Merge branch 'for-5.7' of https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/broonie...
[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         struct list_head visited_list_link;
222         int visited;
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 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
230         /* tracks wakeup nests for lockdep validation */
231         u8 nests;
232 #endif
233 };
234
235 /* Wait structure used by the poll hooks */
236 struct eppoll_entry {
237         /* List header used to link this structure to the "struct epitem" */
238         struct list_head llink;
239
240         /* The "base" pointer is set to the container "struct epitem" */
241         struct epitem *base;
242
243         /*
244          * Wait queue item that will be linked to the target file wait
245          * queue head.
246          */
247         wait_queue_entry_t wait;
248
249         /* The wait queue head that linked the "wait" wait queue item */
250         wait_queue_head_t *whead;
251 };
252
253 /* Wrapper struct used by poll queueing */
254 struct ep_pqueue {
255         poll_table pt;
256         struct epitem *epi;
257 };
258
259 /* Used by the ep_send_events() function as callback private data */
260 struct ep_send_events_data {
261         int maxevents;
262         struct epoll_event __user *events;
263         int res;
264 };
265
266 /*
267  * Configuration options available inside /proc/sys/fs/epoll/
268  */
269 /* Maximum number of epoll watched descriptors, per user */
270 static long max_user_watches __read_mostly;
271
272 /*
273  * This mutex is used to serialize ep_free() and eventpoll_release_file().
274  */
275 static DEFINE_MUTEX(epmutex);
276
277 /* Used to check for epoll file descriptor inclusion loops */
278 static struct nested_calls poll_loop_ncalls;
279
280 /* Slab cache used to allocate "struct epitem" */
281 static struct kmem_cache *epi_cache __read_mostly;
282
283 /* Slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
284 static struct kmem_cache *pwq_cache __read_mostly;
285
286 /* Visited nodes during ep_loop_check(), so we can unset them when we finish */
287 static LIST_HEAD(visited_list);
288
289 /*
290  * List of files with newly added links, where we may need to limit the number
291  * of emanating paths. Protected by the epmutex.
292  */
293 static LIST_HEAD(tfile_check_list);
294
295 #ifdef CONFIG_SYSCTL
296
297 #include <linux/sysctl.h>
298
299 static long long_zero;
300 static long long_max = LONG_MAX;
301
302 struct ctl_table epoll_table[] = {
303         {
304                 .procname       = "max_user_watches",
305                 .data           = &max_user_watches,
306                 .maxlen         = sizeof(max_user_watches),
307                 .mode           = 0644,
308                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
309                 .extra1         = &long_zero,
310                 .extra2         = &long_max,
311         },
312         { }
313 };
314 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
315
316 static const struct file_operations eventpoll_fops;
317
318 static inline int is_file_epoll(struct file *f)
319 {
320         return f->f_op == &eventpoll_fops;
321 }
322
323 /* Setup the structure that is used as key for the RB tree */
324 static inline void ep_set_ffd(struct epoll_filefd *ffd,
325                               struct file *file, int fd)
326 {
327         ffd->file = file;
328         ffd->fd = fd;
329 }
330
331 /* Compare RB tree keys */
332 static inline int ep_cmp_ffd(struct epoll_filefd *p1,
333                              struct epoll_filefd *p2)
334 {
335         return (p1->file > p2->file ? +1:
336                 (p1->file < p2->file ? -1 : p1->fd - p2->fd));
337 }
338
339 /* Tells us if the item is currently linked */
340 static inline int ep_is_linked(struct epitem *epi)
341 {
342         return !list_empty(&epi->rdllink);
343 }
344
345 static inline struct eppoll_entry *ep_pwq_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
346 {
347         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait);
348 }
349
350 /* Get the "struct epitem" from a wait queue pointer */
351 static inline struct epitem *ep_item_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
352 {
353         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait)->base;
354 }
355
356 /* Get the "struct epitem" from an epoll queue wrapper */
357 static inline struct epitem *ep_item_from_epqueue(poll_table *p)
358 {
359         return container_of(p, struct ep_pqueue, pt)->epi;
360 }
361
362 /* Initialize the poll safe wake up structure */
363 static void ep_nested_calls_init(struct nested_calls *ncalls)
364 {
365         INIT_LIST_HEAD(&ncalls->tasks_call_list);
366         spin_lock_init(&ncalls->lock);
367 }
368
369 /**
370  * ep_events_available - Checks if ready events might be available.
371  *
372  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
373  *
374  * Returns: Returns a value different than zero if ready events are available,
375  *          or zero otherwise.
376  */
377 static inline int ep_events_available(struct eventpoll *ep)
378 {
379         return !list_empty_careful(&ep->rdllist) ||
380                 READ_ONCE(ep->ovflist) != EP_UNACTIVE_PTR;
381 }
382
383 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
384 static bool ep_busy_loop_end(void *p, unsigned long start_time)
385 {
386         struct eventpoll *ep = p;
387
388         return ep_events_available(ep) || busy_loop_timeout(start_time);
389 }
390
391 /*
392  * Busy poll if globally on and supporting sockets found && no events,
393  * busy loop will return if need_resched or ep_events_available.
394  *
395  * we must do our busy polling with irqs enabled
396  */
397 static void ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
398 {
399         unsigned int napi_id = READ_ONCE(ep->napi_id);
400
401         if ((napi_id >= MIN_NAPI_ID) && net_busy_loop_on())
402                 napi_busy_loop(napi_id, nonblock ? NULL : ep_busy_loop_end, ep);
403 }
404
405 static inline void ep_reset_busy_poll_napi_id(struct eventpoll *ep)
406 {
407         if (ep->napi_id)
408                 ep->napi_id = 0;
409 }
410
411 /*
412  * Set epoll busy poll NAPI ID from sk.
413  */
414 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
415 {
416         struct eventpoll *ep;
417         unsigned int napi_id;
418         struct socket *sock;
419         struct sock *sk;
420         int err;
421
422         if (!net_busy_loop_on())
423                 return;
424
425         sock = sock_from_file(epi->ffd.file, &err);
426         if (!sock)
427                 return;
428
429         sk = sock->sk;
430         if (!sk)
431                 return;
432
433         napi_id = READ_ONCE(sk->sk_napi_id);
434         ep = epi->ep;
435
436         /* Non-NAPI IDs can be rejected
437          *      or
438          * Nothing to do if we already have this ID
439          */
440         if (napi_id < MIN_NAPI_ID || napi_id == ep->napi_id)
441                 return;
442
443         /* record NAPI ID for use in next busy poll */
444         ep->napi_id = napi_id;
445 }
446
447 #else
448
449 static inline void ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
450 {
451 }
452
453 static inline void ep_reset_busy_poll_napi_id(struct eventpoll *ep)
454 {
455 }
456
457 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
458 {
459 }
460
461 #endif /* CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL */
462
463 /**
464  * ep_call_nested - Perform a bound (possibly) nested call, by checking
465  *                  that the recursion limit is not exceeded, and that
466  *                  the same nested call (by the meaning of same cookie) is
467  *                  no re-entered.
468  *
469  * @ncalls: Pointer to the nested_calls structure to be used for this call.
470  * @nproc: Nested call core function pointer.
471  * @priv: Opaque data to be passed to the @nproc callback.
472  * @cookie: Cookie to be used to identify this nested call.
473  * @ctx: This instance context.
474  *
475  * Returns: Returns the code returned by the @nproc callback, or -1 if
476  *          the maximum recursion limit has been exceeded.
477  */
478 static int ep_call_nested(struct nested_calls *ncalls,
479                           int (*nproc)(void *, void *, int), void *priv,
480                           void *cookie, void *ctx)
481 {
482         int error, call_nests = 0;
483         unsigned long flags;
484         struct list_head *lsthead = &ncalls->tasks_call_list;
485         struct nested_call_node *tncur;
486         struct nested_call_node tnode;
487
488         spin_lock_irqsave(&ncalls->lock, flags);
489
490         /*
491          * Try to see if the current task is already inside this wakeup call.
492          * We use a list here, since the population inside this set is always
493          * very much limited.
494          */
495         list_for_each_entry(tncur, lsthead, llink) {
496                 if (tncur->ctx == ctx &&
497                     (tncur->cookie == cookie || ++call_nests > EP_MAX_NESTS)) {
498                         /*
499                          * Ops ... loop detected or maximum nest level reached.
500                          * We abort this wake by breaking the cycle itself.
