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