Merge tag 'driver-core-6.4-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / fs / eventpoll.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  *  fs/eventpoll.c (Efficient event retrieval implementation)
4  *  Copyright (C) 2001,...,2009  Davide Libenzi
5  *
6  *  Davide Libenzi <davidel@xmailserver.org>
7  */
8
9 #include <linux/init.h>
10 #include <linux/kernel.h>
11 #include <linux/sched/signal.h>
12 #include <linux/fs.h>
13 #include <linux/file.h>
14 #include <linux/signal.h>
15 #include <linux/errno.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/poll.h>
19 #include <linux/string.h>
20 #include <linux/list.h>
21 #include <linux/hash.h>
22 #include <linux/spinlock.h>
23 #include <linux/syscalls.h>
24 #include <linux/rbtree.h>
25 #include <linux/wait.h>
26 #include <linux/eventpoll.h>
27 #include <linux/mount.h>
28 #include <linux/bitops.h>
29 #include <linux/mutex.h>
30 #include <linux/anon_inodes.h>
31 #include <linux/device.h>
32 #include <linux/uaccess.h>
33 #include <asm/io.h>
34 #include <asm/mman.h>
35 #include <linux/atomic.h>
36 #include <linux/proc_fs.h>
37 #include <linux/seq_file.h>
38 #include <linux/compat.h>
39 #include <linux/rculist.h>
40 #include <net/busy_poll.h>
41
42 /*
43  * LOCKING:
44  * There are three level of locking required by epoll :
45  *
46  * 1) epmutex (mutex)
47  * 2) ep->mtx (mutex)
48  * 3) ep->lock (rwlock)
49  *
50  * The acquire order is the one listed above, from 1 to 3.
51  * We need a rwlock (ep->lock) because we manipulate objects
52  * from inside the poll callback, that might be triggered from
53  * a wake_up() that in turn might be called from IRQ context.
54  * So we can't sleep inside the poll callback and hence we need
55  * a spinlock. During the event transfer loop (from kernel to
56  * user space) we could end up sleeping due a copy_to_user(), so
57  * we need a lock that will allow us to sleep. This lock is a
58  * mutex (ep->mtx). It is acquired during the event transfer loop,
59  * during epoll_ctl(EPOLL_CTL_DEL) and during eventpoll_release_file().
60  * Then we also need a global mutex to serialize eventpoll_release_file()
61  * and ep_free().
62  * This mutex is acquired by ep_free() during the epoll file
63  * cleanup path and it is also acquired by eventpoll_release_file()
64  * if a file has been pushed inside an epoll set and it is then
65  * close()d without a previous call to epoll_ctl(EPOLL_CTL_DEL).
66  * It is also acquired when inserting an epoll fd onto another epoll
67  * fd. We do this so that we walk the epoll tree and ensure that this
68  * insertion does not create a cycle of epoll file descriptors, which
69  * could lead to deadlock. We need a global mutex to prevent two
70  * simultaneous inserts (A into B and B into A) from racing and
71  * constructing a cycle without either insert observing that it is
72  * going to.
73  * It is necessary to acquire multiple "ep->mtx"es at once in the
74  * case when one epoll fd is added to another. In this case, we
75  * always acquire the locks in the order of nesting (i.e. after
76  * epoll_ctl(e1, EPOLL_CTL_ADD, e2), e1->mtx will always be acquired
77  * before e2->mtx). Since we disallow cycles of epoll file
78  * descriptors, this ensures that the mutexes are well-ordered. In
79  * order to communicate this nesting to lockdep, when walking a tree
80  * of epoll file descriptors, we use the current recursion depth as
81  * the lockdep subkey.
82  * It is possible to drop the "ep->mtx" and to use the global
83  * mutex "epmutex" (together with "ep->lock") to have it working,
84  * but having "ep->mtx" will make the interface more scalable.
85  * Events that require holding "epmutex" are very rare, while for
86  * normal operations the epoll private "ep->mtx" will guarantee
87  * a better scalability.
88  */
89
90 /* Epoll private bits inside the event mask */
91 #define EP_PRIVATE_BITS (EPOLLWAKEUP | EPOLLONESHOT | EPOLLET | EPOLLEXCLUSIVE)
92
93 #define EPOLLINOUT_BITS (EPOLLIN | EPOLLOUT)
94
95 #define EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS (EPOLLINOUT_BITS | EPOLLERR | EPOLLHUP | \
96                                 EPOLLWAKEUP | EPOLLET | EPOLLEXCLUSIVE)
97
98 /* Maximum number of nesting allowed inside epoll sets */
99 #define EP_MAX_NESTS 4
100
101 #define EP_MAX_EVENTS (INT_MAX / sizeof(struct epoll_event))
102
103 #define EP_UNACTIVE_PTR ((void *) -1L)
104
105 #define EP_ITEM_COST (sizeof(struct epitem) + sizeof(struct eppoll_entry))
106
107 struct epoll_filefd {
108         struct file *file;
109         int fd;
110 } __packed;
111
112 /* Wait structure used by the poll hooks */
113 struct eppoll_entry {
114         /* List header used to link this structure to the "struct epitem" */
115         struct eppoll_entry *next;
116
117         /* The "base" pointer is set to the container "struct epitem" */
118         struct epitem *base;
119
120         /*
121          * Wait queue item that will be linked to the target file wait
122          * queue head.
123          */
124         wait_queue_entry_t wait;
125
126         /* The wait queue head that linked the "wait" wait queue item */
127         wait_queue_head_t *whead;
128 };
129
130 /*
131  * Each file descriptor added to the eventpoll interface will
132  * have an entry of this type linked to the "rbr" RB tree.
133  * Avoid increasing the size of this struct, there can be many thousands
134  * of these on a server and we do not want this to take another cache line.
135  */
136 struct epitem {
137         union {
138                 /* RB tree node links this structure to the eventpoll RB tree */
139                 struct rb_node rbn;
140                 /* Used to free the struct epitem */
141                 struct rcu_head rcu;
142         };
143
144         /* List header used to link this structure to the eventpoll ready list */
145         struct list_head rdllink;
146
147         /*
148          * Works together "struct eventpoll"->ovflist in keeping the
149          * single linked chain of items.
150          */
151         struct epitem *next;
152
153         /* The file descriptor information this item refers to */
154         struct epoll_filefd ffd;
155
156         /* List containing poll wait queues */
157         struct eppoll_entry *pwqlist;
158
159         /* The "container" of this item */
160         struct eventpoll *ep;
161
162         /* List header used to link this item to the "struct file" items list */
163         struct hlist_node fllink;
164
165         /* wakeup_source used when EPOLLWAKEUP is set */
166         struct wakeup_source __rcu *ws;
167
168         /* The structure that describe the interested events and the source fd */
169         struct epoll_event event;
170 };
171
172 /*
173  * This structure is stored inside the "private_data" member of the file
174  * structure and represents the main data structure for the eventpoll
175  * interface.
176  */
177 struct eventpoll {
178         /*
179          * This mutex is used to ensure that files are not removed
180          * while epoll is using them. This is held during the event
181          * collection loop, the file cleanup path, the epoll file exit
182          * code and the ctl operations.
183          */
184         struct mutex mtx;
185
186         /* Wait queue used by sys_epoll_wait() */
187         wait_queue_head_t wq;
188
189         /* Wait queue used by file->poll() */
190         wait_queue_head_t poll_wait;
191
192         /* List of ready file descriptors */
193         struct list_head rdllist;
194
195         /* Lock which protects rdllist and ovflist */
196         rwlock_t lock;
197
198         /* RB tree root used to store monitored fd structs */
199         struct rb_root_cached rbr;
200
201         /*
202          * This is a single linked list that chains all the "struct epitem" that
203          * happened while transferring ready events to userspace w/out
204          * holding ->lock.
205          */
206         struct epitem *ovflist;
207
208         /* wakeup_source used when ep_scan_ready_list is running */
209         struct wakeup_source *ws;
210
211         /* The user that created the eventpoll descriptor */
212         struct user_struct *user;
213
214         struct file *file;
215
216         /* used to optimize loop detection check */
217         u64 gen;
218         struct hlist_head refs;
219
220 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
221         /* used to track busy poll napi_id */
222         unsigned int napi_id;
223 #endif
224
225 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
226         /* tracks wakeup nests for lockdep validation */
227         u8 nests;
228 #endif
229 };
230
231 /* Wrapper struct used by poll queueing */
232 struct ep_pqueue {
233         poll_table pt;
234         struct epitem *epi;
235 };
236
237 /*
238  * Configuration options available inside /proc/sys/fs/epoll/
239  */
240 /* Maximum number of epoll watched descriptors, per user */
241 static long max_user_watches __read_mostly;
242
243 /*
244  * This mutex is used to serialize ep_free() and eventpoll_release_file().
245  */
246 static DEFINE_MUTEX(epmutex);
247
248 static u64 loop_check_gen = 0;
249
250 /* Used to check for epoll file descriptor inclusion loops */
251 static struct eventpoll *inserting_into;
252
253 /* Slab cache used to allocate "struct epitem" */
254 static struct kmem_cache *epi_cache __read_mostly;
255
256 /* Slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
257 static struct kmem_cache *pwq_cache __read_mostly;
258
259 /*
260  * List of files with newly added links, where we may need to limit the number
261  * of emanating paths. Protected by the epmutex.
