Merge tag 'arm-soc/for-5.12/devicetree-part2' of https://github.com/Broadcom/stblinux...
[platform/kernel/linux-starfive.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 /* Wait structure used by the poll hooks */
113 struct eppoll_entry {
114         /* List header used to link this structure to the "struct epitem" */
115         struct eppoll_entry *next;
116
117         /* The "base" pointer is set to the container "struct epitem" */
118         struct epitem *base;
119
120         /*
121          * Wait queue item that will be linked to the target file wait
122          * queue head.
123          */
124         wait_queue_entry_t wait;
125
126         /* The wait queue head that linked the "wait" wait queue item */
127         wait_queue_head_t *whead;
128 };
129
130 /*
131  * Each file descriptor added to the eventpoll interface will
132  * have an entry of this type linked to the "rbr" RB tree.
133  * Avoid increasing the size of this struct, there can be many thousands
134  * of these on a server and we do not want this to take another cache line.
135  */
136 struct epitem {
137         union {
138                 /* RB tree node links this structure to the eventpoll RB tree */
139                 struct rb_node rbn;
140                 /* Used to free the struct epitem */
141                 struct rcu_head rcu;
142         };
143
144         /* List header used to link this structure to the eventpoll ready list */
145         struct list_head rdllink;
146
147         /*
148          * Works together "struct eventpoll"->ovflist in keeping the
149          * single linked chain of items.
150          */
151         struct epitem *next;
152
153         /* The file descriptor information this item refers to */
154         struct epoll_filefd ffd;
155
156         /* List containing poll wait queues */
157         struct eppoll_entry *pwqlist;
158
159         /* The "container" of this item */
160         struct eventpoll *ep;
161
162         /* List header used to link this item to the "struct file" items list */
163         struct hlist_node fllink;
164
165         /* wakeup_source used when EPOLLWAKEUP is set */
166         struct wakeup_source __rcu *ws;
167
168         /* The structure that describe the interested events and the source fd */
169         struct epoll_event event;
170 };
171
172 /*
173  * This structure is stored inside the "private_data" member of the file
174  * structure and represents the main data structure for the eventpoll
175  * interface.
176  */
177 struct eventpoll {
178         /*
179          * This mutex is used to ensure that files are not removed
180          * while epoll is using them. This is held during the event
181          * collection loop, the file cleanup path, the epoll file exit
182          * code and the ctl operations.
183          */
184         struct mutex mtx;
185
186         /* Wait queue used by sys_epoll_wait() */
187         wait_queue_head_t wq;
188
189         /* Wait queue used by file->poll() */
190         wait_queue_head_t poll_wait;
191
192         /* List of ready file descriptors */
193         struct list_head rdllist;
194
195         /* Lock which protects rdllist and ovflist */
196         rwlock_t lock;
197
198         /* RB tree root used to store monitored fd structs */
199         struct rb_root_cached rbr;
200
201         /*
202          * This is a single linked list that chains all the "struct epitem" that
203          * happened while transferring ready events to userspace w/out
204          * holding ->lock.
205          */
206         struct epitem *ovflist;
207
208         /* wakeup_source used when ep_scan_ready_list is running */
209         struct wakeup_source *ws;
210
211         /* The user that created the eventpoll descriptor */
212         struct user_struct *user;
213
214         struct file *file;
215
216         /* used to optimize loop detection check */
217         u64 gen;
218         struct hlist_head refs;
219
220 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
221         /* used to track busy poll napi_id */
222         unsigned int napi_id;
223 #endif
224
225 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
226         /* tracks wakeup nests for lockdep validation */
227         u8 nests;
228 #endif
229 };
230
231 /* Wrapper struct used by poll queueing */
232 struct ep_pqueue {
233         poll_table pt;
234         struct epitem *epi;
235 };
236
237 /*
238  * Configuration options available inside /proc/sys/fs/epoll/
239  */
240 /* Maximum number of epoll watched descriptors, per user */
241 static long max_user_watches __read_mostly;
242
243 /*
244  * This mutex is used to serialize ep_free() and eventpoll_release_file().
245  */
246 static DEFINE_MUTEX(epmutex);
247
248 static u64 loop_check_gen = 0;
249
250 /* Used to check for epoll file descriptor inclusion loops */
251 static struct eventpoll *inserting_into;
252
253 /* Slab cache used to allocate "struct epitem" */
254 static struct kmem_cache *epi_cache __read_mostly;
255
256 /* Slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
257 static struct kmem_cache *pwq_cache __read_mostly;
258
259 /*
260  * List of files with newly added links, where we may need to limit the number
261  * of emanating paths. Protected by the epmutex.
262  */
263 struct epitems_head {
264         struct hlist_head epitems;
265         struct epitems_head *next;
266 };
267 static struct epitems_head *tfile_check_list = EP_UNACTIVE_PTR;
268
269 static struct kmem_cache *ephead_cache __read_mostly;
270
271 static inline void free_ephead(struct epitems_head *head)
272 {
273         if (head)
274                 kmem_cache_free(ephead_cache, head);
275 }
276
277 static void list_file(struct file *file)
278 {
279         struct epitems_head *head;
280
281         head = container_of(file->f_ep, struct epitems_head, epitems);
282         if (!head->next) {
283                 head->next = tfile_check_list;
284                 tfile_check_list = head;
285         }
286 }
287
288 static void unlist_file(struct epitems_head *head)
289 {
290         struct epitems_head *to_free = head;
291         struct hlist_node *p = rcu_dereference(hlist_first_rcu(&head->epitems));
292         if (p) {
293                 struct epitem *epi= container_of(p, struct epitem, fllink);
294                 spin_lock(&epi->ffd.file->f_lock);
295                 if (!hlist_empty(&head->epitems))
296                         to_free = NULL;
297                 head->next = NULL;
298                 spin_unlock(&epi->ffd.file->f_lock);
299         }
300         free_ephead(to_free);
301 }
302
303 #ifdef CONFIG_SYSCTL
304
305 #include <linux/sysctl.h>
306
307 static long long_zero;
308 static long long_max = LONG_MAX;
309
310 struct ctl_table epoll_table[] = {
311         {
312                 .procname       = "max_user_watches",
313                 .data           = &max_user_watches,
314                 .maxlen         = sizeof(max_user_watches),
315                 .mode           = 0644,
316                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
317                 .extra1         = &long_zero,
318                 .extra2         = &long_max,
319         },
320         { }
321 };
322 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
323
324 static const struct file_operations eventpoll_fops;
325
326 static inline int is_file_epoll(struct file *f)
327 {
328         return f->f_op == &eventpoll_fops;
329 }
330
331 /* Setup the structure that is used as key for the RB tree */
332 static inline void ep_set_ffd(struct epoll_filefd *ffd,
333                               struct file *file, int fd)
334 {
335         ffd->file = file;
336         ffd->fd = fd;
337 }
338
339 /* Compare RB tree keys */
340 static inline int ep_cmp_ffd(struct epoll_filefd *p1,
341                              struct epoll_filefd *p2)
342 {
343         return (p1->file > p2->file ? +1:
344                 (p1->file < p2->file ? -1 : p1->fd - p2->fd));
345 }
346
347 /* Tells us if the item is currently linked */
348 static inline int ep_is_linked(struct epitem *epi)
349 {
350         return !list_empty(&epi->rdllink);
351 }
352
353 static inline struct eppoll_entry *ep_pwq_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
354 {
355         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait);
356 }
357
358 /* Get the "struct epitem" from a wait queue pointer */
359 static inline struct epitem *ep_item_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
360 {
361         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait)->base;
362 }
363
364 /**
365  * ep_events_available - Checks if ready events might be available.
366  *
367  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
368  *
369  * Returns: Returns a value different than zero if ready events are available,
370  *          or zero otherwise.
371  */
372 static inline int ep_events_available(struct eventpoll *ep)
373 {
374         return !list_empty_careful(&ep->rdllist) ||
375                 READ_ONCE(ep->ovflist) != EP_UNACTIVE_PTR;
376 }
377
378 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
379 static bool ep_busy_loop_end(void *p, unsigned long start_time)
380 {
381         struct eventpoll *ep = p;
382
383         return ep_events_available(ep) || busy_loop_timeout(start_time);
384 }
385
386 /*
387  * Busy poll if globally on and supporting sockets found && no events,
388  * busy loop will return if need_resched or ep_events_available.
389  *
390  * we must do our busy polling with irqs enabled
391  */
392 static bool ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
393 {
394         unsigned int napi_id = READ_ONCE(ep->napi_id);
395
396         if ((napi_id >= MIN_NAPI_ID) && net_busy_loop_on()) {
397                 napi_busy_loop(napi_id, nonblock ? NULL : ep_busy_loop_end, ep, false,
398                                BUSY_POLL_BUDGET);
399                 if (ep_events_available(ep))
400                         return true;
401                 /*
402                  * Busy poll timed out.  Drop NAPI ID for now, we can add
403                  * it back in when we have moved a socket with a valid NAPI
404                  * ID onto the ready list.
405                  */
406                 ep->napi_id = 0;
407                 return false;
408         }
409         return false;
410 }
411
412 /*
413  * Set epoll busy poll NAPI ID from sk.
