_register(NULL, name);
1448
1449         if (!ws)
1450                 return -ENOMEM;
1451         rcu_assign_pointer(epi->ws, ws);
1452
1453         return 0;
1454 }
1455
1456 /* rare code path, only used when EPOLL_CTL_MOD removes a wakeup source */
1457 static noinline void ep_destroy_wakeup_source(struct epitem *epi)
1458 {
1459         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
1460
1461         RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1462
1463         /*
1464          * wait for ep_pm_stay_awake_rcu to finish, synchronize_rcu is
1465          * used internally by wakeup_source_remove, too (called by
1466          * wakeup_source_unregister), so we cannot use call_rcu
1467          */
1468         synchronize_rcu();
1469         wakeup_source_unregister(ws);
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Must be called with "mtx" held.
1474  */
1475 static int ep_insert(struct eventpoll *ep, const struct epoll_event *event,
1476                      struct file *tfile, int fd, int full_check)
1477 {
1478         int error, pwake = 0;
1479         __poll_t revents;
1480         long user_watches;
1481         struct epitem *epi;
1482         struct ep_pqueue epq;
1483
1484         lockdep_assert_irqs_enabled();
1485
1486         user_watches = atomic_long_read(&ep->user->epoll_watches);
1487         if (unlikely(user_watches >= max_user_watches))
1488                 return -ENOSPC;
1489         if (!(epi = kmem_cache_alloc(epi_cache, GFP_KERNEL)))
1490                 return -ENOMEM;
1491
1492         /* Item initialization follow here ... */
1493         INIT_LIST_HEAD(&epi->rdllink);
1494         INIT_LIST_HEAD(&epi->fllink);
1495         INIT_LIST_HEAD(&epi->pwqlist);
1496         epi->ep = ep;
1497         ep_set_ffd(&epi->ffd, tfile, fd);
1498         epi->event = *event;
1499         epi->nwait = 0;
1500         epi->next = EP_UNACTIVE_PTR;
1501         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1502                 error = ep_create_wakeup_source(epi);
1503                 if (error)
1504                         goto error_create_wakeup_source;
1505         } else {
1506                 RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1507         }
1508
1509         /* Initialize the poll table using the queue callback */
1510         epq.epi = epi;
1511         init_poll_funcptr(&epq.pt, ep_ptable_queue_proc);
1512
1513         /*
1514          * Attach the item to the poll hooks and get current event bits.
1515          * We can safely use the file* here because its usage count has
1516          * been increased by the caller of this function. Note that after
1517          * this operation completes, the poll callback can start hitting
1518          * the new item.
1519          */
1520         revents = ep_item_poll(epi, &epq.pt, 1);
1521
1522         /*
1523          * We have to check if something went wrong during the poll wait queue
1524          * install process. Namely an allocation for a wait queue failed due
1525          * high memory pressure.
1526          */
1527         error = -ENOMEM;
1528         if (epi->nwait < 0)
1529                 goto error_unregister;
1530
1531         /* Add the current item to the list of active epoll hook for this file */
1532         spin_lock(&tfile->f_lock);
1533         list_add_tail_rcu(&epi->fllink, &tfile->f_ep_links);
1534         spin_unlock(&tfile->f_lock);
1535
1536         /*
1537          * Add the current item to the RB tree. All RB tree operations are
1538          * protected by "mtx", and ep_insert() is called with "mtx" held.