262  */
263 struct epitems_head {
264         struct hlist_head epitems;
265         struct epitems_head *next;
266 };
267 static struct epitems_head *tfile_check_list = EP_UNACTIVE_PTR;
268
269 static struct kmem_cache *ephead_cache __read_mostly;
270
271 static inline void free_ephead(struct epitems_head *head)
272 {
273         if (head)
274                 kmem_cache_free(ephead_cache, head);
275 }
276
277 static void list_file(struct file *file)
278 {
279         struct epitems_head *head;
280
281         head = container_of(file->f_ep, struct epitems_head, epitems);
282         if (!head->next) {
283                 head->next = tfile_check_list;
284                 tfile_check_list = head;
285         }
286 }
287
288 static void unlist_file(struct epitems_head *head)
289 {
290         struct epitems_head *to_free = head;
291         struct hlist_node *p = rcu_dereference(hlist_first_rcu(&head->epitems));
292         if (p) {
293                 struct epitem *epi= container_of(p, struct epitem, fllink);
294                 spin_lock(&epi->ffd.file->f_lock);
295                 if (!hlist_empty(&head->epitems))
296                         to_free = NULL;
297                 head->next = NULL;
298                 spin_unlock(&epi->ffd.file->f_lock);
299         }
300         free_ephead(to_free);
301 }
302
303 #ifdef CONFIG_SYSCTL
304
305 #include <linux/sysctl.h>
306
307 static long long_zero;
308 static long long_max = LONG_MAX;
309
310 static 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
323 static void __init epoll_sysctls_init(void)
324 {
325         register_sysctl("fs/epoll", epoll_table);
326 }
327 #else
328 #define epoll_sysctls_init() do { } while (0)
329 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
330
331 static const struct file_operations eventpoll_fops;
332
333 static inline int is_file_epoll(struct file *f)
334 {
335         return f->f_op == &eventpoll_fops;
336 }
337
338 /* Setup the structure that is used as key for the RB tree */
339 static inline void ep_set_ffd(struct epoll_filefd *ffd,
340                               struct file *file, int fd)
341 {
342         ffd->file = file;
343         ffd->fd = fd;
344 }
345
346 /* Compare RB tree keys */
347 static inline int ep_cmp_ffd(struct epoll_filefd *p1,
348                              struct epoll_filefd *p2)
349 {
350         return (p1->file > p2->file ? +1:
351                 (p1->file < p2->file ? -1 : p1->fd - p2->fd));
352 }
353
354 /* Tells us if the item is currently linked */
355 static inline int ep_is_linked(struct epitem *epi)
356 {
357         return !list_empty(&epi->rdllink);
358 }
359
360 static inline struct eppoll_entry *ep_pwq_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
361 {
362         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait);
363 }
364
365 /* Get the "struct epitem" from a wait queue pointer */
366 static inline struct epitem *ep_item_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
367 {
368         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait)->base;
369 }
370
371 /**
372  * ep_events_available - Checks if ready events might be available.
373  *
374  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
375  *
376  * Return: a value different than %zero if ready events are available,
377  *          or %zero otherwise.
378  */
379 static inline int ep_events_available(struct eventpoll *ep)
380 {
381         return !list_empty_careful(&ep->rdllist) ||
382                 READ_ONCE(ep->ovflist) != EP_UNACTIVE_PTR;
383 }
384
385 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
386 static bool ep_busy_loop_end(void *p, unsigned long start_time)
387 {
388         struct eventpoll *ep = p;
389
390         return ep_events_available(ep) || busy_loop_timeout(start_time);
391 }
392
393 /*
394  * Busy poll if globally on and supporting sockets found && no events,
395  * busy loop will return if need_resched or ep_events_available.
396  *
397  * we must do our busy polling with irqs enabled
398  */
399 static bool ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
400 {
401         unsigned int napi_id = READ_ONCE(ep->napi_id);
402
403         if ((napi_id >= MIN_NAPI_ID) && net_busy_loop_on()) {
404                 napi_busy_loop(napi_id, nonblock ? NULL : ep_busy_loop_end, ep, false,
405                                BUSY_POLL_BUDGET);
406                 if (ep_events_available(ep))
407                         return true;
408                 /*
409                  * Busy poll timed out.  Drop NAPI ID for now, we can add
410                  * it back in when we have moved a socket with a valid NAPI
411                  * ID onto the ready list.
412                  */
413                 ep->napi_id = 0;
414                 return false;
415         }
416         return false;
417 }
418
419 /*
420  * Set epoll busy poll NAPI ID from sk.
421  */
422 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
423 {
424         struct eventpoll *ep;
425         unsigned int napi_id;
426         struct socket *sock;
427         struct sock *sk;
428
429         if (!net_busy_loop_on())
430                 return;
431
432         sock = sock_from_file(epi->ffd.file);
433         if (!sock)
434                 return;
435
436         sk = sock->sk;
437         if (!sk)
438                 return;
439
440         napi_id = READ_ONCE(sk->sk_napi_id);
441         ep = epi->ep;
442
443         /* Non-NAPI IDs can be rejected
444          *      or
445          * Nothing to do if we already have this ID
446          */
447         if (napi_id < MIN_NAPI_ID || napi_id == ep->napi_id)
448                 return;
449
450         /* record NAPI ID for use in next busy poll */
451         ep->napi_id = napi_id;
452 }
453
454 #else
455
456 static inline bool ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
457 {
458         return false;
459 }
460
461 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
462 {
463 }
464
465 #endif /* CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL */
466
467 /*
468  * As described in commit 0ccf831cb lockdep: annotate epoll
469  * the use of wait queues used by epoll is done in a very controlled
470  * manner. Wake ups can nest inside each other, but are never done
471  * with the same locking. For example:
472  *
473  *   dfd = socket(...);
474  *   efd1 = epoll_create();
475  *   efd2 = epoll_create();
476  *   epoll_ctl(efd1, EPOLL_CTL_ADD, dfd, ...);
477  *   epoll_ctl(efd2, EPOLL_CTL_ADD, efd1, ...);
478  *
479  * When a packet arrives to the device underneath "dfd", the net code will
480  * issue a wake_up() on its poll wake list. Epoll (efd1) has installed a
481  * callback wakeup entry on that queue, and the wake_up() performed by the
482  * "dfd" net code will end up in ep_poll_callback(). At this point epoll
483  * (efd1) notices that it may have some event ready, so it needs to wake up
484  * the waiters on its poll wait list (efd2). So it calls ep_poll_safewake()
485  * that ends up in another wake_up(), after having checked about the
486  * recursion constraints. That are, no more than EP_MAX_NESTS, to avoid
487  * stack blasting.
488  *
489  * When CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is enabled, make sure lockdep can handle
490  * this special case of epoll.
491  */
492 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
493
494 static void ep_poll_safewake(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi,
495                              unsigned pollflags)
496 {
497         struct eventpoll *ep_src;
498         unsigned long flags;
499         u8 nests = 0;
500
501         /*
502          * To set the subclass or nesting level for spin_lock_irqsave_nested()
503          * it might be natural to create a per-cpu nest count. However, since
504          * we can recurse on ep->poll_wait.lock, and a non-raw spinlock can
505          * schedule() in the -rt kernel, the per-cpu variable are no longer
506          * protected. Thus, we are introducing a per eventpoll nest field.
507          * If we are not being call from ep_poll_callback(), epi is NULL and
508          * we are at the first level of nesting, 0. Otherwise, we are being
509          * called from ep_poll_callback() and if a previous wakeup source is
510          * not an epoll file itself, we are at depth 1 since the wakeup source
511          * is depth 0. If the wakeup source is a previous epoll file in the
512          * wakeup chain then we use its nests value and record ours as
513          * nests + 1. The previous epoll file nests value is stable since its
514          * already holding its own poll_wait.lock.
515          */
516         if (epi) {
517                 if ((is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
518                         ep_src = epi->ffd.file->private_data;
519                         nests = ep_src->nests;
520                 } else {
521                         nests = 1;
522                 }
523         }
524         spin_lock_irqsave_nested(&ep->poll_wait.lock, flags, nests);
525         ep->nests = nests + 1;
526         wake_up_locked_poll(&ep->poll_wait, EPOLLIN | pollflags);
527         ep->nests = 0;
528         spin_unlock_irqrestore(&ep->poll_wait.lock, flags);
529 }
530
531 #else
532
533 static void ep_poll_safewake(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi,
534                              unsigned pollflags)
535 {
536         wake_up_poll(&ep->poll_wait, EPOLLIN | pollflags);
537 }
538
539 #endif
540
541 static void ep_remove_wait_queue(struct eppoll_entry *pwq)
542 {
543         wait_queue_head_t *whead;
544
545         rcu_read_lock();
546         /*
547          * If it is cleared by POLLFREE, it should be rcu-safe.
548          * If we read NULL we need a barrier paired with
549          * smp_store_release() in ep_poll_callback(), otherwise
550          * we rely on whead->lock.
551          */
552         whead = smp_load_acquire(&pwq->whead);
553         if (whead)
554                 remove_wait_queue(whead, &pwq->wait);
555         rcu_read_unlock();
556 }
557
558 /*
559  * This function unregisters poll callbacks from the associated file
560  * descriptor.  Must be called with "mtx" held (or "epmutex" if called from
561  * ep_free).
562  */
563 static void ep_unregister_pollwait(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
564 {
565         struct eppoll_entry **p = &epi->pwqlist;
566         struct eppoll_entry *pwq;
567
568         while ((pwq = *p) != NULL) {
569                 *p = pwq->next;
570                 ep_remove_wait_queue(pwq);
571                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
572         }
573 }
574
575 /* call only when ep->mtx is held */
576 static inline struct wakeup_source *ep_wakeup_source(struct epitem *epi)
577 {
578         return rcu_dereference_check(epi->ws, lockdep_is_held(&epi->ep->mtx));
579 }
580
581 /* call only when ep->mtx is held */
582 static inline void ep_pm_stay_awake(struct epitem *epi)
583 {
584         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
585
586         if (ws)
587                 __pm_stay_awake(ws);
588 }
589
590 static inline bool ep_has_wakeup_source(struct epitem *epi)
591 {
592         return rcu_access_pointer(epi->ws) ? true : false;
593 }
594
595 /* call when ep->mtx cannot be held (ep_poll_callback) */
596 static inline void ep_pm_stay_awake_rcu(struct epitem *epi)
597 {
598         struct wakeup_source *ws;
599
600         rcu_read_lock();
601         ws = rcu_dereference(epi->ws);
602         if (ws)
603                 __pm_stay_awake(ws);
604         rcu_read_unlock();
605 }
606
607
608 /*
609  * ep->mutex needs to be held because we could be hit by
610  * eventpoll_release_file() and epoll_ctl().
611  */
612 static void ep_start_scan(struct eventpoll *ep, struct list_head *txlist)
613 {
614         /*
615          * Steal the ready list, and re-init the original one to the
616          * empty list. Also, set ep->ovflist to NULL so that events
617          * happening while looping w/out locks, are not lost. We cannot
618          * have the poll callback to queue directly on ep->rdllist,
619          * because we want the "sproc" callback to be able to do it
620          * in a lockless way.
