d89aead356df4a025ef00e8271aed00e4637cc55
[platform/kernel/linux-rpi.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 void 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);
398 }
399
400 static inline void ep_reset_busy_poll_napi_id(struct eventpoll *ep)
401 {
402         if (ep->napi_id)
403                 ep->napi_id = 0;
404 }
405
406 /*
407  * Set epoll busy poll NAPI ID from sk.
408  */
409 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
410 {
411         struct eventpoll *ep;
412         unsigned int napi_id;
413         struct socket *sock;
414         struct sock *sk;
415         int err;
416
417         if (!net_busy_loop_on())
418                 return;
419
420         sock = sock_from_file(epi->ffd.file, &err);
421         if (!sock)
422                 return;
423
424         sk = sock->sk;
425         if (!sk)
426                 return;
427
428         napi_id = READ_ONCE(sk->sk_napi_id);
429         ep = epi->ep;
430
431         /* Non-NAPI IDs can be rejected
432          *      or
433          * Nothing to do if we already have this ID
434          */
435         if (napi_id < MIN_NAPI_ID || napi_id == ep->napi_id)
436                 return;
437
438         /* record NAPI ID for use in next busy poll */
439         ep->napi_id = napi_id;
440 }
441
442 #else
443
444 static inline void ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
445 {
446 }
447
448 static inline void ep_reset_busy_poll_napi_id(struct eventpoll *ep)
449 {
450 }
451
452 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
453 {
454 }
455
456 #endif /* CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL */
457
458 /*
459  * As described in commit 0ccf831cb lockdep: annotate epoll
460  * the use of wait queues used by epoll is done in a very controlled
461  * manner. Wake ups can nest inside each other, but are never done
462  * with the same locking. For example:
463  *
464  *   dfd = socket(...);
465  *   efd1 = epoll_create();
466  *   efd2 = epoll_create();
467  *   epoll_ctl(efd1, EPOLL_CTL_ADD, dfd, ...);
468  *   epoll_ctl(efd2, EPOLL_CTL_ADD, efd1, ...);
469  *
470  * When a packet arrives to the device underneath "dfd", the net code will
471  * issue a wake_up() on its poll wake list. Epoll (efd1) has installed a
472  * callback wakeup entry on that queue, and the wake_up() performed by the
473  * "dfd" net code will end up in ep_poll_callback(). At this point epoll
474  * (efd1) notices that it may have some event ready, so it needs to wake up
475  * the waiters on its poll wait list (efd2). So it calls ep_poll_safewake()
476  * that ends up in another wake_up(), after having checked about the
477  * recursion constraints. That are, no more than EP_MAX_POLLWAKE_NESTS, to
478  * avoid stack blasting.
479  *
480  * When CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is enabled, make sure lockdep can handle
481  * this special case of epoll.
482  */
483 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
484
485 static void ep_poll_safewake(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
486 {
487         struct eventpoll *ep_src;
488         unsigned long flags;
489         u8 nests = 0;
490
491         /*
492          * To set the subclass or nesting level for spin_lock_irqsave_nested()
493          * it might be natural to create a per-cpu nest count. However, since
494          * we can recurse on ep->poll_wait.lock, and a non-raw spinlock can
495          * schedule() in the -rt kernel, the per-cpu variable are no longer
496          * protected. Thus, we are introducing a per eventpoll nest field.
497          * If we are not being call from ep_poll_callback(), epi is NULL and
498          * we are at the first level of nesting, 0. Otherwise, we are being
499          * called from ep_poll_callback() and if a previous wakeup source is
500          * not an epoll file itself, we are at depth 1 since the wakeup source
501          * is depth 0. If the wakeup source is a previous epoll file in the
502          * wakeup chain then we use its nests value and record ours as
503          * nests + 1. The previous epoll file nests value is stable since its
504          * already holding its own poll_wait.lock.
505          */
506         if (epi) {
507                 if ((is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
508                         ep_src = epi->ffd.file->private_data;
509                         nests = ep_src->nests;
510                 } else {
511                         nests = 1;
512                 }
513         }
514         spin_lock_irqsave_nested(&ep->poll_wait.lock, flags, nests);
515         ep->nests = nests + 1;
516         wake_up_locked_poll(&ep->poll_wait, EPOLLIN);
517         ep->nests = 0;
518         spin_unlock_irqrestore(&ep->poll_wait.lock, flags);
519 }
520
521 #else
522
523 static void ep_poll_safewake(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
524 {
525         wake_up_poll(&ep->poll_wait, EPOLLIN);
526 }
527
528 #endif
529
530 static void ep_remove_wait_queue(struct eppoll_entry *pwq)
531 {
532         wait_queue_head_t *whead;
533
534         rcu_read_lock();
535         /*
536          * If it is cleared by POLLFREE, it should be rcu-safe.
537          * If we read NULL we need a barrier paired with
538          * smp_store_release() in ep_poll_callback(), otherwise
539          * we rely on whead->lock.
540          */
541         whead = smp_load_acquire(&pwq->whead);
542         if (whead)
543                 remove_wait_queue(whead, &pwq->wait);
544         rcu_read_unlock();
545 }
546
547 /*
548  * This function unregisters poll callbacks from the associated file
549  * descriptor.  Must be called with "mtx" held (or "epmutex" if called from
550  * ep_free).
551  */
552 static void ep_unregister_pollwait(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
553 {
554         struct eppoll_entry **p = &epi->pwqlist;
555         struct eppoll_entry *pwq;
556
557         while ((pwq = *p) != NULL) {
558                 *p = pwq->next;
559                 ep_remove_wait_queue(pwq);
560                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
561         }
562 }
563
564 /* call only when ep->mtx is held */
565 static inline struct wakeup_source *ep_wakeup_source(struct epitem *epi)
566 {
567         return rcu_dereference_check(epi->ws, lockdep_is_held(&epi->ep->mtx));
568 }
569
570 /* call only when ep->mtx is held */
571 static inline void ep_pm_stay_awake(struct epitem *epi)
572 {
573         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
574
575         if (ws)
576                 __pm_stay_awake(ws);
577 }
578
579 static inline bool ep_has_wakeup_source(struct epitem *epi)
580 {
581         return rcu_access_pointer(epi->ws) ? true : false;
582 }
583
584 /* call when ep->mtx cannot be held (ep_poll_callback) */
585 static inline void ep_pm_stay_awake_rcu(struct epitem *epi)
586 {
587         struct wakeup_source *ws;
588
589         rcu_read_lock();
590         ws = rcu_dereference(epi->ws);
591         if (ws)
592                 __pm_stay_awake(ws);
593         rcu_read_unlock();
594 }
595
596
597 /*
598  * ep->mutex needs to be held because we could be hit by
599  * eventpoll_release_file() and epoll_ctl().
600  */
601 static void ep_start_scan(struct eventpoll *ep, struct list_head *txlist)
602 {
603         /*
604          * Steal the ready list, and re-init the original one to the
605          * empty list. Also, set ep->ovflist to NULL so that events
606          * happening while looping w/out locks, are not lost. We cannot
607          * have the poll callback to queue directly on ep->rdllist,
608          * because we want the "sproc" callback to be able to do it
609          * in a lockless way.
610          */
611         lockdep_assert_irqs_enabled();
612         write_lock_irq(&ep->lock);
613         list_splice_init(&ep->rdllist, txlist);
614         WRITE_ONCE(ep->ovflist, NULL);
615         write_unlock_irq(&ep->lock);
616 }
617
618 static void ep_done_scan(struct eventpoll *ep,
619                          struct list_head *txlist)
620 {
621         struct epitem *epi, *nepi;
622
623         write_lock_irq(&ep->lock);
624         /*
625          * During the time we spent inside the "sproc" callback, some
626          * other events might have been queued by the poll callback.
627          * We re-insert them inside the main ready-list here.
628          */
629         for (nepi = READ_ONCE(ep->ovflist); (epi = nepi) != NULL;
630              nepi = epi->next, epi->next = EP_UNACTIVE_PTR) {
631                 /*
632                  * We need to check if the item is already in the list.