501                          */
502                         error = -1;
503                         goto out_unlock;
504                 }
505         }
506
507         /* Add the current task and cookie to the list */
508         tnode.ctx = ctx;
509         tnode.cookie = cookie;
510         list_add(&tnode.llink, lsthead);
511
512         spin_unlock_irqrestore(&ncalls->lock, flags);
513
514         /* Call the nested function */
515         error = (*nproc)(priv, cookie, call_nests);
516
517         /* Remove the current task from the list */
518         spin_lock_irqsave(&ncalls->lock, flags);
519         list_del(&tnode.llink);
520 out_unlock:
521         spin_unlock_irqrestore(&ncalls->lock, flags);
522
523         return error;
524 }
525
526 /*
527  * As described in commit 0ccf831cb lockdep: annotate epoll
528  * the use of wait queues used by epoll is done in a very controlled
529  * manner. Wake ups can nest inside each other, but are never done
530  * with the same locking. For example:
531  *
532  *   dfd = socket(...);
533  *   efd1 = epoll_create();
534  *   efd2 = epoll_create();
535  *   epoll_ctl(efd1, EPOLL_CTL_ADD, dfd, ...);
536  *   epoll_ctl(efd2, EPOLL_CTL_ADD, efd1, ...);
537  *
538  * When a packet arrives to the device underneath "dfd", the net code will
539  * issue a wake_up() on its poll wake list. Epoll (efd1) has installed a
540  * callback wakeup entry on that queue, and the wake_up() performed by the
541  * "dfd" net code will end up in ep_poll_callback(). At this point epoll
542  * (efd1) notices that it may have some event ready, so it needs to wake up
543  * the waiters on its poll wait list (efd2). So it calls ep_poll_safewake()
544  * that ends up in another wake_up(), after having checked about the
545  * recursion constraints. That are, no more than EP_MAX_POLLWAKE_NESTS, to
546  * avoid stack blasting.
547  *
548  * When CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is enabled, make sure lockdep can handle
549  * this special case of epoll.
550  */
551 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
552
553 static void ep_poll_safewake(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
554 {
555         struct eventpoll *ep_src;
556         unsigned long flags;
557         u8 nests = 0;
558
559         /*
560          * To set the subclass or nesting level for spin_lock_irqsave_nested()
561          * it might be natural to create a per-cpu nest count. However, since
562          * we can recurse on ep->poll_wait.lock, and a non-raw spinlock can
563          * schedule() in the -rt kernel, the per-cpu variable are no longer
564          * protected. Thus, we are introducing a per eventpoll nest field.
565          * If we are not being call from ep_poll_callback(), epi is NULL and
566          * we are at the first level of nesting, 0. Otherwise, we are being
567          * called from ep_poll_callback() and if a previous wakeup source is
568          * not an epoll file itself, we are at depth 1 since the wakeup source
569          * is depth 0. If the wakeup source is a previous epoll file in the
570          * wakeup chain then we use its nests value and record ours as
571          * nests + 1. The previous epoll file nests value is stable since its
572          * already holding its own poll_wait.lock.
573          */
574         if (epi) {
575                 if ((is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
576                         ep_src = epi->ffd.file->private_data;
577                         nests = ep_src->nests;
578                 } else {
579                         nests = 1;
580                 }
581         }
582         spin_lock_irqsave_nested(&ep->poll_wait.lock, flags, nests);
583         ep->nests = nests + 1;
584         wake_up_locked_poll(&ep->poll_wait, EPOLLIN);
585         ep->nests = 0;
586         spin_unlock_irqrestore(&ep->poll_wait.lock, flags);
587 }
588
589 #else
590
591 static void ep_poll_safewake(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
592 {
593         wake_up_poll(&ep->poll_wait, EPOLLIN);
594 }
595
596 #endif
597
598 static void ep_remove_wait_queue(struct eppoll_entry *pwq)
599 {
600         wait_queue_head_t *whead;
601
602         rcu_read_lock();
603         /*
604          * If it is cleared by POLLFREE, it should be rcu-safe.
605          * If we read NULL we need a barrier paired with
606          * smp_store_release() in ep_poll_callback(), otherwise
607          * we rely on whead->lock.
608          */
609         whead = smp_load_acquire(&pwq->whead);
610         if (whead)
611                 remove_wait_queue(whead, &pwq->wait);
612         rcu_read_unlock();
613 }
614
615 /*
616  * This function unregisters poll callbacks from the associated file
617  * descriptor.  Must be called with "mtx" held (or "epmutex" if called from
618  * ep_free).
619  */
620 static void ep_unregister_pollwait(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
621 {
622         struct list_head *lsthead = &epi->pwqlist;
623         struct eppoll_entry *pwq;
624
625         while (!list_empty(lsthead)) {
626                 pwq = list_first_entry(lsthead, struct eppoll_entry, llink);
627
628                 list_del(&pwq->llink);
629                 ep_remove_wait_queue(pwq);
630                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
631         }
632 }
633
634 /* call only when ep->mtx is held */
635 static inline struct wakeup_source *ep_wakeup_source(struct epitem *epi)
636 {
637         return rcu_dereference_check(epi->ws, lockdep_is_held(&epi->ep->mtx));
638 }
639
640 /* call only when ep->mtx is held */
641 static inline void ep_pm_stay_awake(struct epitem *epi)
642 {
643         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
644
645         if (ws)
646                 __pm_stay_awake(ws);
647 }
648
649 static inline bool ep_has_wakeup_source(struct epitem *epi)
650 {
651         return rcu_access_pointer(epi->ws) ? true : false;
652 }
653
654 /* call when ep->mtx cannot be held (ep_poll_callback) */
655 static inline void ep_pm_stay_awake_rcu(struct epitem *epi)
656 {
657         struct wakeup_source *ws;
658
659         rcu_read_lock();
660         ws = rcu_dereference(epi->ws);
661         if (ws)
662                 __pm_stay_awake(ws);
663         rcu_read_unlock();
664 }
665
666 /**
667  * ep_scan_ready_list - Scans the ready list in a way that makes possible for
668  *                      the scan code, to call f_op->poll(). Also allows for
669  *                      O(NumReady) performance.
670  *
671  * @ep: Pointer to the epoll private data structure.
672  * @sproc: Pointer to the scan callback.
673  * @priv: Private opaque data passed to the @sproc callback.
674  * @depth: The current depth of recursive f_op->poll calls.
675  * @ep_locked: caller already holds ep->mtx
676  *
677  * Returns: The same integer error code returned by the @sproc callback.
678  */
679 static __poll_t ep_scan_ready_list(struct eventpoll *ep,
680                               __poll_t (*sproc)(struct eventpoll *,
681                                            struct list_head *, void *),
682                               void *priv, int depth, bool ep_locked)
683 {
684         __poll_t res;
685         struct epitem *epi, *nepi;
686         LIST_HEAD(txlist);
687
688         lockdep_assert_irqs_enabled();
689
690         /*
691          * We need to lock this because we could be hit by
692          * eventpoll_release_file() and epoll_ctl().
693          */
694
695         if (!ep_locked)
696                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth);
697
698         /*
699          * Steal the ready list, and re-init the original one to the
700          * empty list. Also, set ep->ovflist to NULL so that events
701          * happening while looping w/out locks, are not lost. We cannot
702          * have the poll callback to queue directly on ep->rdllist,
703          * because we want the "sproc" callback to be able to do it
704          * in a lockless way.
705          */
706         write_lock_irq(&ep->lock);
707         list_splice_init(&ep->rdllist, &txlist);
708         WRITE_ONCE(ep->ovflist, NULL);
709         write_unlock_irq(&ep->lock);
710
711         /*
712          * Now call the callback function.
713          */
714         res = (*sproc)(ep, &txlist, priv);
715
716         write_lock_irq(&ep->lock);
717         /*
718          * During the time we spent inside the "sproc" callback, some
719          * other events might have been queued by the poll callback.
720          * We re-insert them inside the main ready-list here.
721          */
722         for (nepi = READ_ONCE(ep->ovflist); (epi = nepi) != NULL;
723              nepi = epi->next, epi->next = EP_UNACTIVE_PTR) {
724                 /*
725                  * We need to check if the item is already in the list.
726                  * During the "sproc" callback execution time, items are
727                  * queued into ->ovflist but the "txlist" might already
728                  * contain them, and the list_splice() below takes care of them.
729                  */
730                 if (!ep_is_linked(epi)) {
731                         /*
732                          * ->ovflist is LIFO, so we have to reverse it in order
733                          * to keep in FIFO.
734                          */
735                         list_add(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
736                         ep_pm_stay_awake(epi);
737                 }
738         }
739         /*
740          * We need to set back ep->ovflist to EP_UNACTIVE_PTR, so that after
741          * releasing the lock, events will be queued in the normal way inside
742          * ep->rdllist.
743          */
744         WRITE_ONCE(ep->ovflist, EP_UNACTIVE_PTR);
745
746         /*
747          * Quickly re-inject items left on "txlist".
748          */
749         list_splice(&txlist, &ep->rdllist);
750         __pm_relax(ep->ws);
751         write_unlock_irq(&ep->lock);
752
753         if (!ep_locked)
754                 mutex_unlock(&ep->mtx);
755
756         return res;
757 }
758
759 static void epi_rcu_free(struct rcu_head *head)
760 {
761         struct epitem *epi = container_of(head, struct epitem, rcu);
762         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
763 }
764
765 /*
766  * Removes a "struct epitem" from the eventpoll RB tree and deallocates
767  * all the associated resources. Must be called with "mtx" held.
768  */
769 static int ep_remove(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
770 {
771         struct file *file = epi->ffd.file;
772
773         lockdep_assert_irqs_enabled();
774
775         /*
776          * Removes poll wait queue hooks.
