GNU Linux-libre 4.14.266-gnu1
[releases.git] / fs / eventpoll.c
1 /*
2  *  fs/eventpoll.c (Efficient event retrieval implementation)
3  *  Copyright (C) 2001,...,2009  Davide Libenzi
4  *
5  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
7  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
8  *  (at your option) any later version.
9  *
10  *  Davide Libenzi <davidel@xmailserver.org>
11  *
12  */
13
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/sched/signal.h>
17 #include <linux/fs.h>
18 #include <linux/file.h>
19 #include <linux/signal.h>
20 #include <linux/errno.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/poll.h>
24 #include <linux/string.h>
25 #include <linux/list.h>
26 #include <linux/hash.h>
27 #include <linux/spinlock.h>
28 #include <linux/syscalls.h>
29 #include <linux/rbtree.h>
30 #include <linux/wait.h>
31 #include <linux/eventpoll.h>
32 #include <linux/mount.h>
33 #include <linux/bitops.h>
34 #include <linux/mutex.h>
35 #include <linux/anon_inodes.h>
36 #include <linux/device.h>
37 #include <linux/uaccess.h>
38 #include <asm/io.h>
39 #include <asm/mman.h>
40 #include <linux/atomic.h>
41 #include <linux/proc_fs.h>
42 #include <linux/seq_file.h>
43 #include <linux/compat.h>
44 #include <linux/rculist.h>
45 #include <net/busy_poll.h>
46
47 /*
48  * LOCKING:
49  * There are three level of locking required by epoll :
50  *
51  * 1) epmutex (mutex)
52  * 2) ep->mtx (mutex)
53  * 3) ep->lock (spinlock)
54  *
55  * The acquire order is the one listed above, from 1 to 3.
56  * We need a spinlock (ep->lock) because we manipulate objects
57  * from inside the poll callback, that might be triggered from
58  * a wake_up() that in turn might be called from IRQ context.
59  * So we can't sleep inside the poll callback and hence we need
60  * a spinlock. During the event transfer loop (from kernel to
61  * user space) we could end up sleeping due a copy_to_user(), so
62  * we need a lock that will allow us to sleep. This lock is a
63  * mutex (ep->mtx). It is acquired during the event transfer loop,
64  * during epoll_ctl(EPOLL_CTL_DEL) and during eventpoll_release_file().
65  * Then we also need a global mutex to serialize eventpoll_release_file()
66  * and ep_free().
67  * This mutex is acquired by ep_free() during the epoll file
68  * cleanup path and it is also acquired by eventpoll_release_file()
69  * if a file has been pushed inside an epoll set and it is then
70  * close()d without a previous call to epoll_ctl(EPOLL_CTL_DEL).
71  * It is also acquired when inserting an epoll fd onto another epoll
72  * fd. We do this so that we walk the epoll tree and ensure that this
73  * insertion does not create a cycle of epoll file descriptors, which
74  * could lead to deadlock. We need a global mutex to prevent two
75  * simultaneous inserts (A into B and B into A) from racing and
76  * constructing a cycle without either insert observing that it is
77  * going to.
78  * It is necessary to acquire multiple "ep->mtx"es at once in the
79  * case when one epoll fd is added to another. In this case, we
80  * always acquire the locks in the order of nesting (i.e. after
81  * epoll_ctl(e1, EPOLL_CTL_ADD, e2), e1->mtx will always be acquired
82  * before e2->mtx). Since we disallow cycles of epoll file
83  * descriptors, this ensures that the mutexes are well-ordered. In
84  * order to communicate this nesting to lockdep, when walking a tree
85  * of epoll file descriptors, we use the current recursion depth as
86  * the lockdep subkey.
87  * It is possible to drop the "ep->mtx" and to use the global
88  * mutex "epmutex" (together with "ep->lock") to have it working,
89  * but having "ep->mtx" will make the interface more scalable.
90  * Events that require holding "epmutex" are very rare, while for
91  * normal operations the epoll private "ep->mtx" will guarantee
92  * a better scalability.
93  */
94
95 /* Epoll private bits inside the event mask */
96 #define EP_PRIVATE_BITS (EPOLLWAKEUP | EPOLLONESHOT | EPOLLET | EPOLLEXCLUSIVE)
97
98 #define EPOLLINOUT_BITS (POLLIN | POLLOUT)
99
100 #define EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS (EPOLLINOUT_BITS | POLLERR | POLLHUP | \
101                                 EPOLLWAKEUP | EPOLLET | EPOLLEXCLUSIVE)
102
103 /* Maximum number of nesting allowed inside epoll sets */
104 #define EP_MAX_NESTS 4
105
106 #define EP_MAX_EVENTS (INT_MAX / sizeof(struct epoll_event))
107
108 #define EP_UNACTIVE_PTR ((void *) -1L)
109
110 #define EP_ITEM_COST (sizeof(struct epitem) + sizeof(struct eppoll_entry))
111
112 struct epoll_filefd {
113         struct file *file;
114         int fd;
115 } __packed;
116
117 /*
118  * Structure used to track possible nested calls, for too deep recursions
119  * and loop cycles.
120  */
121 struct nested_call_node {
122         struct list_head llink;
123         void *cookie;
124         void *ctx;
125 };
126
127 /*
128  * This structure is used as collector for nested calls, to check for
129  * maximum recursion dept and loop cycles.
130  */
131 struct nested_calls {
132         struct list_head tasks_call_list;
133         spinlock_t lock;
134 };
135
136 /*
137  * Each file descriptor added to the eventpoll interface will
138  * have an entry of this type linked to the "rbr" RB tree.
139  * Avoid increasing the size of this struct, there can be many thousands
140  * of these on a server and we do not want this to take another cache line.
141  */
142 struct epitem {
143         union {
144                 /* RB tree node links this structure to the eventpoll RB tree */
145                 struct rb_node rbn;
146                 /* Used to free the struct epitem */
147                 struct rcu_head rcu;
148         };
149
150         /* List header used to link this structure to the eventpoll ready list */
151         struct list_head rdllink;
152
153         /*
154          * Works together "struct eventpoll"->ovflist in keeping the
155          * single linked chain of items.
156          */
157         struct epitem *next;
158
159         /* The file descriptor information this item refers to */
160         struct epoll_filefd ffd;
161
162         /* Number of active wait queue attached to poll operations */
163         int nwait;
164
165         /* List containing poll wait queues */
166         struct list_head pwqlist;
167
168         /* The "container" of this item */
169         struct eventpoll *ep;
170
171         /* List header used to link this item to the "struct file" items list */
172         struct list_head fllink;
173
174         /* wakeup_source used when EPOLLWAKEUP is set */
175         struct wakeup_source __rcu *ws;
176
177         /* The structure that describe the interested events and the source fd */
178         struct epoll_event event;
179 };
180
181 /*
182  * This structure is stored inside the "private_data" member of the file
183  * structure and represents the main data structure for the eventpoll
184  * interface.
185  */
186 struct eventpoll {
187         /* Protect the access to this structure */
188         spinlock_t lock;
189
190         /*
191          * This mutex is used to ensure that files are not removed
192          * while epoll is using them. This is held during the event
193          * collection loop, the file cleanup path, the epoll file exit
194          * code and the ctl operations.