1539          */
1540         ep_rbtree_insert(ep, epi);
1541
1542         /* now check if we've created too many backpaths */
1543         error = -EINVAL;
1544         if (full_check && reverse_path_check())
1545                 goto error_remove_epi;
1546
1547         /* We have to drop the new item inside our item list to keep track of it */
1548         write_lock_irq(&ep->lock);
1549
1550         /* record NAPI ID of new item if present */
1551         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1552
1553         /* If the file is already "ready" we drop it inside the ready list */
1554         if (revents && !ep_is_linked(epi)) {
1555                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1556                 ep_pm_stay_awake(epi);
1557
1558                 /* Notify waiting tasks that events are available */
1559                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
1560                         wake_up(&ep->wq);
1561                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1562                         pwake++;
1563         }
1564
1565         write_unlock_irq(&ep->lock);
1566
1567         atomic_long_inc(&ep->user->epoll_watches);
1568
1569         /* We have to call this outside the lock */
1570         if (pwake)
1571                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1572
1573         return 0;
1574
1575 error_remove_epi:
1576         spin_lock(&tfile->f_lock);
1577         list_del_rcu(&epi->fllink);
1578         spin_unlock(&tfile->f_lock);
1579
1580         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
1581
1582 error_unregister:
1583         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
1584
1585         /*
1586          * We need to do this because an event could have been arrived on some
1587          * allocated wait queue. Note that we don't care about the ep->ovflist
1588          * list, since that is used/cleaned only inside a section bound by "mtx".
1589          * And ep_insert() is called with "mtx" held.
1590          */
1591         write_lock_irq(&ep->lock);
1592         if (ep_is_linked(epi))
1593                 list_del_init(&epi->rdllink);
1594         write_unlock_irq(&ep->lock);
1595
1596         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
1597
1598 error_create_wakeup_source:
1599         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
1600
1601         return error;
1602 }
1603
1604 /*
1605  * Modify the interest event mask by dropping an event if the new mask
1606  * has a match in the current file status. Must be called with "mtx" held.
1607  */
1608 static int ep_modify(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi,
1609                      const struct epoll_event *event)
1610 {
1611         int pwake = 0;
1612         poll_table pt;
1613
1614         lockdep_assert_irqs_enabled();
1615
1616         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1617
1618         /*
1619          * Set the new event interest mask before calling f_op->poll();
1620          * otherwise we might miss an event that happens between the
1621          * f_op->poll() call and the new event set registering.
1622          */
1623         epi->event.events = event->events; /* need barrier below */
1624         epi->event.data = event->data; /* protected by mtx */
1625         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1626                 if (!ep_has_wakeup_source(epi))
1627                         ep_create_wakeup_source(epi);
1628         } else if (ep_has_wakeup_source(epi)) {
1629                 ep_destroy_wakeup_source(epi);
1630         }
1631
1632         /*
1633          * The following barrier has two effects:
1634          *
1635          * 1) Flush epi changes above to other CPUs.  This ensures
1636          *    we do not miss events from ep_poll_callback if an
1637          *    event occurs immediately after we call f_op->poll().
1638          *    We need this because we did not take ep->lock while
1639          *    changing epi above (but ep_poll_callback does take
1640          *    ep->lock).
1641          *
1642          * 2) We also need to ensure we do not miss _past_ events
1643          *    when calling f_op->poll().  This barrier also
1644          *    pairs with the barrier in wq_has_sleeper (see
1645          *    comments for wq_has_sleeper).
1646          *
1647          * This barrier will now guarantee ep_poll_callback or f_op->poll
1648          * (or both) will notice the readiness of an item.
1649          */
1650         smp_mb();
1651
1652         /*
1653          * Get current event bits. We can safely use the file* here because
1654          * its usage count has been increased by the caller of this function.
1655          * If the item is "hot" and it is not registered inside the ready
1656          * list, push it inside.
1657          */
1658         if (ep_item_poll(epi, &pt, 1)) {
1659                 write_lock_irq(&ep->lock);
1660                 if (!ep_is_linked(epi)) {
1661                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1662                         ep_pm_stay_awake(epi);
1663
1664                         /* Notify waiting tasks that events are available */
1665                         if (waitqueue_active(&ep->wq))
1666                                 wake_up(&ep->wq);
1667                         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1668                                 pwake++;
1669                 }
1670                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1671         }
1672
1673         /* We have to call this outside the lock */
1674         if (pwake)
1675                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1676
1677         return 0;
1678 }
1679
1680 static __poll_t ep_send_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
1681                                void *priv)
1682 {
1683         struct ep_send_events_data *esed = priv;
1684         __poll_t revents;
1685         struct epitem *epi, *tmp;
1686         struct epoll_event __user *uevent = esed->events;
1687         struct wakeup_source *ws;
1688         poll_table pt;
1689
1690         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1691         esed->res = 0;
1692
1693         /*
1694          * We can loop without lock because we are passed a task private list.