777          */
778         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
779
780         /* Remove the current item from the list of epoll hooks */
781         spin_lock(&file->f_lock);
782         list_del_rcu(&epi->fllink);
783         spin_unlock(&file->f_lock);
784
785         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
786
787         write_lock_irq(&ep->lock);
788         if (ep_is_linked(epi))
789                 list_del_init(&epi->rdllink);
790         write_unlock_irq(&ep->lock);
791
792         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
793         /*
794          * At this point it is safe to free the eventpoll item. Use the union
795          * field epi->rcu, since we are trying to minimize the size of
796          * 'struct epitem'. The 'rbn' field is no longer in use. Protected by
797          * ep->mtx. The rcu read side, reverse_path_check_proc(), does not make
798          * use of the rbn field.
799          */
800         call_rcu(&epi->rcu, epi_rcu_free);
801
802         atomic_long_dec(&ep->user->epoll_watches);
803
804         return 0;
805 }
806
807 static void ep_free(struct eventpoll *ep)
808 {
809         struct rb_node *rbp;
810         struct epitem *epi;
811
812         /* We need to release all tasks waiting for these file */
813         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
814                 ep_poll_safewake(ep, NULL);
815
816         /*
817          * We need to lock this because we could be hit by
818          * eventpoll_release_file() while we're freeing the "struct eventpoll".
819          * We do not need to hold "ep->mtx" here because the epoll file
820          * is on the way to be removed and no one has references to it
821          * anymore. The only hit might come from eventpoll_release_file() but
822          * holding "epmutex" is sufficient here.
823          */
824         mutex_lock(&epmutex);
825
826         /*
827          * Walks through the whole tree by unregistering poll callbacks.
828          */
829         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
830                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
831
832                 ep_unregister_pollwait(ep, epi);
833                 cond_resched();
834         }
835
836         /*
837          * Walks through the whole tree by freeing each "struct epitem". At this
838          * point we are sure no poll callbacks will be lingering around, and also by
839          * holding "epmutex" we can be sure that no file cleanup code will hit
840          * us during this operation. So we can avoid the lock on "ep->lock".
841          * We do not need to lock ep->mtx, either, we only do it to prevent
842          * a lockdep warning.
843          */
844         mutex_lock(&ep->mtx);
845         while ((rbp = rb_first_cached(&ep->rbr)) != NULL) {
846                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
847                 ep_remove(ep, epi);
848                 cond_resched();
849         }
850         mutex_unlock(&ep->mtx);
851
852         mutex_unlock(&epmutex);
853         mutex_destroy(&ep->mtx);
854         free_uid(ep->user);
855         wakeup_source_unregister(ep->ws);
856         kfree(ep);
857 }
858
859 static int ep_eventpoll_release(struct inode *inode, struct file *file)
860 {
861         struct eventpoll *ep = file->private_data;
862
863         if (ep)
864                 ep_free(ep);
865
866         return 0;
867 }
868
869 static __poll_t ep_read_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
870                                void *priv);
871 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
872                                  poll_table *pt);
873
874 /*
875  * Differs from ep_eventpoll_poll() in that internal callers already have
876  * the ep->mtx so we need to start from depth=1, such that mutex_lock_nested()
877  * is correctly annotated.
878  */
879 static __poll_t ep_item_poll(const struct epitem *epi, poll_table *pt,
880                                  int depth)
881 {
882         struct eventpoll *ep;
883         bool locked;
884
885         pt->_key = epi->event.events;
886         if (!is_file_epoll(epi->ffd.file))
887                 return vfs_poll(epi->ffd.file, pt) & epi->event.events;
888
889         ep = epi->ffd.file->private_data;
890         poll_wait(epi->ffd.file, &ep->poll_wait, pt);
891         locked = pt && (pt->_qproc == ep_ptable_queue_proc);
892
893         return ep_scan_ready_list(epi->ffd.file->private_data,
894                                   ep_read_events_proc, &depth, depth,
895                                   locked) & epi->event.events;
896 }
897
898 static __poll_t ep_read_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
899                                void *priv)
900 {
901         struct epitem *epi, *tmp;
902         poll_table pt;
903         int depth = *(int *)priv;
904
905         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
906         depth++;
907
908         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, head, rdllink) {
909                 if (ep_item_poll(epi, &pt, depth)) {
910                         return EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
911                 } else {
912                         /*
913                          * Item has been dropped into the ready list by the poll
914                          * callback, but it's not actually ready, as far as
915                          * caller requested events goes. We can remove it here.
916                          */
917                         __pm_relax(ep_wakeup_source(epi));
918                         list_del_init(&epi->rdllink);
919                 }
920         }
921
922         return 0;
923 }
924
925 static __poll_t ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait)
926 {
927         struct eventpoll *ep = file->private_data;
928         int depth = 0;
929
930         /* Insert inside our poll wait queue */
931         poll_wait(file, &ep->poll_wait, wait);
932
933         /*
934          * Proceed to find out if wanted events are really available inside
935          * the ready list.
936          */
937         return ep_scan_ready_list(ep, ep_read_events_proc,
938                                   &depth, depth, false);
939 }
940
941 #ifdef CONFIG_PROC_FS
942 static void ep_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
943 {
944         struct eventpoll *ep = f->private_data;
945         struct rb_node *rbp;
946
947         mutex_lock(&ep->mtx);
948         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
949                 struct epitem *epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
950                 struct inode *inode = file_inode(epi->ffd.file);
951
952                 seq_printf(m, "tfd: %8d events: %8x data: %16llx "
953                            " pos:%lli ino:%lx sdev:%x\n",
954                            epi->ffd.fd, epi->event.events,
955                            (long long)epi->event.data,
956                            (long long)epi->ffd.file->f_pos,
957                            inode->i_ino, inode->i_sb->s_dev);
958                 if (seq_has_overflowed(m))
959                         break;
960         }
961         mutex_unlock(&ep->mtx);
962 }
963 #endif
964
965 /* File callbacks that implement the eventpoll file behaviour */
966 static const struct file_operations eventpoll_fops = {
967 #ifdef CONFIG_PROC_FS
968         .show_fdinfo    = ep_show_fdinfo,
969 #endif
970         .release        = ep_eventpoll_release,
971         .poll           = ep_eventpoll_poll,
972         .llseek         = noop_llseek,
973 };
974
975 /*
976  * This is called from eventpoll_release() to unlink files from the eventpoll
977  * interface. We need to have this facility to cleanup correctly files that are
978  * closed without being removed from the eventpoll interface.
979  */
980 void eventpoll_release_file(struct file *file)
981 {
982         struct eventpoll *ep;
983         struct epitem *epi, *next;
984
985         /*
986          * We don't want to get "file->f_lock" because it is not
987          * necessary. It is not necessary because we're in the "struct file"
988          * cleanup path, and this means that no one is using this file anymore.
989          * So, for example, epoll_ctl() cannot hit here since if we reach this
990          * point, the file counter already went to zero and fget() would fail.
991          * The only hit might come from ep_free() but by holding the mutex
992          * will correctly serialize the operation. We do need to acquire
993          * "ep->mtx" after "epmutex" because ep_remove() requires it when called
994          * from anywhere but ep_free().
995          *
996          * Besides, ep_remove() acquires the lock, so we can't hold it here.
997          */
998         mutex_lock(&epmutex);
999         list_for_each_entry_safe(epi, next, &file->f_ep_links, fllink) {
1000                 ep = epi->ep;
1001                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
1002                 ep_remove(ep, epi);
1003                 mutex_unlock(&ep->mtx);
1004         }
1005         mutex_unlock(&epmutex);
1006 }
1007
1008 static int ep_alloc(struct eventpoll **pep)
1009 {
1010         int error;
1011         struct user_struct *user;
1012         struct eventpoll *ep;
1013
1014         user = get_current_user();
1015         error = -ENOMEM;
1016         ep = kzalloc(sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
1017         if (unlikely(!ep))
1018                 goto free_uid;
1019
1020         mutex_init(&ep->mtx);
1021         rwlock_init(&ep->lock);
1022         init_waitqueue_head(&ep->wq);
1023         init_waitqueue_head(&ep->poll_wait);
1024         INIT_LIST_HEAD(&ep->rdllist);
1025         ep->rbr = RB_ROOT_CACHED;
1026         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
1027         ep->user = user;
1028
1029         *pep = ep;
1030
1031         return 0;
1032
1033 free_uid:
1034         free_uid(user);
1035         return error;
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Search the file inside the eventpoll tree. The RB tree operations
1040  * are protected by the "mtx" mutex, and ep_find() must be called with
1041  * "mtx" held.