195          */
196         struct mutex mtx;
197
198         /* Wait queue used by sys_epoll_wait() */
199         wait_queue_head_t wq;
200
201         /* Wait queue used by file->poll() */
202         wait_queue_head_t poll_wait;
203
204         /* List of ready file descriptors */
205         struct list_head rdllist;
206
207         /* RB tree root used to store monitored fd structs */
208         struct rb_root_cached rbr;
209
210         /*
211          * This is a single linked list that chains all the "struct epitem" that
212          * happened while transferring ready events to userspace w/out
213          * holding ->lock.
214          */
215         struct epitem *ovflist;
216
217         /* wakeup_source used when ep_scan_ready_list is running */
218         struct wakeup_source *ws;
219
220         /* The user that created the eventpoll descriptor */
221         struct user_struct *user;
222
223         struct file *file;
224
225         /* used to optimize loop detection check */
226         u64 gen;
227
228 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
229         /* used to track busy poll napi_id */
230         unsigned int napi_id;
231 #endif
232 };
233
234 /* Wait structure used by the poll hooks */
235 struct eppoll_entry {
236         /* List header used to link this structure to the "struct epitem" */
237         struct list_head llink;
238
239         /* The "base" pointer is set to the container "struct epitem" */
240         struct epitem *base;
241
242         /*
243          * Wait queue item that will be linked to the target file wait
244          * queue head.
245          */
246         wait_queue_entry_t wait;
247
248         /* The wait queue head that linked the "wait" wait queue item */
249         wait_queue_head_t *whead;
250 };
251
252 /* Wrapper struct used by poll queueing */
253 struct ep_pqueue {
254         poll_table pt;
255         struct epitem *epi;
256 };
257
258 /* Used by the ep_send_events() function as callback private data */
259 struct ep_send_events_data {
260         int maxevents;
261         struct epoll_event __user *events;
262 };
263
264 /*
265  * Configuration options available inside /proc/sys/fs/epoll/
266  */
267 /* Maximum number of epoll watched descriptors, per user */
268 static long max_user_watches __read_mostly;
269
270 /*
271  * This mutex is used to serialize ep_free() and eventpoll_release_file().
272  */
273 static DEFINE_MUTEX(epmutex);
274
275 static u64 loop_check_gen = 0;
276
277 /* Used to check for epoll file descriptor inclusion loops */
278 static struct nested_calls poll_loop_ncalls;
279
280 /* Used for safe wake up implementation */
281 static struct nested_calls poll_safewake_ncalls;
282
283 /* Used to call file's f_op->poll() under the nested calls boundaries */
284 static struct nested_calls poll_readywalk_ncalls;
285
286 /* Slab cache used to allocate "struct epitem" */
287 static struct kmem_cache *epi_cache __read_mostly;
288
289 /* Slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
290 static struct kmem_cache *pwq_cache __read_mostly;
291
292 /*
293  * List of files with newly added links, where we may need to limit the number
294  * of emanating paths. Protected by the epmutex.
295  */
296 static LIST_HEAD(tfile_check_list);
297
298 #ifdef CONFIG_SYSCTL
299
300 #include <linux/sysctl.h>
301
302 static long zero;
303 static long long_max = LONG_MAX;
304
305 struct ctl_table epoll_table[] = {
306         {
307                 .procname       = "max_user_watches",
308                 .data           = &max_user_watches,
309                 .maxlen         = sizeof(max_user_watches),
310                 .mode           = 0644,
311                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
312                 .extra1         = &zero,
313                 .extra2         = &long_max,
314         },
315         { }
316 };
317 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
318
319 static const struct file_operations eventpoll_fops;
320
321 static inline int is_file_epoll(struct file *f)
322 {
323         return f->f_op == &eventpoll_fops;
324 }
325
326 /* Setup the structure that is used as key for the RB tree */
327 static inline void ep_set_ffd(struct epoll_filefd *ffd,
328                               struct file *file, int fd)
329 {
330         ffd->file = file;
331         ffd->fd = fd;
332 }
333
334 /* Compare RB tree keys */
335 static inline int ep_cmp_ffd(struct epoll_filefd *p1,
336                              struct epoll_filefd *p2)
337 {
338         return (p1->file > p2->file ? +1:
339                 (p1->file < p2->file ? -1 : p1->fd - p2->fd));
340 }
341
342 /* Tells us if the item is currently linked */
343 static inline int ep_is_linked(struct list_head *p)
344 {
345         return !list_empty(p);
346 }
347
348 static inline struct eppoll_entry *ep_pwq_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
349 {
350         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait);
351 }
352
353 /* Get the "struct epitem" from a wait queue pointer */
354 static inline struct epitem *ep_item_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
355 {
356         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait)->base;
357 }
358
359 /* Get the "struct epitem" from an epoll queue wrapper */
360 static inline struct epitem *ep_item_from_epqueue(poll_table *p)
361 {
362         return container_of(p, struct ep_pqueue, pt)->epi;
363 }
364
365 /* Tells if the epoll_ctl(2) operation needs an event copy from userspace */
366 static inline int ep_op_has_event(int op)
367 {
368         return op != EPOLL_CTL_DEL;
369 }
370
371 /* Initialize the poll safe wake up structure */
372 static void ep_nested_calls_init(struct nested_calls *ncalls)
373 {
374         INIT_LIST_HEAD(&ncalls->tasks_call_list);
375         spin_lock_init(&ncalls->lock);
376 }
377
378 /**
379  * ep_events_available - Checks if ready events might be available.
380  *
381  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
382  *
383  * Returns: Returns a value different than zero if ready events are available,
384  *          or zero otherwise.
385  */
386 static inline int ep_events_available(struct eventpoll *ep)
387 {
388         return !list_empty(&ep->rdllist) || ep->ovflist != EP_UNACTIVE_PTR;
389 }
390
391 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
392 static bool ep_busy_loop_end(void *p, unsigned long start_time)
393 {
394         struct eventpoll *ep = p;
395
396         return ep_events_available(ep) || busy_loop_timeout(start_time);
397 }
398 #endif /* CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL */
399
400 /*
401  * Busy poll if globally on and supporting sockets found && no events,
402  * busy loop will return if need_resched or ep_events_available.
403  *
404  * we must do our busy polling with irqs enabled
405  */
406 static void ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
407 {
408 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
409         unsigned int napi_id = READ_ONCE(ep->napi_id);
410
411         if ((napi_id >= MIN_NAPI_ID) && net_busy_loop_on())
412                 napi_busy_loop(napi_id, nonblock ? NULL : ep_busy_loop_end, ep);
413 #endif
414 }
415
416 static inline void ep_reset_busy_poll_napi_id(struct eventpoll *ep)
417 {
418 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
419         if (ep->napi_id)
420                 ep->napi_id = 0;
421 #endif
422 }
423
424 /*
425  * Set epoll busy poll NAPI ID from sk.
426  */
427 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
428 {
429 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
430         struct eventpoll *ep;
431         unsigned int napi_id;
432         struct socket *sock;
433         struct sock *sk;
434         int err;
435
436         if (!net_busy_loop_on())
437                 return;
438
439         sock = sock_from_file(epi->ffd.file, &err);
440         if (!sock)
441                 return;
442
443         sk = sock->sk;
444         if (!sk)
445                 return;
446
447         napi_id = READ_ONCE(sk->sk_napi_id);
448         ep = epi->ep;
449
450         /* Non-NAPI IDs can be rejected
451          *      or
452          * Nothing to do if we already have this ID
453          */
454         if (napi_id < MIN_NAPI_ID || napi_id == ep->napi_id)
455                 return;
456
457         /* record NAPI ID for use in next busy poll */
458         ep->napi_id = napi_id;
459 #endif
460 }
461
462 /**
463  * ep_call_nested - Perform a bound (possibly) nested call, by checking
464  *                  that the recursion limit is not exceeded, and that
465  *                  the same nested call (by the meaning of same cookie) is
466  *                  no re-entered.