414  */
415 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
416 {
417         struct eventpoll *ep;
418         unsigned int napi_id;
419         struct socket *sock;
420         struct sock *sk;
421
422         if (!net_busy_loop_on())
423                 return;
424
425         sock = sock_from_file(epi->ffd.file);
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 bool ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
450 {
451         return false;
452 }
453
454 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
455 {
456 }
457
458 #endif /* CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL */
459
460 /*
461  * As described in commit 0ccf831cb lockdep: annotate epoll
462  * the use of wait queues used by epoll is done in a very controlled
463  * manner. Wake ups can nest inside each other, but are never done
464  * with the same locking. For example:
465  *
466  *   dfd = socket(...);
467  *   efd1 = epoll_create();
468  *   efd2 = epoll_create();
469  *   epoll_ctl(efd1, EPOLL_CTL_ADD, dfd, ...);
470  *   epoll_ctl(efd2, EPOLL_CTL_ADD, efd1, ...);
471  *
472  * When a packet arrives to the device underneath "dfd", the net code will
473  * issue a wake_up() on its poll wake list. Epoll (efd1) has installed a
474  * callback wakeup entry on that queue, and the wake_up() performed by the
475  * "dfd" net code will end up in ep_poll_callback(). At this point epoll
476  * (efd1) notices that it may have some event ready, so it needs to wake up
477  * the waiters on its poll wait list (efd2). So it calls ep_poll_safewake()
478  * that ends up in another wake_up(), after having checked about the
479  * recursion constraints. That are, no more than EP_MAX_POLLWAKE_NESTS, to
480  * avoid stack blasting.
481  *
482  * When CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is enabled, make sure lockdep can handle
483  * this special case of epoll.
484  */
485 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
486
487 static void ep_poll_safewake(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
488 {
489         struct eventpoll *ep_src;
490         unsigned long flags;
491         u8 nests = 0;
492
493         /*
494          * To set the subclass or nesting level for spin_lock_irqsave_nested()
495          * it might be natural to create a per-cpu nest count. However, since
496          * we can recurse on ep->poll_wait.lock, and a non-raw spinlock can
497          * schedule() in the -rt kernel, the per-cpu variable are no longer
498          * protected. Thus, we are introducing a per eventpoll nest field.
499          * If we are not being call from ep_poll_callback(), epi is NULL and
500          * we are at the first level of nesting, 0. Otherwise, we are being
501          * called from ep_poll_callback() and if a previous wakeup source is
502          * not an epoll file itself, we are at depth 1 since the wakeup source
503          * is depth 0. If the wakeup source is a previous epoll file in the
504          * wakeup chain then we use its nests value and record ours as
505          * nests + 1. The previous epoll file nests value is stable since its
506          * already holding its own poll_wait.lock.
507          */
508         if (epi) {
509                 if ((is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
510                         ep_src = epi->ffd.file->private_data;
511                         nests = ep_src->nests;
512                 } else {
513                         nests = 1;
514                 }
515         }
516         spin_lock_irqsave_nested(&ep->poll_wait.lock, flags, nests);
517         ep->nests = nests + 1;
518         wake_up_locked_poll(&ep->poll_wait, EPOLLIN);
519         ep->nests = 0;
520         spin_unlock_irqrestore(&ep->poll_wait.lock, flags);
521 }
522
523 #else
524
525 static void ep_poll_safewake(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
526 {
527         wake_up_poll(&ep->poll_wait, EPOLLIN);
528 }
529
530 #endif
531
532 static void ep_remove_wait_queue(struct eppoll_entry *pwq)
533 {
534         wait_queue_head_t *whead;
535
536         rcu_read_lock();
537         /*
538          * If it is cleared by POLLFREE, it should be rcu-safe.
539          * If we read NULL we need a barrier paired with
540          * smp_store_release() in ep_poll_callback(), otherwise
541          * we rely on whead->lock.
542          */
543         whead = smp_load_acquire(&pwq->whead);
544         if (whead)
545                 remove_wait_queue(whead, &pwq->wait);
546         rcu_read_unlock();
547 }
548
549 /*
550  * This function unregisters poll callbacks from the associated file
551  * descriptor.  Must be called with "mtx" held (or "epmutex" if called from
552  * ep_free).
553  */
554 static void ep_unregister_pollwait(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
555 {
556         struct eppoll_entry **p = &epi->pwqlist;
557         struct eppoll_entry *pwq;
558
559         while ((pwq = *p) != NULL) {
560                 *p = pwq->next;
561                 ep_remove_wait_queue(pwq);
562                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
563         }
564 }
565
566 /* call only when ep->mtx is held */
567 static inline struct wakeup_source *ep_wakeup_source(struct epitem *epi)
568 {
569         return rcu_dereference_check(epi->ws, lockdep_is_held(&epi->ep->mtx));
570 }
571
572 /* call only when ep->mtx is held */
573 static inline void ep_pm_stay_awake(struct epitem *epi)
574 {
575         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
576
577         if (ws)
578                 __pm_stay_awake(ws);
579 }
580
581 static inline bool ep_has_wakeup_source(struct epitem *epi)
582 {
583         return rcu_access_pointer(epi->ws) ? true : false;
584 }
585
586 /* call when ep->mtx cannot be held (ep_poll_callback) */
587 static inline void ep_pm_stay_awake_rcu(struct epitem *epi)
588 {
589         struct wakeup_source *ws;
590
591         rcu_read_lock();
592         ws = rcu_dereference(epi->ws);
593         if (ws)
594                 __pm_stay_awake(ws);
595         rcu_read_unlock();
596 }
597
598
599 /*
600  * ep->mutex needs to be held because we could be hit by
601  * eventpoll_release_file() and epoll_ctl().
602  */
603 static void ep_start_scan(struct eventpoll *ep, struct list_head *txlist)
604 {
605         /*
606          * Steal the ready list, and re-init the original one to the
607          * empty list. Also, set ep->ovflist to NULL so that events
608          * happening while looping w/out locks, are not lost. We cannot
609          * have the poll callback to queue directly on ep->rdllist,
610          * because we want the "sproc" callback to be able to do it
611          * in a lockless way.
612          */
613         lockdep_assert_irqs_enabled();
614         write_lock_irq(&ep->lock);
615         list_splice_init(&ep->rdllist, txlist);
616         WRITE_ONCE(ep->ovflist, NULL);
617         write_unlock_irq(&ep->lock);
618 }
619
620 static void ep_done_scan(struct eventpoll *ep,
621                          struct list_head *txlist)
622 {
623         struct epitem *epi, *nepi;
624
625         write_lock_irq(&ep->lock);
626         /*
627          * During the time we spent inside the "sproc" callback, some
628          * other events might have been queued by the poll callback.
629          * We re-insert them inside the main ready-list here.
630          */
631         for (nepi = READ_ONCE(ep->ovflist); (epi = nepi) != NULL;
632              nepi = epi->next, epi->next = EP_UNACTIVE_PTR) {
633                 /*
634                  * We need to check if the item is already in the list.
635                  * During the "sproc" callback execution time, items are
636                  * queued into ->ovflist but the "txlist" might already
637                  * contain them, and the list_splice() below takes care of them.
638                  */
639                 if (!ep_is_linked(epi)) {
640                         /*
641                          * ->ovflist is LIFO, so we have to reverse it in order
642                          * to keep in FIFO.
643                          */
644                         list_add(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
645                         ep_pm_stay_awake(epi);
646                 }
647         }
648         /*
649          * We need to set back ep->ovflist to EP_UNACTIVE_PTR, so that after
650          * releasing the lock, events will be queued in the normal way inside
651          * ep->rdllist.
652          */
653         WRITE_ONCE(ep->ovflist, EP_UNACTIVE_PTR);
654
655         /*
656          * Quickly re-inject items left on "txlist".
657          */
658         list_splice(txlist, &ep->rdllist);
659         __pm_relax(ep->ws);
660         write_unlock_irq(&ep->lock);
661 }
662
663 static void epi_rcu_free(struct rcu_head *head)
664 {
665         struct epitem *epi = container_of(head, struct epitem, rcu);
666         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
667 }
668
669 /*
670  * Removes a "struct epitem" from the eventpoll RB tree and deallocates
671  * all the associated resources. Must be called with "mtx" held.
672  */
673 static int ep_remove(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
674 {
675         struct file *file = epi->ffd.file;
676         struct epitems_head *to_free;
677         struct hlist_head *head;
678
679         lockdep_assert_irqs_enabled();
680
681         /*
682          * Removes poll wait queue hooks.
683          */
684         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
685
686         /* Remove the current item from the list of epoll hooks */
687         spin_lock(&file->f_lock);
688         to_free = NULL;
689         head = file->f_ep;
690         if (head->first == &epi->fllink && !epi->fllink.next) {
691                 file->f_ep = NULL;
692                 if (!is_file_epoll(file)) {
693                         struct epitems_head *v;
694                         v = container_of(head, struct epitems_head, epitems);
695                         if (!smp_load_acquire(&v->next))
696                                 to_free = v;
697                 }
698         }
699         hlist_del_rcu(&epi->fllink);
700         spin_unlock(&file->f_lock);
701         free_ephead(to_free);
702
703         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
704
705         write_lock_irq(&ep->lock);
706         if (ep_is_linked(epi))
707                 list_del_init(&epi->rdllink);
708         write_unlock_irq(&ep->lock);
709
710         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
711         /*
712          * At this point it is safe to free the eventpoll item. Use the union
713          * field epi->rcu, since we are trying to minimize the size of
714          * 'struct epitem'. The 'rbn' field is no longer in use. Protected by
715          * ep->mtx. The rcu read side, reverse_path_check_proc(), does not make
716          * use of the rbn field.