1695          * Items cannot vanish during the loop because ep_scan_ready_list() is
1696          * holding "mtx" during this call.
1697          */
1698         lockdep_assert_held(&ep->mtx);
1699
1700         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, head, rdllink) {
1701                 if (esed->res >= esed->maxevents)
1702                         break;
1703
1704                 /*
1705                  * Activate ep->ws before deactivating epi->ws to prevent
1706                  * triggering auto-suspend here (in case we reactive epi->ws
1707                  * below).
1708                  *
1709                  * This could be rearranged to delay the deactivation of epi->ws
1710                  * instead, but then epi->ws would temporarily be out of sync
1711                  * with ep_is_linked().
1712                  */
1713                 ws = ep_wakeup_source(epi);
1714                 if (ws) {
1715                         if (ws->active)
1716                                 __pm_stay_awake(ep->ws);
1717                         __pm_relax(ws);
1718                 }
1719
1720                 list_del_init(&epi->rdllink);
1721
1722                 /*
1723                  * If the event mask intersect the caller-requested one,
1724                  * deliver the event to userspace. Again, ep_scan_ready_list()
1725                  * is holding ep->mtx, so no operations coming from userspace
1726                  * can change the item.
1727                  */
1728                 revents = ep_item_poll(epi, &pt, 1);
1729                 if (!revents)
1730                         continue;
1731
1732                 if (__put_user(revents, &uevent->events) ||
1733                     __put_user(epi->event.data, &uevent->data)) {
1734                         list_add(&epi->rdllink, head);
1735                         ep_pm_stay_awake(epi);
1736                         if (!esed->res)
1737                                 esed->res = -EFAULT;
1738                         return 0;
1739                 }
1740                 esed->res++;
1741                 uevent++;
1742                 if (epi->event.events & EPOLLONESHOT)
1743                         epi->event.events &= EP_PRIVATE_BITS;
1744                 else if (!(epi->event.events & EPOLLET)) {
1745                         /*
1746                          * If this file has been added with Level
1747                          * Trigger mode, we need to insert back inside
1748                          * the ready list, so that the next call to
1749                          * epoll_wait() will check again the events
1750                          * availability. At this point, no one can insert
1751                          * into ep->rdllist besides us. The epoll_ctl()
1752                          * callers are locked out by
1753                          * ep_scan_ready_list() holding "mtx" and the
1754                          * poll callback will queue them in ep->ovflist.
1755                          */
1756                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1757                         ep_pm_stay_awake(epi);
1758                 }
1759         }
1760
1761         return 0;
1762 }
1763
1764 static int ep_send_events(struct eventpoll *ep,
1765                           struct epoll_event __user *events, int maxevents)
1766 {
1767         struct ep_send_events_data esed;
1768
1769         esed.maxevents = maxevents;
1770         esed.events = events;
1771
1772         ep_scan_ready_list(ep, ep_send_events_proc, &esed, 0, false);
1773         return esed.res;
1774 }
1775
1776 static inline struct timespec64 ep_set_mstimeout(long ms)
1777 {
1778         struct timespec64 now, ts = {
1779                 .tv_sec = ms / MSEC_PER_SEC,
1780                 .tv_nsec = NSEC_PER_MSEC * (ms % MSEC_PER_SEC),
1781         };
1782
1783         ktime_get_ts64(&now);
1784         return timespec64_add_safe(now, ts);
1785 }
1786
1787 /**
1788  * ep_poll - Retrieves ready events, and delivers them to the caller supplied
1789  *           event buffer.