467  *
468  * @ncalls: Pointer to the nested_calls structure to be used for this call.
469  * @max_nests: Maximum number of allowed nesting calls.
470  * @nproc: Nested call core function pointer.
471  * @priv: Opaque data to be passed to the @nproc callback.
472  * @cookie: Cookie to be used to identify this nested call.
473  * @ctx: This instance context.
474  *
475  * Returns: Returns the code returned by the @nproc callback, or -1 if
476  *          the maximum recursion limit has been exceeded.
477  */
478 static int ep_call_nested(struct nested_calls *ncalls, int max_nests,
479                           int (*nproc)(void *, void *, int), void *priv,
480                           void *cookie, void *ctx)
481 {
482         int error, call_nests = 0;
483         unsigned long flags;
484         struct list_head *lsthead = &ncalls->tasks_call_list;
485         struct nested_call_node *tncur;
486         struct nested_call_node tnode;
487
488         spin_lock_irqsave(&ncalls->lock, flags);
489
490         /*
491          * Try to see if the current task is already inside this wakeup call.
492          * We use a list here, since the population inside this set is always
493          * very much limited.
494          */
495         list_for_each_entry(tncur, lsthead, llink) {
496                 if (tncur->ctx == ctx &&
497                     (tncur->cookie == cookie || ++call_nests > max_nests)) {
498                         /*
499                          * Ops ... loop detected or maximum nest level reached.
500                          * We abort this wake by breaking the cycle itself.
501                          */
502                         error = -1;
503                         goto out_unlock;
504                 }
505         }
506
507         /* Add the current task and cookie to the list */
508         tnode.ctx = ctx;
509         tnode.cookie = cookie;
510         list_add(&tnode.llink, lsthead);
511
512         spin_unlock_irqrestore(&ncalls->lock, flags);
513
514         /* Call the nested function */
515         error = (*nproc)(priv, cookie, call_nests);
516
517         /* Remove the current task from the list */
518         spin_lock_irqsave(&ncalls->lock, flags);
519         list_del(&tnode.llink);
520 out_unlock:
521         spin_unlock_irqrestore(&ncalls->lock, flags);
522
523         return error;
524 }
525
526 /*
527  * As described in commit 0ccf831cb lockdep: annotate epoll
528  * the use of wait queues used by epoll is done in a very controlled
529  * manner. Wake ups can nest inside each other, but are never done
530  * with the same locking. For example:
531  *
532  *   dfd = socket(...);
533  *   efd1 = epoll_create();
534  *   efd2 = epoll_create();
535  *   epoll_ctl(efd1, EPOLL_CTL_ADD, dfd, ...);
536  *   epoll_ctl(efd2, EPOLL_CTL_ADD, efd1, ...);
537  *
538  * When a packet arrives to the device underneath "dfd", the net code will
539  * issue a wake_up() on its poll wake list. Epoll (efd1) has installed a
540  * callback wakeup entry on that queue, and the wake_up() performed by the
541  * "dfd" net code will end up in ep_poll_callback(). At this point epoll
542  * (efd1) notices that it may have some event ready, so it needs to wake up
543  * the waiters on its poll wait list (efd2). So it calls ep_poll_safewake()
544  * that ends up in another wake_up(), after having checked about the
545  * recursion constraints. That are, no more than EP_MAX_POLLWAKE_NESTS, to
546  * avoid stack blasting.
547  *
548  * When CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is enabled, make sure lockdep can handle
549  * this special case of epoll.
550  */
551 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
552 static inline void ep_wake_up_nested(wait_queue_head_t *wqueue,
553                                      unsigned long events, int subclass)
554 {
555         unsigned long flags;
556
557         spin_lock_irqsave_nested(&wqueue->lock, flags, subclass);
558         wake_up_locked_poll(wqueue, events);
559         spin_unlock_irqrestore(&wqueue->lock, flags);
560 }
561 #else
562 static inline void ep_wake_up_nested(wait_queue_head_t *wqueue,
563                                      unsigned long events, int subclass)
564 {
565         wake_up_poll(wqueue, events);
566 }
567 #endif
568
569 static int ep_poll_wakeup_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
570 {
571         ep_wake_up_nested((wait_queue_head_t *) cookie, POLLIN,
572                           1 + call_nests);
573         return 0;
574 }
575
576 /*
577  * Perform a safe wake up of the poll wait list. The problem is that
578  * with the new callback'd wake up system, it is possible that the
579  * poll callback is reentered from inside the call to wake_up() done
580  * on the poll wait queue head. The rule is that we cannot reenter the
581  * wake up code from the same task more than EP_MAX_NESTS times,
582  * and we cannot reenter the same wait queue head at all. This will
583  * enable to have a hierarchy of epoll file descriptor of no more than
584  * EP_MAX_NESTS deep.
585  */
586 static void ep_poll_safewake(wait_queue_head_t *wq)
587 {
588         int this_cpu = get_cpu();
589
590         ep_call_nested(&poll_safewake_ncalls, EP_MAX_NESTS,
591                        ep_poll_wakeup_proc, NULL, wq, (void *) (long) this_cpu);
592
593         put_cpu();
594 }
595
596 static void ep_remove_wait_queue(struct eppoll_entry *pwq)
597 {
598         wait_queue_head_t *whead;
599
600         rcu_read_lock();
601         /*
602          * If it is cleared by POLLFREE, it should be rcu-safe.
603          * If we read NULL we need a barrier paired with
604          * smp_store_release() in ep_poll_callback(), otherwise
605          * we rely on whead->lock.
606          */
607         whead = smp_load_acquire(&pwq->whead);
608         if (whead)
609                 remove_wait_queue(whead, &pwq->wait);
610         rcu_read_unlock();
611 }
612
613 /*
614  * This function unregisters poll callbacks from the associated file
615  * descriptor.  Must be called with "mtx" held (or "epmutex" if called from
616  * ep_free).
617  */
618 static void ep_unregister_pollwait(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
619 {
620         struct list_head *lsthead = &epi->pwqlist;
621         struct eppoll_entry *pwq;
622
623         while (!list_empty(lsthead)) {
624                 pwq = list_first_entry(lsthead, struct eppoll_entry, llink);
625
626                 list_del(&pwq->llink);
627                 ep_remove_wait_queue(pwq);
628                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
629         }
630 }
631
632 /* call only when ep->mtx is held */
633 static inline struct wakeup_source *ep_wakeup_source(struct epitem *epi)
634 {
635         return rcu_dereference_check(epi->ws, lockdep_is_held(&epi->ep->mtx));
636 }
637
638 /* call only when ep->mtx is held */
639 static inline void ep_pm_stay_awake(struct epitem *epi)
640 {
641         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
642
643         if (ws)
644                 __pm_stay_awake(ws);
645 }
646
647 static inline bool ep_has_wakeup_source(struct epitem *epi)
648 {
649         return rcu_access_pointer(epi->ws) ? true : false;
650 }
651
652 /* call when ep->mtx cannot be held (ep_poll_callback) */
653 static inline void ep_pm_stay_awake_rcu(struct epitem *epi)
654 {
655         struct wakeup_source *ws;
656
657         rcu_read_lock();
658         ws = rcu_dereference(epi->ws);
659         if (ws)
660                 __pm_stay_awake(ws);
661         rcu_read_unlock();
662 }
663
664 /**
665  * ep_scan_ready_list - Scans the ready list in a way that makes possible for
666  *                      the scan code, to call f_op->poll(). Also allows for
667  *                      O(NumReady) performance.