1042  */
1043 static struct epitem *ep_find(struct eventpoll *ep, struct file *file, int fd)
1044 {
1045         int kcmp;
1046         struct rb_node *rbp;
1047         struct epitem *epi, *epir = NULL;
1048         struct epoll_filefd ffd;
1049
1050         ep_set_ffd(&ffd, file, fd);
1051         for (rbp = ep->rbr.rb_root.rb_node; rbp; ) {
1052                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1053                 kcmp = ep_cmp_ffd(&ffd, &epi->ffd);
1054                 if (kcmp > 0)
1055                         rbp = rbp->rb_right;
1056                 else if (kcmp < 0)
1057                         rbp = rbp->rb_left;
1058                 else {
1059                         epir = epi;
1060                         break;
1061                 }
1062         }
1063
1064         return epir;
1065 }
1066
1067 #ifdef CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE
1068 static struct epitem *ep_find_tfd(struct eventpoll *ep, int tfd, unsigned long toff)
1069 {
1070         struct rb_node *rbp;
1071         struct epitem *epi;
1072
1073         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1074                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1075                 if (epi->ffd.fd == tfd) {
1076                         if (toff == 0)
1077                                 return epi;
1078                         else
1079                                 toff--;
1080                 }
1081                 cond_resched();
1082         }
1083
1084         return NULL;
1085 }
1086
1087 struct file *get_epoll_tfile_raw_ptr(struct file *file, int tfd,
1088                                      unsigned long toff)
1089 {
1090         struct file *file_raw;
1091         struct eventpoll *ep;
1092         struct epitem *epi;
1093
1094         if (!is_file_epoll(file))
1095                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1096
1097         ep = file->private_data;
1098
1099         mutex_lock(&ep->mtx);
1100         epi = ep_find_tfd(ep, tfd, toff);
1101         if (epi)
1102                 file_raw = epi->ffd.file;
1103         else
1104                 file_raw = ERR_PTR(-ENOENT);
1105         mutex_unlock(&ep->mtx);
1106
1107         return file_raw;
1108 }
1109 #endif /* CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE */
1110
1111 /**
1112  * Adds a new entry to the tail of the list in a lockless way, i.e.
1113  * multiple CPUs are allowed to call this function concurrently.
1114  *
1115  * Beware: it is necessary to prevent any other modifications of the
1116  *         existing list until all changes are completed, in other words
1117  *         concurrent list_add_tail_lockless() calls should be protected
1118  *         with a read lock, where write lock acts as a barrier which
1119  *         makes sure all list_add_tail_lockless() calls are fully
1120  *         completed.
1121  *
1122  *        Also an element can be locklessly added to the list only in one
1123  *        direction i.e. either to the tail either to the head, otherwise
1124  *        concurrent access will corrupt the list.
1125  *
1126  * Returns %false if element has been already added to the list, %true
1127  * otherwise.
1128  */
1129 static inline bool list_add_tail_lockless(struct list_head *new,
1130                                           struct list_head *head)
1131 {
1132         struct list_head *prev;
1133
1134         /*
1135          * This is simple 'new->next = head' operation, but cmpxchg()
1136          * is used in order to detect that same element has been just
1137          * added to the list from another CPU: the winner observes
1138          * new->next == new.
1139          */
1140         if (cmpxchg(&new->next, new, head) != new)
1141                 return false;
1142
1143         /*
1144          * Initially ->next of a new element must be updated with the head
1145          * (we are inserting to the tail) and only then pointers are atomically
1146          * exchanged.  XCHG guarantees memory ordering, thus ->next should be
1147          * updated before pointers are actually swapped and pointers are
1148          * swapped before prev->next is updated.
1149          */
1150
1151         prev = xchg(&head->prev, new);
1152
1153         /*
1154          * It is safe to modify prev->next and new->prev, because a new element
1155          * is added only to the tail and new->next is updated before XCHG.
1156          */
1157
1158         prev->next = new;
1159         new->prev = prev;
1160
1161         return true;
1162 }
1163
1164 /**
1165  * Chains a new epi entry to the tail of the ep->ovflist in a lockless way,
1166  * i.e. multiple CPUs are allowed to call this function concurrently.
1167  *
1168  * Returns %false if epi element has been already chained, %true otherwise.
1169  */
1170 static inline bool chain_epi_lockless(struct epitem *epi)
1171 {
1172         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1173
1174         /* Check that the same epi has not been just chained from another CPU */
1175         if (cmpxchg(&epi->next, EP_UNACTIVE_PTR, NULL) != EP_UNACTIVE_PTR)
1176                 return false;
1177
1178         /* Atomically exchange tail */
1179         epi->next = xchg(&ep->ovflist, epi);
1180
1181         return true;
1182 }
1183
1184 /*
1185  * This is the callback that is passed to the wait queue wakeup
1186  * mechanism. It is called by the stored file descriptors when they
1187  * have events to report.
1188  *
1189  * This callback takes a read lock in order not to content with concurrent
1190  * events from another file descriptors, thus all modifications to ->rdllist
1191  * or ->ovflist are lockless.  Read lock is paired with the write lock from
1192  * ep_scan_ready_list(), which stops all list modifications and guarantees
1193  * that lists state is seen correctly.
1194  *
1195  * Another thing worth to mention is that ep_poll_callback() can be called
1196  * concurrently for the same @epi from different CPUs if poll table was inited
1197  * with several wait queues entries.  Plural wakeup from different CPUs of a
1198  * single wait queue is serialized by wq.lock, but the case when multiple wait
1199  * queues are used should be detected accordingly.  This is detected using
1200  * cmpxchg() operation.
1201  */
1202 static int ep_poll_callback(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
1203 {
1204         int pwake = 0;
1205         struct epitem *epi = ep_item_from_wait(wait);
1206         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1207         __poll_t pollflags = key_to_poll(key);
1208         unsigned long flags;
1209         int ewake = 0;
1210
1211         read_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1212
1213         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1214
1215         /*
1216          * If the event mask does not contain any poll(2) event, we consider the
1217          * descriptor to be disabled. This condition is likely the effect of the
1218          * EPOLLONESHOT bit that disables the descriptor when an event is received,
1219          * until the next EPOLL_CTL_MOD will be issued.
1220          */
1221         if (!(epi->event.events & ~EP_PRIVATE_BITS))
1222                 goto out_unlock;
1223
1224         /*
1225          * Check the events coming with the callback. At this stage, not
1226          * every device reports the events in the "key" parameter of the
1227          * callback. We need to be able to handle both cases here, hence the
1228          * test for "key" != NULL before the event match test.
1229          */
1230         if (pollflags && !(pollflags & epi->event.events))
1231                 goto out_unlock;
1232
1233         /*
1234          * If we are transferring events to userspace, we can hold no locks
1235          * (because we're accessing user memory, and because of linux f_op->poll()
1236          * semantics). All the events that happen during that period of time are
1237          * chained in ep->ovflist and requeued later on.
1238          */
1239         if (READ_ONCE(ep->ovflist) != EP_UNACTIVE_PTR) {
1240                 if (epi->next == EP_UNACTIVE_PTR &&
1241                     chain_epi_lockless(epi))
1242                         ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1243                 goto out_unlock;
1244         }
1245
1246         /* If this file is already in the ready list we exit soon */
1247         if (!ep_is_linked(epi) &&
1248             list_add_tail_lockless(&epi->rdllink, &ep->rdllist)) {
1249                 ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1250         }
1251
1252         /*
1253          * Wake up ( if active ) both the eventpoll wait list and the ->poll()
1254          * wait list.
1255          */
1256         if (waitqueue_active(&ep->wq)) {
1257                 if ((epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE) &&
1258                                         !(pollflags & POLLFREE)) {
1259                         switch (pollflags & EPOLLINOUT_BITS) {
1260                         case EPOLLIN:
1261                                 if (epi->event.events & EPOLLIN)
1262                                         ewake = 1;
1263                                 break;
1264                         case EPOLLOUT:
1265                                 if (epi->event.events & EPOLLOUT)
1266                                         ewake = 1;
1267                                 break;
1268                         case 0:
1269                                 ewake = 1;
1270                                 break;
1271                         }
1272                 }
1273                 wake_up(&ep->wq);
1274         }
1275         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1276                 pwake++;
1277
1278 out_unlock:
1279         read_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1280
1281         /* We have to call this outside the lock */
1282         if (pwake)
1283                 ep_poll_safewake(ep, epi);
1284
1285         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE))
1286                 ewake = 1;
1287
1288         if (pollflags & POLLFREE) {
1289                 /*
1290                  * If we race with ep_remove_wait_queue() it can miss
1291                  * ->whead = NULL and do another remove_wait_queue() after
1292                  * us, so we can't use __remove_wait_queue().
1293                  */
1294                 list_del_init(&wait->entry);
1295                 /*
1296                  * ->whead != NULL protects us from the race with ep_free()
1297                  * or ep_remove(), ep_remove_wait_queue() takes whead->lock
1298                  * held by the caller. Once we nullify it, nothing protects
1299                  * ep/epi or even wait.
1300                  */
1301                 smp_store_release(&ep_pwq_from_wait(wait)->whead, NULL);
1302         }
1303
1304         return ewake;
1305 }
1306
1307 /*
1308  * This is the callback that is used to add our wait queue to the
1309  * target file wakeup lists.