1790  *
1791  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
1792  * @events: Pointer to the userspace buffer where the ready events should be
1793  *          stored.
1794  * @maxevents: Size (in terms of number of events) of the caller event buffer.
1795  * @timeout: Maximum timeout for the ready events fetch operation, in
1796  *           milliseconds. If the @timeout is zero, the function will not block,
1797  *           while if the @timeout is less than zero, the function will block
1798  *           until at least one event has been retrieved (or an error
1799  *           occurred).
1800  *
1801  * Returns: Returns the number of ready events which have been fetched, or an
1802  *          error code, in case of error.
1803  */
1804 static int ep_poll(struct eventpoll *ep, struct epoll_event __user *events,
1805                    int maxevents, long timeout)
1806 {
1807         int res = 0, eavail, timed_out = 0;
1808         u64 slack = 0;
1809         bool waiter = false;
1810         wait_queue_entry_t wait;
1811         ktime_t expires, *to = NULL;
1812
1813         lockdep_assert_irqs_enabled();
1814
1815         if (timeout > 0) {
1816                 struct timespec64 end_time = ep_set_mstimeout(timeout);
1817
1818                 slack = select_estimate_accuracy(&end_time);
1819                 to = &expires;
1820                 *to = timespec64_to_ktime(end_time);
1821         } else if (timeout == 0) {
1822                 /*
1823                  * Avoid the unnecessary trip to the wait queue loop, if the
1824                  * caller specified a non blocking operation. We still need
1825                  * lock because we could race and not see an epi being added
1826                  * to the ready list while in irq callback. Thus incorrectly
1827                  * returning 0 back to userspace.
1828                  */
1829                 timed_out = 1;
1830
1831                 write_lock_irq(&ep->lock);
1832                 eavail = ep_events_available(ep);
1833                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1834
1835                 goto send_events;
1836         }
1837
1838 fetch_events:
1839
1840         if (!ep_events_available(ep))
1841                 ep_busy_loop(ep, timed_out);
1842
1843         eavail = ep_events_available(ep);
1844         if (eavail)
1845                 goto send_events;
1846
1847         /*
1848          * Busy poll timed out.  Drop NAPI ID for now, we can add
1849          * it back in when we have moved a socket with a valid NAPI
1850          * ID onto the ready list.
1851          */
1852         ep_reset_busy_poll_napi_id(ep);
1853
1854         /*
1855          * We don't have any available event to return to the caller.  We need
1856          * to sleep here, and we will be woken by ep_poll_callback() when events
1857          * become available.
1858          */
1859         if (!waiter) {
1860                 waiter = true;
1861                 init_waitqueue_entry(&wait, current);
1862
1863                 spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
1864                 __add_wait_queue_exclusive(&ep->wq, &wait);
1865                 spin_unlock_irq(&ep->wq.lock);
1866         }
1867
1868         for (;;) {
1869                 /*
1870                  * We don't want to sleep if the ep_poll_callback() sends us
1871                  * a wakeup in between. That's why we set the task state
1872                  * to TASK_INTERRUPTIBLE before doing the checks.
1873                  */
1874                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1875                 /*
1876                  * Always short-circuit for fatal signals to allow
1877                  * threads to make a timely exit without the chance of
1878                  * finding more events available and fetching
1879                  * repeatedly.
1880                  */
1881                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1882                         res = -EINTR;
1883                         break;
1884                 }
1885
1886                 eavail = ep_events_available(ep);
1887                 if (eavail)
1888                         break;
1889                 if (signal_pending(current)) {
1890                         res = -EINTR;
1891                         break;
1892                 }
1893
1894                 if (!schedule_hrtimeout_range(to, slack, HRTIMER_MODE_ABS)) {
1895                         timed_out = 1;
1896                         break;
1897                 }
1898         }
1899
1900         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1901
1902 send_events:
1903         /*
1904          * Try to transfer events to user space. In case we get 0 events and
1905          * there's still timeout left over, we go trying again in search of
1906          * more luck.