668  *
669  * @ep: Pointer to the epoll private data structure.
670  * @sproc: Pointer to the scan callback.
671  * @priv: Private opaque data passed to the @sproc callback.
672  * @depth: The current depth of recursive f_op->poll calls.
673  * @ep_locked: caller already holds ep->mtx
674  *
675  * Returns: The same integer error code returned by the @sproc callback.
676  */
677 static int ep_scan_ready_list(struct eventpoll *ep,
678                               int (*sproc)(struct eventpoll *,
679                                            struct list_head *, void *),
680                               void *priv, int depth, bool ep_locked)
681 {
682         int error, pwake = 0;
683         unsigned long flags;
684         struct epitem *epi, *nepi;
685         LIST_HEAD(txlist);
686
687         /*
688          * We need to lock this because we could be hit by
689          * eventpoll_release_file() and epoll_ctl().
690          */
691
692         if (!ep_locked)
693                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth);
694
695         /*
696          * Steal the ready list, and re-init the original one to the
697          * empty list. Also, set ep->ovflist to NULL so that events
698          * happening while looping w/out locks, are not lost. We cannot
699          * have the poll callback to queue directly on ep->rdllist,
700          * because we want the "sproc" callback to be able to do it
701          * in a lockless way.
702          */
703         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
704         list_splice_init(&ep->rdllist, &txlist);
705         ep->ovflist = NULL;
706         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
707
708         /*
709          * Now call the callback function.
710          */
711         error = (*sproc)(ep, &txlist, priv);
712
713         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
714         /*
715          * During the time we spent inside the "sproc" callback, some
716          * other events might have been queued by the poll callback.
717          * We re-insert them inside the main ready-list here.
718          */
719         for (nepi = ep->ovflist; (epi = nepi) != NULL;
720              nepi = epi->next, epi->next = EP_UNACTIVE_PTR) {
721                 /*
722                  * We need to check if the item is already in the list.
723                  * During the "sproc" callback execution time, items are
724                  * queued into ->ovflist but the "txlist" might already
725                  * contain them, and the list_splice() below takes care of them.
726                  */
727                 if (!ep_is_linked(&epi->rdllink)) {
728                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
729                         ep_pm_stay_awake(epi);
730                 }
731         }
732         /*
733          * We need to set back ep->ovflist to EP_UNACTIVE_PTR, so that after
734          * releasing the lock, events will be queued in the normal way inside
735          * ep->rdllist.
736          */
737         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
738
739         /*
740          * Quickly re-inject items left on "txlist".
741          */
742         list_splice(&txlist, &ep->rdllist);
743         __pm_relax(ep->ws);
744
745         if (!list_empty(&ep->rdllist)) {
746                 /*
747                  * Wake up (if active) both the eventpoll wait list and
748                  * the ->poll() wait list (delayed after we release the lock).
749                  */
750                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
751                         wake_up_locked(&ep->wq);
752                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
753                         pwake++;
754         }
755         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
756
757         if (!ep_locked)
758                 mutex_unlock(&ep->mtx);
759
760         /* We have to call this outside the lock */
761         if (pwake)
762                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
763
764         return error;
765 }
766
767 static void epi_rcu_free(struct rcu_head *head)
768 {
769         struct epitem *epi = container_of(head, struct epitem, rcu);
770         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
771 }
772
773 /*
774  * Removes a "struct epitem" from the eventpoll RB tree and deallocates
775  * all the associated resources. Must be called with "mtx" held.
776  */
777 static int ep_remove(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
778 {
779         unsigned long flags;
780         struct file *file = epi->ffd.file;
781
782         /*
783          * Removes poll wait queue hooks. We _have_ to do this without holding
784          * the "ep->lock" otherwise a deadlock might occur. This because of the
785          * sequence of the lock acquisition. Here we do "ep->lock" then the wait
786          * queue head lock when unregistering the wait queue. The wakeup callback
787          * will run by holding the wait queue head lock and will call our callback
788          * that will try to get "ep->lock".
789          */
790         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
791
792         /* Remove the current item from the list of epoll hooks */
793         spin_lock(&file->f_lock);
794         list_del_rcu(&epi->fllink);
795         spin_unlock(&file->f_lock);
796
797         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
798
799         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
800         if (ep_is_linked(&epi->rdllink))
801                 list_del_init(&epi->rdllink);
802         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
803
804         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
805         /*
806          * At this point it is safe to free the eventpoll item. Use the union
807          * field epi->rcu, since we are trying to minimize the size of
808          * 'struct epitem'. The 'rbn' field is no longer in use. Protected by
809          * ep->mtx. The rcu read side, reverse_path_check_proc(), does not make
810          * use of the rbn field.
811          */
812         call_rcu(&epi->rcu, epi_rcu_free);
813
814         atomic_long_dec(&ep->user->epoll_watches);
815
816         return 0;
817 }
818
819 static void ep_free(struct eventpoll *ep)
820 {
821         struct rb_node *rbp;
822         struct epitem *epi;
823
824         /* We need to release all tasks waiting for these file */
825         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
826                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
827
828         /*
829          * We need to lock this because we could be hit by
830          * eventpoll_release_file() while we're freeing the "struct eventpoll".
831          * We do not need to hold "ep->mtx" here because the epoll file
832          * is on the way to be removed and no one has references to it
833          * anymore. The only hit might come from eventpoll_release_file() but
834          * holding "epmutex" is sufficient here.
835          */
836         mutex_lock(&epmutex);
837
838         /*
839          * Walks through the whole tree by unregistering poll callbacks.
840          */
841         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
842                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
843
844                 ep_unregister_pollwait(ep, epi);
845                 cond_resched();
846         }
847
848         /*
849          * Walks through the whole tree by freeing each "struct epitem". At this
850          * point we are sure no poll callbacks will be lingering around, and also by
851          * holding "epmutex" we can be sure that no file cleanup code will hit
852          * us during this operation. So we can avoid the lock on "ep->lock".
853          * We do not need to lock ep->mtx, either, we only do it to prevent
854          * a lockdep warning.
855          */
856         mutex_lock(&ep->mtx);
857         while ((rbp = rb_first_cached(&ep->rbr)) != NULL) {
858                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
859                 ep_remove(ep, epi);
860                 cond_resched();
861         }
862         mutex_unlock(&ep->mtx);
863
864         mutex_unlock(&epmutex);
865         mutex_destroy(&ep->mtx);
866         free_uid(ep->user);
867         wakeup_source_unregister(ep->ws);
868         kfree(ep);
869 }
870
871 static int ep_eventpoll_release(struct inode *inode, struct file *file)
872 {
873         struct eventpoll *ep = file->private_data;
874
875         if (ep)
876                 ep_free(ep);
877
878         return 0;
879 }
880
881 static inline unsigned int ep_item_poll(struct epitem *epi, poll_table *pt)
882 {
883         pt->_key = epi->event.events;
884
885         return epi->ffd.file->f_op->poll(epi->ffd.file, pt) & epi->event.events;
886 }
887
888 static int ep_read_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
889                                void *priv)
890 {
891         struct epitem *epi, *tmp;
892         poll_table pt;
893
894         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
895
896         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, head, rdllink) {
897                 if (ep_item_poll(epi, &pt))
898                         return POLLIN | POLLRDNORM;
899                 else {
900                         /*
901                          * Item has been dropped into the ready list by the poll
902                          * callback, but it's not actually ready, as far as
903                          * caller requested events goes. We can remove it here.