717          */
718         call_rcu(&epi->rcu, epi_rcu_free);
719
720         atomic_long_dec(&ep->user->epoll_watches);
721
722         return 0;
723 }
724
725 static void ep_free(struct eventpoll *ep)
726 {
727         struct rb_node *rbp;
728         struct epitem *epi;
729
730         /* We need to release all tasks waiting for these file */
731         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
732                 ep_poll_safewake(ep, NULL);
733
734         /*
735          * We need to lock this because we could be hit by
736          * eventpoll_release_file() while we're freeing the "struct eventpoll".
737          * We do not need to hold "ep->mtx" here because the epoll file
738          * is on the way to be removed and no one has references to it
739          * anymore. The only hit might come from eventpoll_release_file() but
740          * holding "epmutex" is sufficient here.
741          */
742         mutex_lock(&epmutex);
743
744         /*
745          * Walks through the whole tree by unregistering poll callbacks.
746          */
747         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
748                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
749
750                 ep_unregister_pollwait(ep, epi);
751                 cond_resched();
752         }
753
754         /*
755          * Walks through the whole tree by freeing each "struct epitem". At this
756          * point we are sure no poll callbacks will be lingering around, and also by
757          * holding "epmutex" we can be sure that no file cleanup code will hit
758          * us during this operation. So we can avoid the lock on "ep->lock".
759          * We do not need to lock ep->mtx, either, we only do it to prevent
760          * a lockdep warning.
761          */
762         mutex_lock(&ep->mtx);
763         while ((rbp = rb_first_cached(&ep->rbr)) != NULL) {
764                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
765                 ep_remove(ep, epi);
766                 cond_resched();
767         }
768         mutex_unlock(&ep->mtx);
769
770         mutex_unlock(&epmutex);
771         mutex_destroy(&ep->mtx);
772         free_uid(ep->user);
773         wakeup_source_unregister(ep->ws);
774         kfree(ep);
775 }
776
777 static int ep_eventpoll_release(struct inode *inode, struct file *file)
778 {
779         struct eventpoll *ep = file->private_data;
780
781         if (ep)
782                 ep_free(ep);
783
784         return 0;
785 }
786
787 static __poll_t ep_item_poll(const struct epitem *epi, poll_table *pt, int depth);
788
789 static __poll_t __ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait, int depth)
790 {
791         struct eventpoll *ep = file->private_data;
792         LIST_HEAD(txlist);
793         struct epitem *epi, *tmp;
794         poll_table pt;
795         __poll_t res = 0;
796
797         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
798
799         /* Insert inside our poll wait queue */
800         poll_wait(file, &ep->poll_wait, wait);
801
802         /*
803          * Proceed to find out if wanted events are really available inside
804          * the ready list.
805          */
806         mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth);
807         ep_start_scan(ep, &txlist);
808         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, &txlist, rdllink) {
809                 if (ep_item_poll(epi, &pt, depth + 1)) {
810                         res = EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
811                         break;
812                 } else {
813                         /*
814                          * Item has been dropped into the ready list by the poll
815                          * callback, but it's not actually ready, as far as
816                          * caller requested events goes. We can remove it here.
817                          */
818                         __pm_relax(ep_wakeup_source(epi));
819                         list_del_init(&epi->rdllink);
820                 }
821         }
822         ep_done_scan(ep, &txlist);
823         mutex_unlock(&ep->mtx);
824         return res;
825 }
826
827 /*
828  * Differs from ep_eventpoll_poll() in that internal callers already have
829  * the ep->mtx so we need to start from depth=1, such that mutex_lock_nested()
830  * is correctly annotated.
831  */
832 static __poll_t ep_item_poll(const struct epitem *epi, poll_table *pt,
833                                  int depth)
834 {
835         struct file *file = epi->ffd.file;
836         __poll_t res;
837
838         pt->_key = epi->event.events;
839         if (!is_file_epoll(file))
840                 res = vfs_poll(file, pt);
841         else
842                 res = __ep_eventpoll_poll(file, pt, depth);
843         return res & epi->event.events;
844 }
845
846 static __poll_t ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait)
847 {
848         return __ep_eventpoll_poll(file, wait, 0);
849 }
850
851 #ifdef CONFIG_PROC_FS
852 static void ep_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
853 {
854         struct eventpoll *ep = f->private_data;
855         struct rb_node *rbp;
856
857         mutex_lock(&ep->mtx);
858         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
859                 struct epitem *epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
860                 struct inode *inode = file_inode(epi->ffd.file);
861
862                 seq_printf(m, "tfd: %8d events: %8x data: %16llx "
863                            " pos:%lli ino:%lx sdev:%x\n",
864                            epi->ffd.fd, epi->event.events,
865                            (long long)epi->event.data,
866                            (long long)epi->ffd.file->f_pos,
867                            inode->i_ino, inode->i_sb->s_dev);
868                 if (seq_has_overflowed(m))
869                         break;
870         }
871         mutex_unlock(&ep->mtx);
872 }
873 #endif
874
875 /* File callbacks that implement the eventpoll file behaviour */
876 static const struct file_operations eventpoll_fops = {
877 #ifdef CONFIG_PROC_FS
878         .show_fdinfo    = ep_show_fdinfo,
879 #endif
880         .release        = ep_eventpoll_release,
881         .poll           = ep_eventpoll_poll,
882         .llseek         = noop_llseek,
883 };
884
885 /*
886  * This is called from eventpoll_release() to unlink files from the eventpoll
887  * interface. We need to have this facility to cleanup correctly files that are
888  * closed without being removed from the eventpoll interface.
889  */
890 void eventpoll_release_file(struct file *file)
891 {
892         struct eventpoll *ep;
893         struct epitem *epi;
894         struct hlist_node *next;
895
896         /*
897          * We don't want to get "file->f_lock" because it is not
898          * necessary. It is not necessary because we're in the "struct file"
899          * cleanup path, and this means that no one is using this file anymore.
900          * So, for example, epoll_ctl() cannot hit here since if we reach this
901          * point, the file counter already went to zero and fget() would fail.
902          * The only hit might come from ep_free() but by holding the mutex
903          * will correctly serialize the operation. We do need to acquire
904          * "ep->mtx" after "epmutex" because ep_remove() requires it when called
905          * from anywhere but ep_free().
906          *
907          * Besides, ep_remove() acquires the lock, so we can't hold it here.
908          */
909         mutex_lock(&epmutex);
910         if (unlikely(!file->f_ep)) {
911                 mutex_unlock(&epmutex);
912                 return;
913         }
914         hlist_for_each_entry_safe(epi, next, file->f_ep, fllink) {
915                 ep = epi->ep;
916                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
917                 ep_remove(ep, epi);
918                 mutex_unlock(&ep->mtx);
919         }
920         mutex_unlock(&epmutex);
921 }
922
923 static int ep_alloc(struct eventpoll **pep)
924 {
925         int error;
926         struct user_struct *user;
927         struct eventpoll *ep;
928
929         user = get_current_user();
930         error = -ENOMEM;
931         ep = kzalloc(sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
932         if (unlikely(!ep))
933                 goto free_uid;
934
935         mutex_init(&ep->mtx);
936         rwlock_init(&ep->lock);
937         init_waitqueue_head(&ep->wq);
938         init_waitqueue_head(&ep->poll_wait);
939         INIT_LIST_HEAD(&ep->rdllist);
940         ep->rbr = RB_ROOT_CACHED;
941         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
942         ep->user = user;
943
944         *pep = ep;
945
946         return 0;
947
948 free_uid:
949         free_uid(user);
950         return error;
951 }
952
953 /*
954  * Search the file inside the eventpoll tree. The RB tree operations
955  * are protected by the "mtx" mutex, and ep_find() must be called with
956  * "mtx" held.
957  */
958 static struct epitem *ep_find(struct eventpoll *ep, struct file *file, int fd)
959 {
960         int kcmp;
961         struct rb_node *rbp;
962         struct epitem *epi, *epir = NULL;
963         struct epoll_filefd ffd;
964
965         ep_set_ffd(&ffd, file, fd);
966         for (rbp = ep->rbr.rb_root.rb_node; rbp; ) {
967                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
968                 kcmp = ep_cmp_ffd(&ffd, &epi->ffd);
969                 if (kcmp > 0)
970                         rbp = rbp->rb_right;
971                 else if (kcmp < 0)
972                         rbp = rbp->rb_left;
973                 else {
974                         epir = epi;
975                         break;
976                 }
977         }
978
979         return epir;
980 }
981
982 #ifdef CONFIG_KCMP
983 static struct epitem *ep_find_tfd(struct eventpoll *ep, int tfd, unsigned long toff)
984 {
985         struct rb_node *rbp;
986         struct epitem *epi;
987
988         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
989                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
990                 if (epi->ffd.fd == tfd) {
991                         if (toff == 0)
992                                 return epi;
993                         else
994                                 toff--;
995                 }
996                 cond_resched();
997         }
998
999         return NULL;
1000 }
1001
1002 struct file *get_epoll_tfile_raw_ptr(struct file *file, int tfd,
1003                                      unsigned long toff)
1004 {
1005         struct file *file_raw;
1006         struct eventpoll *ep;
1007         struct epitem *epi;
1008
1009         if (!is_file_epoll(file))
1010                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1011
1012         ep = file->private_data;
1013
1014         mutex_lock(&ep->mtx);
1015         epi = ep_find_tfd(ep, tfd, toff);
1016         if (epi)
1017                 file_raw = epi->ffd.file;
1018         else
1019                 file_raw = ERR_PTR(-ENOENT);
1020         mutex_unlock(&ep->mtx);
1021
1022         return file_raw;
1023 }
1024 #endif /* CONFIG_KCMP */
1025
1026 /**
1027  * Adds a new entry to the tail of the list in a lockless way, i.e.