633                  * During the "sproc" callback execution time, items are
634                  * queued into ->ovflist but the "txlist" might already
635                  * contain them, and the list_splice() below takes care of them.
636                  */
637                 if (!ep_is_linked(epi)) {
638                         /*
639                          * ->ovflist is LIFO, so we have to reverse it in order
640                          * to keep in FIFO.
641                          */
642                         list_add(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
643                         ep_pm_stay_awake(epi);
644                 }
645         }
646         /*
647          * We need to set back ep->ovflist to EP_UNACTIVE_PTR, so that after
648          * releasing the lock, events will be queued in the normal way inside
649          * ep->rdllist.
650          */
651         WRITE_ONCE(ep->ovflist, EP_UNACTIVE_PTR);
652
653         /*
654          * Quickly re-inject items left on "txlist".
655          */
656         list_splice(txlist, &ep->rdllist);
657         __pm_relax(ep->ws);
658         write_unlock_irq(&ep->lock);
659 }
660
661 static void epi_rcu_free(struct rcu_head *head)
662 {
663         struct epitem *epi = container_of(head, struct epitem, rcu);
664         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
665 }
666
667 /*
668  * Removes a "struct epitem" from the eventpoll RB tree and deallocates
669  * all the associated resources. Must be called with "mtx" held.
670  */
671 static int ep_remove(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
672 {
673         struct file *file = epi->ffd.file;
674         struct epitems_head *to_free;
675         struct hlist_head *head;
676
677         lockdep_assert_irqs_enabled();
678
679         /*
680          * Removes poll wait queue hooks.
681          */
682         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
683
684         /* Remove the current item from the list of epoll hooks */
685         spin_lock(&file->f_lock);
686         to_free = NULL;
687         head = file->f_ep;
688         if (head->first == &epi->fllink && !epi->fllink.next) {
689                 file->f_ep = NULL;
690                 if (!is_file_epoll(file)) {
691                         struct epitems_head *v;
692                         v = container_of(head, struct epitems_head, epitems);
693                         if (!smp_load_acquire(&v->next))
694                                 to_free = v;
695                 }
696         }
697         hlist_del_rcu(&epi->fllink);
698         spin_unlock(&file->f_lock);
699         free_ephead(to_free);
700
701         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
702
703         write_lock_irq(&ep->lock);
704         if (ep_is_linked(epi))
705                 list_del_init(&epi->rdllink);
706         write_unlock_irq(&ep->lock);
707
708         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
709         /*
710          * At this point it is safe to free the eventpoll item. Use the union
711          * field epi->rcu, since we are trying to minimize the size of
712          * 'struct epitem'. The 'rbn' field is no longer in use. Protected by
713          * ep->mtx. The rcu read side, reverse_path_check_proc(), does not make
714          * use of the rbn field.
715          */
716         call_rcu(&epi->rcu, epi_rcu_free);
717
718         atomic_long_dec(&ep->user->epoll_watches);
719
720         return 0;
721 }
722
723 static void ep_free(struct eventpoll *ep)
724 {
725         struct rb_node *rbp;
726         struct epitem *epi;
727
728         /* We need to release all tasks waiting for these file */
729         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
730                 ep_poll_safewake(ep, NULL);
731
732         /*
733          * We need to lock this because we could be hit by
734          * eventpoll_release_file() while we're freeing the "struct eventpoll".
735          * We do not need to hold "ep->mtx" here because the epoll file
736          * is on the way to be removed and no one has references to it
737          * anymore. The only hit might come from eventpoll_release_file() but
738          * holding "epmutex" is sufficient here.
739          */
740         mutex_lock(&epmutex);
741
742         /*
743          * Walks through the whole tree by unregistering poll callbacks.
744          */
745         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
746                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
747
748                 ep_unregister_pollwait(ep, epi);
749                 cond_resched();
750         }
751
752         /*
753          * Walks through the whole tree by freeing each "struct epitem". At this
754          * point we are sure no poll callbacks will be lingering around, and also by
755          * holding "epmutex" we can be sure that no file cleanup code will hit
756          * us during this operation. So we can avoid the lock on "ep->lock".
757          * We do not need to lock ep->mtx, either, we only do it to prevent
758          * a lockdep warning.
759          */
760         mutex_lock(&ep->mtx);
761         while ((rbp = rb_first_cached(&ep->rbr)) != NULL) {
762                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
763                 ep_remove(ep, epi);
764                 cond_resched();
765         }
766         mutex_unlock(&ep->mtx);
767
768         mutex_unlock(&epmutex);
769         mutex_destroy(&ep->mtx);
770         free_uid(ep->user);
771         wakeup_source_unregister(ep->ws);
772         kfree(ep);
773 }
774
775 static int ep_eventpoll_release(struct inode *inode, struct file *file)
776 {
777         struct eventpoll *ep = file->private_data;
778
779         if (ep)
780                 ep_free(ep);
781
782         return 0;
783 }
784
785 static __poll_t ep_item_poll(const struct epitem *epi, poll_table *pt, int depth);
786
787 static __poll_t __ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait, int depth)
788 {
789         struct eventpoll *ep = file->private_data;
790         LIST_HEAD(txlist);
791         struct epitem *epi, *tmp;
792         poll_table pt;
793         __poll_t res = 0;
794
795         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
796
797         /* Insert inside our poll wait queue */
798         poll_wait(file, &ep->poll_wait, wait);
799
800         /*
801          * Proceed to find out if wanted events are really available inside
802          * the ready list.
803          */
804         mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth);
805         ep_start_scan(ep, &txlist);
806         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, &txlist, rdllink) {
807                 if (ep_item_poll(epi, &pt, depth + 1)) {
808                         res = EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
809                         break;
810                 } else {
811                         /*
812                          * Item has been dropped into the ready list by the poll
813                          * callback, but it's not actually ready, as far as
814                          * caller requested events goes. We can remove it here.
815                          */
816                         __pm_relax(ep_wakeup_source(epi));
817                         list_del_init(&epi->rdllink);
818                 }
819         }
820         ep_done_scan(ep, &txlist);
821         mutex_unlock(&ep->mtx);
822         return res;
823 }
824
825 /*
826  * Differs from ep_eventpoll_poll() in that internal callers already have
827  * the ep->mtx so we need to start from depth=1, such that mutex_lock_nested()
828  * is correctly annotated.
829  */
830 static __poll_t ep_item_poll(const struct epitem *epi, poll_table *pt,
831                                  int depth)
832 {
833         struct file *file = epi->ffd.file;
834         __poll_t res;
835
836         pt->_key = epi->event.events;
837         if (!is_file_epoll(file))
838                 res = vfs_poll(file, pt);
839         else
840                 res = __ep_eventpoll_poll(file, pt, depth);
841         return res & epi->event.events;
842 }
843
844 static __poll_t ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait)
845 {
846         return __ep_eventpoll_poll(file, wait, 0);
847 }
848
849 #ifdef CONFIG_PROC_FS
850 static void ep_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
851 {
852         struct eventpoll *ep = f->private_data;
853         struct rb_node *rbp;
854
855         mutex_lock(&ep->mtx);
856         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
857                 struct epitem *epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
858                 struct inode *inode = file_inode(epi->ffd.file);
859
860                 seq_printf(m, "tfd: %8d events: %8x data: %16llx "
861                            " pos:%lli ino:%lx sdev:%x\n",
862                            epi->ffd.fd, epi->event.events,
863                            (long long)epi->event.data,
864                            (long long)epi->ffd.file->f_pos,
865                            inode->i_ino, inode->i_sb->s_dev);
866                 if (seq_has_overflowed(m))
867                         break;
868         }
869         mutex_unlock(&ep->mtx);
870 }
871 #endif
872
873 /* File callbacks that implement the eventpoll file behaviour */
874 static const struct file_operations eventpoll_fops = {
875 #ifdef CONFIG_PROC_FS
876         .show_fdinfo    = ep_show_fdinfo,
877 #endif
878         .release        = ep_eventpoll_release,
879         .poll           = ep_eventpoll_poll,
880         .llseek         = noop_llseek,
881 };
882
883 /*
884  * This is called from eventpoll_release() to unlink files from the eventpoll
885  * interface. We need to have this facility to cleanup correctly files that are
886  * closed without being removed from the eventpoll interface.