904                          */
905                         __pm_relax(ep_wakeup_source(epi));
906                         list_del_init(&epi->rdllink);
907                 }
908         }
909
910         return 0;
911 }
912
913 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
914                                  poll_table *pt);
915
916 struct readyevents_arg {
917         struct eventpoll *ep;
918         bool locked;
919 };
920
921 static int ep_poll_readyevents_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
922 {
923         struct readyevents_arg *arg = priv;
924
925         return ep_scan_ready_list(arg->ep, ep_read_events_proc, NULL,
926                                   call_nests + 1, arg->locked);
927 }
928
929 static unsigned int ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait)
930 {
931         int pollflags;
932         struct eventpoll *ep = file->private_data;
933         struct readyevents_arg arg;
934
935         /*
936          * During ep_insert() we already hold the ep->mtx for the tfile.
937          * Prevent re-aquisition.
938          */
939         arg.locked = wait && (wait->_qproc == ep_ptable_queue_proc);
940         arg.ep = ep;
941
942         /* Insert inside our poll wait queue */
943         poll_wait(file, &ep->poll_wait, wait);
944
945         /*
946          * Proceed to find out if wanted events are really available inside
947          * the ready list. This need to be done under ep_call_nested()
948          * supervision, since the call to f_op->poll() done on listed files
949          * could re-enter here.
950          */
951         pollflags = ep_call_nested(&poll_readywalk_ncalls, EP_MAX_NESTS,
952                                    ep_poll_readyevents_proc, &arg, ep, current);
953
954         return pollflags != -1 ? pollflags : 0;
955 }
956
957 #ifdef CONFIG_PROC_FS
958 static void ep_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
959 {
960         struct eventpoll *ep = f->private_data;
961         struct rb_node *rbp;
962
963         mutex_lock(&ep->mtx);
964         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
965                 struct epitem *epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
966                 struct inode *inode = file_inode(epi->ffd.file);
967
968                 seq_printf(m, "tfd: %8d events: %8x data: %16llx "
969                            " pos:%lli ino:%lx sdev:%x\n",
970                            epi->ffd.fd, epi->event.events,
971                            (long long)epi->event.data,
972                            (long long)epi->ffd.file->f_pos,
973                            inode->i_ino, inode->i_sb->s_dev);
974                 if (seq_has_overflowed(m))
975                         break;
976         }
977         mutex_unlock(&ep->mtx);
978 }
979 #endif
980
981 /* File callbacks that implement the eventpoll file behaviour */
982 static const struct file_operations eventpoll_fops = {
983 #ifdef CONFIG_PROC_FS
984         .show_fdinfo    = ep_show_fdinfo,
985 #endif
986         .release        = ep_eventpoll_release,
987         .poll           = ep_eventpoll_poll,
988         .llseek         = noop_llseek,
989 };
990
991 /*
992  * This is called from eventpoll_release() to unlink files from the eventpoll
993  * interface. We need to have this facility to cleanup correctly files that are
994  * closed without being removed from the eventpoll interface.
995  */
996 void eventpoll_release_file(struct file *file)
997 {
998         struct eventpoll *ep;
999         struct epitem *epi, *next;
1000
1001         /*
1002          * We don't want to get "file->f_lock" because it is not
1003          * necessary. It is not necessary because we're in the "struct file"
1004          * cleanup path, and this means that no one is using this file anymore.
1005          * So, for example, epoll_ctl() cannot hit here since if we reach this
1006          * point, the file counter already went to zero and fget() would fail.
1007          * The only hit might come from ep_free() but by holding the mutex
1008          * will correctly serialize the operation. We do need to acquire
1009          * "ep->mtx" after "epmutex" because ep_remove() requires it when called
1010          * from anywhere but ep_free().
1011          *
1012          * Besides, ep_remove() acquires the lock, so we can't hold it here.
1013          */
1014         mutex_lock(&epmutex);
1015         list_for_each_entry_safe(epi, next, &file->f_ep_links, fllink) {
1016                 ep = epi->ep;
1017                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
1018                 ep_remove(ep, epi);
1019                 mutex_unlock(&ep->mtx);
1020         }
1021         mutex_unlock(&epmutex);
1022 }
1023
1024 static int ep_alloc(struct eventpoll **pep)
1025 {
1026         int error;
1027         struct user_struct *user;
1028         struct eventpoll *ep;
1029
1030         user = get_current_user();
1031         error = -ENOMEM;
1032         ep = kzalloc(sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
1033         if (unlikely(!ep))
1034                 goto free_uid;
1035
1036         spin_lock_init(&ep->lock);
1037         mutex_init(&ep->mtx);
1038         init_waitqueue_head(&ep->wq);
1039         init_waitqueue_head(&ep->poll_wait);
1040         INIT_LIST_HEAD(&ep->rdllist);
1041         ep->rbr = RB_ROOT_CACHED;
1042         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
1043         ep->user = user;
1044
1045         *pep = ep;
1046
1047         return 0;
1048
1049 free_uid:
1050         free_uid(user);
1051         return error;
1052 }
1053
1054 /*
1055  * Search the file inside the eventpoll tree. The RB tree operations
1056  * are protected by the "mtx" mutex, and ep_find() must be called with
1057  * "mtx" held.
1058  */
1059 static struct epitem *ep_find(struct eventpoll *ep, struct file *file, int fd)
1060 {
1061         int kcmp;
1062         struct rb_node *rbp;
1063         struct epitem *epi, *epir = NULL;
1064         struct epoll_filefd ffd;
1065
1066         ep_set_ffd(&ffd, file, fd);
1067         for (rbp = ep->rbr.rb_root.rb_node; rbp; ) {
1068                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1069                 kcmp = ep_cmp_ffd(&ffd, &epi->ffd);
1070                 if (kcmp > 0)
1071                         rbp = rbp->rb_right;
1072                 else if (kcmp < 0)
1073                         rbp = rbp->rb_left;
1074                 else {
1075                         epir = epi;
1076                         break;
1077                 }
1078         }
1079
1080         return epir;
1081 }
1082
1083 #ifdef CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE
1084 static struct epitem *ep_find_tfd(struct eventpoll *ep, int tfd, unsigned long toff)
1085 {
1086         struct rb_node *rbp;
1087         struct epitem *epi;
1088
1089         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1090                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1091                 if (epi->ffd.fd == tfd) {
1092                         if (toff == 0)
1093                                 return epi;
1094                         else
1095                                 toff--;
1096                 }
1097                 cond_resched();
1098         }
1099
1100         return NULL;
1101 }
1102
1103 struct file *get_epoll_tfile_raw_ptr(struct file *file, int tfd,
1104                                      unsigned long toff)
1105 {
1106         struct file *file_raw;
1107         struct eventpoll *ep;
1108         struct epitem *epi;
1109
1110         if (!is_file_epoll(file))
1111                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1112
1113         ep = file->private_data;
1114
1115         mutex_lock(&ep->mtx);
1116         epi = ep_find_tfd(ep, tfd, toff);
1117         if (epi)
1118                 file_raw = epi->ffd.file;
1119         else
1120                 file_raw = ERR_PTR(-ENOENT);
1121         mutex_unlock(&ep->mtx);
1122
1123         return file_raw;
1124 }
1125 #endif /* CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE */
1126
1127 /*
1128  * This is the callback that is passed to the wait queue wakeup
1129  * mechanism. It is called by the stored file descriptors when they
1130  * have events to report.