1028  * multiple CPUs are allowed to call this function concurrently.
1029  *
1030  * Beware: it is necessary to prevent any other modifications of the
1031  *         existing list until all changes are completed, in other words
1032  *         concurrent list_add_tail_lockless() calls should be protected
1033  *         with a read lock, where write lock acts as a barrier which
1034  *         makes sure all list_add_tail_lockless() calls are fully
1035  *         completed.
1036  *
1037  *        Also an element can be locklessly added to the list only in one
1038  *        direction i.e. either to the tail either to the head, otherwise
1039  *        concurrent access will corrupt the list.
1040  *
1041  * Returns %false if element has been already added to the list, %true
1042  * otherwise.
1043  */
1044 static inline bool list_add_tail_lockless(struct list_head *new,
1045                                           struct list_head *head)
1046 {
1047         struct list_head *prev;
1048
1049         /*
1050          * This is simple 'new->next = head' operation, but cmpxchg()
1051          * is used in order to detect that same element has been just
1052          * added to the list from another CPU: the winner observes
1053          * new->next == new.
1054          */
1055         if (cmpxchg(&new->next, new, head) != new)
1056                 return false;
1057
1058         /*
1059          * Initially ->next of a new element must be updated with the head
1060          * (we are inserting to the tail) and only then pointers are atomically
1061          * exchanged.  XCHG guarantees memory ordering, thus ->next should be
1062          * updated before pointers are actually swapped and pointers are
1063          * swapped before prev->next is updated.
1064          */
1065
1066         prev = xchg(&head->prev, new);
1067
1068         /*
1069          * It is safe to modify prev->next and new->prev, because a new element
1070          * is added only to the tail and new->next is updated before XCHG.
1071          */
1072
1073         prev->next = new;
1074         new->prev = prev;
1075
1076         return true;
1077 }
1078
1079 /**
1080  * Chains a new epi entry to the tail of the ep->ovflist in a lockless way,
1081  * i.e. multiple CPUs are allowed to call this function concurrently.
1082  *
1083  * Returns %false if epi element has been already chained, %true otherwise.
1084  */
1085 static inline bool chain_epi_lockless(struct epitem *epi)
1086 {
1087         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1088
1089         /* Fast preliminary check */
1090         if (epi->next != EP_UNACTIVE_PTR)
1091                 return false;
1092
1093         /* Check that the same epi has not been just chained from another CPU */
1094         if (cmpxchg(&epi->next, EP_UNACTIVE_PTR, NULL) != EP_UNACTIVE_PTR)
1095                 return false;
1096
1097         /* Atomically exchange tail */
1098         epi->next = xchg(&ep->ovflist, epi);
1099
1100         return true;
1101 }
1102
1103 /*
1104  * This is the callback that is passed to the wait queue wakeup
1105  * mechanism. It is called by the stored file descriptors when they
1106  * have events to report.
1107  *
1108  * This callback takes a read lock in order not to content with concurrent
1109  * events from another file descriptors, thus all modifications to ->rdllist
1110  * or ->ovflist are lockless.  Read lock is paired with the write lock from
1111  * ep_scan_ready_list(), which stops all list modifications and guarantees
1112  * that lists state is seen correctly.
1113  *
1114  * Another thing worth to mention is that ep_poll_callback() can be called
1115  * concurrently for the same @epi from different CPUs if poll table was inited
1116  * with several wait queues entries.  Plural wakeup from different CPUs of a
1117  * single wait queue is serialized by wq.lock, but the case when multiple wait
1118  * queues are used should be detected accordingly.  This is detected using
1119  * cmpxchg() operation.
1120  */
1121 static int ep_poll_callback(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
1122 {
1123         int pwake = 0;
1124         struct epitem *epi = ep_item_from_wait(wait);
1125         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1126         __poll_t pollflags = key_to_poll(key);
1127         unsigned long flags;
1128         int ewake = 0;
1129
1130         read_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1131
1132         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1133
1134         /*
1135          * If the event mask does not contain any poll(2) event, we consider the
1136          * descriptor to be disabled. This condition is likely the effect of the
1137          * EPOLLONESHOT bit that disables the descriptor when an event is received,
1138          * until the next EPOLL_CTL_MOD will be issued.
1139          */
1140         if (!(epi->event.events & ~EP_PRIVATE_BITS))
1141                 goto out_unlock;
1142
1143         /*
1144          * Check the events coming with the callback. At this stage, not
1145          * every device reports the events in the "key" parameter of the
1146          * callback. We need to be able to handle both cases here, hence the
1147          * test for "key" != NULL before the event match test.
1148          */
1149         if (pollflags && !(pollflags & epi->event.events))
1150                 goto out_unlock;
1151
1152         /*
1153          * If we are transferring events to userspace, we can hold no locks
1154          * (because we're accessing user memory, and because of linux f_op->poll()
1155          * semantics). All the events that happen during that period of time are
1156          * chained in ep->ovflist and requeued later on.
1157          */
1158         if (READ_ONCE(ep->ovflist) != EP_UNACTIVE_PTR) {
1159                 if (chain_epi_lockless(epi))
1160                         ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1161         } else if (!ep_is_linked(epi)) {
1162                 /* In the usual case, add event to ready list. */
1163                 if (list_add_tail_lockless(&epi->rdllink, &ep->rdllist))
1164                         ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1165         }
1166
1167         /*
1168          * Wake up ( if active ) both the eventpoll wait list and the ->poll()
1169          * wait list.
1170          */
1171         if (waitqueue_active(&ep->wq)) {
1172                 if ((epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE) &&
1173                                         !(pollflags & POLLFREE)) {
1174                         switch (pollflags & EPOLLINOUT_BITS) {
1175                         case EPOLLIN:
1176                                 if (epi->event.events & EPOLLIN)
1177                                         ewake = 1;
1178                                 break;
1179                         case EPOLLOUT:
1180                                 if (epi->event.events & EPOLLOUT)
1181                                         ewake = 1;
1182                                 break;
1183                         case 0:
1184                                 ewake = 1;
1185                                 break;
1186                         }
1187                 }
1188                 wake_up(&ep->wq);
1189         }
1190         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1191                 pwake++;
1192
1193 out_unlock:
1194         read_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1195
1196         /* We have to call this outside the lock */
1197         if (pwake)
1198                 ep_poll_safewake(ep, epi);
1199
1200         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE))
1201                 ewake = 1;
1202
1203         if (pollflags & POLLFREE) {
1204                 /*
1205                  * If we race with ep_remove_wait_queue() it can miss
1206                  * ->whead = NULL and do another remove_wait_queue() after
1207                  * us, so we can't use __remove_wait_queue().
1208                  */
1209                 list_del_init(&wait->entry);
1210                 /*
1211                  * ->whead != NULL protects us from the race with ep_free()
1212                  * or ep_remove(), ep_remove_wait_queue() takes whead->lock
1213                  * held by the caller. Once we nullify it, nothing protects
1214                  * ep/epi or even wait.
1215                  */
1216                 smp_store_release(&ep_pwq_from_wait(wait)->whead, NULL);
1217         }
1218
1219         return ewake;
1220 }
1221
1222 /*
1223  * This is the callback that is used to add our wait queue to the
1224  * target file wakeup lists.
1225  */
1226 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
1227                                  poll_table *pt)
1228 {
1229         struct ep_pqueue *epq = container_of(pt, struct ep_pqueue, pt);
1230         struct epitem *epi = epq->epi;
1231         struct eppoll_entry *pwq;
1232
1233         if (unlikely(!epi))     // an earlier allocation has failed
1234                 return;
1235
1236         pwq = kmem_cache_alloc(pwq_cache, GFP_KERNEL);
1237         if (unlikely(!pwq)) {
1238                 epq->epi = NULL;
1239                 return;
1240         }
1241
1242         init_waitqueue_func_entry(&pwq->wait, ep_poll_callback);
1243         pwq->whead = whead;
1244         pwq->base = epi;
1245         if (epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)
1246                 add_wait_queue_exclusive(whead, &pwq->wait);
1247         else
1248                 add_wait_queue(whead, &pwq->wait);
1249         pwq->next = epi->pwqlist;
1250         epi->pwqlist = pwq;
1251 }
1252
1253 static void ep_rbtree_insert(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
1254 {
1255         int kcmp;
1256         struct rb_node **p = &ep->rbr.rb_root.rb_node, *parent = NULL;
1257         struct epitem *epic;
1258         bool leftmost = true;
1259
1260         while (*p) {
1261                 parent = *p;
1262                 epic = rb_entry(parent, struct epitem, rbn);
1263                 kcmp = ep_cmp_ffd(&epi->ffd, &epic->ffd);
1264                 if (kcmp > 0) {
1265                         p = &parent->rb_right;
1266                         leftmost = false;
1267                 } else
1268                         p = &parent->rb_left;
1269         }
1270         rb_link_node(&epi->rbn, parent, p);
1271         rb_insert_color_cached(&epi->rbn, &ep->rbr, leftmost);
1272 }
1273
1274
1275
1276 #define PATH_ARR_SIZE 5
1277 /*
1278  * These are the number paths of length 1 to 5, that we are allowing to emanate
1279  * from a single file of interest. For example, we allow 1000 paths of length
1280  * 1, to emanate from each file of interest. This essentially represents the
1281  * potential wakeup paths, which need to be limited in order to avoid massive
1282  * uncontrolled wakeup storms. The common use case should be a single ep which
1283  * is connected to n file sources. In this case each file source has 1 path
1284  * of length 1. Thus, the numbers below should be more than sufficient. These
1285  * path limits are enforced during an EPOLL_CTL_ADD operation, since a modify
1286  * and delete can't add additional paths. Protected by the epmutex.