1907          */
1908         if (!res && eavail &&
1909             !(res = ep_send_events(ep, events, maxevents)) && !timed_out)
1910                 goto fetch_events;
1911
1912         if (waiter) {
1913                 spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
1914                 __remove_wait_queue(&ep->wq, &wait);
1915                 spin_unlock_irq(&ep->wq.lock);
1916         }
1917
1918         return res;
1919 }
1920
1921 /**
1922  * ep_loop_check_proc - Callback function to be passed to the @ep_call_nested()
1923  *                      API, to verify that adding an epoll file inside another
1924  *                      epoll structure, does not violate the constraints, in
1925  *                      terms of closed loops, or too deep chains (which can
1926  *                      result in excessive stack usage).
1927  *
1928  * @priv: Pointer to the epoll file to be currently checked.
1929  * @cookie: Original cookie for this call. This is the top-of-the-chain epoll
1930  *          data structure pointer.
1931  * @call_nests: Current dept of the @ep_call_nested() call stack.
1932  *
1933  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
1934  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1935  */
1936 static int ep_loop_check_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
1937 {
1938         int error = 0;
1939         struct file *file = priv;
1940         struct eventpoll *ep = file->private_data;
1941         struct eventpoll *ep_tovisit;
1942         struct rb_node *rbp;
1943         struct epitem *epi;
1944
1945         mutex_lock_nested(&ep->mtx, call_nests + 1);
1946         ep->visited = 1;
1947         list_add(&ep->visited_list_link, &visited_list);
1948         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1949                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1950                 if (unlikely(is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
1951                         ep_tovisit = epi->ffd.file->private_data;
1952                         if (ep_tovisit->visited)
1953                                 continue;
1954                         error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls,
1955                                         ep_loop_check_proc, epi->ffd.file,
1956                                         ep_tovisit, current);
1957                         if (error != 0)
1958                                 break;
1959                 } else {
1960                         /*
1961                          * If we've reached a file that is not associated with
1962                          * an ep, then we need to check if the newly added
1963                          * links are going to add too many wakeup paths. We do
1964                          * this by adding it to the tfile_check_list, if it's
1965                          * not already there, and calling reverse_path_check()
1966                          * during ep_insert().
1967                          */
1968                         if (list_empty(&epi->ffd.file->f_tfile_llink))
1969                                 list_add(&epi->ffd.file->f_tfile_llink,
1970                                          &tfile_check_list);
1971                 }
1972         }
1973         mutex_unlock(&ep->mtx);
1974
1975         return error;
1976 }
1977
1978 /**
1979  * ep_loop_check - Performs a check to verify that adding an epoll file (@file)
1980  *                 another epoll file (represented by @ep) does not create
1981  *                 closed loops or too deep chains.
1982  *
1983  * @ep: Pointer to the epoll private data structure.
1984  * @file: Pointer to the epoll file to be checked.
1985  *
1986  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
1987  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1988  */
1989 static int ep_loop_check(struct eventpoll *ep, struct file *file)
1990 {
1991         int ret;
1992         struct eventpoll *ep_cur, *ep_next;
1993
1994         ret = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls,
1995                               ep_loop_check_proc, file, ep, current);
1996         /* clear visited list */
1997         list_for_each_entry_safe(ep_cur, ep_next, &visited_list,
1998                                                         visited_list_link) {
1999                 ep_cur->visited = 0;
2000                 list_del(&ep_cur->visited_list_link);
2001         }
2002         return ret;
2003 }
2004
2005 static void clear_tfile_check_list(void)
2006 {
2007         struct file *file;
2008
2009         /* first clear the tfile_check_list */
2010         while (!list_empty(&tfile_check_list)) {
2011                 file = list_first_entry(&tfile_check_list, struct file,
2012                                         f_tfile_llink);
2013                 list_del_init(&file->f_tfile_llink);
2014         }
2015         INIT_LIST_HEAD(&tfile_check_list);
2016 }
2017
2018 /*
2019  * Open an eventpoll file descriptor.