1131  */
1132 static int ep_poll_callback(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
1133 {
1134         int pwake = 0;
1135         unsigned long flags;
1136         struct epitem *epi = ep_item_from_wait(wait);
1137         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1138         int ewake = 0;
1139
1140         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1141
1142         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1143
1144         /*
1145          * If the event mask does not contain any poll(2) event, we consider the
1146          * descriptor to be disabled. This condition is likely the effect of the
1147          * EPOLLONESHOT bit that disables the descriptor when an event is received,
1148          * until the next EPOLL_CTL_MOD will be issued.
1149          */
1150         if (!(epi->event.events & ~EP_PRIVATE_BITS))
1151                 goto out_unlock;
1152
1153         /*
1154          * Check the events coming with the callback. At this stage, not
1155          * every device reports the events in the "key" parameter of the
1156          * callback. We need to be able to handle both cases here, hence the
1157          * test for "key" != NULL before the event match test.
1158          */
1159         if (key && !((unsigned long) key & epi->event.events))
1160                 goto out_unlock;
1161
1162         /*
1163          * If we are transferring events to userspace, we can hold no locks
1164          * (because we're accessing user memory, and because of linux f_op->poll()
1165          * semantics). All the events that happen during that period of time are
1166          * chained in ep->ovflist and requeued later on.
1167          */
1168         if (ep->ovflist != EP_UNACTIVE_PTR) {
1169                 if (epi->next == EP_UNACTIVE_PTR) {
1170                         epi->next = ep->ovflist;
1171                         ep->ovflist = epi;
1172                         if (epi->ws) {
1173                                 /*
1174                                  * Activate ep->ws since epi->ws may get
1175                                  * deactivated at any time.
1176                                  */
1177                                 __pm_stay_awake(ep->ws);
1178                         }
1179
1180                 }
1181                 goto out_unlock;
1182         }
1183
1184         /* If this file is already in the ready list we exit soon */
1185         if (!ep_is_linked(&epi->rdllink)) {
1186                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1187                 ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1188         }
1189
1190         /*
1191          * Wake up ( if active ) both the eventpoll wait list and the ->poll()
1192          * wait list.
1193          */
1194         if (waitqueue_active(&ep->wq)) {
1195                 if ((epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE) &&
1196                                         !((unsigned long)key & POLLFREE)) {
1197                         switch ((unsigned long)key & EPOLLINOUT_BITS) {
1198                         case POLLIN:
1199                                 if (epi->event.events & POLLIN)
1200                                         ewake = 1;
1201                                 break;
1202                         case POLLOUT:
1203                                 if (epi->event.events & POLLOUT)
1204                                         ewake = 1;
1205                                 break;
1206                         case 0:
1207                                 ewake = 1;
1208                                 break;
1209                         }
1210                 }
1211                 wake_up_locked(&ep->wq);
1212         }
1213         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1214                 pwake++;
1215
1216 out_unlock:
1217         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1218
1219         /* We have to call this outside the lock */
1220         if (pwake)
1221                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1222
1223         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE))
1224                 ewake = 1;
1225
1226         if ((unsigned long)key & POLLFREE) {
1227                 /*
1228                  * If we race with ep_remove_wait_queue() it can miss
1229                  * ->whead = NULL and do another remove_wait_queue() after
1230                  * us, so we can't use __remove_wait_queue().
1231                  */
1232                 list_del_init(&wait->entry);
1233                 /*
1234                  * ->whead != NULL protects us from the race with ep_free()
1235                  * or ep_remove(), ep_remove_wait_queue() takes whead->lock
1236                  * held by the caller. Once we nullify it, nothing protects
1237                  * ep/epi or even wait.
1238                  */
1239                 smp_store_release(&ep_pwq_from_wait(wait)->whead, NULL);
1240         }
1241
1242         return ewake;
1243 }
1244
1245 /*
1246  * This is the callback that is used to add our wait queue to the
1247  * target file wakeup lists.
1248  */
1249 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
1250                                  poll_table *pt)
1251 {
1252         struct epitem *epi = ep_item_from_epqueue(pt);
1253         struct eppoll_entry *pwq;
1254
1255         if (epi->nwait >= 0 && (pwq = kmem_cache_alloc(pwq_cache, GFP_KERNEL))) {
1256                 init_waitqueue_func_entry(&pwq->wait, ep_poll_callback);
1257                 pwq->whead = whead;
1258                 pwq->base = epi;
1259                 if (epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)
1260                         add_wait_queue_exclusive(whead, &pwq->wait);
1261                 else
1262                         add_wait_queue(whead, &pwq->wait);
1263                 list_add_tail(&pwq->llink, &epi->pwqlist);
1264                 epi->nwait++;
1265         } else {
1266                 /* We have to signal that an error occurred */
1267                 epi->nwait = -1;
1268         }
1269 }
1270
1271 static void ep_rbtree_insert(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
1272 {
1273         int kcmp;
1274         struct rb_node **p = &ep->rbr.rb_root.rb_node, *parent = NULL;
1275         struct epitem *epic;
1276         bool leftmost = true;
1277
1278         while (*p) {
1279                 parent = *p;
1280                 epic = rb_entry(parent, struct epitem, rbn);
1281                 kcmp = ep_cmp_ffd(&epi->ffd, &epic->ffd);
1282                 if (kcmp > 0) {
1283                         p = &parent->rb_right;
1284                         leftmost = false;
1285                 } else
1286                         p = &parent->rb_left;
1287         }
1288         rb_link_node(&epi->rbn, parent, p);
1289         rb_insert_color_cached(&epi->rbn, &ep->rbr, leftmost);
1290 }
1291
1292
1293
1294 #define PATH_ARR_SIZE 5
1295 /*
1296  * These are the number paths of length 1 to 5, that we are allowing to emanate
1297  * from a single file of interest. For example, we allow 1000 paths of length
1298  * 1, to emanate from each file of interest. This essentially represents the
1299  * potential wakeup paths, which need to be limited in order to avoid massive
1300  * uncontrolled wakeup storms. The common use case should be a single ep which
1301  * is connected to n file sources. In this case each file source has 1 path
1302  * of length 1. Thus, the numbers below should be more than sufficient. These
1303  * path limits are enforced during an EPOLL_CTL_ADD operation, since a modify
1304  * and delete can't add additional paths. Protected by the epmutex.
1305  */
1306 static const int path_limits[PATH_ARR_SIZE] = { 1000, 500, 100, 50, 10 };
1307 static int path_count[PATH_ARR_SIZE];
1308
1309 static int path_count_inc(int nests)
1310 {
1311         /* Allow an arbitrary number of depth 1 paths */
1312         if (nests == 0)
1313                 return 0;
1314
1315         if (++path_count[nests] > path_limits[nests])
1316                 return -1;
1317         return 0;
1318 }
1319
1320 static void path_count_init(void)
1321 {
1322         int i;
1323
1324         for (i = 0; i < PATH_ARR_SIZE; i++)
1325                 path_count[i] = 0;
1326 }
1327
1328 static int reverse_path_check_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
1329 {
1330         int error = 0;
1331         struct file *file = priv;
1332         struct file *child_file;
1333         struct epitem *epi;
1334
1335         /* CTL_DEL can remove links here, but that can't increase our count */
1336         rcu_read_lock();
1337         list_for_each_entry_rcu(epi, &file->f_ep_links, fllink) {
1338                 child_file = epi->ep->file;
1339                 if (is_file_epoll(child_file)) {
1340                         if (list_empty(&child_file->f_ep_links)) {
1341                                 if (path_count_inc(call_nests)) {
1342                                         error = -1;
1343                                         break;
1344                                 }
1345                         } else {
1346                                 error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls,
1347                                                         EP_MAX_NESTS,
1348                                                         reverse_path_check_proc,
1349                                                         child_file, child_file,
1350                                                         current);
1351                         }
1352                         if (error != 0)
1353                                 break;
1354                 } else {
1355                         printk(KERN_ERR "reverse_path_check_proc: "
1356                                 "file is not an ep!\n");
1357                 }
1358         }
1359         rcu_read_unlock();
1360         return error;
1361 }
1362
1363 /**
1364  * reverse_path_check - The tfile_check_list is list of file *, which have
1365  *                      links that are proposed to be newly added. We need to
1366  *                      make sure that those added links don't add too many
1367  *                      paths such that we will spend all our time waking up
1368  *                      eventpoll objects.