1310  */
1311 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
1312                                  poll_table *pt)
1313 {
1314         struct epitem *epi = ep_item_from_epqueue(pt);
1315         struct eppoll_entry *pwq;
1316
1317         if (epi->nwait >= 0 && (pwq = kmem_cache_alloc(pwq_cache, GFP_KERNEL))) {
1318                 init_waitqueue_func_entry(&pwq->wait, ep_poll_callback);
1319                 pwq->whead = whead;
1320                 pwq->base = epi;
1321                 if (epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)
1322                         add_wait_queue_exclusive(whead, &pwq->wait);
1323                 else
1324                         add_wait_queue(whead, &pwq->wait);
1325                 list_add_tail(&pwq->llink, &epi->pwqlist);
1326                 epi->nwait++;
1327         } else {
1328                 /* We have to signal that an error occurred */
1329                 epi->nwait = -1;
1330         }
1331 }
1332
1333 static void ep_rbtree_insert(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
1334 {
1335         int kcmp;
1336         struct rb_node **p = &ep->rbr.rb_root.rb_node, *parent = NULL;
1337         struct epitem *epic;
1338         bool leftmost = true;
1339
1340         while (*p) {
1341                 parent = *p;
1342                 epic = rb_entry(parent, struct epitem, rbn);
1343                 kcmp = ep_cmp_ffd(&epi->ffd, &epic->ffd);
1344                 if (kcmp > 0) {
1345                         p = &parent->rb_right;
1346                         leftmost = false;
1347                 } else
1348                         p = &parent->rb_left;
1349         }
1350         rb_link_node(&epi->rbn, parent, p);
1351         rb_insert_color_cached(&epi->rbn, &ep->rbr, leftmost);
1352 }
1353
1354
1355
1356 #define PATH_ARR_SIZE 5
1357 /*
1358  * These are the number paths of length 1 to 5, that we are allowing to emanate
1359  * from a single file of interest. For example, we allow 1000 paths of length
1360  * 1, to emanate from each file of interest. This essentially represents the
1361  * potential wakeup paths, which need to be limited in order to avoid massive
1362  * uncontrolled wakeup storms. The common use case should be a single ep which
1363  * is connected to n file sources. In this case each file source has 1 path
1364  * of length 1. Thus, the numbers below should be more than sufficient. These
1365  * path limits are enforced during an EPOLL_CTL_ADD operation, since a modify
1366  * and delete can't add additional paths. Protected by the epmutex.
1367  */
1368 static const int path_limits[PATH_ARR_SIZE] = { 1000, 500, 100, 50, 10 };
1369 static int path_count[PATH_ARR_SIZE];
1370
1371 static int path_count_inc(int nests)
1372 {
1373         /* Allow an arbitrary number of depth 1 paths */
1374         if (nests == 0)
1375                 return 0;
1376
1377         if (++path_count[nests] > path_limits[nests])
1378                 return -1;
1379         return 0;
1380 }
1381
1382 static void path_count_init(void)
1383 {
1384         int i;
1385
1386         for (i = 0; i < PATH_ARR_SIZE; i++)
1387                 path_count[i] = 0;
1388 }
1389
1390 static int reverse_path_check_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
1391 {
1392         int error = 0;
1393         struct file *file = priv;
1394         struct file *child_file;
1395         struct epitem *epi;
1396
1397         /* CTL_DEL can remove links here, but that can't increase our count */
1398         rcu_read_lock();
1399         list_for_each_entry_rcu(epi, &file->f_ep_links, fllink) {
1400                 child_file = epi->ep->file;
1401                 if (is_file_epoll(child_file)) {
1402                         if (list_empty(&child_file->f_ep_links)) {
1403                                 if (path_count_inc(call_nests)) {
1404                                         error = -1;
1405                                         break;
1406                                 }
1407                         } else {
1408                                 error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls,
1409                                                         reverse_path_check_proc,
1410                                                         child_file, child_file,
1411                                                         current);
1412                         }
1413                         if (error != 0)
1414                                 break;
1415                 } else {
1416                         printk(KERN_ERR "reverse_path_check_proc: "
1417                                 "file is not an ep!\n");
1418                 }
1419         }
1420         rcu_read_unlock();
1421         return error;
1422 }
1423
1424 /**
1425  * reverse_path_check - The tfile_check_list is list of file *, which have
1426  *                      links that are proposed to be newly added. We need to
1427  *                      make sure that those added links don't add too many
1428  *                      paths such that we will spend all our time waking up
1429  *                      eventpoll objects.
1430  *
1431  * Returns: Returns zero if the proposed links don't create too many paths,
1432  *          -1 otherwise.
1433  */
1434 static int reverse_path_check(void)
1435 {
1436         int error = 0;
1437         struct file *current_file;
1438
1439         /* let's call this for all tfiles */
1440         list_for_each_entry(current_file, &tfile_check_list, f_tfile_llink) {
1441                 path_count_init();
1442                 error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls,
1443                                         reverse_path_check_proc, current_file,
1444                                         current_file, current);
1445                 if (error)
1446                         break;
1447         }
1448         return error;
1449 }
1450
1451 static int ep_create_wakeup_source(struct epitem *epi)
1452 {
1453         const char *name;
1454         struct wakeup_source *ws;
1455
1456         if (!epi->ep->ws) {
1457                 epi->ep->ws = wakeup_source_register(NULL, "eventpoll");
1458                 if (!epi->ep->ws)
1459                         return -ENOMEM;
1460         }
1461
1462         name = epi->ffd.file->f_path.dentry->d_name.name;
1463         ws = wakeup_source_register(NULL, name);
1464
1465         if (!ws)
1466                 return -ENOMEM;
1467         rcu_assign_pointer(epi->ws, ws);
1468
1469         return 0;
1470 }
1471
1472 /* rare code path, only used when EPOLL_CTL_MOD removes a wakeup source */
1473 static noinline void ep_destroy_wakeup_source(struct epitem *epi)
1474 {
1475         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
1476
1477         RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1478
1479         /*
1480          * wait for ep_pm_stay_awake_rcu to finish, synchronize_rcu is
1481          * used internally by wakeup_source_remove, too (called by
1482          * wakeup_source_unregister), so we cannot use call_rcu
1483          */
1484         synchronize_rcu();
1485         wakeup_source_unregister(ws);
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Must be called with "mtx" held.
1490  */
1491 static int ep_insert(struct eventpoll *ep, const struct epoll_event *event,
1492                      struct file *tfile, int fd, int full_check)
1493 {
1494         int error, pwake = 0;
1495         __poll_t revents;
1496         long user_watches;
1497         struct epitem *epi;
1498         struct ep_pqueue epq;
1499
1500         lockdep_assert_irqs_enabled();
1501
1502         user_watches = atomic_long_read(&ep->user->epoll_watches);
1503         if (unlikely(user_watches >= max_user_watches))
1504                 return -ENOSPC;
1505         if (!(epi = kmem_cache_alloc(epi_cache, GFP_KERNEL)))
1506                 return -ENOMEM;
1507
1508         /* Item initialization follow here ... */
1509         INIT_LIST_HEAD(&epi->rdllink);
1510         INIT_LIST_HEAD(&epi->fllink);
1511         INIT_LIST_HEAD(&epi->pwqlist);
1512         epi->ep = ep;
1513         ep_set_ffd(&epi->ffd, tfile, fd);
1514         epi->event = *event;
1515         epi->nwait = 0;
1516         epi->next = EP_UNACTIVE_PTR;
1517         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1518                 error = ep_create_wakeup_source(epi);
1519                 if (error)
1520                         goto error_create_wakeup_source;
1521         } else {
1522                 RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1523         }
1524
1525         /* Initialize the poll table using the queue callback */
1526         epq.epi = epi;
1527         init_poll_funcptr(&epq.pt, ep_ptable_queue_proc);
1528
1529         /*
1530          * Attach the item to the poll hooks and get current event bits.
1531          * We can safely use the file* here because its usage count has
1532          * been increased by the caller of this function. Note that after
1533          * this operation completes, the poll callback can start hitting
1534          * the new item.
1535          */
1536         revents = ep_item_poll(epi, &epq.pt, 1);
1537
1538         /*
1539          * We have to check if something went wrong during the poll wait queue
1540          * install process. Namely an allocation for a wait queue failed due
1541          * high memory pressure.
1542          */
1543         error = -ENOMEM;
1544         if (epi->nwait < 0)
1545                 goto error_unregister;
1546
1547         /* Add the current item to the list of active epoll hook for this file */
1548         spin_lock(&tfile->f_lock);
1549         list_add_tail_rcu(&epi->fllink, &tfile->f_ep_links);
1550         spin_unlock(&tfile->f_lock);
1551
1552         /*
1553          * Add the current item to the RB tree. All RB tree operations are
1554          * protected by "mtx", and ep_insert() is called with "mtx" held.
1555          */
1556         ep_rbtree_insert(ep, epi);
1557
1558         /* now check if we've created too many backpaths */
1559         error = -EINVAL;
1560         if (full_check && reverse_path_check())
1561                 goto error_remove_epi;
1562
1563         /* We have to drop the new item inside our item list to keep track of it */
1564         write_lock_irq(&ep->lock);
1565
1566         /* record NAPI ID of new item if present */
1567         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1568
1569         /* If the file is already "ready" we drop it inside the ready list */
1570         if (revents && !ep_is_linked(epi)) {
1571                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1572                 ep_pm_stay_awake(epi);
1573
1574                 /* Notify waiting tasks that events are available */
1575                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
1576                         wake_up(&ep->wq);
1577                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1578                         pwake++;
1579         }
1580
1581         write_unlock_irq(&ep->lock);
1582
1583         atomic_long_inc(&ep->user->epoll_watches);
1584
1585         /* We have to call this outside the lock */
1586         if (pwake)
1587                 ep_poll_safewake(ep, NULL);
1588
1589         return 0;
1590
1591 error_remove_epi:
1592         spin_lock(&tfile->f_lock);
1593         list_del_rcu(&epi->fllink);
1594         spin_unlock(&tfile->f_lock);
1595
1596         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
1597
1598 error_unregister:
1599         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
1600
1601         /*
1602          * We need to do this because an event could have been arrived on some
1603          * allocated wait queue. Note that we don't care about the ep->ovflist
1604          * list, since that is used/cleaned only inside a section bound by "mtx".