2020  */
2021 static int do_epoll_create(int flags)
2022 {
2023         int error, fd;
2024         struct eventpoll *ep = NULL;
2025         struct file *file;
2026
2027         /* Check the EPOLL_* constant for consistency.  */
2028         BUILD_BUG_ON(EPOLL_CLOEXEC != O_CLOEXEC);
2029
2030         if (flags & ~EPOLL_CLOEXEC)
2031                 return -EINVAL;
2032         /*
2033          * Create the internal data structure ("struct eventpoll").
2034          */
2035         error = ep_alloc(&ep);
2036         if (error < 0)
2037                 return error;
2038         /*
2039          * Creates all the items needed to setup an eventpoll file. That is,
2040          * a file structure and a free file descriptor.
2041          */
2042         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
2043         if (fd < 0) {
2044                 error = fd;
2045                 goto out_free_ep;
2046         }
2047         file = anon_inode_getfile("[eventpoll]", &eventpoll_fops, ep,
2048                                  O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
2049         if (IS_ERR(file)) {
2050                 error = PTR_ERR(file);
2051                 goto out_free_fd;
2052         }
2053         ep->file = file;
2054         fd_install(fd, file);
2055         return fd;
2056
2057 out_free_fd:
2058         put_unused_fd(fd);
2059 out_free_ep:
2060         ep_free(ep);
2061         return error;
2062 }
2063
2064 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create1, int, flags)
2065 {
2066         return do_epoll_create(flags);
2067 }
2068
2069 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create, int, size)
2070 {
2071         if (size <= 0)
2072                 return -EINVAL;
2073
2074         return do_epoll_create(0);
2075 }
2076
2077 /*
2078  * The following function implements the controller interface for
2079  * the eventpoll file that enables the insertion/removal/change of
2080  * file descriptors inside the interest set.
2081  */
2082 SYSCALL_DEFINE4(epoll_ctl, int, epfd, int, op, int, fd,
2083                 struct epoll_event __user *, event)
2084 {
2085         int error;
2086         int full_check = 0;
2087         struct fd f, tf;
2088         struct eventpoll *ep;
2089         struct epitem *epi;
2090         struct epoll_event epds;
2091         struct eventpoll *tep = NULL;
2092
2093         error = -EFAULT;
2094         if (ep_op_has_event(op) &&
2095             copy_from_user(&epds, event, sizeof(struct epoll_event)))
2096                 goto error_return;
2097
2098         error = -EBADF;
2099         f = fdget(epfd);
2100         if (!f.file)
2101                 goto error_return;
2102
2103         /* Get the "struct file *" for the target file */
2104         tf = fdget(fd);
2105         if (!tf.file)
2106                 goto error_fput;
2107
2108         /* The target file descriptor must support poll */
2109         error = -EPERM;
2110         if (!file_can_poll(tf.file))
2111                 goto error_tgt_fput;
2112
2113         /* Check if EPOLLWAKEUP is allowed */
2114         if (ep_op_has_event(op))
2115                 ep_take_care_of_epollwakeup(&epds);
2116
2117         /*
2118          * We have to check that the file structure underneath the file descriptor
2119          * the user passed to us _is_ an eventpoll file. And also we do not permit
2120          * adding an epoll file descriptor inside itself.
2121          */
2122         error = -EINVAL;
2123         if (f.file == tf.file || !is_file_epoll(f.file))
2124                 goto error_tgt_fput;
2125
2126         /*
2127          * epoll adds to the wakeup queue at EPOLL_CTL_ADD time only,
2128          * so EPOLLEXCLUSIVE is not allowed for a EPOLL_CTL_MOD operation.