1369  *
1370  * Returns: Returns zero if the proposed links don't create too many paths,
1371  *          -1 otherwise.
1372  */
1373 static int reverse_path_check(void)
1374 {
1375         int error = 0;
1376         struct file *current_file;
1377
1378         /* let's call this for all tfiles */
1379         list_for_each_entry(current_file, &tfile_check_list, f_tfile_llink) {
1380                 path_count_init();
1381                 error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls, EP_MAX_NESTS,
1382                                         reverse_path_check_proc, current_file,
1383                                         current_file, current);
1384                 if (error)
1385                         break;
1386         }
1387         return error;
1388 }
1389
1390 static int ep_create_wakeup_source(struct epitem *epi)
1391 {
1392         struct name_snapshot n;
1393         struct wakeup_source *ws;
1394
1395         if (!epi->ep->ws) {
1396                 epi->ep->ws = wakeup_source_register("eventpoll");
1397                 if (!epi->ep->ws)
1398                         return -ENOMEM;
1399         }
1400
1401         take_dentry_name_snapshot(&n, epi->ffd.file->f_path.dentry);
1402         ws = wakeup_source_register(n.name);
1403         release_dentry_name_snapshot(&n);
1404
1405         if (!ws)
1406                 return -ENOMEM;
1407         rcu_assign_pointer(epi->ws, ws);
1408
1409         return 0;
1410 }
1411
1412 /* rare code path, only used when EPOLL_CTL_MOD removes a wakeup source */
1413 static noinline void ep_destroy_wakeup_source(struct epitem *epi)
1414 {
1415         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
1416
1417         RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1418
1419         /*
1420          * wait for ep_pm_stay_awake_rcu to finish, synchronize_rcu is
1421          * used internally by wakeup_source_remove, too (called by
1422          * wakeup_source_unregister), so we cannot use call_rcu
1423          */
1424         synchronize_rcu();
1425         wakeup_source_unregister(ws);
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Must be called with "mtx" held.
1430  */
1431 static int ep_insert(struct eventpoll *ep, struct epoll_event *event,
1432                      struct file *tfile, int fd, int full_check)
1433 {
1434         int error, revents, pwake = 0;
1435         unsigned long flags;
1436         long user_watches;
1437         struct epitem *epi;
1438         struct ep_pqueue epq;
1439
1440         user_watches = atomic_long_read(&ep->user->epoll_watches);
1441         if (unlikely(user_watches >= max_user_watches))
1442                 return -ENOSPC;
1443         if (!(epi = kmem_cache_alloc(epi_cache, GFP_KERNEL)))
1444                 return -ENOMEM;
1445
1446         /* Item initialization follow here ... */
1447         INIT_LIST_HEAD(&epi->rdllink);
1448         INIT_LIST_HEAD(&epi->fllink);
1449         INIT_LIST_HEAD(&epi->pwqlist);
1450         epi->ep = ep;
1451         ep_set_ffd(&epi->ffd, tfile, fd);
1452         epi->event = *event;
1453         epi->nwait = 0;
1454         epi->next = EP_UNACTIVE_PTR;
1455         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1456                 error = ep_create_wakeup_source(epi);
1457                 if (error)
1458                         goto error_create_wakeup_source;
1459         } else {
1460                 RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1461         }
1462
1463         /* Add the current item to the list of active epoll hook for this file */
1464         spin_lock(&tfile->f_lock);
1465         list_add_tail_rcu(&epi->fllink, &tfile->f_ep_links);
1466         spin_unlock(&tfile->f_lock);
1467
1468         /*
1469          * Add the current item to the RB tree. All RB tree operations are
1470          * protected by "mtx", and ep_insert() is called with "mtx" held.
1471          */
1472         ep_rbtree_insert(ep, epi);
1473
1474         /* now check if we've created too many backpaths */
1475         error = -EINVAL;
1476         if (full_check && reverse_path_check())
1477                 goto error_remove_epi;
1478
1479         /* Initialize the poll table using the queue callback */
1480         epq.epi = epi;
1481         init_poll_funcptr(&epq.pt, ep_ptable_queue_proc);
1482
1483         /*
1484          * Attach the item to the poll hooks and get current event bits.
1485          * We can safely use the file* here because its usage count has
1486          * been increased by the caller of this function. Note that after
1487          * this operation completes, the poll callback can start hitting
1488          * the new item.
1489          */
1490         revents = ep_item_poll(epi, &epq.pt);
1491
1492         /*
1493          * We have to check if something went wrong during the poll wait queue
1494          * install process. Namely an allocation for a wait queue failed due
1495          * high memory pressure.
1496          */
1497         error = -ENOMEM;
1498         if (epi->nwait < 0)
1499                 goto error_unregister;
1500
1501         /* We have to drop the new item inside our item list to keep track of it */
1502         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1503
1504         /* record NAPI ID of new item if present */
1505         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1506
1507         /* If the file is already "ready" we drop it inside the ready list */
1508         if ((revents & event->events) && !ep_is_linked(&epi->rdllink)) {
1509                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1510                 ep_pm_stay_awake(epi);
1511
1512                 /* Notify waiting tasks that events are available */
1513                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
1514                         wake_up_locked(&ep->wq);
1515                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1516                         pwake++;
1517         }
1518
1519         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1520
1521         atomic_long_inc(&ep->user->epoll_watches);
1522
1523         /* We have to call this outside the lock */
1524         if (pwake)
1525                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1526
1527         return 0;
1528
1529 error_unregister:
1530         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
1531 error_remove_epi:
1532         spin_lock(&tfile->f_lock);
1533         list_del_rcu(&epi->fllink);
1534         spin_unlock(&tfile->f_lock);
1535
1536         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
1537
1538         /*
1539          * We need to do this because an event could have been arrived on some
1540          * allocated wait queue. Note that we don't care about the ep->ovflist
1541          * list, since that is used/cleaned only inside a section bound by "mtx".
1542          * And ep_insert() is called with "mtx" held.
1543          */
1544         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1545         if (ep_is_linked(&epi->rdllink))
1546                 list_del_init(&epi->rdllink);
1547         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1548
1549         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
1550
1551 error_create_wakeup_source:
1552         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
1553
1554         return error;
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Modify the interest event mask by dropping an event if the new mask
1559  * has a match in the current file status. Must be called with "mtx" held.