887  */
888 void eventpoll_release_file(struct file *file)
889 {
890         struct eventpoll *ep;
891         struct epitem *epi;
892         struct hlist_node *next;
893
894         /*
895          * We don't want to get "file->f_lock" because it is not
896          * necessary. It is not necessary because we're in the "struct file"
897          * cleanup path, and this means that no one is using this file anymore.
898          * So, for example, epoll_ctl() cannot hit here since if we reach this
899          * point, the file counter already went to zero and fget() would fail.
900          * The only hit might come from ep_free() but by holding the mutex
901          * will correctly serialize the operation. We do need to acquire
902          * "ep->mtx" after "epmutex" because ep_remove() requires it when called
903          * from anywhere but ep_free().
904          *
905          * Besides, ep_remove() acquires the lock, so we can't hold it here.
906          */
907         mutex_lock(&epmutex);
908         if (unlikely(!file->f_ep)) {
909                 mutex_unlock(&epmutex);
910                 return;
911         }
912         hlist_for_each_entry_safe(epi, next, file->f_ep, fllink) {
913                 ep = epi->ep;
914                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
915                 ep_remove(ep, epi);
916                 mutex_unlock(&ep->mtx);
917         }
918         mutex_unlock(&epmutex);
919 }
920
921 static int ep_alloc(struct eventpoll **pep)
922 {
923         int error;
924         struct user_struct *user;
925         struct eventpoll *ep;
926
927         user = get_current_user();
928         error = -ENOMEM;
929         ep = kzalloc(sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
930         if (unlikely(!ep))
931                 goto free_uid;
932
933         mutex_init(&ep->mtx);
934         rwlock_init(&ep->lock);
935         init_waitqueue_head(&ep->wq);
936         init_waitqueue_head(&ep->poll_wait);
937         INIT_LIST_HEAD(&ep->rdllist);
938         ep->rbr = RB_ROOT_CACHED;
939         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
940         ep->user = user;
941
942         *pep = ep;
943
944         return 0;
945
946 free_uid:
947         free_uid(user);
948         return error;
949 }
950
951 /*
952  * Search the file inside the eventpoll tree. The RB tree operations
953  * are protected by the "mtx" mutex, and ep_find() must be called with
954  * "mtx" held.
955  */
956 static struct epitem *ep_find(struct eventpoll *ep, struct file *file, int fd)
957 {
958         int kcmp;
959         struct rb_node *rbp;
960         struct epitem *epi, *epir = NULL;
961         struct epoll_filefd ffd;
962
963         ep_set_ffd(&ffd, file, fd);
964         for (rbp = ep->rbr.rb_root.rb_node; rbp; ) {
965                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
966                 kcmp = ep_cmp_ffd(&ffd, &epi->ffd);
967                 if (kcmp > 0)
968                         rbp = rbp->rb_right;
969                 else if (kcmp < 0)
970                         rbp = rbp->rb_left;
971                 else {
972                         epir = epi;
973                         break;
974                 }
975         }
976
977         return epir;
978 }
979
980 #ifdef CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE
981 static struct epitem *ep_find_tfd(struct eventpoll *ep, int tfd, unsigned long toff)
982 {
983         struct rb_node *rbp;
984         struct epitem *epi;
985
986         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
987                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
988                 if (epi->ffd.fd == tfd) {
989                         if (toff == 0)
990                                 return epi;
991                         else
992                                 toff--;
993                 }
994                 cond_resched();
995         }
996
997         return NULL;
998 }
999
1000 struct file *get_epoll_tfile_raw_ptr(struct file *file, int tfd,
1001                                      unsigned long toff)
1002 {
1003         struct file *file_raw;
1004         struct eventpoll *ep;
1005         struct epitem *epi;
1006
1007         if (!is_file_epoll(file))
1008                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1009
1010         ep = file->private_data;
1011
1012         mutex_lock(&ep->mtx);
1013         epi = ep_find_tfd(ep, tfd, toff);
1014         if (epi)
1015                 file_raw = epi->ffd.file;
1016         else
1017                 file_raw = ERR_PTR(-ENOENT);
1018         mutex_unlock(&ep->mtx);
1019
1020         return file_raw;
1021 }
1022 #endif /* CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE */
1023
1024 /**
1025  * Adds a new entry to the tail of the list in a lockless way, i.e.
1026  * multiple CPUs are allowed to call this function concurrently.
1027  *
1028  * Beware: it is necessary to prevent any other modifications of the
1029  *         existing list until all changes are completed, in other words
1030  *         concurrent list_add_tail_lockless() calls should be protected
1031  *         with a read lock, where write lock acts as a barrier which
1032  *         makes sure all list_add_tail_lockless() calls are fully
1033  *         completed.
1034  *
1035  *        Also an element can be locklessly added to the list only in one
1036  *        direction i.e. either to the tail either to the head, otherwise
1037  *        concurrent access will corrupt the list.
1038  *
1039  * Returns %false if element has been already added to the list, %true
1040  * otherwise.
1041  */
1042 static inline bool list_add_tail_lockless(struct list_head *new,
1043                                           struct list_head *head)
1044 {
1045         struct list_head *prev;
1046
1047         /*
1048          * This is simple 'new->next = head' operation, but cmpxchg()
1049          * is used in order to detect that same element has been just
1050          * added to the list from another CPU: the winner observes
1051          * new->next == new.
1052          */
1053         if (cmpxchg(&new->next, new, head) != new)
1054                 return false;
1055
1056         /*
1057          * Initially ->next of a new element must be updated with the head
1058          * (we are inserting to the tail) and only then pointers are atomically
1059          * exchanged.  XCHG guarantees memory ordering, thus ->next should be
1060          * updated before pointers are actually swapped and pointers are
1061          * swapped before prev->next is updated.
1062          */
1063
1064         prev = xchg(&head->prev, new);
1065
1066         /*
1067          * It is safe to modify prev->next and new->prev, because a new element
1068          * is added only to the tail and new->next is updated before XCHG.
1069          */
1070
1071         prev->next = new;
1072         new->prev = prev;
1073
1074         return true;
1075 }
1076
1077 /**
1078  * Chains a new epi entry to the tail of the ep->ovflist in a lockless way,
1079  * i.e. multiple CPUs are allowed to call this function concurrently.
1080  *
1081  * Returns %false if epi element has been already chained, %true otherwise.
1082  */
1083 static inline bool chain_epi_lockless(struct epitem *epi)
1084 {
1085         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1086
1087         /* Fast preliminary check */
1088         if (epi->next != EP_UNACTIVE_PTR)
1089                 return false;
1090
1091         /* Check that the same epi has not been just chained from another CPU */
1092         if (cmpxchg(&epi->next, EP_UNACTIVE_PTR, NULL) != EP_UNACTIVE_PTR)
1093                 return false;
1094
1095         /* Atomically exchange tail */
1096         epi->next = xchg(&ep->ovflist, epi);
1097
1098         return true;
1099 }
1100
1101 /*
1102  * This is the callback that is passed to the wait queue wakeup
1103  * mechanism. It is called by the stored file descriptors when they
1104  * have events to report.
1105  *
1106  * This callback takes a read lock in order not to content with concurrent
1107  * events from another file descriptors, thus all modifications to ->rdllist
1108  * or ->ovflist are lockless.  Read lock is paired with the write lock from
1109  * ep_scan_ready_list(), which stops all list modifications and guarantees
1110  * that lists state is seen correctly.
1111  *
1112  * Another thing worth to mention is that ep_poll_callback() can be called
1113  * concurrently for the same @epi from different CPUs if poll table was inited
1114  * with several wait queues entries.  Plural wakeup from different CPUs of a
1115  * single wait queue is serialized by wq.lock, but the case when multiple wait
1116  * queues are used should be detected accordingly.  This is detected using
1117  * cmpxchg() operation.