1287  */
1288 static const int path_limits[PATH_ARR_SIZE] = { 1000, 500, 100, 50, 10 };
1289 static int path_count[PATH_ARR_SIZE];
1290
1291 static int path_count_inc(int nests)
1292 {
1293         /* Allow an arbitrary number of depth 1 paths */
1294         if (nests == 0)
1295                 return 0;
1296
1297         if (++path_count[nests] > path_limits[nests])
1298                 return -1;
1299         return 0;
1300 }
1301
1302 static void path_count_init(void)
1303 {
1304         int i;
1305
1306         for (i = 0; i < PATH_ARR_SIZE; i++)
1307                 path_count[i] = 0;
1308 }
1309
1310 static int reverse_path_check_proc(struct hlist_head *refs, int depth)
1311 {
1312         int error = 0;
1313         struct epitem *epi;
1314
1315         if (depth > EP_MAX_NESTS) /* too deep nesting */
1316                 return -1;
1317
1318         /* CTL_DEL can remove links here, but that can't increase our count */
1319         hlist_for_each_entry_rcu(epi, refs, fllink) {
1320                 struct hlist_head *refs = &epi->ep->refs;
1321                 if (hlist_empty(refs))
1322                         error = path_count_inc(depth);
1323                 else
1324                         error = reverse_path_check_proc(refs, depth + 1);
1325                 if (error != 0)
1326                         break;
1327         }
1328         return error;
1329 }
1330
1331 /**
1332  * reverse_path_check - The tfile_check_list is list of epitem_head, which have
1333  *                      links that are proposed to be newly added. We need to
1334  *                      make sure that those added links don't add too many
1335  *                      paths such that we will spend all our time waking up
1336  *                      eventpoll objects.
1337  *
1338  * Returns: Returns zero if the proposed links don't create too many paths,
1339  *          -1 otherwise.
1340  */
1341 static int reverse_path_check(void)
1342 {
1343         struct epitems_head *p;
1344
1345         for (p = tfile_check_list; p != EP_UNACTIVE_PTR; p = p->next) {
1346                 int error;
1347                 path_count_init();
1348                 rcu_read_lock();
1349                 error = reverse_path_check_proc(&p->epitems, 0);
1350                 rcu_read_unlock();
1351                 if (error)
1352                         return error;
1353         }
1354         return 0;
1355 }
1356
1357 static int ep_create_wakeup_source(struct epitem *epi)
1358 {
1359         struct name_snapshot n;
1360         struct wakeup_source *ws;
1361
1362         if (!epi->ep->ws) {
1363                 epi->ep->ws = wakeup_source_register(NULL, "eventpoll");
1364                 if (!epi->ep->ws)
1365                         return -ENOMEM;
1366         }
1367
1368         take_dentry_name_snapshot(&n, epi->ffd.file->f_path.dentry);
1369         ws = wakeup_source_register(NULL, n.name.name);
1370         release_dentry_name_snapshot(&n);
1371
1372         if (!ws)
1373                 return -ENOMEM;
1374         rcu_assign_pointer(epi->ws, ws);
1375
1376         return 0;
1377 }
1378
1379 /* rare code path, only used when EPOLL_CTL_MOD removes a wakeup source */
1380 static noinline void ep_destroy_wakeup_source(struct epitem *epi)
1381 {
1382         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
1383
1384         RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1385
1386         /*
1387          * wait for ep_pm_stay_awake_rcu to finish, synchronize_rcu is
1388          * used internally by wakeup_source_remove, too (called by
1389          * wakeup_source_unregister), so we cannot use call_rcu
1390          */
1391         synchronize_rcu();
1392         wakeup_source_unregister(ws);
1393 }
1394
1395 static int attach_epitem(struct file *file, struct epitem *epi)
1396 {
1397         struct epitems_head *to_free = NULL;
1398         struct hlist_head *head = NULL;
1399         struct eventpoll *ep = NULL;
1400
1401         if (is_file_epoll(file))
1402                 ep = file->private_data;
1403
1404         if (ep) {
1405                 head = &ep->refs;
1406         } else if (!READ_ONCE(file->f_ep)) {
1407 allocate:
1408                 to_free = kmem_cache_zalloc(ephead_cache, GFP_KERNEL);
1409                 if (!to_free)
1410                         return -ENOMEM;
1411                 head = &to_free->epitems;
1412         }
1413         spin_lock(&file->f_lock);
1414         if (!file->f_ep) {
1415                 if (unlikely(!head)) {
1416                         spin_unlock(&file->f_lock);
1417                         goto allocate;
1418                 }
1419                 file->f_ep = head;
1420                 to_free = NULL;
1421         }
1422         hlist_add_head_rcu(&epi->fllink, file->f_ep);
1423         spin_unlock(&file->f_lock);
1424         free_ephead(to_free);
1425         return 0;
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Must be called with "mtx" held.
1430  */
1431 static int ep_insert(struct eventpoll *ep, const struct epoll_event *event,
1432                      struct file *tfile, int fd, int full_check)
1433 {
1434         int error, pwake = 0;
1435         __poll_t revents;
1436         long user_watches;
1437         struct epitem *epi;
1438         struct ep_pqueue epq;
1439         struct eventpoll *tep = NULL;
1440
1441         if (is_file_epoll(tfile))
1442                 tep = tfile->private_data;
1443
1444         lockdep_assert_irqs_enabled();
1445
1446         user_watches = atomic_long_read(&ep->user->epoll_watches);
1447         if (unlikely(user_watches >= max_user_watches))
1448                 return -ENOSPC;
1449         if (!(epi = kmem_cache_zalloc(epi_cache, GFP_KERNEL)))
1450                 return -ENOMEM;
1451
1452         /* Item initialization follow here ... */
1453         INIT_LIST_HEAD(&epi->rdllink);
1454         epi->ep = ep;
1455         ep_set_ffd(&epi->ffd, tfile, fd);
1456         epi->event = *event;
1457         epi->next = EP_UNACTIVE_PTR;
1458
1459         if (tep)
1460                 mutex_lock_nested(&tep->mtx, 1);
1461         /* Add the current item to the list of active epoll hook for this file */
1462         if (unlikely(attach_epitem(tfile, epi) < 0)) {
1463                 kmem_cache_free(epi_cache, epi);
1464                 if (tep)
1465                         mutex_unlock(&tep->mtx);
1466                 return -ENOMEM;
1467         }
1468
1469         if (full_check && !tep)
1470                 list_file(tfile);
1471
1472         atomic_long_inc(&ep->user->epoll_watches);
1473
1474         /*
1475          * Add the current item to the RB tree. All RB tree operations are
1476          * protected by "mtx", and ep_insert() is called with "mtx" held.
1477          */
1478         ep_rbtree_insert(ep, epi);
1479         if (tep)
1480                 mutex_unlock(&tep->mtx);
1481
1482         /* now check if we've created too many backpaths */
1483         if (unlikely(full_check && reverse_path_check())) {
1484                 ep_remove(ep, epi);
1485                 return -EINVAL;
1486         }
1487
1488         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1489                 error = ep_create_wakeup_source(epi);
1490                 if (error) {
1491                         ep_remove(ep, epi);
1492                         return error;
1493                 }
1494         }
1495
1496         /* Initialize the poll table using the queue callback */
1497         epq.epi = epi;
1498         init_poll_funcptr(&epq.pt, ep_ptable_queue_proc);
1499
1500         /*
1501          * Attach the item to the poll hooks and get current event bits.
1502          * We can safely use the file* here because its usage count has
1503          * been increased by the caller of this function. Note that after
1504          * this operation completes, the poll callback can start hitting
1505          * the new item.
1506          */
1507         revents = ep_item_poll(epi, &epq.pt, 1);
1508
1509         /*
1510          * We have to check if something went wrong during the poll wait queue
1511          * install process. Namely an allocation for a wait queue failed due
1512          * high memory pressure.
1513          */
1514         if (unlikely(!epq.epi)) {
1515                 ep_remove(ep, epi);
1516                 return -ENOMEM;
1517         }
1518
1519         /* We have to drop the new item inside our item list to keep track of it */
1520         write_lock_irq(&ep->lock);
1521
1522         /* record NAPI ID of new item if present */
1523         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1524
1525         /* If the file is already "ready" we drop it inside the ready list */
1526         if (revents && !ep_is_linked(epi)) {
1527                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1528                 ep_pm_stay_awake(epi);
1529
1530                 /* Notify waiting tasks that events are available */
1531                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
1532                         wake_up(&ep->wq);
1533                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1534                         pwake++;
1535         }
1536
1537         write_unlock_irq(&ep->lock);
1538
1539         /* We have to call this outside the lock */
1540         if (pwake)
1541                 ep_poll_safewake(ep, NULL);
1542
1543         return 0;
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Modify the interest event mask by dropping an event if the new mask
1548  * has a match in the current file status. Must be called with "mtx" held.