621          */
622         lockdep_assert_irqs_enabled();
623         write_lock_irq(&ep->lock);
624         list_splice_init(&ep->rdllist, txlist);
625         WRITE_ONCE(ep->ovflist, NULL);
626         write_unlock_irq(&ep->lock);
627 }
628
629 static void ep_done_scan(struct eventpoll *ep,
630                          struct list_head *txlist)
631 {
632         struct epitem *epi, *nepi;
633
634         write_lock_irq(&ep->lock);
635         /*
636          * During the time we spent inside the "sproc" callback, some
637          * other events might have been queued by the poll callback.
638          * We re-insert them inside the main ready-list here.
639          */
640         for (nepi = READ_ONCE(ep->ovflist); (epi = nepi) != NULL;
641              nepi = epi->next, epi->next = EP_UNACTIVE_PTR) {
642                 /*
643                  * We need to check if the item is already in the list.
644                  * During the "sproc" callback execution time, items are
645                  * queued into ->ovflist but the "txlist" might already
646                  * contain them, and the list_splice() below takes care of them.
647                  */
648                 if (!ep_is_linked(epi)) {
649                         /*
650                          * ->ovflist is LIFO, so we have to reverse it in order
651                          * to keep in FIFO.
652                          */
653                         list_add(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
654                         ep_pm_stay_awake(epi);
655                 }
656         }
657         /*
658          * We need to set back ep->ovflist to EP_UNACTIVE_PTR, so that after
659          * releasing the lock, events will be queued in the normal way inside
660          * ep->rdllist.
661          */
662         WRITE_ONCE(ep->ovflist, EP_UNACTIVE_PTR);
663
664         /*
665          * Quickly re-inject items left on "txlist".
666          */
667         list_splice(txlist, &ep->rdllist);
668         __pm_relax(ep->ws);
669
670         if (!list_empty(&ep->rdllist)) {
671                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
672                         wake_up(&ep->wq);
673         }
674
675         write_unlock_irq(&ep->lock);
676 }
677
678 static void epi_rcu_free(struct rcu_head *head)
679 {
680         struct epitem *epi = container_of(head, struct epitem, rcu);
681         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
682 }
683
684 /*
685  * Removes a "struct epitem" from the eventpoll RB tree and deallocates
686  * all the associated resources. Must be called with "mtx" held.
687  */
688 static int ep_remove(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
689 {
690         struct file *file = epi->ffd.file;
691         struct epitems_head *to_free;
692         struct hlist_head *head;
693
694         lockdep_assert_irqs_enabled();
695
696         /*
697          * Removes poll wait queue hooks.
698          */
699         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
700
701         /* Remove the current item from the list of epoll hooks */
702         spin_lock(&file->f_lock);
703         to_free = NULL;
704         head = file->f_ep;
705         if (head->first == &epi->fllink && !epi->fllink.next) {
706                 file->f_ep = NULL;
707                 if (!is_file_epoll(file)) {
708                         struct epitems_head *v;
709                         v = container_of(head, struct epitems_head, epitems);
710                         if (!smp_load_acquire(&v->next))
711                                 to_free = v;
712                 }
713         }
714         hlist_del_rcu(&epi->fllink);
715         spin_unlock(&file->f_lock);
716         free_ephead(to_free);
717
718         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
719
720         write_lock_irq(&ep->lock);
721         if (ep_is_linked(epi))
722                 list_del_init(&epi->rdllink);
723         write_unlock_irq(&ep->lock);
724
725         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
726         /*
727          * At this point it is safe to free the eventpoll item. Use the union
728          * field epi->rcu, since we are trying to minimize the size of
729          * 'struct epitem'. The 'rbn' field is no longer in use. Protected by
730          * ep->mtx. The rcu read side, reverse_path_check_proc(), does not make
731          * use of the rbn field.
732          */
733         call_rcu(&epi->rcu, epi_rcu_free);
734
735         percpu_counter_dec(&ep->user->epoll_watches);
736
737         return 0;
738 }
739
740 static void ep_free(struct eventpoll *ep)
741 {
742         struct rb_node *rbp;
743         struct epitem *epi;
744
745         /* We need to release all tasks waiting for these file */
746         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
747                 ep_poll_safewake(ep, NULL, 0);
748
749         /*
750          * We need to lock this because we could be hit by
751          * eventpoll_release_file() while we're freeing the "struct eventpoll".
752          * We do not need to hold "ep->mtx" here because the epoll file
753          * is on the way to be removed and no one has references to it
754          * anymore. The only hit might come from eventpoll_release_file() but
755          * holding "epmutex" is sufficient here.
756          */
757         mutex_lock(&epmutex);
758
759         /*
760          * Walks through the whole tree by unregistering poll callbacks.
761          */
762         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
763                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
764
765                 ep_unregister_pollwait(ep, epi);
766                 cond_resched();
767         }
768
769         /*
770          * Walks through the whole tree by freeing each "struct epitem". At this
771          * point we are sure no poll callbacks will be lingering around, and also by
772          * holding "epmutex" we can be sure that no file cleanup code will hit
773          * us during this operation. So we can avoid the lock on "ep->lock".
774          * We do not need to lock ep->mtx, either, we only do it to prevent
775          * a lockdep warning.
776          */
777         mutex_lock(&ep->mtx);
778         while ((rbp = rb_first_cached(&ep->rbr)) != NULL) {
779                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
780                 ep_remove(ep, epi);
781                 cond_resched();
782         }
783         mutex_unlock(&ep->mtx);
784
785         mutex_unlock(&epmutex);
786         mutex_destroy(&ep->mtx);
787         free_uid(ep->user);
788         wakeup_source_unregister(ep->ws);
789         kfree(ep);
790 }
791
792 static int ep_eventpoll_release(struct inode *inode, struct file *file)
793 {
794         struct eventpoll *ep = file->private_data;
795
796         if (ep)
797                 ep_free(ep);
798
799         return 0;
800 }
801
802 static __poll_t ep_item_poll(const struct epitem *epi, poll_table *pt, int depth);
803
804 static __poll_t __ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait, int depth)
805 {
806         struct eventpoll *ep = file->private_data;
807         LIST_HEAD(txlist);
808         struct epitem *epi, *tmp;
809         poll_table pt;
810         __poll_t res = 0;
811
812         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
813
814         /* Insert inside our poll wait queue */
815         poll_wait(file, &ep->poll_wait, wait);
816
817         /*
818          * Proceed to find out if wanted events are really available inside
819          * the ready list.
820          */
821         mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth);
822         ep_start_scan(ep, &txlist);
823         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, &txlist, rdllink) {
824                 if (ep_item_poll(epi, &pt, depth + 1)) {
825                         res = EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
826                         break;
827                 } else {
828                         /*
829                          * Item has been dropped into the ready list by the poll
830                          * callback, but it's not actually ready, as far as
831                          * caller requested events goes. We can remove it here.
832                          */
833                         __pm_relax(ep_wakeup_source(epi));
834                         list_del_init(&epi->rdllink);
835                 }
836         }
837         ep_done_scan(ep, &txlist);
838         mutex_unlock(&ep->mtx);
839         return res;
840 }
841
842 /*
843  * Differs from ep_eventpoll_poll() in that internal callers already have
844  * the ep->mtx so we need to start from depth=1, such that mutex_lock_nested()
845  * is correctly annotated.
846  */
847 static __poll_t ep_item_poll(const struct epitem *epi, poll_table *pt,
848                                  int depth)
849 {
850         struct file *file = epi->ffd.file;
851         __poll_t res;
852
853         pt->_key = epi->event.events;
854         if (!is_file_epoll(file))
855                 res = vfs_poll(file, pt);
856         else
857                 res = __ep_eventpoll_poll(file, pt, depth);
858         return res & epi->event.events;
859 }
860
861 static __poll_t ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait)
862 {
863         return __ep_eventpoll_poll(file, wait, 0);
864 }
865
866 #ifdef CONFIG_PROC_FS
867 static void ep_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
868 {
869         struct eventpoll *ep = f->private_data;
870         struct rb_node *rbp;
871
872         mutex_lock(&ep->mtx);
873         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
874                 struct epitem *epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
875                 struct inode *inode = file_inode(epi->ffd.file);
876
877                 seq_printf(m, "tfd: %8d events: %8x data: %16llx "
878                            " pos:%lli ino:%lx sdev:%x\n",
879                            epi->ffd.fd, epi->event.events,
880                            (long long)epi->event.data,
881                            (long long)epi->ffd.file->f_pos,
882                            inode->i_ino, inode->i_sb->s_dev);
883                 if (seq_has_overflowed(m))
884                         break;
885         }
886         mutex_unlock(&ep->mtx);
887 }
888 #endif
889
890 /* File callbacks that implement the eventpoll file behaviour */
891 static const struct file_operations eventpoll_fops = {
892 #ifdef CONFIG_PROC_FS
893         .show_fdinfo    = ep_show_fdinfo,
894 #endif
895         .release        = ep_eventpoll_release,
896         .poll           = ep_eventpoll_poll,
897         .llseek         = noop_llseek,
898 };
899
900 /*
901  * This is called from eventpoll_release() to unlink files from the eventpoll
902  * interface. We need to have this facility to cleanup correctly files that are
903  * closed without being removed from the eventpoll interface.
904  */
905 void eventpoll_release_file(struct file *file)
906 {
907         struct eventpoll *ep;
908         struct epitem *epi;
909         struct hlist_node *next;
910
911         /*
912          * We don't want to get "file->f_lock" because it is not
913          * necessary. It is not necessary because we're in the "struct file"
914          * cleanup path, and this means that no one is using this file anymore.
915          * So, for example, epoll_ctl() cannot hit here since if we reach this
916          * point, the file counter already went to zero and fget() would fail.
917          * The only hit might come from ep_free() but by holding the mutex
918          * will correctly serialize the operation. We do need to acquire
919          * "ep->mtx" after "epmutex" because ep_remove() requires it when called
920          * from anywhere but ep_free().
921          *
922          * Besides, ep_remove() acquires the lock, so we can't hold it here.