1605          * And ep_insert() is called with "mtx" held.
1606          */
1607         write_lock_irq(&ep->lock);
1608         if (ep_is_linked(epi))
1609                 list_del_init(&epi->rdllink);
1610         write_unlock_irq(&ep->lock);
1611
1612         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
1613
1614 error_create_wakeup_source:
1615         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
1616
1617         return error;
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Modify the interest event mask by dropping an event if the new mask
1622  * has a match in the current file status. Must be called with "mtx" held.
1623  */
1624 static int ep_modify(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi,
1625                      const struct epoll_event *event)
1626 {
1627         int pwake = 0;
1628         poll_table pt;
1629
1630         lockdep_assert_irqs_enabled();
1631
1632         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1633
1634         /*
1635          * Set the new event interest mask before calling f_op->poll();
1636          * otherwise we might miss an event that happens between the
1637          * f_op->poll() call and the new event set registering.
1638          */
1639         epi->event.events = event->events; /* need barrier below */
1640         epi->event.data = event->data; /* protected by mtx */
1641         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1642                 if (!ep_has_wakeup_source(epi))
1643                         ep_create_wakeup_source(epi);
1644         } else if (ep_has_wakeup_source(epi)) {
1645                 ep_destroy_wakeup_source(epi);
1646         }
1647
1648         /*
1649          * The following barrier has two effects:
1650          *
1651          * 1) Flush epi changes above to other CPUs.  This ensures
1652          *    we do not miss events from ep_poll_callback if an
1653          *    event occurs immediately after we call f_op->poll().
1654          *    We need this because we did not take ep->lock while
1655          *    changing epi above (but ep_poll_callback does take
1656          *    ep->lock).
1657          *
1658          * 2) We also need to ensure we do not miss _past_ events
1659          *    when calling f_op->poll().  This barrier also
1660          *    pairs with the barrier in wq_has_sleeper (see
1661          *    comments for wq_has_sleeper).
1662          *
1663          * This barrier will now guarantee ep_poll_callback or f_op->poll
1664          * (or both) will notice the readiness of an item.
1665          */
1666         smp_mb();
1667
1668         /*
1669          * Get current event bits. We can safely use the file* here because
1670          * its usage count has been increased by the caller of this function.
1671          * If the item is "hot" and it is not registered inside the ready
1672          * list, push it inside.
1673          */
1674         if (ep_item_poll(epi, &pt, 1)) {
1675                 write_lock_irq(&ep->lock);
1676                 if (!ep_is_linked(epi)) {
1677                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1678                         ep_pm_stay_awake(epi);
1679
1680                         /* Notify waiting tasks that events are available */
1681                         if (waitqueue_active(&ep->wq))
1682                                 wake_up(&ep->wq);
1683                         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1684                                 pwake++;
1685                 }
1686                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1687         }
1688
1689         /* We have to call this outside the lock */
1690         if (pwake)
1691                 ep_poll_safewake(ep, NULL);
1692
1693         return 0;
1694 }
1695
1696 static __poll_t ep_send_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
1697                                void *priv)
1698 {
1699         struct ep_send_events_data *esed = priv;
1700         __poll_t revents;
1701         struct epitem *epi, *tmp;
1702         struct epoll_event __user *uevent = esed->events;
1703         struct wakeup_source *ws;
1704         poll_table pt;
1705
1706         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1707         esed->res = 0;
1708
1709         /*
1710          * We can loop without lock because we are passed a task private list.
1711          * Items cannot vanish during the loop because ep_scan_ready_list() is
1712          * holding "mtx" during this call.
1713          */
1714         lockdep_assert_held(&ep->mtx);
1715
1716         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, head, rdllink) {
1717                 if (esed->res >= esed->maxevents)
1718                         break;
1719
1720                 /*
1721                  * Activate ep->ws before deactivating epi->ws to prevent
1722                  * triggering auto-suspend here (in case we reactive epi->ws
1723                  * below).
1724                  *
1725                  * This could be rearranged to delay the deactivation of epi->ws
1726                  * instead, but then epi->ws would temporarily be out of sync
1727                  * with ep_is_linked().
1728                  */
1729                 ws = ep_wakeup_source(epi);
1730                 if (ws) {
1731                         if (ws->active)
1732                                 __pm_stay_awake(ep->ws);
1733                         __pm_relax(ws);
1734                 }
1735
1736                 list_del_init(&epi->rdllink);
1737
1738                 /*
1739                  * If the event mask intersect the caller-requested one,
1740                  * deliver the event to userspace. Again, ep_scan_ready_list()
1741                  * is holding ep->mtx, so no operations coming from userspace
1742                  * can change the item.
1743                  */
1744                 revents = ep_item_poll(epi, &pt, 1);
1745                 if (!revents)
1746                         continue;
1747
1748                 if (__put_user(revents, &uevent->events) ||
1749                     __put_user(epi->event.data, &uevent->data)) {
1750                         list_add(&epi->rdllink, head);
1751                         ep_pm_stay_awake(epi);
1752                         if (!esed->res)
1753                                 esed->res = -EFAULT;
1754                         return 0;
1755                 }
1756                 esed->res++;
1757                 uevent++;
1758                 if (epi->event.events & EPOLLONESHOT)
1759                         epi->event.events &= EP_PRIVATE_BITS;
1760                 else if (!(epi->event.events & EPOLLET)) {
1761                         /*
1762                          * If this file has been added with Level
1763                          * Trigger mode, we need to insert back inside
1764                          * the ready list, so that the next call to
1765                          * epoll_wait() will check again the events
1766                          * availability. At this point, no one can insert
1767                          * into ep->rdllist besides us. The epoll_ctl()
1768                          * callers are locked out by
1769                          * ep_scan_ready_list() holding "mtx" and the
1770                          * poll callback will queue them in ep->ovflist.
1771                          */
1772                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1773                         ep_pm_stay_awake(epi);
1774                 }
1775         }
1776
1777         return 0;
1778 }
1779
1780 static int ep_send_events(struct eventpoll *ep,
1781                           struct epoll_event __user *events, int maxevents)
1782 {
1783         struct ep_send_events_data esed;
1784
1785         esed.maxevents = maxevents;
1786         esed.events = events;
1787
1788         ep_scan_ready_list(ep, ep_send_events_proc, &esed, 0, false);
1789         return esed.res;
1790 }
1791
1792 static inline struct timespec64 ep_set_mstimeout(long ms)
1793 {
1794         struct timespec64 now, ts = {
1795                 .tv_sec = ms / MSEC_PER_SEC,
1796                 .tv_nsec = NSEC_PER_MSEC * (ms % MSEC_PER_SEC),
1797         };
1798
1799         ktime_get_ts64(&now);
1800         return timespec64_add_safe(now, ts);
1801 }
1802
1803 /**
1804  * ep_poll - Retrieves ready events, and delivers them to the caller supplied
1805  *           event buffer.
1806  *
1807  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
1808  * @events: Pointer to the userspace buffer where the ready events should be
1809  *          stored.
1810  * @maxevents: Size (in terms of number of events) of the caller event buffer.
1811  * @timeout: Maximum timeout for the ready events fetch operation, in
1812  *           milliseconds. If the @timeout is zero, the function will not block,
1813  *           while if the @timeout is less than zero, the function will block
1814  *           until at least one event has been retrieved (or an error
1815  *           occurred).
1816  *
1817  * Returns: Returns the number of ready events which have been fetched, or an
1818  *          error code, in case of error.
1819  */
1820 static int ep_poll(struct eventpoll *ep, struct epoll_event __user *events,
1821                    int maxevents, long timeout)
1822 {
1823         int res = 0, eavail, timed_out = 0;
1824         u64 slack = 0;
1825         bool waiter = false;
1826         wait_queue_entry_t wait;
1827         ktime_t expires, *to = NULL;
1828
1829         lockdep_assert_irqs_enabled();
1830
1831         if (timeout > 0) {
1832                 struct timespec64 end_time = ep_set_mstimeout(timeout);
1833
1834                 slack = select_estimate_accuracy(&end_time);
1835                 to = &expires;
1836                 *to = timespec64_to_ktime(end_time);
1837         } else if (timeout == 0) {
1838                 /*
1839                  * Avoid the unnecessary trip to the wait queue loop, if the
1840                  * caller specified a non blocking operation. We still need
1841                  * lock because we could race and not see an epi being added
1842                  * to the ready list while in irq callback. Thus incorrectly
1843                  * returning 0 back to userspace.