1549  */
1550 static int ep_modify(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi,
1551                      const struct epoll_event *event)
1552 {
1553         int pwake = 0;
1554         poll_table pt;
1555
1556         lockdep_assert_irqs_enabled();
1557
1558         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1559
1560         /*
1561          * Set the new event interest mask before calling f_op->poll();
1562          * otherwise we might miss an event that happens between the
1563          * f_op->poll() call and the new event set registering.
1564          */
1565         epi->event.events = event->events; /* need barrier below */
1566         epi->event.data = event->data; /* protected by mtx */
1567         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1568                 if (!ep_has_wakeup_source(epi))
1569                         ep_create_wakeup_source(epi);
1570         } else if (ep_has_wakeup_source(epi)) {
1571                 ep_destroy_wakeup_source(epi);
1572         }
1573
1574         /*
1575          * The following barrier has two effects:
1576          *
1577          * 1) Flush epi changes above to other CPUs.  This ensures
1578          *    we do not miss events from ep_poll_callback if an
1579          *    event occurs immediately after we call f_op->poll().
1580          *    We need this because we did not take ep->lock while
1581          *    changing epi above (but ep_poll_callback does take
1582          *    ep->lock).
1583          *
1584          * 2) We also need to ensure we do not miss _past_ events
1585          *    when calling f_op->poll().  This barrier also
1586          *    pairs with the barrier in wq_has_sleeper (see
1587          *    comments for wq_has_sleeper).
1588          *
1589          * This barrier will now guarantee ep_poll_callback or f_op->poll
1590          * (or both) will notice the readiness of an item.
1591          */
1592         smp_mb();
1593
1594         /*
1595          * Get current event bits. We can safely use the file* here because
1596          * its usage count has been increased by the caller of this function.
1597          * If the item is "hot" and it is not registered inside the ready
1598          * list, push it inside.
1599          */
1600         if (ep_item_poll(epi, &pt, 1)) {
1601                 write_lock_irq(&ep->lock);
1602                 if (!ep_is_linked(epi)) {
1603                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1604                         ep_pm_stay_awake(epi);
1605
1606                         /* Notify waiting tasks that events are available */
1607                         if (waitqueue_active(&ep->wq))
1608                                 wake_up(&ep->wq);
1609                         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1610                                 pwake++;
1611                 }
1612                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1613         }
1614
1615         /* We have to call this outside the lock */
1616         if (pwake)
1617                 ep_poll_safewake(ep, NULL);
1618
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 static int ep_send_events(struct eventpoll *ep,
1623                           struct epoll_event __user *events, int maxevents)
1624 {
1625         struct epitem *epi, *tmp;
1626         LIST_HEAD(txlist);
1627         poll_table pt;
1628         int res = 0;
1629
1630         /*
1631          * Always short-circuit for fatal signals to allow threads to make a
1632          * timely exit without the chance of finding more events available and
1633          * fetching repeatedly.
1634          */
1635         if (fatal_signal_pending(current))
1636                 return -EINTR;
1637
1638         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1639
1640         mutex_lock(&ep->mtx);
1641         ep_start_scan(ep, &txlist);
1642
1643         /*
1644          * We can loop without lock because we are passed a task private list.
1645          * Items cannot vanish during the loop we are holding ep->mtx.
1646          */
1647         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, &txlist, rdllink) {
1648                 struct wakeup_source *ws;
1649                 __poll_t revents;
1650
1651                 if (res >= maxevents)
1652                         break;
1653
1654                 /*
1655                  * Activate ep->ws before deactivating epi->ws to prevent
1656                  * triggering auto-suspend here (in case we reactive epi->ws
1657                  * below).
1658                  *
1659                  * This could be rearranged to delay the deactivation of epi->ws
1660                  * instead, but then epi->ws would temporarily be out of sync
1661                  * with ep_is_linked().
1662                  */
1663                 ws = ep_wakeup_source(epi);
1664                 if (ws) {
1665                         if (ws->active)
1666                                 __pm_stay_awake(ep->ws);
1667                         __pm_relax(ws);
1668                 }
1669
1670                 list_del_init(&epi->rdllink);
1671
1672                 /*
1673                  * If the event mask intersect the caller-requested one,
1674                  * deliver the event to userspace. Again, we are holding ep->mtx,
1675                  * so no operations coming from userspace can change the item.
1676                  */
1677                 revents = ep_item_poll(epi, &pt, 1);
1678                 if (!revents)
1679                         continue;
1680
1681                 if (__put_user(revents, &events->events) ||
1682                     __put_user(epi->event.data, &events->data)) {
1683                         list_add(&epi->rdllink, &txlist);
1684                         ep_pm_stay_awake(epi);
1685                         if (!res)
1686                                 res = -EFAULT;
1687                         break;
1688                 }
1689                 res++;
1690                 events++;
1691                 if (epi->event.events & EPOLLONESHOT)
1692                         epi->event.events &= EP_PRIVATE_BITS;
1693                 else if (!(epi->event.events & EPOLLET)) {
1694                         /*
1695                          * If this file has been added with Level
1696                          * Trigger mode, we need to insert back inside
1697                          * the ready list, so that the next call to
1698                          * epoll_wait() will check again the events
1699                          * availability. At this point, no one can insert
1700                          * into ep->rdllist besides us. The epoll_ctl()
1701                          * callers are locked out by
1702                          * ep_scan_ready_list() holding "mtx" and the
1703                          * poll callback will queue them in ep->ovflist.
1704                          */
1705                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1706                         ep_pm_stay_awake(epi);
1707                 }
1708         }
1709         ep_done_scan(ep, &txlist);
1710         mutex_unlock(&ep->mtx);
1711
1712         return res;
1713 }
1714
1715 static struct timespec64 *ep_timeout_to_timespec(struct timespec64 *to, long ms)
1716 {
1717         struct timespec64 now;
1718
1719         if (ms < 0)
1720                 return NULL;
1721
1722         if (!ms) {
1723                 to->tv_sec = 0;
1724                 to->tv_nsec = 0;
1725                 return to;
1726         }
1727
1728         to->tv_sec = ms / MSEC_PER_SEC;
1729         to->tv_nsec = NSEC_PER_MSEC * (ms % MSEC_PER_SEC);
1730
1731         ktime_get_ts64(&now);
1732         *to = timespec64_add_safe(now, *to);
1733         return to;
1734 }
1735
1736 /**
1737  * ep_poll - Retrieves ready events, and delivers them to the caller supplied
1738  *           event buffer.
1739  *
1740  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
1741  * @events: Pointer to the userspace buffer where the ready events should be
1742  *          stored.
1743  * @maxevents: Size (in terms of number of events) of the caller event buffer.
1744  * @timeout: Maximum timeout for the ready events fetch operation, in
1745  *           timespec. If the timeout is zero, the function will not block,
1746  *           while if the @timeout ptr is NULL, the function will block
1747  *           until at least one event has been retrieved (or an error
1748  *           occurred).
1749  *
1750  * Returns: Returns the number of ready events which have been fetched, or an
1751  *          error code, in case of error.
1752  */
1753 static int ep_poll(struct eventpoll *ep, struct epoll_event __user *events,
1754                    int maxevents, struct timespec64 *timeout)
1755 {
1756         int res, eavail, timed_out = 0;
1757         u64 slack = 0;
1758         wait_queue_entry_t wait;
1759         ktime_t expires, *to = NULL;
1760
1761         lockdep_assert_irqs_enabled();
1762
1763         if (timeout && (timeout->tv_sec | timeout->tv_nsec)) {
1764                 slack = select_estimate_accuracy(timeout);
1765                 to = &expires;
1766                 *to = timespec64_to_ktime(*timeout);
1767         } else if (timeout) {
1768                 /*
1769                  * Avoid the unnecessary trip to the wait queue loop, if the
1770                  * caller specified a non blocking operation.
1771                  */
1772                 timed_out = 1;
1773         }
1774
1775         /*
1776          * This call is racy: We may or may not see events that are being added
1777          * to the ready list under the lock (e.g., in IRQ callbacks). For, cases
1778          * with a non-zero timeout, this thread will check the ready list under
1779          * lock and will added to the wait queue.  For, cases with a zero
1780          * timeout, the user by definition should not care and will have to
1781          * recheck again.
1782          */
1783         eavail = ep_events_available(ep);
1784
1785         while (1) {
1786                 if (eavail) {
1787                         /*
1788                          * Try to transfer events to user space. In case we get
1789                          * 0 events and there's still timeout left over, we go
1790                          * trying again in search of more luck.
1791                          */
1792                         res = ep_send_events(ep, events, maxevents);
1793                         if (res)
1794                                 return res;
1795                 }
1796
1797                 if (timed_out)
1798                         return 0;
1799
1800                 eavail = ep_busy_loop(ep, timed_out);
1801                 if (eavail)
1802                         continue;
1803
1804                 if (signal_pending(current))
1805                         return -EINTR;
1806
1807                 /*
1808                  * Internally init_wait() uses autoremove_wake_function(),
1809                  * thus wait entry is removed from the wait queue on each
1810                  * wakeup. Why it is important? In case of several waiters
1811                  * each new wakeup will hit the next waiter, giving it the
1812                  * chance to harvest new event. Otherwise wakeup can be
1813                  * lost. This is also good performance-wise, because on
1814                  * normal wakeup path no need to call __remove_wait_queue()
1815                  * explicitly, thus ep->lock is not taken, which halts the
1816                  * event delivery.