923          */
924         mutex_lock(&epmutex);
925         if (unlikely(!file->f_ep)) {
926                 mutex_unlock(&epmutex);
927                 return;
928         }
929         hlist_for_each_entry_safe(epi, next, file->f_ep, fllink) {
930                 ep = epi->ep;
931                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
932                 ep_remove(ep, epi);
933                 mutex_unlock(&ep->mtx);
934         }
935         mutex_unlock(&epmutex);
936 }
937
938 static int ep_alloc(struct eventpoll **pep)
939 {
940         int error;
941         struct user_struct *user;
942         struct eventpoll *ep;
943
944         user = get_current_user();
945         error = -ENOMEM;
946         ep = kzalloc(sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
947         if (unlikely(!ep))
948                 goto free_uid;
949
950         mutex_init(&ep->mtx);
951         rwlock_init(&ep->lock);
952         init_waitqueue_head(&ep->wq);
953         init_waitqueue_head(&ep->poll_wait);
954         INIT_LIST_HEAD(&ep->rdllist);
955         ep->rbr = RB_ROOT_CACHED;
956         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
957         ep->user = user;
958
959         *pep = ep;
960
961         return 0;
962
963 free_uid:
964         free_uid(user);
965         return error;
966 }
967
968 /*
969  * Search the file inside the eventpoll tree. The RB tree operations
970  * are protected by the "mtx" mutex, and ep_find() must be called with
971  * "mtx" held.
972  */
973 static struct epitem *ep_find(struct eventpoll *ep, struct file *file, int fd)
974 {
975         int kcmp;
976         struct rb_node *rbp;
977         struct epitem *epi, *epir = NULL;
978         struct epoll_filefd ffd;
979
980         ep_set_ffd(&ffd, file, fd);
981         for (rbp = ep->rbr.rb_root.rb_node; rbp; ) {
982                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
983                 kcmp = ep_cmp_ffd(&ffd, &epi->ffd);
984                 if (kcmp > 0)
985                         rbp = rbp->rb_right;
986                 else if (kcmp < 0)
987                         rbp = rbp->rb_left;
988                 else {
989                         epir = epi;
990                         break;
991                 }
992         }
993
994         return epir;
995 }
996
997 #ifdef CONFIG_KCMP
998 static struct epitem *ep_find_tfd(struct eventpoll *ep, int tfd, unsigned long toff)
999 {
1000         struct rb_node *rbp;
1001         struct epitem *epi;
1002
1003         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1004                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1005                 if (epi->ffd.fd == tfd) {
1006                         if (toff == 0)
1007                                 return epi;
1008                         else
1009                                 toff--;
1010                 }
1011                 cond_resched();
1012         }
1013
1014         return NULL;
1015 }
1016
1017 struct file *get_epoll_tfile_raw_ptr(struct file *file, int tfd,
1018                                      unsigned long toff)
1019 {
1020         struct file *file_raw;
1021         struct eventpoll *ep;
1022         struct epitem *epi;
1023
1024         if (!is_file_epoll(file))
1025                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1026
1027         ep = file->private_data;
1028
1029         mutex_lock(&ep->mtx);
1030         epi = ep_find_tfd(ep, tfd, toff);
1031         if (epi)
1032                 file_raw = epi->ffd.file;
1033         else
1034                 file_raw = ERR_PTR(-ENOENT);
1035         mutex_unlock(&ep->mtx);
1036
1037         return file_raw;
1038 }
1039 #endif /* CONFIG_KCMP */
1040
1041 /*
1042  * Adds a new entry to the tail of the list in a lockless way, i.e.
1043  * multiple CPUs are allowed to call this function concurrently.
1044  *
1045  * Beware: it is necessary to prevent any other modifications of the
1046  *         existing list until all changes are completed, in other words
1047  *         concurrent list_add_tail_lockless() calls should be protected
1048  *         with a read lock, where write lock acts as a barrier which
1049  *         makes sure all list_add_tail_lockless() calls are fully
1050  *         completed.
1051  *
1052  *        Also an element can be locklessly added to the list only in one
1053  *        direction i.e. either to the tail or to the head, otherwise
1054  *        concurrent access will corrupt the list.
1055  *
1056  * Return: %false if element has been already added to the list, %true
1057  * otherwise.
1058  */
1059 static inline bool list_add_tail_lockless(struct list_head *new,
1060                                           struct list_head *head)
1061 {
1062         struct list_head *prev;
1063
1064         /*
1065          * This is simple 'new->next = head' operation, but cmpxchg()
1066          * is used in order to detect that same element has been just
1067          * added to the list from another CPU: the winner observes
1068          * new->next == new.
1069          */
1070         if (!try_cmpxchg(&new->next, &new, head))
1071                 return false;
1072
1073         /*
1074          * Initially ->next of a new element must be updated with the head
1075          * (we are inserting to the tail) and only then pointers are atomically
1076          * exchanged.  XCHG guarantees memory ordering, thus ->next should be
1077          * updated before pointers are actually swapped and pointers are
1078          * swapped before prev->next is updated.
1079          */
1080
1081         prev = xchg(&head->prev, new);
1082
1083         /*
1084          * It is safe to modify prev->next and new->prev, because a new element
1085          * is added only to the tail and new->next is updated before XCHG.
1086          */
1087
1088         prev->next = new;
1089         new->prev = prev;
1090
1091         return true;
1092 }
1093
1094 /*
1095  * Chains a new epi entry to the tail of the ep->ovflist in a lockless way,
1096  * i.e. multiple CPUs are allowed to call this function concurrently.
1097  *
1098  * Return: %false if epi element has been already chained, %true otherwise.
1099  */
1100 static inline bool chain_epi_lockless(struct epitem *epi)
1101 {
1102         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1103
1104         /* Fast preliminary check */
1105         if (epi->next != EP_UNACTIVE_PTR)
1106                 return false;
1107
1108         /* Check that the same epi has not been just chained from another CPU */
1109         if (cmpxchg(&epi->next, EP_UNACTIVE_PTR, NULL) != EP_UNACTIVE_PTR)
1110                 return false;
1111
1112         /* Atomically exchange tail */
1113         epi->next = xchg(&ep->ovflist, epi);
1114
1115         return true;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * This is the callback that is passed to the wait queue wakeup
1120  * mechanism. It is called by the stored file descriptors when they
1121  * have events to report.
1122  *
1123  * This callback takes a read lock in order not to contend with concurrent
1124  * events from another file descriptor, thus all modifications to ->rdllist
1125  * or ->ovflist are lockless.  Read lock is paired with the write lock from
1126  * ep_scan_ready_list(), which stops all list modifications and guarantees
1127  * that lists state is seen correctly.
1128  *
1129  * Another thing worth to mention is that ep_poll_callback() can be called
1130  * concurrently for the same @epi from different CPUs if poll table was inited
1131  * with several wait queues entries.  Plural wakeup from different CPUs of a
1132  * single wait queue is serialized by wq.lock, but the case when multiple wait
1133  * queues are used should be detected accordingly.  This is detected using
1134  * cmpxchg() operation.
1135  */
1136 static int ep_poll_callback(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
1137 {
1138         int pwake = 0;
1139         struct epitem *epi = ep_item_from_wait(wait);
1140         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1141         __poll_t pollflags = key_to_poll(key);
1142         unsigned long flags;
1143         int ewake = 0;
1144
1145         read_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1146
1147         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1148
1149         /*
1150          * If the event mask does not contain any poll(2) event, we consider the
1151          * descriptor to be disabled. This condition is likely the effect of the
1152          * EPOLLONESHOT bit that disables the descriptor when an event is received,
1153          * until the next EPOLL_CTL_MOD will be issued.
1154          */
1155         if (!(epi->event.events & ~EP_PRIVATE_BITS))
1156                 goto out_unlock;
1157
1158         /*
1159          * Check the events coming with the callback. At this stage, not
1160          * every device reports the events in the "key" parameter of the
1161          * callback. We need to be able to handle both cases here, hence the
1162          * test for "key" != NULL before the event match test.
1163          */
1164         if (pollflags && !(pollflags & epi->event.events))
1165                 goto out_unlock;
1166
1167         /*
1168          * If we are transferring events to userspace, we can hold no locks
1169          * (because we're accessing user memory, and because of linux f_op->poll()
1170          * semantics). All the events that happen during that period of time are
1171          * chained in ep->ovflist and requeued later on.
1172          */
1173         if (READ_ONCE(ep->ovflist) != EP_UNACTIVE_PTR) {
1174                 if (chain_epi_lockless(epi))
1175                         ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1176         } else if (!ep_is_linked(epi)) {
1177                 /* In the usual case, add event to ready list. */
1178                 if (list_add_tail_lockless(&epi->rdllink, &ep->rdllist))
1179                         ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1180         }
1181
1182         /*
1183          * Wake up ( if active ) both the eventpoll wait list and the ->poll()
1184          * wait list.
1185          */
1186         if (waitqueue_active(&ep->wq)) {
1187                 if ((epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE) &&
1188                                         !(pollflags & POLLFREE)) {
1189                         switch (pollflags & EPOLLINOUT_BITS) {
1190                         case EPOLLIN:
1191                                 if (epi->event.events & EPOLLIN)
1192                                         ewake = 1;
1193                                 break;
1194                         case EPOLLOUT:
1195                                 if (epi->event.events & EPOLLOUT)
1196                                         ewake = 1;
1197                                 break;
1198                         case 0:
1199                                 ewake = 1;
1200                                 break;
1201                         }
1202                 }
1203                 wake_up(&ep->wq);
1204         }
1205         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1206                 pwake++;
1207
1208 out_unlock:
1209         read_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1210
1211         /* We have to call this outside the lock */
1212         if (pwake)
1213                 ep_poll_safewake(ep, epi, pollflags & EPOLL_URING_WAKE);
1214
1215         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE))
1216                 ewake = 1;
1217
1218         if (pollflags & POLLFREE) {
1219                 /*
1220                  * If we race with ep_remove_wait_queue() it can miss
1221                  * ->whead = NULL and do another remove_wait_queue() after
1222                  * us, so we can't use __remove_wait_queue().
1223                  */
1224                 list_del_init(&wait->entry);
1225                 /*
1226                  * ->whead != NULL protects us from the race with ep_free()
1227                  * or ep_remove(), ep_remove_wait_queue() takes whead->lock
1228                  * held by the caller. Once we nullify it, nothing protects
1229                  * ep/epi or even wait.
1230                  */
1231                 smp_store_release(&ep_pwq_from_wait(wait)->whead, NULL);
1232         }
1233
1234         return ewake;
1235 }
1236
1237 /*
1238  * This is the callback that is used to add our wait queue to the
1239  * target file wakeup lists.