2129          * Also, we do not currently supported nested exclusive wakeups.
2130          */
2131         if (ep_op_has_event(op) && (epds.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2132                 if (op == EPOLL_CTL_MOD)
2133                         goto error_tgt_fput;
2134                 if (op == EPOLL_CTL_ADD && (is_file_epoll(tf.file) ||
2135                                 (epds.events & ~EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS)))
2136                         goto error_tgt_fput;
2137         }
2138
2139         /*
2140          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2141          * our own data structure.
2142          */
2143         ep = f.file->private_data;
2144
2145         /*
2146          * When we insert an epoll file descriptor, inside another epoll file
2147          * descriptor, there is the change of creating closed loops, which are
2148          * better be handled here, than in more critical paths. While we are
2149          * checking for loops we also determine the list of files reachable
2150          * and hang them on the tfile_check_list, so we can check that we
2151          * haven't created too many possible wakeup paths.
2152          *
2153          * We do not need to take the global 'epumutex' on EPOLL_CTL_ADD when
2154          * the epoll file descriptor is attaching directly to a wakeup source,
2155          * unless the epoll file descriptor is nested. The purpose of taking the
2156          * 'epmutex' on add is to prevent complex toplogies such as loops and
2157          * deep wakeup paths from forming in parallel through multiple
2158          * EPOLL_CTL_ADD operations.
2159          */
2160         mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
2161         if (op == EPOLL_CTL_ADD) {
2162                 if (!list_empty(&f.file->f_ep_links) ||
2163                                                 is_file_epoll(tf.file)) {
2164                         full_check = 1;
2165                         mutex_unlock(&ep->mtx);
2166                         mutex_lock(&epmutex);
2167                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2168                                 error = -ELOOP;
2169                                 if (ep_loop_check(ep, tf.file) != 0) {
2170                                         clear_tfile_check_list();
2171                                         goto error_tgt_fput;
2172                                 }
2173                         } else
2174                                 list_add(&tf.file->f_tfile_llink,
2175                                                         &tfile_check_list);
2176                         mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
2177                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2178                                 tep = tf.file->private_data;
2179                                 mutex_lock_nested(&tep->mtx, 1);
2180                         }
2181                 }
2182         }
2183
2184         /*
2185          * Try to lookup the file inside our RB tree, Since we grabbed "mtx"
2186          * above, we can be sure to be able to use the item looked up by
2187          * ep_find() till we release the mutex.
2188          */
2189         epi = ep_find(ep, tf.file, fd);
2190
2191         error = -EINVAL;
2192         switch (op) {
2193         case EPOLL_CTL_ADD:
2194                 if (!epi) {
2195                         epds.events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2196                         error = ep_insert(ep, &epds, tf.file, fd, full_check);
2197                 } else
2198                         error = -EEXIST;
2199                 if (full_check)
2200                         clear_tfile_check_list();
2201                 break;
2202         case EPOLL_CTL_DEL:
2203                 if (epi)
2204                         error = ep_remove(ep, epi);
2205                 else
2206                         error = -ENOENT;
2207                 break;
2208         case EPOLL_CTL_MOD:
2209                 if (epi) {
2210                         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2211                                 epds.events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2212                                 error = ep_modify(ep, epi, &epds);
2213                         }
2214                 } else
2215                         error = -ENOENT;
2216                 break;
2217         }
2218         if (tep != NULL)
2219                 mutex_unlock(&tep->mtx);
2220         mutex_unlock(&ep->mtx);
2221
2222 error_tgt_fput:
2223         if (full_check)
2224                 mutex_unlock(&epmutex);
2225
2226         fdput(tf);
2227 error_fput:
2228         fdput(f);
2229 error_return:
2230
2231         return error;
2232 }
2233
2234 /*
2235  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2236  * part of the user space epoll_wait(2).