1817                  */
1818                 init_wait(&wait);
1819
1820                 write_lock_irq(&ep->lock);
1821                 /*
1822                  * Barrierless variant, waitqueue_active() is called under
1823                  * the same lock on wakeup ep_poll_callback() side, so it
1824                  * is safe to avoid an explicit barrier.
1825                  */
1826                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1827
1828                 /*
1829                  * Do the final check under the lock. ep_scan_ready_list()
1830                  * plays with two lists (->rdllist and ->ovflist) and there
1831                  * is always a race when both lists are empty for short
1832                  * period of time although events are pending, so lock is
1833                  * important.
1834                  */
1835                 eavail = ep_events_available(ep);
1836                 if (!eavail)
1837                         __add_wait_queue_exclusive(&ep->wq, &wait);
1838
1839                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1840
1841                 if (!eavail)
1842                         timed_out = !schedule_hrtimeout_range(to, slack,
1843                                                               HRTIMER_MODE_ABS);
1844                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1845
1846                 /*
1847                  * We were woken up, thus go and try to harvest some events.
1848                  * If timed out and still on the wait queue, recheck eavail
1849                  * carefully under lock, below.
1850                  */
1851                 eavail = 1;
1852
1853                 if (!list_empty_careful(&wait.entry)) {
1854                         write_lock_irq(&ep->lock);
1855                         /*
1856                          * If the thread timed out and is not on the wait queue,
1857                          * it means that the thread was woken up after its
1858                          * timeout expired before it could reacquire the lock.
1859                          * Thus, when wait.entry is empty, it needs to harvest
1860                          * events.
1861                          */
1862                         if (timed_out)
1863                                 eavail = list_empty(&wait.entry);
1864                         __remove_wait_queue(&ep->wq, &wait);
1865                         write_unlock_irq(&ep->lock);
1866                 }
1867         }
1868 }
1869
1870 /**
1871  * ep_loop_check_proc - verify that adding an epoll file inside another
1872  *                      epoll structure, does not violate the constraints, in
1873  *                      terms of closed loops, or too deep chains (which can
1874  *                      result in excessive stack usage).
1875  *
1876  * @priv: Pointer to the epoll file to be currently checked.
1877  * @depth: Current depth of the path being checked.
1878  *
1879  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
1880  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1881  */
1882 static int ep_loop_check_proc(struct eventpoll *ep, int depth)
1883 {
1884         int error = 0;
1885         struct rb_node *rbp;
1886         struct epitem *epi;
1887
1888         mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth + 1);
1889         ep->gen = loop_check_gen;
1890         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1891                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1892                 if (unlikely(is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
1893                         struct eventpoll *ep_tovisit;
1894                         ep_tovisit = epi->ffd.file->private_data;
1895                         if (ep_tovisit->gen == loop_check_gen)
1896                                 continue;
1897                         if (ep_tovisit == inserting_into || depth > EP_MAX_NESTS)
1898                                 error = -1;
1899                         else
1900                                 error = ep_loop_check_proc(ep_tovisit, depth + 1);
1901                         if (error != 0)
1902                                 break;
1903                 } else {
1904                         /*
1905                          * If we've reached a file that is not associated with
1906                          * an ep, then we need to check if the newly added
1907                          * links are going to add too many wakeup paths. We do
1908                          * this by adding it to the tfile_check_list, if it's
1909                          * not already there, and calling reverse_path_check()
1910                          * during ep_insert().
1911                          */
1912                         list_file(epi->ffd.file);
1913                 }
1914         }
1915         mutex_unlock(&ep->mtx);
1916
1917         return error;
1918 }
1919
1920 /**
1921  * ep_loop_check - Performs a check to verify that adding an epoll file (@to)
1922  *                 into another epoll file (represented by @from) does not create
1923  *                 closed loops or too deep chains.
1924  *
1925  * @from: Pointer to the epoll we are inserting into.
1926  * @to: Pointer to the epoll to be inserted.
1927  *
1928  * Returns: Returns zero if adding the epoll @to inside the epoll @from
1929  * does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1930  */
1931 static int ep_loop_check(struct eventpoll *ep, struct eventpoll *to)
1932 {
1933         inserting_into = ep;
1934         return ep_loop_check_proc(to, 0);
1935 }
1936
1937 static void clear_tfile_check_list(void)
1938 {
1939         rcu_read_lock();
1940         while (tfile_check_list != EP_UNACTIVE_PTR) {
1941                 struct epitems_head *head = tfile_check_list;
1942                 tfile_check_list = head->next;
1943                 unlist_file(head);
1944         }
1945         rcu_read_unlock();
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Open an eventpoll file descriptor.
1950  */
1951 static int do_epoll_create(int flags)
1952 {
1953         int error, fd;
1954         struct eventpoll *ep = NULL;
1955         struct file *file;
1956
1957         /* Check the EPOLL_* constant for consistency.  */
1958         BUILD_BUG_ON(EPOLL_CLOEXEC != O_CLOEXEC);
1959
1960         if (flags & ~EPOLL_CLOEXEC)
1961                 return -EINVAL;
1962         /*
1963          * Create the internal data structure ("struct eventpoll").
1964          */
1965         error = ep_alloc(&ep);
1966         if (error < 0)
1967                 return error;
1968         /*
1969          * Creates all the items needed to setup an eventpoll file. That is,
1970          * a file structure and a free file descriptor.
1971          */
1972         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
1973         if (fd < 0) {
1974                 error = fd;
1975                 goto out_free_ep;
1976         }
1977         file = anon_inode_getfile("[eventpoll]", &eventpoll_fops, ep,
1978                                  O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
1979         if (IS_ERR(file)) {
1980                 error = PTR_ERR(file);
1981                 goto out_free_fd;
1982         }
1983         ep->file = file;
1984         fd_install(fd, file);
1985         return fd;
1986
1987 out_free_fd:
1988         put_unused_fd(fd);
1989 out_free_ep:
1990         ep_free(ep);
1991         return error;
1992 }
1993
1994 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create1, int, flags)
1995 {
1996         return do_epoll_create(flags);
1997 }
1998
1999 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create, int, size)
2000 {
2001         if (size <= 0)
2002                 return -EINVAL;
2003
2004         return do_epoll_create(0);
2005 }
2006
2007 static inline int epoll_mutex_lock(struct mutex *mutex, int depth,
2008                                    bool nonblock)
2009 {
2010         if (!nonblock) {
2011                 mutex_lock_nested(mutex, depth);
2012                 return 0;
2013         }
2014         if (mutex_trylock(mutex))
2015                 return 0;
2016         return -EAGAIN;
2017 }
2018
2019 int do_epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *epds,
2020                  bool nonblock)
2021 {
2022         int error;
2023         int full_check = 0;
2024         struct fd f, tf;
2025         struct eventpoll *ep;
2026         struct epitem *epi;
2027         struct eventpoll *tep = NULL;
2028
2029         error = -EBADF;
2030         f = fdget(epfd);
2031         if (!f.file)
2032                 goto error_return;
2033
2034         /* Get the "struct file *" for the target file */
2035         tf = fdget(fd);
2036         if (!tf.file)
2037                 goto error_fput;
2038
2039         /* The target file descriptor must support poll */
2040         error = -EPERM;
2041         if (!file_can_poll(tf.file))
2042                 goto error_tgt_fput;
2043
2044         /* Check if EPOLLWAKEUP is allowed */
2045         if (ep_op_has_event(op))
2046                 ep_take_care_of_epollwakeup(epds);
2047
2048         /*
2049          * We have to check that the file structure underneath the file descriptor
2050          * the user passed to us _is_ an eventpoll file. And also we do not permit
2051          * adding an epoll file descriptor inside itself.
2052          */
2053         error = -EINVAL;
2054         if (f.file == tf.file || !is_file_epoll(f.file))
2055                 goto error_tgt_fput;
2056
2057         /*
2058          * epoll adds to the wakeup queue at EPOLL_CTL_ADD time only,
2059          * so EPOLLEXCLUSIVE is not allowed for a EPOLL_CTL_MOD operation.
2060          * Also, we do not currently supported nested exclusive wakeups.
2061          */
2062         if (ep_op_has_event(op) && (epds->events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2063                 if (op == EPOLL_CTL_MOD)
2064                         goto error_tgt_fput;
2065                 if (op == EPOLL_CTL_ADD && (is_file_epoll(tf.file) ||
2066                                 (epds->events & ~EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS)))
2067                         goto error_tgt_fput;
2068         }
2069
2070         /*
2071          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2072          * our own data structure.
2073          */
2074         ep = f.file->private_data;
2075
2076         /*
2077          * When we insert an epoll file descriptor, inside another epoll file
2078          * descriptor, there is the change of creating closed loops, which are
2079          * better be handled here, than in more critical paths. While we are
2080          * checking for loops we also determine the list of files reachable
2081          * and hang them on the tfile_check_list, so we can check that we
2082          * haven't created too many possible wakeup paths.
2083          *
2084          * We do not need to take the global 'epumutex' on EPOLL_CTL_ADD when
2085          * the epoll file descriptor is attaching directly to a wakeup source,
2086          * unless the epoll file descriptor is nested. The purpose of taking the
2087          * 'epmutex' on add is to prevent complex toplogies such as loops and
2088          * deep wakeup paths from forming in parallel through multiple
2089          * EPOLL_CTL_ADD operations.