1118  */
1119 static int ep_poll_callback(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
1120 {
1121         int pwake = 0;
1122         struct epitem *epi = ep_item_from_wait(wait);
1123         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1124         __poll_t pollflags = key_to_poll(key);
1125         unsigned long flags;
1126         int ewake = 0;
1127
1128         read_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1129
1130         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1131
1132         /*
1133          * If the event mask does not contain any poll(2) event, we consider the
1134          * descriptor to be disabled. This condition is likely the effect of the
1135          * EPOLLONESHOT bit that disables the descriptor when an event is received,
1136          * until the next EPOLL_CTL_MOD will be issued.
1137          */
1138         if (!(epi->event.events & ~EP_PRIVATE_BITS))
1139                 goto out_unlock;
1140
1141         /*
1142          * Check the events coming with the callback. At this stage, not
1143          * every device reports the events in the "key" parameter of the
1144          * callback. We need to be able to handle both cases here, hence the
1145          * test for "key" != NULL before the event match test.
1146          */
1147         if (pollflags && !(pollflags & epi->event.events))
1148                 goto out_unlock;
1149
1150         /*
1151          * If we are transferring events to userspace, we can hold no locks
1152          * (because we're accessing user memory, and because of linux f_op->poll()
1153          * semantics). All the events that happen during that period of time are
1154          * chained in ep->ovflist and requeued later on.
1155          */
1156         if (READ_ONCE(ep->ovflist) != EP_UNACTIVE_PTR) {
1157                 if (chain_epi_lockless(epi))
1158                         ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1159         } else if (!ep_is_linked(epi)) {
1160                 /* In the usual case, add event to ready list. */
1161                 if (list_add_tail_lockless(&epi->rdllink, &ep->rdllist))
1162                         ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1163         }
1164
1165         /*
1166          * Wake up ( if active ) both the eventpoll wait list and the ->poll()
1167          * wait list.
1168          */
1169         if (waitqueue_active(&ep->wq)) {
1170                 if ((epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE) &&
1171                                         !(pollflags & POLLFREE)) {
1172                         switch (pollflags & EPOLLINOUT_BITS) {
1173                         case EPOLLIN:
1174                                 if (epi->event.events & EPOLLIN)
1175                                         ewake = 1;
1176                                 break;
1177                         case EPOLLOUT:
1178                                 if (epi->event.events & EPOLLOUT)
1179                                         ewake = 1;
1180                                 break;
1181                         case 0:
1182                                 ewake = 1;
1183                                 break;
1184                         }
1185                 }
1186                 wake_up(&ep->wq);
1187         }
1188         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1189                 pwake++;
1190
1191 out_unlock:
1192         read_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1193
1194         /* We have to call this outside the lock */
1195         if (pwake)
1196                 ep_poll_safewake(ep, epi);
1197
1198         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE))
1199                 ewake = 1;
1200
1201         if (pollflags & POLLFREE) {
1202                 /*
1203                  * If we race with ep_remove_wait_queue() it can miss
1204                  * ->whead = NULL and do another remove_wait_queue() after
1205                  * us, so we can't use __remove_wait_queue().
1206                  */
1207                 list_del_init(&wait->entry);
1208                 /*
1209                  * ->whead != NULL protects us from the race with ep_free()
1210                  * or ep_remove(), ep_remove_wait_queue() takes whead->lock
1211                  * held by the caller. Once we nullify it, nothing protects
1212                  * ep/epi or even wait.
1213                  */
1214                 smp_store_release(&ep_pwq_from_wait(wait)->whead, NULL);
1215         }
1216
1217         return ewake;
1218 }
1219
1220 /*
1221  * This is the callback that is used to add our wait queue to the
1222  * target file wakeup lists.
1223  */
1224 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
1225                                  poll_table *pt)
1226 {
1227         struct ep_pqueue *epq = container_of(pt, struct ep_pqueue, pt);
1228         struct epitem *epi = epq->epi;
1229         struct eppoll_entry *pwq;
1230
1231         if (unlikely(!epi))     // an earlier allocation has failed
1232                 return;
1233
1234         pwq = kmem_cache_alloc(pwq_cache, GFP_KERNEL);
1235         if (unlikely(!pwq)) {
1236                 epq->epi = NULL;
1237                 return;
1238         }
1239
1240         init_waitqueue_func_entry(&pwq->wait, ep_poll_callback);
1241         pwq->whead = whead;
1242         pwq->base = epi;
1243         if (epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)
1244                 add_wait_queue_exclusive(whead, &pwq->wait);
1245         else
1246                 add_wait_queue(whead, &pwq->wait);
1247         pwq->next = epi->pwqlist;
1248         epi->pwqlist = pwq;
1249 }
1250
1251 static void ep_rbtree_insert(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
1252 {
1253         int kcmp;
1254         struct rb_node **p = &ep->rbr.rb_root.rb_node, *parent = NULL;
1255         struct epitem *epic;
1256         bool leftmost = true;
1257
1258         while (*p) {
1259                 parent = *p;
1260                 epic = rb_entry(parent, struct epitem, rbn);
1261                 kcmp = ep_cmp_ffd(&epi->ffd, &epic->ffd);
1262                 if (kcmp > 0) {
1263                         p = &parent->rb_right;
1264                         leftmost = false;
1265                 } else
1266                         p = &parent->rb_left;
1267         }
1268         rb_link_node(&epi->rbn, parent, p);
1269         rb_insert_color_cached(&epi->rbn, &ep->rbr, leftmost);
1270 }
1271
1272
1273
1274 #define PATH_ARR_SIZE 5
1275 /*
1276  * These are the number paths of length 1 to 5, that we are allowing to emanate
1277  * from a single file of interest. For example, we allow 1000 paths of length
1278  * 1, to emanate from each file of interest. This essentially represents the
1279  * potential wakeup paths, which need to be limited in order to avoid massive
1280  * uncontrolled wakeup storms. The common use case should be a single ep which
1281  * is connected to n file sources. In this case each file source has 1 path
1282  * of length 1. Thus, the numbers below should be more than sufficient. These
1283  * path limits are enforced during an EPOLL_CTL_ADD operation, since a modify
1284  * and delete can't add additional paths. Protected by the epmutex.
1285  */
1286 static const int path_limits[PATH_ARR_SIZE] = { 1000, 500, 100, 50, 10 };
1287 static int path_count[PATH_ARR_SIZE];
1288
1289 static int path_count_inc(int nests)
1290 {
1291         /* Allow an arbitrary number of depth 1 paths */
1292         if (nests == 0)
1293                 return 0;
1294
1295         if (++path_count[nests] > path_limits[nests])
1296                 return -1;
1297         return 0;
1298 }
1299
1300 static void path_count_init(void)
1301 {
1302         int i;
1303
1304         for (i = 0; i < PATH_ARR_SIZE; i++)
1305                 path_count[i] = 0;
1306 }
1307
1308 static int reverse_path_check_proc(struct hlist_head *refs, int depth)
1309 {
1310         int error = 0;
1311         struct epitem *epi;
1312
1313         if (depth > EP_MAX_NESTS) /* too deep nesting */
1314                 return -1;
1315
1316         /* CTL_DEL can remove links here, but that can't increase our count */
1317         hlist_for_each_entry_rcu(epi, refs, fllink) {
1318                 struct hlist_head *refs = &epi->ep->refs;
1319                 if (hlist_empty(refs))
1320                         error = path_count_inc(depth);
1321                 else
1322                         error = reverse_path_check_proc(refs, depth + 1);
1323                 if (error != 0)
1324                         break;
1325         }
1326         return error;
1327 }
1328
1329 /**
1330  * reverse_path_check - The tfile_check_list is list of epitem_head, which have
1331  *                      links that are proposed to be newly added. We need to
1332  *                      make sure that those added links don't add too many
1333  *                      paths such that we will spend all our time waking up
1334  *                      eventpoll objects.
1335  *
1336  * Returns: Returns zero if the proposed links don't create too many paths,
1337  *          -1 otherwise.