2237  */
2238 static int do_epoll_wait(int epfd, struct epoll_event __user *events,
2239                          int maxevents, int timeout)
2240 {
2241         int error;
2242         struct fd f;
2243         struct eventpoll *ep;
2244
2245         /* The maximum number of event must be greater than zero */
2246         if (maxevents <= 0 || maxevents > EP_MAX_EVENTS)
2247                 return -EINVAL;
2248
2249         /* Verify that the area passed by the user is writeable */
2250         if (!access_ok(events, maxevents * sizeof(struct epoll_event)))
2251                 return -EFAULT;
2252
2253         /* Get the "struct file *" for the eventpoll file */
2254         f = fdget(epfd);
2255         if (!f.file)
2256                 return -EBADF;
2257
2258         /*
2259          * We have to check that the file structure underneath the fd
2260          * the user passed to us _is_ an eventpoll file.
2261          */
2262         error = -EINVAL;
2263         if (!is_file_epoll(f.file))
2264                 goto error_fput;
2265
2266         /*
2267          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2268          * our own data structure.
2269          */
2270         ep = f.file->private_data;
2271
2272         /* Time to fish for events ... */
2273         error = ep_poll(ep, events, maxevents, timeout);
2274
2275 error_fput:
2276         fdput(f);
2277         return error;
2278 }
2279
2280 SYSCALL_DEFINE4(epoll_wait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2281                 int, maxevents, int, timeout)
2282 {
2283         return do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2284 }
2285
2286 /*
2287  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2288  * part of the user space epoll_pwait(2).
2289  */
2290 SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2291                 int, maxevents, int, timeout, const sigset_t __user *, sigmask,
2292                 size_t, sigsetsize)
2293 {
2294         int error;
2295
2296         /*
2297          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2298          * we apply it here.
2299          */
2300         error = set_user_sigmask(sigmask, sigsetsize);
2301         if (error)
2302                 return error;
2303
2304         error = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2305         restore_saved_sigmask_unless(error == -EINTR);
2306
2307         return error;
2308 }
2309
2310 #ifdef CONFIG_COMPAT
2311 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd,
2312                         struct epoll_event __user *, events,
2313                         int, maxevents, int, timeout,
2314                         const compat_sigset_t __user *, sigmask,
2315                         compat_size_t, sigsetsize)
2316 {
2317         long err;
2318
2319         /*
2320          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2321          * we apply it here.
2322          */
2323         err = set_compat_user_sigmask(sigmask, sigsetsize);
2324         if (err)
2325                 return err;
2326
2327         err = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2328         restore_saved_sigmask_unless(err == -EINTR);
2329
2330         return err;
2331 }
2332 #endif
2333
2334 static int __init eventpoll_init(void)
2335 {
2336         struct sysinfo si;
2337
2338         si_meminfo(&si);
2339         /*
2340          * Allows top 4% of lomem to be allocated for epoll watches (per user).
2341          */
2342         max_user_watches = (((si.totalram - si.totalhigh) / 25) << PAGE_SHIFT) /
2343                 EP_ITEM_COST;
2344         BUG_ON(max_user_watches < 0);
2345
2346         /*
2347          * Initialize the structure used to perform epoll file descriptor
2348          * inclusion loops checks.
2349          */
2350         ep_nested_calls_init(&poll_loop_ncalls);
2351
2352         /*
2353          * We can have many thousands of epitems, so prevent this from
2354          * using an extra cache line on 64-bit (and smaller) CPUs
2355          */
2356         BUILD_BUG_ON(sizeof(void *) <= 8 && sizeof(struct epitem) > 128);
2357
2358         /* Allocates slab cache used to allocate "struct epitem" items */
2359         epi_cache = kmem_cache_create("eventpoll_epi", sizeof(struct epitem),
2360                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2361
2362         /* Allocates slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
2363         pwq_cache = kmem_cache_create("eventpoll_pwq",
2364                 sizeof(struct eppoll_entry), 0, SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2365
2366         return 0;
2367 }
2368 fs_initcall(eventpoll_init);