2090          */
2091         error = epoll_mutex_lock(&ep->mtx, 0, nonblock);
2092         if (error)
2093                 goto error_tgt_fput;
2094         if (op == EPOLL_CTL_ADD) {
2095                 if (READ_ONCE(f.file->f_ep) || ep->gen == loop_check_gen ||
2096                     is_file_epoll(tf.file)) {
2097                         mutex_unlock(&ep->mtx);
2098                         error = epoll_mutex_lock(&epmutex, 0, nonblock);
2099                         if (error)
2100                                 goto error_tgt_fput;
2101                         loop_check_gen++;
2102                         full_check = 1;
2103                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2104                                 tep = tf.file->private_data;
2105                                 error = -ELOOP;
2106                                 if (ep_loop_check(ep, tep) != 0)
2107                                         goto error_tgt_fput;
2108                         }
2109                         error = epoll_mutex_lock(&ep->mtx, 0, nonblock);
2110                         if (error)
2111                                 goto error_tgt_fput;
2112                 }
2113         }
2114
2115         /*
2116          * Try to lookup the file inside our RB tree, Since we grabbed "mtx"
2117          * above, we can be sure to be able to use the item looked up by
2118          * ep_find() till we release the mutex.
2119          */
2120         epi = ep_find(ep, tf.file, fd);
2121
2122         error = -EINVAL;
2123         switch (op) {
2124         case EPOLL_CTL_ADD:
2125                 if (!epi) {
2126                         epds->events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2127                         error = ep_insert(ep, epds, tf.file, fd, full_check);
2128                 } else
2129                         error = -EEXIST;
2130                 break;
2131         case EPOLL_CTL_DEL:
2132                 if (epi)
2133                         error = ep_remove(ep, epi);
2134                 else
2135                         error = -ENOENT;
2136                 break;
2137         case EPOLL_CTL_MOD:
2138                 if (epi) {
2139                         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2140                                 epds->events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2141                                 error = ep_modify(ep, epi, epds);
2142                         }
2143                 } else
2144                         error = -ENOENT;
2145                 break;
2146         }
2147         mutex_unlock(&ep->mtx);
2148
2149 error_tgt_fput:
2150         if (full_check) {
2151                 clear_tfile_check_list();
2152                 loop_check_gen++;
2153                 mutex_unlock(&epmutex);
2154         }
2155
2156         fdput(tf);
2157 error_fput:
2158         fdput(f);
2159 error_return:
2160
2161         return error;
2162 }
2163
2164 /*
2165  * The following function implements the controller interface for
2166  * the eventpoll file that enables the insertion/removal/change of
2167  * file descriptors inside the interest set.
2168  */
2169 SYSCALL_DEFINE4(epoll_ctl, int, epfd, int, op, int, fd,
2170                 struct epoll_event __user *, event)
2171 {
2172         struct epoll_event epds;
2173
2174         if (ep_op_has_event(op) &&
2175             copy_from_user(&epds, event, sizeof(struct epoll_event)))
2176                 return -EFAULT;
2177
2178         return do_epoll_ctl(epfd, op, fd, &epds, false);
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2183  * part of the user space epoll_wait(2).
2184  */
2185 static int do_epoll_wait(int epfd, struct epoll_event __user *events,
2186                          int maxevents, struct timespec64 *to)
2187 {
2188         int error;
2189         struct fd f;
2190         struct eventpoll *ep;
2191
2192         /* The maximum number of event must be greater than zero */
2193         if (maxevents <= 0 || maxevents > EP_MAX_EVENTS)
2194                 return -EINVAL;
2195
2196         /* Verify that the area passed by the user is writeable */
2197         if (!access_ok(events, maxevents * sizeof(struct epoll_event)))
2198                 return -EFAULT;
2199
2200         /* Get the "struct file *" for the eventpoll file */
2201         f = fdget(epfd);
2202         if (!f.file)
2203                 return -EBADF;
2204
2205         /*
2206          * We have to check that the file structure underneath the fd
2207          * the user passed to us _is_ an eventpoll file.
2208          */
2209         error = -EINVAL;
2210         if (!is_file_epoll(f.file))
2211                 goto error_fput;
2212
2213         /*
2214          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2215          * our own data structure.
2216          */
2217         ep = f.file->private_data;
2218
2219         /* Time to fish for events ... */
2220         error = ep_poll(ep, events, maxevents, to);
2221
2222 error_fput:
2223         fdput(f);
2224         return error;
2225 }
2226
2227 SYSCALL_DEFINE4(epoll_wait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2228                 int, maxevents, int, timeout)
2229 {
2230         struct timespec64 to;
2231
2232         return do_epoll_wait(epfd, events, maxevents,
2233                              ep_timeout_to_timespec(&to, timeout));
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2238  * part of the user space epoll_pwait(2).
2239  */
2240 static int do_epoll_pwait(int epfd, struct epoll_event __user *events,
2241                           int maxevents, struct timespec64 *to,
2242                           const sigset_t __user *sigmask, size_t sigsetsize)
2243 {
2244         int error;
2245
2246         /*
2247          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2248          * we apply it here.
2249          */
2250         error = set_user_sigmask(sigmask, sigsetsize);
2251         if (error)
2252                 return error;
2253
2254         error = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, to);
2255
2256         restore_saved_sigmask_unless(error == -EINTR);
2257
2258         return error;
2259 }
2260
2261 SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2262                 int, maxevents, int, timeout, const sigset_t __user *, sigmask,
2263                 size_t, sigsetsize)
2264 {
2265         struct timespec64 to;
2266
2267         return do_epoll_pwait(epfd, events, maxevents,
2268                               ep_timeout_to_timespec(&to, timeout),
2269                               sigmask, sigsetsize);
2270 }
2271
2272 SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait2, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2273                 int, maxevents, const struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2274                 const sigset_t __user *, sigmask, size_t, sigsetsize)
2275 {
2276         struct timespec64 ts, *to = NULL;
2277
2278         if (timeout) {
2279                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2280                         return -EFAULT;
2281                 to = &ts;
2282                 if (poll_select_set_timeout(to, ts.tv_sec, ts.tv_nsec))
2283                         return -EINVAL;
2284         }
2285
2286         return do_epoll_pwait(epfd, events, maxevents, to,
2287                               sigmask, sigsetsize);
2288 }
2289
2290 #ifdef CONFIG_COMPAT
2291 static int do_compat_epoll_pwait(int epfd, struct epoll_event __user *events,
2292                                  int maxevents, struct timespec64 *timeout,
2293                                  const compat_sigset_t __user *sigmask,
2294                                  compat_size_t sigsetsize)
2295 {
2296         long err;
2297
2298         /*
2299          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2300          * we apply it here.
2301          */
2302         err = set_compat_user_sigmask(sigmask, sigsetsize);
2303         if (err)
2304                 return err;
2305
2306         err = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2307
2308         restore_saved_sigmask_unless(err == -EINTR);
2309
2310         return err;
2311 }
2312
2313 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd,
2314                        struct epoll_event __user *, events,
2315                        int, maxevents, int, timeout,
2316                        const compat_sigset_t __user *, sigmask,
2317                        compat_size_t, sigsetsize)
2318 {
2319         struct timespec64 to;
2320
2321         return do_compat_epoll_pwait(epfd, events, maxevents,
2322                                      ep_timeout_to_timespec(&to, timeout),
2323                                      sigmask, sigsetsize);
2324 }
2325
2326 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait2, int, epfd,
2327                        struct epoll_event __user *, events,
2328                        int, maxevents,
2329                        const struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2330                        const compat_sigset_t __user *, sigmask,
2331                        compat_size_t, sigsetsize)
2332 {
2333         struct timespec64 ts, *to = NULL;
2334
2335         if (timeout) {
2336                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2337                         return -EFAULT;
2338                 to = &ts;
2339                 if (poll_select_set_timeout(to, ts.tv_sec, ts.tv_nsec))
2340                         return -EINVAL;
2341         }
2342
2343         return do_compat_epoll_pwait(epfd, events, maxevents, to,
2344                                      sigmask, sigsetsize);
2345 }
2346
2347 #endif
2348
2349 static int __init eventpoll_init(void)
2350 {
2351         struct sysinfo si;
2352
2353         si_meminfo(&si);
2354         /*
2355          * Allows top 4% of lomem to be allocated for epoll watches (per user).
2356          */
2357         max_user_watches = (((si.totalram - si.totalhigh) / 25) << PAGE_SHIFT) /
2358                 EP_ITEM_COST;
2359         BUG_ON(max_user_watches < 0);
2360
2361         /*
2362          * We can have many thousands of epitems, so prevent this from
2363          * using an extra cache line on 64-bit (and smaller) CPUs
2364          */
2365         BUILD_BUG_ON(sizeof(void *) <= 8 && sizeof(struct epitem) > 128);
2366
2367         /* Allocates slab cache used to allocate "struct epitem" items */
2368         epi_cache = kmem_cache_create("eventpoll_epi", sizeof(struct epitem),
2369                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2370
2371         /* Allocates slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
2372         pwq_cache = kmem_cache_create("eventpoll_pwq",
2373                 sizeof(struct eppoll_entry), 0, SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2374
2375         ephead_cache = kmem_cache_create("ep_head",
2376                 sizeof(struct epitems_head), 0, SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2377
2378         return 0;
2379 }
2380 fs_initcall(eventpoll_init);