1844                  */
1845                 timed_out = 1;
1846
1847                 write_lock_irq(&ep->lock);
1848                 eavail = ep_events_available(ep);
1849                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1850
1851                 goto send_events;
1852         }
1853
1854 fetch_events:
1855
1856         if (!ep_events_available(ep))
1857                 ep_busy_loop(ep, timed_out);
1858
1859         eavail = ep_events_available(ep);
1860         if (eavail)
1861                 goto send_events;
1862
1863         /*
1864          * Busy poll timed out.  Drop NAPI ID for now, we can add
1865          * it back in when we have moved a socket with a valid NAPI
1866          * ID onto the ready list.
1867          */
1868         ep_reset_busy_poll_napi_id(ep);
1869
1870         /*
1871          * We don't have any available event to return to the caller.  We need
1872          * to sleep here, and we will be woken by ep_poll_callback() when events
1873          * become available.
1874          */
1875         if (!waiter) {
1876                 waiter = true;
1877                 init_waitqueue_entry(&wait, current);
1878
1879                 write_lock_irq(&ep->lock);
1880                 __add_wait_queue_exclusive(&ep->wq, &wait);
1881                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1882         }
1883
1884         for (;;) {
1885                 /*
1886                  * We don't want to sleep if the ep_poll_callback() sends us
1887                  * a wakeup in between. That's why we set the task state
1888                  * to TASK_INTERRUPTIBLE before doing the checks.
1889                  */
1890                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1891                 /*
1892                  * Always short-circuit for fatal signals to allow
1893                  * threads to make a timely exit without the chance of
1894                  * finding more events available and fetching
1895                  * repeatedly.
1896                  */
1897                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1898                         res = -EINTR;
1899                         break;
1900                 }
1901
1902                 eavail = ep_events_available(ep);
1903                 if (eavail)
1904                         break;
1905                 if (signal_pending(current)) {
1906                         res = -EINTR;
1907                         break;
1908                 }
1909
1910                 if (!schedule_hrtimeout_range(to, slack, HRTIMER_MODE_ABS)) {
1911                         timed_out = 1;
1912                         break;
1913                 }
1914         }
1915
1916         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1917
1918 send_events:
1919         /*
1920          * Try to transfer events to user space. In case we get 0 events and
1921          * there's still timeout left over, we go trying again in search of
1922          * more luck.
1923          */
1924         if (!res && eavail &&
1925             !(res = ep_send_events(ep, events, maxevents)) && !timed_out)
1926                 goto fetch_events;
1927
1928         if (waiter) {
1929                 write_lock_irq(&ep->lock);
1930                 __remove_wait_queue(&ep->wq, &wait);
1931                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1932         }
1933
1934         return res;
1935 }
1936
1937 /**
1938  * ep_loop_check_proc - Callback function to be passed to the @ep_call_nested()
1939  *                      API, to verify that adding an epoll file inside another
1940  *                      epoll structure, does not violate the constraints, in
1941  *                      terms of closed loops, or too deep chains (which can
1942  *                      result in excessive stack usage).
1943  *
1944  * @priv: Pointer to the epoll file to be currently checked.
1945  * @cookie: Original cookie for this call. This is the top-of-the-chain epoll
1946  *          data structure pointer.
1947  * @call_nests: Current dept of the @ep_call_nested() call stack.
1948  *
1949  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
1950  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1951  */
1952 static int ep_loop_check_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
1953 {
1954         int error = 0;
1955         struct file *file = priv;
1956         struct eventpoll *ep = file->private_data;
1957         struct eventpoll *ep_tovisit;
1958         struct rb_node *rbp;
1959         struct epitem *epi;
1960
1961         mutex_lock_nested(&ep->mtx, call_nests + 1);
1962         ep->visited = 1;
1963         list_add(&ep->visited_list_link, &visited_list);
1964         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1965                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1966                 if (unlikely(is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
1967                         ep_tovisit = epi->ffd.file->private_data;
1968                         if (ep_tovisit->visited)
1969                                 continue;
1970                         error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls,
1971                                         ep_loop_check_proc, epi->ffd.file,
1972                                         ep_tovisit, current);
1973                         if (error != 0)
1974                                 break;
1975                 } else {
1976                         /*
1977                          * If we've reached a file that is not associated with
1978                          * an ep, then we need to check if the newly added
1979                          * links are going to add too many wakeup paths. We do
1980                          * this by adding it to the tfile_check_list, if it's
1981                          * not already there, and calling reverse_path_check()
1982                          * during ep_insert().
1983                          */
1984                         if (list_empty(&epi->ffd.file->f_tfile_llink))
1985                                 list_add(&epi->ffd.file->f_tfile_llink,
1986                                          &tfile_check_list);
1987                 }
1988         }
1989         mutex_unlock(&ep->mtx);
1990
1991         return error;
1992 }
1993
1994 /**
1995  * ep_loop_check - Performs a check to verify that adding an epoll file (@file)
1996  *                 another epoll file (represented by @ep) does not create
1997  *                 closed loops or too deep chains.
1998  *
1999  * @ep: Pointer to the epoll private data structure.
2000  * @file: Pointer to the epoll file to be checked.
2001  *
2002  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
2003  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
2004  */
2005 static int ep_loop_check(struct eventpoll *ep, struct file *file)
2006 {
2007         int ret;
2008         struct eventpoll *ep_cur, *ep_next;
2009
2010         ret = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls,
2011                               ep_loop_check_proc, file, ep, current);
2012         /* clear visited list */
2013         list_for_each_entry_safe(ep_cur, ep_next, &visited_list,
2014                                                         visited_list_link) {
2015                 ep_cur->visited = 0;
2016                 list_del(&ep_cur->visited_list_link);
2017         }
2018         return ret;
2019 }
2020
2021 static void clear_tfile_check_list(void)
2022 {
2023         struct file *file;
2024
2025         /* first clear the tfile_check_list */
2026         while (!list_empty(&tfile_check_list)) {
2027                 file = list_first_entry(&tfile_check_list, struct file,
2028                                         f_tfile_llink);
2029                 list_del_init(&file->f_tfile_llink);
2030         }
2031         INIT_LIST_HEAD(&tfile_check_list);
2032 }
2033
2034 /*
2035  * Open an eventpoll file descriptor.
2036  */
2037 static int do_epoll_create(int flags)
2038 {
2039         int error, fd;
2040         struct eventpoll *ep = NULL;
2041         struct file *file;
2042
2043         /* Check the EPOLL_* constant for consistency.  */
2044         BUILD_BUG_ON(EPOLL_CLOEXEC != O_CLOEXEC);
2045
2046         if (flags & ~EPOLL_CLOEXEC)
2047                 return -EINVAL;
2048         /*
2049          * Create the internal data structure ("struct eventpoll").
2050          */
2051         error = ep_alloc(&ep);
2052         if (error < 0)
2053                 return error;
2054         /*
2055          * Creates all the items needed to setup an eventpoll file. That is,
2056          * a file structure and a free file descriptor.
2057          */
2058         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
2059         if (fd < 0) {
2060                 error = fd;
2061                 goto out_free_ep;
2062         }
2063         file = anon_inode_getfile("[eventpoll]", &eventpoll_fops, ep,
2064                                  O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
2065         if (IS_ERR(file)) {
2066                 error = PTR_ERR(file);
2067                 goto out_free_fd;
2068         }
2069         ep->file = file;
2070         fd_install(fd, file);
2071         return fd;
2072
2073 out_free_fd:
2074         put_unused_fd(fd);
2075 out_free_ep:
2076         ep_free(ep);
2077         return error;
2078 }
2079
2080 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create1, int, flags)
2081 {
2082         return do_epoll_create(flags);
2083 }
2084
2085 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create, int, size)
2086 {
2087         if (size <= 0)
2088                 return -EINVAL;
2089
2090         return do_epoll_create(0);
2091 }
2092
2093 static inline int epoll_mutex_lock(struct mutex *mutex, int depth,
2094                                    bool nonblock)
2095 {
2096         if (!nonblock) {
2097                 mutex_lock_nested(mutex, depth);
2098                 return 0;
2099         }
2100         if (mutex_trylock(mutex))
2101                 return 0;
2102         return -EAGAIN;
2103 }
2104
2105 int do_epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *epds,
2106                  bool nonblock)
2107 {
2108         int error;
2109         int full_check = 0;
2110         struct fd f, tf;
2111         struct eventpoll *ep;
2112         struct epitem *epi;
2113         struct eventpoll *tep = NULL;
2114
2115         error = -EBADF;
2116         f = fdget(epfd);
2117         if (!f.file)
2118                 goto error_return;
2119
2120         /* Get the "struct file *" for the target file */
2121         tf = fdget(fd);
2122         if (!tf.file)
2123                 goto error_fput;
2124
2125         /* The target file descriptor must support poll */
2126         error = -EPERM;
2127         if (!file_can_poll(tf.file))
2128                 goto error_tgt_fput;
2129
2130         /* Check if EPOLLWAKEUP is allowed */
2131         if (ep_op_has_event(op))
2132                 ep_take_care_of_epollwakeup(epds);
2133
2134         /*
2135          * We have to check that the file structure underneath the file descriptor
2136          * the user passed to us _is_ an eventpoll file. And also we do not permit
2137          * adding an epoll file descriptor inside itself.