1240  */
1241 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
1242                                  poll_table *pt)
1243 {
1244         struct ep_pqueue *epq = container_of(pt, struct ep_pqueue, pt);
1245         struct epitem *epi = epq->epi;
1246         struct eppoll_entry *pwq;
1247
1248         if (unlikely(!epi))     // an earlier allocation has failed
1249                 return;
1250
1251         pwq = kmem_cache_alloc(pwq_cache, GFP_KERNEL);
1252         if (unlikely(!pwq)) {
1253                 epq->epi = NULL;
1254                 return;
1255         }
1256
1257         init_waitqueue_func_entry(&pwq->wait, ep_poll_callback);
1258         pwq->whead = whead;
1259         pwq->base = epi;
1260         if (epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)
1261                 add_wait_queue_exclusive(whead, &pwq->wait);
1262         else
1263                 add_wait_queue(whead, &pwq->wait);
1264         pwq->next = epi->pwqlist;
1265         epi->pwqlist = pwq;
1266 }
1267
1268 static void ep_rbtree_insert(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
1269 {
1270         int kcmp;
1271         struct rb_node **p = &ep->rbr.rb_root.rb_node, *parent = NULL;
1272         struct epitem *epic;
1273         bool leftmost = true;
1274
1275         while (*p) {
1276                 parent = *p;
1277                 epic = rb_entry(parent, struct epitem, rbn);
1278                 kcmp = ep_cmp_ffd(&epi->ffd, &epic->ffd);
1279                 if (kcmp > 0) {
1280                         p = &parent->rb_right;
1281                         leftmost = false;
1282                 } else
1283                         p = &parent->rb_left;
1284         }
1285         rb_link_node(&epi->rbn, parent, p);
1286         rb_insert_color_cached(&epi->rbn, &ep->rbr, leftmost);
1287 }
1288
1289
1290
1291 #define PATH_ARR_SIZE 5
1292 /*
1293  * These are the number paths of length 1 to 5, that we are allowing to emanate
1294  * from a single file of interest. For example, we allow 1000 paths of length
1295  * 1, to emanate from each file of interest. This essentially represents the
1296  * potential wakeup paths, which need to be limited in order to avoid massive
1297  * uncontrolled wakeup storms. The common use case should be a single ep which
1298  * is connected to n file sources. In this case each file source has 1 path
1299  * of length 1. Thus, the numbers below should be more than sufficient. These
1300  * path limits are enforced during an EPOLL_CTL_ADD operation, since a modify
1301  * and delete can't add additional paths. Protected by the epmutex.
1302  */
1303 static const int path_limits[PATH_ARR_SIZE] = { 1000, 500, 100, 50, 10 };
1304 static int path_count[PATH_ARR_SIZE];
1305
1306 static int path_count_inc(int nests)
1307 {
1308         /* Allow an arbitrary number of depth 1 paths */
1309         if (nests == 0)
1310                 return 0;
1311
1312         if (++path_count[nests] > path_limits[nests])
1313                 return -1;
1314         return 0;
1315 }
1316
1317 static void path_count_init(void)
1318 {
1319         int i;
1320
1321         for (i = 0; i < PATH_ARR_SIZE; i++)
1322                 path_count[i] = 0;
1323 }
1324
1325 static int reverse_path_check_proc(struct hlist_head *refs, int depth)
1326 {
1327         int error = 0;
1328         struct epitem *epi;
1329
1330         if (depth > EP_MAX_NESTS) /* too deep nesting */
1331                 return -1;
1332
1333         /* CTL_DEL can remove links here, but that can't increase our count */
1334         hlist_for_each_entry_rcu(epi, refs, fllink) {
1335                 struct hlist_head *refs = &epi->ep->refs;
1336                 if (hlist_empty(refs))
1337                         error = path_count_inc(depth);
1338                 else
1339                         error = reverse_path_check_proc(refs, depth + 1);
1340                 if (error != 0)
1341                         break;
1342         }
1343         return error;
1344 }
1345
1346 /**
1347  * reverse_path_check - The tfile_check_list is list of epitem_head, which have
1348  *                      links that are proposed to be newly added. We need to
1349  *                      make sure that those added links don't add too many
1350  *                      paths such that we will spend all our time waking up
1351  *                      eventpoll objects.
1352  *
1353  * Return: %zero if the proposed links don't create too many paths,
1354  *          %-1 otherwise.
1355  */
1356 static int reverse_path_check(void)
1357 {
1358         struct epitems_head *p;
1359
1360         for (p = tfile_check_list; p != EP_UNACTIVE_PTR; p = p->next) {
1361                 int error;
1362                 path_count_init();
1363                 rcu_read_lock();
1364                 error = reverse_path_check_proc(&p->epitems, 0);
1365                 rcu_read_unlock();
1366                 if (error)
1367                         return error;
1368         }
1369         return 0;
1370 }
1371
1372 static int ep_create_wakeup_source(struct epitem *epi)
1373 {
1374         struct name_snapshot n;
1375         struct wakeup_source *ws;
1376
1377         if (!epi->ep->ws) {
1378                 epi->ep->ws = wakeup_source_register(NULL, "eventpoll");
1379                 if (!epi->ep->ws)
1380                         return -ENOMEM;
1381         }
1382
1383         take_dentry_name_snapshot(&n, epi->ffd.file->f_path.dentry);
1384         ws = wakeup_source_register(NULL, n.name.name);
1385         release_dentry_name_snapshot(&n);
1386
1387         if (!ws)
1388                 return -ENOMEM;
1389         rcu_assign_pointer(epi->ws, ws);
1390
1391         return 0;
1392 }
1393
1394 /* rare code path, only used when EPOLL_CTL_MOD removes a wakeup source */
1395 static noinline void ep_destroy_wakeup_source(struct epitem *epi)
1396 {
1397         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
1398
1399         RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1400
1401         /*
1402          * wait for ep_pm_stay_awake_rcu to finish, synchronize_rcu is
1403          * used internally by wakeup_source_remove, too (called by
1404          * wakeup_source_unregister), so we cannot use call_rcu
1405          */
1406         synchronize_rcu();
1407         wakeup_source_unregister(ws);
1408 }
1409
1410 static int attach_epitem(struct file *file, struct epitem *epi)
1411 {
1412         struct epitems_head *to_free = NULL;
1413         struct hlist_head *head = NULL;
1414         struct eventpoll *ep = NULL;
1415
1416         if (is_file_epoll(file))
1417                 ep = file->private_data;
1418
1419         if (ep) {
1420                 head = &ep->refs;
1421         } else if (!READ_ONCE(file->f_ep)) {
1422 allocate:
1423                 to_free = kmem_cache_zalloc(ephead_cache, GFP_KERNEL);
1424                 if (!to_free)
1425                         return -ENOMEM;
1426                 head = &to_free->epitems;
1427         }
1428         spin_lock(&file->f_lock);
1429         if (!file->f_ep) {
1430                 if (unlikely(!head)) {
1431                         spin_unlock(&file->f_lock);
1432                         goto allocate;
1433                 }
1434                 file->f_ep = head;
1435                 to_free = NULL;
1436         }
1437         hlist_add_head_rcu(&epi->fllink, file->f_ep);
1438         spin_unlock(&file->f_lock);
1439         free_ephead(to_free);
1440         return 0;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * Must be called with "mtx" held.
1445  */
1446 static int ep_insert(struct eventpoll *ep, const struct epoll_event *event,
1447                      struct file *tfile, int fd, int full_check)
1448 {
1449         int error, pwake = 0;
1450         __poll_t revents;
1451         struct epitem *epi;
1452         struct ep_pqueue epq;
1453         struct eventpoll *tep = NULL;
1454
1455         if (is_file_epoll(tfile))
1456                 tep = tfile->private_data;
1457
1458         lockdep_assert_irqs_enabled();
1459
1460         if (unlikely(percpu_counter_compare(&ep->user->epoll_watches,
1461                                             max_user_watches) >= 0))
1462                 return -ENOSPC;
1463         percpu_counter_inc(&ep->user->epoll_watches);
1464
1465         if (!(epi = kmem_cache_zalloc(epi_cache, GFP_KERNEL))) {
1466                 percpu_counter_dec(&ep->user->epoll_watches);
1467                 return -ENOMEM;
1468         }
1469
1470         /* Item initialization follow here ... */
1471         INIT_LIST_HEAD(&epi->rdllink);
1472         epi->ep = ep;
1473         ep_set_ffd(&epi->ffd, tfile, fd);
1474         epi->event = *event;
1475         epi->next = EP_UNACTIVE_PTR;
1476
1477         if (tep)
1478                 mutex_lock_nested(&tep->mtx, 1);
1479         /* Add the current item to the list of active epoll hook for this file */
1480         if (unlikely(attach_epitem(tfile, epi) < 0)) {
1481                 if (tep)
1482                         mutex_unlock(&tep->mtx);
1483                 kmem_cache_free(epi_cache, epi);
1484                 percpu_counter_dec(&ep->user->epoll_watches);
1485                 return -ENOMEM;
1486         }
1487
1488         if (full_check && !tep)
1489                 list_file(tfile);
1490
1491         /*
1492          * Add the current item to the RB tree. All RB tree operations are
1493          * protected by "mtx", and ep_insert() is called with "mtx" held.
1494          */
1495         ep_rbtree_insert(ep, epi);
1496         if (tep)
1497                 mutex_unlock(&tep->mtx);
1498
1499         /* now check if we've created too many backpaths */
1500         if (unlikely(full_check && reverse_path_check())) {
1501                 ep_remove(ep, epi);
1502                 return -EINVAL;
1503         }
1504
1505         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1506                 error = ep_create_wakeup_source(epi);
1507                 if (error) {
1508                         ep_remove(ep, epi);
1509                         return error;
1510                 }
1511         }
1512
1513         /* Initialize the poll table using the queue callback */
1514         epq.epi = epi;
1515         init_poll_funcptr(&epq.pt, ep_ptable_queue_proc);
1516
1517         /*
1518          * Attach the item to the poll hooks and get current event bits.
1519          * We can safely use the file* here because its usage count has
1520          * been increased by the caller of this function. Note that after
1521          * this operation completes, the poll callback can start hitting
1522          * the new item.
1523          */
1524         revents = ep_item_poll(epi, &epq.pt, 1);
1525
1526         /*
1527          * We have to check if something went wrong during the poll wait queue
1528          * install process. Namely an allocation for a wait queue failed due
1529          * high memory pressure.