1338  */
1339 static int reverse_path_check(void)
1340 {
1341         struct epitems_head *p;
1342
1343         for (p = tfile_check_list; p != EP_UNACTIVE_PTR; p = p->next) {
1344                 int error;
1345                 path_count_init();
1346                 rcu_read_lock();
1347                 error = reverse_path_check_proc(&p->epitems, 0);
1348                 rcu_read_unlock();
1349                 if (error)
1350                         return error;
1351         }
1352         return 0;
1353 }
1354
1355 static int ep_create_wakeup_source(struct epitem *epi)
1356 {
1357         struct name_snapshot n;
1358         struct wakeup_source *ws;
1359
1360         if (!epi->ep->ws) {
1361                 epi->ep->ws = wakeup_source_register(NULL, "eventpoll");
1362                 if (!epi->ep->ws)
1363                         return -ENOMEM;
1364         }
1365
1366         take_dentry_name_snapshot(&n, epi->ffd.file->f_path.dentry);
1367         ws = wakeup_source_register(NULL, n.name.name);
1368         release_dentry_name_snapshot(&n);
1369
1370         if (!ws)
1371                 return -ENOMEM;
1372         rcu_assign_pointer(epi->ws, ws);
1373
1374         return 0;
1375 }
1376
1377 /* rare code path, only used when EPOLL_CTL_MOD removes a wakeup source */
1378 static noinline void ep_destroy_wakeup_source(struct epitem *epi)
1379 {
1380         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
1381
1382         RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1383
1384         /*
1385          * wait for ep_pm_stay_awake_rcu to finish, synchronize_rcu is
1386          * used internally by wakeup_source_remove, too (called by
1387          * wakeup_source_unregister), so we cannot use call_rcu
1388          */
1389         synchronize_rcu();
1390         wakeup_source_unregister(ws);
1391 }
1392
1393 static int attach_epitem(struct file *file, struct epitem *epi)
1394 {
1395         struct epitems_head *to_free = NULL;
1396         struct hlist_head *head = NULL;
1397         struct eventpoll *ep = NULL;
1398
1399         if (is_file_epoll(file))
1400                 ep = file->private_data;
1401
1402         if (ep) {
1403                 head = &ep->refs;
1404         } else if (!READ_ONCE(file->f_ep)) {
1405 allocate:
1406                 to_free = kmem_cache_zalloc(ephead_cache, GFP_KERNEL);
1407                 if (!to_free)
1408                         return -ENOMEM;
1409                 head = &to_free->epitems;
1410         }
1411         spin_lock(&file->f_lock);
1412         if (!file->f_ep) {
1413                 if (unlikely(!head)) {
1414                         spin_unlock(&file->f_lock);
1415                         goto allocate;
1416                 }
1417                 file->f_ep = head;
1418                 to_free = NULL;
1419         }
1420         hlist_add_head_rcu(&epi->fllink, file->f_ep);
1421         spin_unlock(&file->f_lock);
1422         free_ephead(to_free);
1423         return 0;
1424 }
1425
1426 /*
1427  * Must be called with "mtx" held.
1428  */
1429 static int ep_insert(struct eventpoll *ep, const struct epoll_event *event,
1430                      struct file *tfile, int fd, int full_check)
1431 {
1432         int error, pwake = 0;
1433         __poll_t revents;
1434         long user_watches;
1435         struct epitem *epi;
1436         struct ep_pqueue epq;
1437         struct eventpoll *tep = NULL;
1438
1439         if (is_file_epoll(tfile))
1440                 tep = tfile->private_data;
1441
1442         lockdep_assert_irqs_enabled();
1443
1444         user_watches = atomic_long_read(&ep->user->epoll_watches);
1445         if (unlikely(user_watches >= max_user_watches))
1446                 return -ENOSPC;
1447         if (!(epi = kmem_cache_zalloc(epi_cache, GFP_KERNEL)))
1448                 return -ENOMEM;
1449
1450         /* Item initialization follow here ... */
1451         INIT_LIST_HEAD(&epi->rdllink);
1452         epi->ep = ep;
1453         ep_set_ffd(&epi->ffd, tfile, fd);
1454         epi->event = *event;
1455         epi->next = EP_UNACTIVE_PTR;
1456
1457         if (tep)
1458                 mutex_lock_nested(&tep->mtx, 1);
1459         /* Add the current item to the list of active epoll hook for this file */
1460         if (unlikely(attach_epitem(tfile, epi) < 0)) {
1461                 kmem_cache_free(epi_cache, epi);
1462                 if (tep)
1463                         mutex_unlock(&tep->mtx);
1464                 return -ENOMEM;
1465         }
1466
1467         if (full_check && !tep)
1468                 list_file(tfile);
1469
1470         atomic_long_inc(&ep->user->epoll_watches);
1471
1472         /*
1473          * Add the current item to the RB tree. All RB tree operations are
1474          * protected by "mtx", and ep_insert() is called with "mtx" held.
1475          */
1476         ep_rbtree_insert(ep, epi);
1477         if (tep)
1478                 mutex_unlock(&tep->mtx);
1479
1480         /* now check if we've created too many backpaths */
1481         if (unlikely(full_check && reverse_path_check())) {
1482                 ep_remove(ep, epi);
1483                 return -EINVAL;
1484         }
1485
1486         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1487                 error = ep_create_wakeup_source(epi);
1488                 if (error) {
1489                         ep_remove(ep, epi);
1490                         return error;
1491                 }
1492         }
1493
1494         /* Initialize the poll table using the queue callback */
1495         epq.epi = epi;
1496         init_poll_funcptr(&epq.pt, ep_ptable_queue_proc);
1497
1498         /*
1499          * Attach the item to the poll hooks and get current event bits.
1500          * We can safely use the file* here because its usage count has
1501          * been increased by the caller of this function. Note that after
1502          * this operation completes, the poll callback can start hitting
1503          * the new item.
1504          */
1505         revents = ep_item_poll(epi, &epq.pt, 1);
1506
1507         /*
1508          * We have to check if something went wrong during the poll wait queue
1509          * install process. Namely an allocation for a wait queue failed due
1510          * high memory pressure.
1511          */
1512         if (unlikely(!epq.epi)) {
1513                 ep_remove(ep, epi);
1514                 return -ENOMEM;
1515         }
1516
1517         /* We have to drop the new item inside our item list to keep track of it */
1518         write_lock_irq(&ep->lock);
1519
1520         /* record NAPI ID of new item if present */
1521         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1522
1523         /* If the file is already "ready" we drop it inside the ready list */
1524         if (revents && !ep_is_linked(epi)) {
1525                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1526                 ep_pm_stay_awake(epi);
1527
1528                 /* Notify waiting tasks that events are available */
1529                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
1530                         wake_up(&ep->wq);
1531                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1532                         pwake++;
1533         }
1534
1535         write_unlock_irq(&ep->lock);
1536
1537         /* We have to call this outside the lock */
1538         if (pwake)
1539                 ep_poll_safewake(ep, NULL);
1540
1541         return 0;
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Modify the interest event mask by dropping an event if the new mask
1546  * has a match in the current file status. Must be called with "mtx" held.
1547  */
1548 static int ep_modify(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi,
1549                      const struct epoll_event *event)
1550 {
1551         int pwake = 0;
1552         poll_table pt;
1553
1554         lockdep_assert_irqs_enabled();
1555
1556         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1557
1558         /*
1559          * Set the new event interest mask before calling f_op->poll();
1560          * otherwise we might miss an event that happens between the
1561          * f_op->poll() call and the new event set registering.
1562          */
1563         epi->event.events = event->events; /* need barrier below */
1564         epi->event.data = event->data; /* protected by mtx */
1565         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1566                 if (!ep_has_wakeup_source(epi))
1567                         ep_create_wakeup_source(epi);
1568         } else if (ep_has_wakeup_source(epi)) {
1569                 ep_destroy_wakeup_source(epi);
1570         }
1571
1572         /*
1573          * The following barrier has two effects:
1574          *
1575          * 1) Flush epi changes above to other CPUs.  This ensures
1576          *    we do not miss events from ep_poll_callback if an
1577          *    event occurs immediately after we call f_op->poll().
1578          *    We need this because we did not take ep->lock while
1579          *    changing epi above (but ep_poll_callback does take
1580          *    ep->lock).