2138          */
2139         error = -EINVAL;
2140         if (f.file == tf.file || !is_file_epoll(f.file))
2141                 goto error_tgt_fput;
2142
2143         /*
2144          * epoll adds to the wakeup queue at EPOLL_CTL_ADD time only,
2145          * so EPOLLEXCLUSIVE is not allowed for a EPOLL_CTL_MOD operation.
2146          * Also, we do not currently supported nested exclusive wakeups.
2147          */
2148         if (ep_op_has_event(op) && (epds->events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2149                 if (op == EPOLL_CTL_MOD)
2150                         goto error_tgt_fput;
2151                 if (op == EPOLL_CTL_ADD && (is_file_epoll(tf.file) ||
2152                                 (epds->events & ~EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS)))
2153                         goto error_tgt_fput;
2154         }
2155
2156         /*
2157          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2158          * our own data structure.
2159          */
2160         ep = f.file->private_data;
2161
2162         /*
2163          * When we insert an epoll file descriptor, inside another epoll file
2164          * descriptor, there is the change of creating closed loops, which are
2165          * better be handled here, than in more critical paths. While we are
2166          * checking for loops we also determine the list of files reachable
2167          * and hang them on the tfile_check_list, so we can check that we
2168          * haven't created too many possible wakeup paths.
2169          *
2170          * We do not need to take the global 'epumutex' on EPOLL_CTL_ADD when
2171          * the epoll file descriptor is attaching directly to a wakeup source,
2172          * unless the epoll file descriptor is nested. The purpose of taking the
2173          * 'epmutex' on add is to prevent complex toplogies such as loops and
2174          * deep wakeup paths from forming in parallel through multiple
2175          * EPOLL_CTL_ADD operations.
2176          */
2177         error = epoll_mutex_lock(&ep->mtx, 0, nonblock);
2178         if (error)
2179                 goto error_tgt_fput;
2180         if (op == EPOLL_CTL_ADD) {
2181                 if (!list_empty(&f.file->f_ep_links) ||
2182                                                 is_file_epoll(tf.file)) {
2183                         mutex_unlock(&ep->mtx);
2184                         error = epoll_mutex_lock(&epmutex, 0, nonblock);
2185                         if (error)
2186                                 goto error_tgt_fput;
2187                         full_check = 1;
2188                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2189                                 error = -ELOOP;
2190                                 if (ep_loop_check(ep, tf.file) != 0) {
2191                                         clear_tfile_check_list();
2192                                         goto error_tgt_fput;
2193                                 }
2194                         } else
2195                                 list_add(&tf.file->f_tfile_llink,
2196                                                         &tfile_check_list);
2197                         error = epoll_mutex_lock(&ep->mtx, 0, nonblock);
2198                         if (error) {
2199 out_del:
2200                                 list_del(&tf.file->f_tfile_llink);
2201                                 goto error_tgt_fput;
2202                         }
2203                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2204                                 tep = tf.file->private_data;
2205                                 error = epoll_mutex_lock(&tep->mtx, 1, nonblock);
2206                                 if (error) {
2207                                         mutex_unlock(&ep->mtx);
2208                                         goto out_del;
2209                                 }
2210                         }
2211                 }
2212         }
2213
2214         /*
2215          * Try to lookup the file inside our RB tree, Since we grabbed "mtx"
2216          * above, we can be sure to be able to use the item looked up by
2217          * ep_find() till we release the mutex.
2218          */
2219         epi = ep_find(ep, tf.file, fd);
2220
2221         error = -EINVAL;
2222         switch (op) {
2223         case EPOLL_CTL_ADD:
2224                 if (!epi) {
2225                         epds->events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2226                         error = ep_insert(ep, epds, tf.file, fd, full_check);
2227                 } else
2228                         error = -EEXIST;
2229                 if (full_check)
2230                         clear_tfile_check_list();
2231                 break;
2232         case EPOLL_CTL_DEL:
2233                 if (epi)
2234                         error = ep_remove(ep, epi);
2235                 else
2236                         error = -ENOENT;
2237                 break;
2238         case EPOLL_CTL_MOD:
2239                 if (epi) {
2240                         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2241                                 epds->events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2242                                 error = ep_modify(ep, epi, epds);
2243                         }
2244                 } else
2245                         error = -ENOENT;
2246                 break;
2247         }
2248         if (tep != NULL)
2249                 mutex_unlock(&tep->mtx);
2250         mutex_unlock(&ep->mtx);
2251
2252 error_tgt_fput:
2253         if (full_check)
2254                 mutex_unlock(&epmutex);
2255
2256         fdput(tf);
2257 error_fput:
2258         fdput(f);
2259 error_return:
2260
2261         return error;
2262 }
2263
2264 /*
2265  * The following function implements the controller interface for
2266  * the eventpoll file that enables the insertion/removal/change of
2267  * file descriptors inside the interest set.
2268  */
2269 SYSCALL_DEFINE4(epoll_ctl, int, epfd, int, op, int, fd,
2270                 struct epoll_event __user *, event)
2271 {
2272         struct epoll_event epds;
2273
2274         if (ep_op_has_event(op) &&
2275             copy_from_user(&epds, event, sizeof(struct epoll_event)))
2276                 return -EFAULT;
2277
2278         return do_epoll_ctl(epfd, op, fd, &epds, false);
2279 }
2280
2281 /*
2282  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2283  * part of the user space epoll_wait(2).
2284  */
2285 static int do_epoll_wait(int epfd, struct epoll_event __user *events,
2286                          int maxevents, int timeout)
2287 {
2288         int error;
2289         struct fd f;
2290         struct eventpoll *ep;
2291
2292         /* The maximum number of event must be greater than zero */
2293         if (maxevents <= 0 || maxevents > EP_MAX_EVENTS)
2294                 return -EINVAL;
2295
2296         /* Verify that the area passed by the user is writeable */
2297         if (!access_ok(events, maxevents * sizeof(struct epoll_event)))
2298                 return -EFAULT;
2299
2300         /* Get the "struct file *" for the eventpoll file */
2301         f = fdget(epfd);
2302         if (!f.file)
2303                 return -EBADF;
2304
2305         /*
2306          * We have to check that the file structure underneath the fd
2307          * the user passed to us _is_ an eventpoll file.
2308          */
2309         error = -EINVAL;
2310         if (!is_file_epoll(f.file))
2311                 goto error_fput;
2312
2313         /*
2314          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2315          * our own data structure.
2316          */
2317         ep = f.file->private_data;
2318
2319         /* Time to fish for events ... */
2320         error = ep_poll(ep, events, maxevents, timeout);
2321
2322 error_fput:
2323         fdput(f);
2324         return error;
2325 }
2326
2327 SYSCALL_DEFINE4(epoll_wait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2328                 int, maxevents, int, timeout)
2329 {
2330         return do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2335  * part of the user space epoll_pwait(2).
2336  */
2337 SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2338                 int, maxevents, int, timeout, const sigset_t __user *, sigmask,
2339                 size_t, sigsetsize)
2340 {
2341         int error;
2342
2343         /*
2344          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2345          * we apply it here.
2346          */
2347         error = set_user_sigmask(sigmask, sigsetsize);
2348         if (error)
2349                 return error;
2350
2351         error = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2352         restore_saved_sigmask_unless(error == -EINTR);
2353
2354         return error;
2355 }
2356
2357 #ifdef CONFIG_COMPAT
2358 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd,
2359                         struct epoll_event __user *, events,
2360                         int, maxevents, int, timeout,
2361                         const compat_sigset_t __user *, sigmask,
2362                         compat_size_t, sigsetsize)
2363 {
2364         long err;
2365
2366         /*
2367          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2368          * we apply it here.
2369          */
2370         err = set_compat_user_sigmask(sigmask, sigsetsize);
2371         if (err)
2372                 return err;
2373
2374         err = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2375         restore_saved_sigmask_unless(err == -EINTR);
2376
2377         return err;
2378 }
2379 #endif
2380
2381 static int __init eventpoll_init(void)
2382 {
2383         struct sysinfo si;
2384
2385         si_meminfo(&si);
2386         /*
2387          * Allows top 4% of lomem to be allocated for epoll watches (per user).
2388          */
2389         max_user_watches = (((si.totalram - si.totalhigh) / 25) << PAGE_SHIFT) /
2390                 EP_ITEM_COST;
2391         BUG_ON(max_user_watches < 0);
2392
2393         /*
2394          * Initialize the structure used to perform epoll file descriptor
2395          * inclusion loops checks.
2396          */
2397         ep_nested_calls_init(&poll_loop_ncalls);
2398
2399         /*
2400          * We can have many thousands of epitems, so prevent this from
2401          * using an extra cache line on 64-bit (and smaller) CPUs
2402          */
2403         BUILD_BUG_ON(sizeof(void *) <= 8 && sizeof(struct epitem) > 128);
2404
2405         /* Allocates slab cache used to allocate "struct epitem" items */
2406         epi_cache = kmem_cache_create("eventpoll_epi", sizeof(struct epitem),
2407                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2408
2409         /* Allocates slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
2410         pwq_cache = kmem_cache_create("eventpoll_pwq",
2411                 sizeof(struct eppoll_entry), 0, SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2412
2413         return 0;
2414 }
2415 fs_initcall(eventpoll_init);