1530          */
1531         if (unlikely(!epq.epi)) {
1532                 ep_remove(ep, epi);
1533                 return -ENOMEM;
1534         }
1535
1536         /* We have to drop the new item inside our item list to keep track of it */
1537         write_lock_irq(&ep->lock);
1538
1539         /* record NAPI ID of new item if present */
1540         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1541
1542         /* If the file is already "ready" we drop it inside the ready list */
1543         if (revents && !ep_is_linked(epi)) {
1544                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1545                 ep_pm_stay_awake(epi);
1546
1547                 /* Notify waiting tasks that events are available */
1548                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
1549                         wake_up(&ep->wq);
1550                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1551                         pwake++;
1552         }
1553
1554         write_unlock_irq(&ep->lock);
1555
1556         /* We have to call this outside the lock */
1557         if (pwake)
1558                 ep_poll_safewake(ep, NULL, 0);
1559
1560         return 0;
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Modify the interest event mask by dropping an event if the new mask
1565  * has a match in the current file status. Must be called with "mtx" held.
1566  */
1567 static int ep_modify(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi,
1568                      const struct epoll_event *event)
1569 {
1570         int pwake = 0;
1571         poll_table pt;
1572
1573         lockdep_assert_irqs_enabled();
1574
1575         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1576
1577         /*
1578          * Set the new event interest mask before calling f_op->poll();
1579          * otherwise we might miss an event that happens between the
1580          * f_op->poll() call and the new event set registering.
1581          */
1582         epi->event.events = event->events; /* need barrier below */
1583         epi->event.data = event->data; /* protected by mtx */
1584         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1585                 if (!ep_has_wakeup_source(epi))
1586                         ep_create_wakeup_source(epi);
1587         } else if (ep_has_wakeup_source(epi)) {
1588                 ep_destroy_wakeup_source(epi);
1589         }
1590
1591         /*
1592          * The following barrier has two effects:
1593          *
1594          * 1) Flush epi changes above to other CPUs.  This ensures
1595          *    we do not miss events from ep_poll_callback if an
1596          *    event occurs immediately after we call f_op->poll().
1597          *    We need this because we did not take ep->lock while
1598          *    changing epi above (but ep_poll_callback does take
1599          *    ep->lock).
1600          *
1601          * 2) We also need to ensure we do not miss _past_ events
1602          *    when calling f_op->poll().  This barrier also
1603          *    pairs with the barrier in wq_has_sleeper (see
1604          *    comments for wq_has_sleeper).
1605          *
1606          * This barrier will now guarantee ep_poll_callback or f_op->poll
1607          * (or both) will notice the readiness of an item.
1608          */
1609         smp_mb();
1610
1611         /*
1612          * Get current event bits. We can safely use the file* here because
1613          * its usage count has been increased by the caller of this function.
1614          * If the item is "hot" and it is not registered inside the ready
1615          * list, push it inside.
1616          */
1617         if (ep_item_poll(epi, &pt, 1)) {
1618                 write_lock_irq(&ep->lock);
1619                 if (!ep_is_linked(epi)) {
1620                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1621                         ep_pm_stay_awake(epi);
1622
1623                         /* Notify waiting tasks that events are available */
1624                         if (waitqueue_active(&ep->wq))
1625                                 wake_up(&ep->wq);
1626                         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1627                                 pwake++;
1628                 }
1629                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1630         }
1631
1632         /* We have to call this outside the lock */
1633         if (pwake)
1634                 ep_poll_safewake(ep, NULL, 0);
1635
1636         return 0;
1637 }
1638
1639 static int ep_send_events(struct eventpoll *ep,
1640                           struct epoll_event __user *events, int maxevents)
1641 {
1642         struct epitem *epi, *tmp;
1643         LIST_HEAD(txlist);
1644         poll_table pt;
1645         int res = 0;
1646
1647         /*
1648          * Always short-circuit for fatal signals to allow threads to make a
1649          * timely exit without the chance of finding more events available and
1650          * fetching repeatedly.
1651          */
1652         if (fatal_signal_pending(current))
1653                 return -EINTR;
1654
1655         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1656
1657         mutex_lock(&ep->mtx);
1658         ep_start_scan(ep, &txlist);
1659
1660         /*
1661          * We can loop without lock because we are passed a task private list.
1662          * Items cannot vanish during the loop we are holding ep->mtx.
1663          */
1664         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, &txlist, rdllink) {
1665                 struct wakeup_source *ws;
1666                 __poll_t revents;
1667
1668                 if (res >= maxevents)
1669                         break;
1670
1671                 /*
1672                  * Activate ep->ws before deactivating epi->ws to prevent
1673                  * triggering auto-suspend here (in case we reactive epi->ws
1674                  * below).
1675                  *
1676                  * This could be rearranged to delay the deactivation of epi->ws
1677                  * instead, but then epi->ws would temporarily be out of sync
1678                  * with ep_is_linked().
1679                  */
1680                 ws = ep_wakeup_source(epi);
1681                 if (ws) {
1682                         if (ws->active)
1683                                 __pm_stay_awake(ep->ws);
1684                         __pm_relax(ws);
1685                 }
1686
1687                 list_del_init(&epi->rdllink);
1688
1689                 /*
1690                  * If the event mask intersect the caller-requested one,
1691                  * deliver the event to userspace. Again, we are holding ep->mtx,
1692                  * so no operations coming from userspace can change the item.
1693                  */
1694                 revents = ep_item_poll(epi, &pt, 1);
1695                 if (!revents)
1696                         continue;
1697
1698                 events = epoll_put_uevent(revents, epi->event.data, events);
1699                 if (!events) {
1700                         list_add(&epi->rdllink, &txlist);
1701                         ep_pm_stay_awake(epi);
1702                         if (!res)
1703                                 res = -EFAULT;
1704                         break;
1705                 }
1706                 res++;
1707                 if (epi->event.events & EPOLLONESHOT)
1708                         epi->event.events &= EP_PRIVATE_BITS;
1709                 else if (!(epi->event.events & EPOLLET)) {
1710                         /*
1711                          * If this file has been added with Level
1712                          * Trigger mode, we need to insert back inside
1713                          * the ready list, so that the next call to
1714                          * epoll_wait() will check again the events
1715                          * availability. At this point, no one can insert
1716                          * into ep->rdllist besides us. The epoll_ctl()
1717                          * callers are locked out by
1718                          * ep_scan_ready_list() holding "mtx" and the
1719                          * poll callback will queue them in ep->ovflist.
1720                          */
1721                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1722                         ep_pm_stay_awake(epi);
1723                 }
1724         }
1725         ep_done_scan(ep, &txlist);
1726         mutex_unlock(&ep->mtx);
1727
1728         return res;
1729 }
1730
1731 static struct timespec64 *ep_timeout_to_timespec(struct timespec64 *to, long ms)
1732 {
1733         struct timespec64 now;
1734
1735         if (ms < 0)
1736                 return NULL;
1737
1738         if (!ms) {
1739                 to->tv_sec = 0;
1740                 to->tv_nsec = 0;
1741                 return to;
1742         }
1743
1744         to->tv_sec = ms / MSEC_PER_SEC;
1745         to->tv_nsec = NSEC_PER_MSEC * (ms % MSEC_PER_SEC);
1746
1747         ktime_get_ts64(&now);
1748         *to = timespec64_add_safe(now, *to);
1749         return to;
1750 }
1751
1752 /*
1753  * autoremove_wake_function, but remove even on failure to wake up, because we
1754  * know that default_wake_function/ttwu will only fail if the thread is already
1755  * woken, and in that case the ep_poll loop will remove the entry anyways, not
1756  * try to reuse it.
1757  */
1758 static int ep_autoremove_wake_function(struct wait_queue_entry *wq_entry,
1759                                        unsigned int mode, int sync, void *key)
1760 {
1761         int ret = default_wake_function(wq_entry, mode, sync, key);
1762
1763         list_del_init(&wq_entry->entry);
1764         return ret;
1765 }
1766
1767 /**
1768  * ep_poll - Retrieves ready events, and delivers them to the caller-supplied
1769  *           event buffer.
1770  *
1771  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
1772  * @events: Pointer to the userspace buffer where the ready events should be
1773  *          stored.
1774  * @maxevents: Size (in terms of number of events) of the caller event buffer.
1775  * @timeout: Maximum timeout for the ready events fetch operation, in
1776  *           timespec. If the timeout is zero, the function will not block,
1777  *           while if the @timeout ptr is NULL, the function will block
1778  *           until at least one event has been retrieved (or an error
1779  *           occurred).
1780  *
1781  * Return: the number of ready events which have been fetched, or an
1782  *          error code, in case of error.
1783  */
1784 static int ep_poll(struct eventpoll *ep, struct epoll_event __user *events,
1785                    int maxevents, struct timespec64 *timeout)
1786 {
1787         int res, eavail, timed_out = 0;
1788         u64 slack = 0;
1789         wait_queue_entry_t wait;
1790         ktime_t expires, *to = NULL;
1791
1792         lockdep_assert_irqs_enabled();
1793
1794         if (timeout && (timeout->tv_sec | timeout->tv_nsec)) {
1795                 slack = select_estimate_accuracy(timeout);
1796                 to = &expires;
1797                 *to = timespec64_to_ktime(*timeout);
1798         } else if (timeout) {
1799                 /*
1800                  * Avoid the unnecessary trip to the wait queue loop, if the
1801                  * caller specified a non blocking operation.
1802                  */
1803                 timed_out = 1;
1804         }
1805
1806         /*
1807          * This call is racy: We may or may not see events that are being added
1808          * to the ready list under the lock (e.g., in IRQ callbacks). For cases
1809          * with a non-zero timeout, this thread will check the ready list under
1810          * lock and will add to the wait queue.  For cases with a zero
1811          * timeout, the user by definition should not care and will have to
1812          * recheck again.
1813          */
1814         eavail = ep_events_available(ep);
1815
1816         while (1) {
1817                 if (eavail) {
1818                         /*
1819                          * Try to transfer events to user space. In case we get
1820                          * 0 events and there's still timeout left over, we go
1821                          * trying again in search of more luck.