1581          *
1582          * 2) We also need to ensure we do not miss _past_ events
1583          *    when calling f_op->poll().  This barrier also
1584          *    pairs with the barrier in wq_has_sleeper (see
1585          *    comments for wq_has_sleeper).
1586          *
1587          * This barrier will now guarantee ep_poll_callback or f_op->poll
1588          * (or both) will notice the readiness of an item.
1589          */
1590         smp_mb();
1591
1592         /*
1593          * Get current event bits. We can safely use the file* here because
1594          * its usage count has been increased by the caller of this function.
1595          * If the item is "hot" and it is not registered inside the ready
1596          * list, push it inside.
1597          */
1598         if (ep_item_poll(epi, &pt, 1)) {
1599                 write_lock_irq(&ep->lock);
1600                 if (!ep_is_linked(epi)) {
1601                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1602                         ep_pm_stay_awake(epi);
1603
1604                         /* Notify waiting tasks that events are available */
1605                         if (waitqueue_active(&ep->wq))
1606                                 wake_up(&ep->wq);
1607                         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1608                                 pwake++;
1609                 }
1610                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1611         }
1612
1613         /* We have to call this outside the lock */
1614         if (pwake)
1615                 ep_poll_safewake(ep, NULL);
1616
1617         return 0;
1618 }
1619
1620 static int ep_send_events(struct eventpoll *ep,
1621                           struct epoll_event __user *events, int maxevents)
1622 {
1623         struct epitem *epi, *tmp;
1624         LIST_HEAD(txlist);
1625         poll_table pt;
1626         int res = 0;
1627
1628         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1629
1630         mutex_lock(&ep->mtx);
1631         ep_start_scan(ep, &txlist);
1632
1633         /*
1634          * We can loop without lock because we are passed a task private list.
1635          * Items cannot vanish during the loop we are holding ep->mtx.
1636          */
1637         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, &txlist, rdllink) {
1638                 struct wakeup_source *ws;
1639                 __poll_t revents;
1640
1641                 if (res >= maxevents)
1642                         break;
1643
1644                 /*
1645                  * Activate ep->ws before deactivating epi->ws to prevent
1646                  * triggering auto-suspend here (in case we reactive epi->ws
1647                  * below).
1648                  *
1649                  * This could be rearranged to delay the deactivation of epi->ws
1650                  * instead, but then epi->ws would temporarily be out of sync
1651                  * with ep_is_linked().
1652                  */
1653                 ws = ep_wakeup_source(epi);
1654                 if (ws) {
1655                         if (ws->active)
1656                                 __pm_stay_awake(ep->ws);
1657                         __pm_relax(ws);
1658                 }
1659
1660                 list_del_init(&epi->rdllink);
1661
1662                 /*
1663                  * If the event mask intersect the caller-requested one,
1664                  * deliver the event to userspace. Again, we are holding ep->mtx,
1665                  * so no operations coming from userspace can change the item.
1666                  */
1667                 revents = ep_item_poll(epi, &pt, 1);
1668                 if (!revents)
1669                         continue;
1670
1671                 if (__put_user(revents, &events->events) ||
1672                     __put_user(epi->event.data, &events->data)) {
1673                         list_add(&epi->rdllink, &txlist);
1674                         ep_pm_stay_awake(epi);
1675                         if (!res)
1676                                 res = -EFAULT;
1677                         break;
1678                 }
1679                 res++;
1680                 events++;
1681                 if (epi->event.events & EPOLLONESHOT)
1682                         epi->event.events &= EP_PRIVATE_BITS;
1683                 else if (!(epi->event.events & EPOLLET)) {
1684                         /*
1685                          * If this file has been added with Level
1686                          * Trigger mode, we need to insert back inside
1687                          * the ready list, so that the next call to
1688                          * epoll_wait() will check again the events
1689                          * availability. At this point, no one can insert
1690                          * into ep->rdllist besides us. The epoll_ctl()
1691                          * callers are locked out by
1692                          * ep_scan_ready_list() holding "mtx" and the
1693                          * poll callback will queue them in ep->ovflist.
1694                          */
1695                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1696                         ep_pm_stay_awake(epi);
1697                 }
1698         }
1699         ep_done_scan(ep, &txlist);
1700         mutex_unlock(&ep->mtx);
1701
1702         return res;
1703 }
1704
1705 static inline struct timespec64 ep_set_mstimeout(long ms)
1706 {
1707         struct timespec64 now, ts = {
1708                 .tv_sec = ms / MSEC_PER_SEC,
1709                 .tv_nsec = NSEC_PER_MSEC * (ms % MSEC_PER_SEC),
1710         };
1711
1712         ktime_get_ts64(&now);
1713         return timespec64_add_safe(now, ts);
1714 }
1715
1716 /**
1717  * ep_poll - Retrieves ready events, and delivers them to the caller supplied
1718  *           event buffer.
1719  *
1720  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
1721  * @events: Pointer to the userspace buffer where the ready events should be
1722  *          stored.
1723  * @maxevents: Size (in terms of number of events) of the caller event buffer.
1724  * @timeout: Maximum timeout for the ready events fetch operation, in
1725  *           milliseconds. If the @timeout is zero, the function will not block,
1726  *           while if the @timeout is less than zero, the function will block
1727  *           until at least one event has been retrieved (or an error
1728  *           occurred).
1729  *
1730  * Returns: Returns the number of ready events which have been fetched, or an
1731  *          error code, in case of error.
1732  */
1733 static int ep_poll(struct eventpoll *ep, struct epoll_event __user *events,
1734                    int maxevents, long timeout)
1735 {
1736         int res = 0, eavail, timed_out = 0;
1737         u64 slack = 0;
1738         wait_queue_entry_t wait;
1739         ktime_t expires, *to = NULL;
1740
1741         lockdep_assert_irqs_enabled();
1742
1743         if (timeout > 0) {
1744                 struct timespec64 end_time = ep_set_mstimeout(timeout);
1745
1746                 slack = select_estimate_accuracy(&end_time);
1747                 to = &expires;
1748                 *to = timespec64_to_ktime(end_time);
1749         } else if (timeout == 0) {
1750                 /*
1751                  * Avoid the unnecessary trip to the wait queue loop, if the
1752                  * caller specified a non blocking operation. We still need
1753                  * lock because we could race and not see an epi being added
1754                  * to the ready list while in irq callback. Thus incorrectly
1755                  * returning 0 back to userspace.
1756                  */
1757                 timed_out = 1;
1758
1759                 write_lock_irq(&ep->lock);
1760                 eavail = ep_events_available(ep);
1761                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1762
1763                 goto send_events;
1764         }
1765
1766 fetch_events:
1767
1768         if (!ep_events_available(ep))
1769                 ep_busy_loop(ep, timed_out);
1770
1771         eavail = ep_events_available(ep);
1772         if (eavail)
1773                 goto send_events;
1774
1775         /*
1776          * Busy poll timed out.  Drop NAPI ID for now, we can add
1777          * it back in when we have moved a socket with a valid NAPI
1778          * ID onto the ready list.
1779          */
1780         ep_reset_busy_poll_napi_id(ep);
1781
1782         do {
1783                 /*
1784                  * Internally init_wait() uses autoremove_wake_function(),
1785                  * thus wait entry is removed from the wait queue on each
1786                  * wakeup. Why it is important? In case of several waiters
1787                  * each new wakeup will hit the next waiter, giving it the
1788                  * chance to harvest new event. Otherwise wakeup can be
1789                  * lost. This is also good performance-wise, because on
1790                  * normal wakeup path no need to call __remove_wait_queue()
1791                  * explicitly, thus ep->lock is not taken, which halts the
1792                  * event delivery.
1793                  */
1794                 init_wait(&wait);
1795
1796                 write_lock_irq(&ep->lock);
1797                 /*
1798                  * Barrierless variant, waitqueue_active() is called under
1799                  * the same lock on wakeup ep_poll_callback() side, so it
1800                  * is safe to avoid an explicit barrier.
1801                  */
1802                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1803
1804                 /*
1805                  * Do the final check under the lock. ep_scan_ready_list()
1806                  * plays with two lists (->rdllist and ->ovflist) and there
1807                  * is always a race when both lists are empty for short
1808                  * period of time although events are pending, so lock is
1809                  * important.
1810                  */
1811                 eavail = ep_events_available(ep);
1812                 if (!eavail) {
1813                         if (signal_pending(current))
1814                                 res = -EINTR;
1815                         else
1816                                 __add_wait_queue_exclusive(&ep->wq, &wait);
1817                 }
1818                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1819
1820                 if (eavail || res)
1821                         break;
1822
1823                 if (!schedule_hrtimeout_range(to, slack, HRTIMER_MODE_ABS)) {
1824                         timed_out = 1;
1825                         break;
1826                 }
1827
1828                 /* We were woken up, thus go and try to harvest some events */
1829                 eavail = 1;
1830
1831         } while (0);
1832
1833         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1834
1835         if (!list_empty_careful(&wait.entry)) {
1836                 write_lock_irq(&ep->lock);
1837                 __remove_wait_queue(&ep->wq, &wait);
1838                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1839         }
1840
1841 send_events:
1842         if (fatal_signal_pending(current)) {
1843                 /*
1844                  * Always short-circuit for fatal signals to allow
1845                  * threads to make a timely exit without the chance of
1846                  * finding more events available and fetching
1847                  * repeatedly.
1848                  */
1849                 res = -EINTR;
1850         }
1851         /*
1852          * Try to transfer events to user space. In case we get 0 events and
1853          * there's still timeout left over, we go trying again in search of
1854          * more luck.
1855          */
1856         if (!res && eavail &&
1857             !(res = ep_send_events(ep, events, maxevents)) && !timed_out)
1858                 goto fetch_events;
1859
1860         return res;
1861 }
1862
1863 /**
1864  * ep_loop_check_proc - verify that adding an epoll file inside another
1865  *                      epoll structure, does not violate the constraints, in
1866  *                      terms of closed loops, or too deep chains (which can
1867  *                      result in excessive stack usage).
1868  *
1869  * @priv: Pointer to the epoll file to be currently checked.
1870  * @depth: Current depth of the path being checked.
1871  *
1872  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
1873  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1874  */
1875 static int ep_loop_check_proc(struct eventpoll *ep, int depth)
1876 {
1877         int error = 0;
1878         struct rb_node *rbp;
1879         struct epitem *epi;
1880
1881         mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth + 1);
1882         ep->gen = loop_check_gen;
1883         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1884                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1885                 if (unlikely(is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
1886                         struct eventpoll *ep_tovisit;
1887                         ep_tovisit = epi->ffd.file->private_data;
1888                         if (ep_tovisit->gen == loop_check_gen)
1889                                 continue;
1890                         if (ep_tovisit == inserting_into || depth > EP_MAX_NESTS)
1891                                 error = -1;
1892                         else
1893                                 error = ep_loop_check_proc(ep_tovisit, depth + 1);
1894                         if (error != 0)
1895                                 break;
1896                 } else {
1897                         /*
1898                          * If we've reached a file that is not associated with
1899                          * an ep, then we need to check if the newly added
1900                          * links are going to add too many wakeup paths. We do
1901                          * this by adding it to the tfile_check_list, if it's
1902                          * not already there, and calling reverse_path_check()
1903                          * during ep_insert().
1904                          */
1905                         list_file(epi->ffd.file);
1906                 }
1907         }
1908         mutex_unlock(&ep->mtx);
1909
1910         return error;
1911 }
1912
1913 /**
1914  * ep_loop_check - Performs a check to verify that adding an epoll file (@to)
1915  *                 into another epoll file (represented by @from) does not create
1916  *                 closed loops or too deep chains.
1917  *
1918  * @from: Pointer to the epoll we are inserting into.
1919  * @to: Pointer to the epoll to be inserted.
1920  *
1921  * Returns: Returns zero if adding the epoll @to inside the epoll @from
1922  * does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1923  */
1924 static int ep_loop_check(struct eventpoll *ep, struct eventpoll *to)
1925 {
1926         inserting_into = ep;
1927         return ep_loop_check_proc(to, 0);
1928 }
1929
1930 static void clear_tfile_check_list(void)
1931 {
1932         rcu_read_lock();
1933         while (tfile_check_list != EP_UNACTIVE_PTR) {
1934                 struct epitems_head *head = tfile_check_list;
1935                 tfile_check_list = head->next;
1936                 unlist_file(head);
1937         }
1938         rcu_read_unlock();
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Open an eventpoll file descriptor.
1943  */
1944 static int do_epoll_create(int flags)
1945 {
1946         int error, fd;
1947         struct eventpoll *ep = NULL;
1948         struct file *file;
1949
1950         /* Check the EPOLL_* constant for consistency.  */
1951         BUILD_BUG_ON(EPOLL_CLOEXEC != O_CLOEXEC);
1952
1953         if (flags & ~EPOLL_CLOEXEC)
1954                 return -EINVAL;
1955         /*
1956          * Create the internal data structure ("struct eventpoll").
1957          */
1958         error = ep_alloc(&ep);
1959         if (error < 0)
1960                 return error;
1961         /*
1962          * Creates all the items needed to setup an eventpoll file. That is,
1963          * a file structure and a free file descriptor.
1964          */
1965         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
1966         if (fd < 0) {
1967                 error = fd;
1968                 goto out_free_ep;
1969         }
1970         file = anon_inode_getfile("[eventpoll]", &eventpoll_fops, ep,
1971                                  O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
1972         if (IS_ERR(file)) {
1973                 error = PTR_ERR(file);
1974                 goto out_free_fd;
1975         }
1976         ep->file = file;
1977         fd_install(fd, file);
1978         return fd;
1979
1980 out_free_fd:
1981         put_unused_fd(fd);
1982 out_free_ep:
1983         ep_free(ep);
1984         return error;
1985 }
1986
1987 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create1, int, flags)
1988 {
1989         return do_epoll_create(flags);
1990 }
1991
1992 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create, int, size)
1993 {
1994         if (size <= 0)
1995                 return -EINVAL;
1996
1997         return do_epoll_create(0);
1998 }
1999
2000 static inline int epoll_mutex_lock(struct mutex *mutex, int depth,
2001                                    bool nonblock)
2002 {
2003         if (!nonblock) {
2004                 mutex_lock_nested(mutex, depth);
2005                 return 0;
2006         }
2007         if (mutex_trylock(mutex))
2008                 return 0;
2009         return -EAGAIN;
2010 }
2011
2012 int do_epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *epds,
2013                  bool nonblock)
2014 {
2015         int error;
2016         int full_check = 0;
2017         struct fd f, tf;
2018         struct eventpoll *ep;
2019         struct epitem *epi;
2020         struct eventpoll *tep = NULL;
2021
2022         error = -EBADF;
2023         f = fdget(epfd);
2024         if (!f.file)
2025                 goto error_return;
2026
2027         /* Get the "struct file *" for the target file */
2028         tf = fdget(fd);
2029         if (!tf.file)
2030                 goto error_fput;
2031
2032         /* The target file descriptor must support poll */
2033         error = -EPERM;
2034         if (!file_can_poll(tf.file))
2035                 goto error_tgt_fput;
2036
2037         /* Check if EPOLLWAKEUP is allowed */
2038         if (ep_op_has_event(op))
2039                 ep_take_care_of_epollwakeup(epds);
2040
2041         /*
2042          * We have to check that the file structure underneath the file descriptor
2043          * the user passed to us _is_ an eventpoll file. And also we do not permit
2044          * adding an epoll file descriptor inside itself.
2045          */
2046         error = -EINVAL;
2047         if (f.file == tf.file || !is_file_epoll(f.file))
2048                 goto error_tgt_fput;
2049
2050         /*
2051          * epoll adds to the wakeup queue at EPOLL_CTL_ADD time only,
2052          * so EPOLLEXCLUSIVE is not allowed for a EPOLL_CTL_MOD operation.
2053          * Also, we do not currently supported nested exclusive wakeups.