1822                          */
1823                         res = ep_send_events(ep, events, maxevents);
1824                         if (res)
1825                                 return res;
1826                 }
1827
1828                 if (timed_out)
1829                         return 0;
1830
1831                 eavail = ep_busy_loop(ep, timed_out);
1832                 if (eavail)
1833                         continue;
1834
1835                 if (signal_pending(current))
1836                         return -EINTR;
1837
1838                 /*
1839                  * Internally init_wait() uses autoremove_wake_function(),
1840                  * thus wait entry is removed from the wait queue on each
1841                  * wakeup. Why it is important? In case of several waiters
1842                  * each new wakeup will hit the next waiter, giving it the
1843                  * chance to harvest new event. Otherwise wakeup can be
1844                  * lost. This is also good performance-wise, because on
1845                  * normal wakeup path no need to call __remove_wait_queue()
1846                  * explicitly, thus ep->lock is not taken, which halts the
1847                  * event delivery.
1848                  *
1849                  * In fact, we now use an even more aggressive function that
1850                  * unconditionally removes, because we don't reuse the wait
1851                  * entry between loop iterations. This lets us also avoid the
1852                  * performance issue if a process is killed, causing all of its
1853                  * threads to wake up without being removed normally.
1854                  */
1855                 init_wait(&wait);
1856                 wait.func = ep_autoremove_wake_function;
1857
1858                 write_lock_irq(&ep->lock);
1859                 /*
1860                  * Barrierless variant, waitqueue_active() is called under
1861                  * the same lock on wakeup ep_poll_callback() side, so it
1862                  * is safe to avoid an explicit barrier.
1863                  */
1864                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1865
1866                 /*
1867                  * Do the final check under the lock. ep_scan_ready_list()
1868                  * plays with two lists (->rdllist and ->ovflist) and there
1869                  * is always a race when both lists are empty for short
1870                  * period of time although events are pending, so lock is
1871                  * important.
1872                  */
1873                 eavail = ep_events_available(ep);
1874                 if (!eavail)
1875                         __add_wait_queue_exclusive(&ep->wq, &wait);
1876
1877                 write_unlock_irq(&ep->lock);
1878
1879                 if (!eavail)
1880                         timed_out = !schedule_hrtimeout_range(to, slack,
1881                                                               HRTIMER_MODE_ABS);
1882                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1883
1884                 /*
1885                  * We were woken up, thus go and try to harvest some events.
1886                  * If timed out and still on the wait queue, recheck eavail
1887                  * carefully under lock, below.
1888                  */
1889                 eavail = 1;
1890
1891                 if (!list_empty_careful(&wait.entry)) {
1892                         write_lock_irq(&ep->lock);
1893                         /*
1894                          * If the thread timed out and is not on the wait queue,
1895                          * it means that the thread was woken up after its
1896                          * timeout expired before it could reacquire the lock.
1897                          * Thus, when wait.entry is empty, it needs to harvest
1898                          * events.
1899                          */
1900                         if (timed_out)
1901                                 eavail = list_empty(&wait.entry);
1902                         __remove_wait_queue(&ep->wq, &wait);
1903                         write_unlock_irq(&ep->lock);
1904                 }
1905         }
1906 }
1907
1908 /**
1909  * ep_loop_check_proc - verify that adding an epoll file inside another
1910  *                      epoll structure does not violate the constraints, in
1911  *                      terms of closed loops, or too deep chains (which can
1912  *                      result in excessive stack usage).
1913  *
1914  * @ep: the &struct eventpoll to be currently checked.
1915  * @depth: Current depth of the path being checked.
1916  *
1917  * Return: %zero if adding the epoll @file inside current epoll
1918  *          structure @ep does not violate the constraints, or %-1 otherwise.
1919  */
1920 static int ep_loop_check_proc(struct eventpoll *ep, int depth)
1921 {
1922         int error = 0;
1923         struct rb_node *rbp;
1924         struct epitem *epi;
1925
1926         mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth + 1);
1927         ep->gen = loop_check_gen;
1928         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1929                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1930                 if (unlikely(is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
1931                         struct eventpoll *ep_tovisit;
1932                         ep_tovisit = epi->ffd.file->private_data;
1933                         if (ep_tovisit->gen == loop_check_gen)
1934                                 continue;
1935                         if (ep_tovisit == inserting_into || depth > EP_MAX_NESTS)
1936                                 error = -1;
1937                         else
1938                                 error = ep_loop_check_proc(ep_tovisit, depth + 1);
1939                         if (error != 0)
1940                                 break;
1941                 } else {
1942                         /*
1943                          * If we've reached a file that is not associated with
1944                          * an ep, then we need to check if the newly added
1945                          * links are going to add too many wakeup paths. We do
1946                          * this by adding it to the tfile_check_list, if it's
1947                          * not already there, and calling reverse_path_check()
1948                          * during ep_insert().
1949                          */
1950                         list_file(epi->ffd.file);
1951                 }
1952         }
1953         mutex_unlock(&ep->mtx);
1954
1955         return error;
1956 }
1957
1958 /**
1959  * ep_loop_check - Performs a check to verify that adding an epoll file (@to)
1960  *                 into another epoll file (represented by @ep) does not create
1961  *                 closed loops or too deep chains.
1962  *
1963  * @ep: Pointer to the epoll we are inserting into.
1964  * @to: Pointer to the epoll to be inserted.
1965  *
1966  * Return: %zero if adding the epoll @to inside the epoll @from
1967  * does not violate the constraints, or %-1 otherwise.
1968  */
1969 static int ep_loop_check(struct eventpoll *ep, struct eventpoll *to)
1970 {
1971         inserting_into = ep;
1972         return ep_loop_check_proc(to, 0);
1973 }
1974
1975 static void clear_tfile_check_list(void)
1976 {
1977         rcu_read_lock();
1978         while (tfile_check_list != EP_UNACTIVE_PTR) {
1979                 struct epitems_head *head = tfile_check_list;
1980                 tfile_check_list = head->next;
1981                 unlist_file(head);
1982         }
1983         rcu_read_unlock();
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Open an eventpoll file descriptor.
1988  */
1989 static int do_epoll_create(int flags)
1990 {
1991         int error, fd;
1992         struct eventpoll *ep = NULL;
1993         struct file *file;
1994
1995         /* Check the EPOLL_* constant for consistency.  */
1996         BUILD_BUG_ON(EPOLL_CLOEXEC != O_CLOEXEC);
1997
1998         if (flags & ~EPOLL_CLOEXEC)
1999                 return -EINVAL;
2000         /*
2001          * Create the internal data structure ("struct eventpoll").
2002          */
2003         error = ep_alloc(&ep);
2004         if (error < 0)
2005                 return error;
2006         /*
2007          * Creates all the items needed to setup an eventpoll file. That is,
2008          * a file structure and a free file descriptor.
2009          */
2010         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
2011         if (fd < 0) {
2012                 error = fd;
2013                 goto out_free_ep;
2014         }
2015         file = anon_inode_getfile("[eventpoll]", &eventpoll_fops, ep,
2016                                  O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
2017         if (IS_ERR(file)) {
2018                 error = PTR_ERR(file);
2019                 goto out_free_fd;
2020         }
2021         ep->file = file;
2022         fd_install(fd, file);
2023         return fd;
2024
2025 out_free_fd:
2026         put_unused_fd(fd);
2027 out_free_ep:
2028         ep_free(ep);
2029         return error;
2030 }
2031
2032 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create1, int, flags)
2033 {
2034         return do_epoll_create(flags);
2035 }
2036
2037 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create, int, size)
2038 {
2039         if (size <= 0)
2040                 return -EINVAL;
2041
2042         return do_epoll_create(0);
2043 }
2044
2045 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
2046 static inline void ep_take_care_of_epollwakeup(struct epoll_event *epev)
2047 {
2048         if ((epev->events & EPOLLWAKEUP) && !capable(CAP_BLOCK_SUSPEND))
2049                 epev->events &= ~EPOLLWAKEUP;
2050 }
2051 #else
2052 static inline void ep_take_care_of_epollwakeup(struct epoll_event *epev)
2053 {
2054         epev->events &= ~EPOLLWAKEUP;
2055 }
2056 #endif
2057
2058 static inline int epoll_mutex_lock(struct mutex *mutex, int depth,
2059                                    bool nonblock)
2060 {
2061         if (!nonblock) {
2062                 mutex_lock_nested(mutex, depth);
2063                 return 0;
2064         }
2065         if (mutex_trylock(mutex))
2066                 return 0;
2067         return -EAGAIN;
2068 }
2069
2070 int do_epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *epds,
2071                  bool nonblock)
2072 {
2073         int error;
2074         int full_check = 0;
2075         struct fd f, tf;
2076         struct eventpoll *ep;
2077         struct epitem *epi;
2078         struct eventpoll *tep = NULL;
2079
2080         error = -EBADF;
2081         f = fdget(epfd);
2082         if (!f.file)
2083                 goto error_return;
2084
2085         /* Get the "struct file *" for the target file */
2086         tf = fdget(fd);
2087         if (!tf.file)
2088                 goto error_fput;
2089
2090         /* The target file descriptor must support poll */
2091         error = -EPERM;
2092         if (!file_can_poll(tf.file))
2093                 goto error_tgt_fput;
2094
2095         /* Check if EPOLLWAKEUP is allowed */
2096         if (ep_op_has_event(op))
2097                 ep_take_care_of_epollwakeup(epds);
2098
2099         /*
2100          * We have to check that the file structure underneath the file descriptor
2101          * the user passed to us _is_ an eventpoll file. And also we do not permit
2102          * adding an epoll file descriptor inside itself.
2103          */
2104         error = -EINVAL;
2105         if (f.file == tf.file || !is_file_epoll(f.file))
2106                 goto error_tgt_fput;
2107
2108         /*
2109          * epoll adds to the wakeup queue at EPOLL_CTL_ADD time only,
2110          * so EPOLLEXCLUSIVE is not allowed for a EPOLL_CTL_MOD operation.
2111          * Also, we do not currently supported nested exclusive wakeups.
2112          */
2113         if (ep_op_has_event(op) && (epds->events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2114                 if (op == EPOLL_CTL_MOD)
2115                         goto error_tgt_fput;
2116                 if (op == EPOLL_CTL_ADD && (is_file_epoll(tf.file) ||
2117                                 (epds->events & ~EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS)))
2118                         goto error_tgt_fput;
2119         }
2120
2121         /*
2122          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2123          * our own data structure.
2124          */
2125         ep = f.file->private_data;
2126
2127         /*
2128          * When we insert an epoll file descriptor inside another epoll file
2129          * descriptor, there is the chance of creating closed loops, which are
2130          * better be handled here, than in more critical paths. While we are
2131          * checking for loops we also determine the list of files reachable
2132          * and hang them on the tfile_check_list, so we can check that we
2133          * haven't created too many possible wakeup paths.
2134          *
2135          * We do not need to take the global 'epumutex' on EPOLL_CTL_ADD when
2136          * the epoll file descriptor is attaching directly to a wakeup source,
2137          * unless the epoll file descriptor is nested. The purpose of taking the
2138          * 'epmutex' on add is to prevent complex toplogies such as loops and
2139          * deep wakeup paths from forming in parallel through multiple
2140          * EPOLL_CTL_ADD operations.
2141          */
2142         error = epoll_mutex_lock(&ep->mtx, 0, nonblock);
2143         if (error)
2144                 goto error_tgt_fput;
2145         if (op == EPOLL_CTL_ADD) {
2146                 if (READ_ONCE(f.file->f_ep) || ep->gen == loop_check_gen ||
2147                     is_file_epoll(tf.file)) {
2148                         mutex_unlock(&ep->mtx);
2149                         error = epoll_mutex_lock(&epmutex, 0, nonblock);
2150                         if (error)
2151                                 goto error_tgt_fput;
2152                         loop_check_gen++;
2153                         full_check = 1;
2154                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2155                                 tep = tf.file->private_data;
2156                                 error = -ELOOP;
2157                                 if (ep_loop_check(ep, tep) != 0)
2158                                         goto error_tgt_fput;
2159                         }
2160                         error = epoll_mutex_lock(&ep->mtx, 0, nonblock);
2161                         if (error)
2162                                 goto error_tgt_fput;
2163                 }
2164         }
2165
2166         /*
2167          * Try to lookup the file inside our RB tree. Since we grabbed "mtx"
2168          * above, we can be sure to be able to use the item looked up by
2169          * ep_find() till we release the mutex.
2170          */
2171         epi = ep_find(ep, tf.file, fd);
2172
2173         error = -EINVAL;
2174         switch (op) {
2175         case EPOLL_CTL_ADD:
2176                 if (!epi) {
2177                         epds->events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2178                         error = ep_insert(ep, epds, tf.file, fd, full_check);
2179                 } else
2180                         error = -EEXIST;
2181                 break;
2182         case EPOLL_CTL_DEL:
2183                 if (epi)
2184                         error = ep_remove(ep, epi);
2185                 else
2186                         error = -ENOENT;
2187                 break;
2188         case EPOLL_CTL_MOD:
2189                 if (epi) {
2190                         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2191                                 epds->events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2192                                 error = ep_modify(ep, epi, epds);
2193                         }
2194                 } else
2195                         error = -ENOENT;
2196                 break;
2197         }
2198         mutex_unlock(&ep->mtx);
2199
2200 error_tgt_fput:
2201         if (full_check) {
2202                 clear_tfile_check_list();
2203                 loop_check_gen++;
2204                 mutex_unlock(&epmutex);
2205         }
2206
2207         fdput(tf);
2208 error_fput:
2209         fdput(f);
2210 error_return:
2211
2212         return error;
2213 }
2214
2215 /*
2216  * The following function implements the controller interface for
2217  * the eventpoll file that enables the insertion/removal/change of
2218  * file descriptors inside the interest set.
2219  */
2220 SYSCALL_DEFINE4(epoll_ctl, int, epfd, int, op, int, fd,
2221                 struct epoll_event __user *, event)
2222 {
2223         struct epoll_event epds;
2224
2225         if (ep_op_has_event(op) &&
2226             copy_from_user(&epds, event, sizeof(struct epoll_event)))
2227                 return -EFAULT;
2228
2229         return do_epoll_ctl(epfd, op, fd, &epds, false);
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2234  * part of the user space epoll_wait(2).
2235  */
2236 static int do_epoll_wait(int epfd, struct epoll_event __user *events,
2237                          int maxevents, struct timespec64 *to)
2238 {
2239         int error;
2240         struct fd f;
2241         struct eventpoll *ep;
2242
2243         /* The maximum number of event must be greater than zero */
2244         if (maxevents <= 0 || maxevents > EP_MAX_EVENTS)
2245                 return -EINVAL;
2246
2247         /* Verify that the area passed by the user is writeable */
2248         if (!access_ok(events, maxevents * sizeof(struct epoll_event)))
2249                 return -EFAULT;
2250
2251         /* Get the "struct file *" for the eventpoll file */
2252         f = fdget(epfd);
2253         if (!f.file)
2254                 return -EBADF;
2255
2256         /*
2257          * We have to check that the file structure underneath the fd
2258          * the user passed to us _is_ an eventpoll file.
2259          */
2260         error = -EINVAL;
2261         if (!is_file_epoll(f.file))
2262                 goto error_fput;
2263
2264         /*
2265          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2266          * our own data structure.
2267          */
2268         ep = f.file->private_data;
2269
2270         /* Time to fish for events ... */
2271         error = ep_poll(ep, events, maxevents, to);
2272
2273 error_fput:
2274         fdput(f);
2275         return error;
2276 }
2277
2278 SYSCALL_DEFINE4(epoll_wait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2279                 int, maxevents, int, timeout)
2280 {
2281         struct timespec64 to;
2282
2283         return do_epoll_wait(epfd, events, maxevents,
2284                              ep_timeout_to_timespec(&to, timeout));
2285 }
2286
2287 /*
2288  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2289  * part of the user space epoll_pwait(2).
2290  */
2291 static int do_epoll_pwait(int epfd, struct epoll_event __user *events,
2292                           int maxevents, struct timespec64 *to,
2293                           const sigset_t __user *sigmask, size_t sigsetsize)
2294 {
2295         int error;
2296
2297         /*
2298          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2299          * we apply it here.
2300          */
2301         error = set_user_sigmask(sigmask, sigsetsize);
2302         if (error)
2303                 return error;
2304
2305         error = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, to);
2306
2307         restore_saved_sigmask_unless(error == -EINTR);
2308
2309         return error;
2310 }
2311
2312 SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2313                 int, maxevents, int, timeout, const sigset_t __user *, sigmask,
2314                 size_t, sigsetsize)
2315 {
2316         struct timespec64 to;
2317
2318         return do_epoll_pwait(epfd, events, maxevents,
2319                               ep_timeout_to_timespec(&to, timeout),
2320                               sigmask, sigsetsize);
2321 }
2322
2323 SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait2, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2324                 int, maxevents, const struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2325                 const sigset_t __user *, sigmask, size_t, sigsetsize)
2326 {
2327         struct timespec64 ts, *to = NULL;
2328
2329         if (timeout) {
2330                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2331                         return -EFAULT;
2332                 to = &ts;
2333                 if (poll_select_set_timeout(to, ts.tv_sec, ts.tv_nsec))
2334                         return -EINVAL;
2335         }
2336
2337         return do_epoll_pwait(epfd, events, maxevents, to,
2338                               sigmask, sigsetsize);
2339 }
2340
2341 #ifdef CONFIG_COMPAT
2342 static int do_compat_epoll_pwait(int epfd, struct epoll_event __user *events,
2343                                  int maxevents, struct timespec64 *timeout,
2344                                  const compat_sigset_t __user *sigmask,
2345                                  compat_size_t sigsetsize)
2346 {
2347         long err;
2348
2349         /*
2350          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2351          * we apply it here.
2352          */
2353         err = set_compat_user_sigmask(sigmask, sigsetsize);
2354         if (err)
2355                 return err;
2356
2357         err = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2358
2359         restore_saved_sigmask_unless(err == -EINTR);
2360
2361         return err;
2362 }
2363
2364 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd,
2365                        struct epoll_event __user *, events,
2366                        int, maxevents, int, timeout,
2367                        const compat_sigset_t __user *, sigmask,
2368                        compat_size_t, sigsetsize)
2369 {
2370         struct timespec64 to;
2371
2372         return do_compat_epoll_pwait(epfd, events, maxevents,
2373                                      ep_timeout_to_timespec(&to, timeout),
2374                                      sigmask, sigsetsize);
2375 }
2376
2377 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait2, int, epfd,
2378                        struct epoll_event __user *, events,
2379                        int, maxevents,
2380                        const struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2381                        const compat_sigset_t __user *, sigmask,
2382                        compat_size_t, sigsetsize)
2383 {
2384         struct timespec64 ts, *to = NULL;
2385
2386         if (timeout) {
2387                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2388                         return -EFAULT;
2389                 to = &ts;
2390                 if (poll_select_set_timeout(to, ts.tv_sec, ts.tv_nsec))
2391                         return -EINVAL;
2392         }
2393
2394         return do_compat_epoll_pwait(epfd, events, maxevents, to,
2395                                      sigmask, sigsetsize);
2396 }
2397
2398 #endif
2399
2400 static int __init eventpoll_init(void)
2401 {
2402         struct sysinfo si;
2403
2404         si_meminfo(&si);
2405         /*
2406          * Allows top 4% of lomem to be allocated for epoll watches (per user).
2407          */
2408         max_user_watches = (((si.totalram - si.totalhigh) / 25) << PAGE_SHIFT) /
2409                 EP_ITEM_COST;
2410         BUG_ON(max_user_watches < 0);
2411
2412         /*
2413          * We can have many thousands of epitems, so prevent this from
2414          * using an extra cache line on 64-bit (and smaller) CPUs
2415          */
2416         BUILD_BUG_ON(sizeof(void *) <= 8 && sizeof(struct epitem) > 128);
2417
2418         /* Allocates slab cache used to allocate "struct epitem" items */
2419         epi_cache = kmem_cache_create("eventpoll_epi", sizeof(struct epitem),
2420                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2421
2422         /* Allocates slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
2423         pwq_cache = kmem_cache_create("eventpoll_pwq",
2424                 sizeof(struct eppoll_entry), 0, SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2425         epoll_sysctls_init();
2426
2427         ephead_cache = kmem_cache_create("ep_head",
2428                 sizeof(struct epitems_head), 0, SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2429
2430         return 0;
2431 }
2432 fs_initcall(eventpoll_init);