2054          */
2055         if (ep_op_has_event(op) && (epds->events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2056                 if (op == EPOLL_CTL_MOD)
2057                         goto error_tgt_fput;
2058                 if (op == EPOLL_CTL_ADD && (is_file_epoll(tf.file) ||
2059                                 (epds->events & ~EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS)))
2060                         goto error_tgt_fput;
2061         }
2062
2063         /*
2064          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2065          * our own data structure.
2066          */
2067         ep = f.file->private_data;
2068
2069         /*
2070          * When we insert an epoll file descriptor, inside another epoll file
2071          * descriptor, there is the change of creating closed loops, which are
2072          * better be handled here, than in more critical paths. While we are
2073          * checking for loops we also determine the list of files reachable
2074          * and hang them on the tfile_check_list, so we can check that we
2075          * haven't created too many possible wakeup paths.
2076          *
2077          * We do not need to take the global 'epumutex' on EPOLL_CTL_ADD when
2078          * the epoll file descriptor is attaching directly to a wakeup source,
2079          * unless the epoll file descriptor is nested. The purpose of taking the
2080          * 'epmutex' on add is to prevent complex toplogies such as loops and
2081          * deep wakeup paths from forming in parallel through multiple
2082          * EPOLL_CTL_ADD operations.
2083          */
2084         error = epoll_mutex_lock(&ep->mtx, 0, nonblock);
2085         if (error)
2086                 goto error_tgt_fput;
2087         if (op == EPOLL_CTL_ADD) {
2088                 if (READ_ONCE(f.file->f_ep) || ep->gen == loop_check_gen ||
2089                     is_file_epoll(tf.file)) {
2090                         mutex_unlock(&ep->mtx);
2091                         error = epoll_mutex_lock(&epmutex, 0, nonblock);
2092                         if (error)
2093                                 goto error_tgt_fput;
2094                         loop_check_gen++;
2095                         full_check = 1;
2096                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2097                                 tep = tf.file->private_data;
2098                                 error = -ELOOP;
2099                                 if (ep_loop_check(ep, tep) != 0)
2100                                         goto error_tgt_fput;
2101                         }
2102                         error = epoll_mutex_lock(&ep->mtx, 0, nonblock);
2103                         if (error)
2104                                 goto error_tgt_fput;
2105                 }
2106         }
2107
2108         /*
2109          * Try to lookup the file inside our RB tree, Since we grabbed "mtx"
2110          * above, we can be sure to be able to use the item looked up by
2111          * ep_find() till we release the mutex.
2112          */
2113         epi = ep_find(ep, tf.file, fd);
2114
2115         error = -EINVAL;
2116         switch (op) {
2117         case EPOLL_CTL_ADD:
2118                 if (!epi) {
2119                         epds->events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2120                         error = ep_insert(ep, epds, tf.file, fd, full_check);
2121                 } else
2122                         error = -EEXIST;
2123                 break;
2124         case EPOLL_CTL_DEL:
2125                 if (epi)
2126                         error = ep_remove(ep, epi);
2127                 else
2128                         error = -ENOENT;
2129                 break;
2130         case EPOLL_CTL_MOD:
2131                 if (epi) {
2132                         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2133                                 epds->events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2134                                 error = ep_modify(ep, epi, epds);
2135                         }
2136                 } else
2137                         error = -ENOENT;
2138                 break;
2139         }
2140         mutex_unlock(&ep->mtx);
2141
2142 error_tgt_fput:
2143         if (full_check) {
2144                 clear_tfile_check_list();
2145                 loop_check_gen++;
2146                 mutex_unlock(&epmutex);
2147         }
2148
2149         fdput(tf);
2150 error_fput:
2151         fdput(f);
2152 error_return:
2153
2154         return error;
2155 }
2156
2157 /*
2158  * The following function implements the controller interface for
2159  * the eventpoll file that enables the insertion/removal/change of
2160  * file descriptors inside the interest set.
2161  */
2162 SYSCALL_DEFINE4(epoll_ctl, int, epfd, int, op, int, fd,
2163                 struct epoll_event __user *, event)
2164 {
2165         struct epoll_event epds;
2166
2167         if (ep_op_has_event(op) &&
2168             copy_from_user(&epds, event, sizeof(struct epoll_event)))
2169                 return -EFAULT;
2170
2171         return do_epoll_ctl(epfd, op, fd, &epds, false);
2172 }
2173
2174 /*
2175  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2176  * part of the user space epoll_wait(2).
2177  */
2178 static int do_epoll_wait(int epfd, struct epoll_event __user *events,
2179                          int maxevents, int timeout)
2180 {
2181         int error;
2182         struct fd f;
2183         struct eventpoll *ep;
2184
2185         /* The maximum number of event must be greater than zero */
2186         if (maxevents <= 0 || maxevents > EP_MAX_EVENTS)
2187                 return -EINVAL;
2188
2189         /* Verify that the area passed by the user is writeable */
2190         if (!access_ok(events, maxevents * sizeof(struct epoll_event)))
2191                 return -EFAULT;
2192
2193         /* Get the "struct file *" for the eventpoll file */
2194         f = fdget(epfd);
2195         if (!f.file)
2196                 return -EBADF;
2197
2198         /*
2199          * We have to check that the file structure underneath the fd
2200          * the user passed to us _is_ an eventpoll file.
2201          */
2202         error = -EINVAL;
2203         if (!is_file_epoll(f.file))
2204                 goto error_fput;
2205
2206         /*
2207          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2208          * our own data structure.
2209          */
2210         ep = f.file->private_data;
2211
2212         /* Time to fish for events ... */
2213         error = ep_poll(ep, events, maxevents, timeout);
2214
2215 error_fput:
2216         fdput(f);
2217         return error;
2218 }
2219
2220 SYSCALL_DEFINE4(epoll_wait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2221                 int, maxevents, int, timeout)
2222 {
2223         return do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2228  * part of the user space epoll_pwait(2).
2229  */
2230 SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2231                 int, maxevents, int, timeout, const sigset_t __user *, sigmask,
2232                 size_t, sigsetsize)
2233 {
2234         int error;
2235
2236         /*
2237          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2238          * we apply it here.
2239          */
2240         error = set_user_sigmask(sigmask, sigsetsize);
2241         if (error)
2242                 return error;
2243
2244         error = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2245         restore_saved_sigmask_unless(error == -EINTR);
2246
2247         return error;
2248 }
2249
2250 #ifdef CONFIG_COMPAT
2251 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd,
2252                         struct epoll_event __user *, events,
2253                         int, maxevents, int, timeout,
2254                         const compat_sigset_t __user *, sigmask,
2255                         compat_size_t, sigsetsize)
2256 {
2257         long err;
2258
2259         /*
2260          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2261          * we apply it here.
2262          */
2263         err = set_compat_user_sigmask(sigmask, sigsetsize);
2264         if (err)
2265                 return err;
2266
2267         err = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2268         restore_saved_sigmask_unless(err == -EINTR);
2269
2270         return err;
2271 }
2272 #endif
2273
2274 static int __init eventpoll_init(void)
2275 {
2276         struct sysinfo si;
2277
2278         si_meminfo(&si);
2279         /*
2280          * Allows top 4% of lomem to be allocated for epoll watches (per user).
2281          */
2282         max_user_watches = (((si.totalram - si.totalhigh) / 25) << PAGE_SHIFT) /
2283                 EP_ITEM_COST;
2284         BUG_ON(max_user_watches < 0);
2285
2286         /*
2287          * We can have many thousands of epitems, so prevent this from
2288          * using an extra cache line on 64-bit (and smaller) CPUs
2289          */
2290         BUILD_BUG_ON(sizeof(void *) <= 8 && sizeof(struct epitem) > 128);
2291
2292         /* Allocates slab cache used to allocate "struct epitem" items */
2293         epi_cache = kmem_cache_create("eventpoll_epi", sizeof(struct epitem),
2294                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2295
2296         /* Allocates slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
2297         pwq_cache = kmem_cache_create("eventpoll_pwq",
2298                 sizeof(struct eppoll_entry), 0, SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2299
2300         ephead_cache = kmem_cache_create("ep_head",
2301                 sizeof(struct epitems_head), 0, SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2302
2303         return 0;
2304 }
2305 fs_initcall(eventpoll_init);