1560  */
1561 static int ep_modify(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi, struct epoll_event *event)
1562 {
1563         int pwake = 0;
1564         unsigned int revents;
1565         poll_table pt;
1566
1567         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1568
1569         /*
1570          * Set the new event interest mask before calling f_op->poll();
1571          * otherwise we might miss an event that happens between the
1572          * f_op->poll() call and the new event set registering.
1573          */
1574         epi->event.events = event->events; /* need barrier below */
1575         epi->event.data = event->data; /* protected by mtx */
1576         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1577                 if (!ep_has_wakeup_source(epi))
1578                         ep_create_wakeup_source(epi);
1579         } else if (ep_has_wakeup_source(epi)) {
1580                 ep_destroy_wakeup_source(epi);
1581         }
1582
1583         /*
1584          * The following barrier has two effects:
1585          *
1586          * 1) Flush epi changes above to other CPUs.  This ensures
1587          *    we do not miss events from ep_poll_callback if an
1588          *    event occurs immediately after we call f_op->poll().
1589          *    We need this because we did not take ep->lock while
1590          *    changing epi above (but ep_poll_callback does take
1591          *    ep->lock).
1592          *
1593          * 2) We also need to ensure we do not miss _past_ events
1594          *    when calling f_op->poll().  This barrier also
1595          *    pairs with the barrier in wq_has_sleeper (see
1596          *    comments for wq_has_sleeper).
1597          *
1598          * This barrier will now guarantee ep_poll_callback or f_op->poll
1599          * (or both) will notice the readiness of an item.
1600          */
1601         smp_mb();
1602
1603         /*
1604          * Get current event bits. We can safely use the file* here because
1605          * its usage count has been increased by the caller of this function.
1606          */
1607         revents = ep_item_poll(epi, &pt);
1608
1609         /*
1610          * If the item is "hot" and it is not registered inside the ready
1611          * list, push it inside.
1612          */
1613         if (revents & event->events) {
1614                 spin_lock_irq(&ep->lock);
1615                 if (!ep_is_linked(&epi->rdllink)) {
1616                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1617                         ep_pm_stay_awake(epi);
1618
1619                         /* Notify waiting tasks that events are available */
1620                         if (waitqueue_active(&ep->wq))
1621                                 wake_up_locked(&ep->wq);
1622                         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1623                                 pwake++;
1624                 }
1625                 spin_unlock_irq(&ep->lock);
1626         }
1627
1628         /* We have to call this outside the lock */
1629         if (pwake)
1630                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1631
1632         return 0;
1633 }
1634
1635 static int ep_send_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
1636                                void *priv)
1637 {
1638         struct ep_send_events_data *esed = priv;
1639         int eventcnt;
1640         unsigned int revents;
1641         struct epitem *epi;
1642         struct epoll_event __user *uevent;
1643         struct wakeup_source *ws;
1644         poll_table pt;
1645
1646         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1647
1648         /*
1649          * We can loop without lock because we are passed a task private list.
1650          * Items cannot vanish during the loop because ep_scan_ready_list() is
1651          * holding "mtx" during this call.
1652          */
1653         for (eventcnt = 0, uevent = esed->events;
1654              !list_empty(head) && eventcnt < esed->maxevents;) {
1655                 epi = list_first_entry(head, struct epitem, rdllink);
1656
1657                 /*
1658                  * Activate ep->ws before deactivating epi->ws to prevent
1659                  * triggering auto-suspend here (in case we reactive epi->ws
1660                  * below).
1661                  *
1662                  * This could be rearranged to delay the deactivation of epi->ws
1663                  * instead, but then epi->ws would temporarily be out of sync
1664                  * with ep_is_linked().
1665                  */
1666                 ws = ep_wakeup_source(epi);
1667                 if (ws) {
1668                         if (ws->active)
1669                                 __pm_stay_awake(ep->ws);
1670                         __pm_relax(ws);
1671                 }
1672
1673                 list_del_init(&epi->rdllink);
1674
1675                 revents = ep_item_poll(epi, &pt);
1676
1677                 /*
1678                  * If the event mask intersect the caller-requested one,
1679                  * deliver the event to userspace. Again, ep_scan_ready_list()
1680                  * is holding "mtx", so no operations coming from userspace
1681                  * can change the item.
1682                  */
1683                 if (revents) {
1684                         if (__put_user(revents, &uevent->events) ||
1685                             __put_user(epi->event.data, &uevent->data)) {
1686                                 list_add(&epi->rdllink, head);
1687                                 ep_pm_stay_awake(epi);
1688                                 return eventcnt ? eventcnt : -EFAULT;
1689                         }
1690                         eventcnt++;
1691                         uevent++;
1692                         if (epi->event.events & EPOLLONESHOT)
1693                                 epi->event.events &= EP_PRIVATE_BITS;
1694                         else if (!(epi->event.events & EPOLLET)) {
1695                                 /*
1696                                  * If this file has been added with Level
1697                                  * Trigger mode, we need to insert back inside
1698                                  * the ready list, so that the next call to
1699                                  * epoll_wait() will check again the events
1700                                  * availability. At this point, no one can insert
1701                                  * into ep->rdllist besides us. The epoll_ctl()
1702                                  * callers are locked out by
1703                                  * ep_scan_ready_list() holding "mtx" and the
1704                                  * poll callback will queue them in ep->ovflist.
1705                                  */
1706                                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1707                                 ep_pm_stay_awake(epi);
1708                         }
1709                 }
1710         }
1711
1712         return eventcnt;
1713 }
1714
1715 static int ep_send_events(struct eventpoll *ep,
1716                           struct epoll_event __user *events, int maxevents)
1717 {
1718         struct ep_send_events_data esed;
1719
1720         esed.maxevents = maxevents;
1721         esed.events = events;
1722
1723         return ep_scan_ready_list(ep, ep_send_events_proc, &esed, 0, false);
1724 }
1725
1726 static inline struct timespec64 ep_set_mstimeout(long ms)
1727 {
1728         struct timespec64 now, ts = {
1729                 .tv_sec = ms / MSEC_PER_SEC,
1730                 .tv_nsec = NSEC_PER_MSEC * (ms % MSEC_PER_SEC),
1731         };
1732
1733         ktime_get_ts64(&now);
1734         return timespec64_add_safe(now, ts);
1735 }
1736
1737 /**
1738  * ep_poll - Retrieves ready events, and delivers them to the caller supplied
1739  *           event buffer.
1740  *
1741  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
1742  * @events: Pointer to the userspace buffer where the ready events should be
1743  *          stored.
1744  * @maxevents: Size (in terms of number of events) of the caller event buffer.
1745  * @timeout: Maximum timeout for the ready events fetch operation, in
1746  *           milliseconds. If the @timeout is zero, the function will not block,
1747  *           while if the @timeout is less than zero, the function will block
1748  *           until at least one event has been retrieved (or an error
1749  *           occurred).
1750  *
1751  * Returns: Returns the number of ready events which have been fetched, or an
1752  *          error code, in case of error.
1753  */
1754 static int ep_poll(struct eventpoll *ep, struct epoll_event __user *events,
1755                    int maxevents, long timeout)
1756 {
1757         int res = 0, eavail, timed_out = 0;
1758         unsigned long flags;
1759         u64 slack = 0;
1760         wait_queue_entry_t wait;
1761         ktime_t expires, *to = NULL;
1762
1763         if (timeout > 0) {
1764                 struct timespec64 end_time = ep_set_mstimeout(timeout);
1765
1766                 slack = select_estimate_accuracy(&end_time);
1767                 to = &expires;
1768                 *to = timespec64_to_ktime(end_time);
1769         } else if (timeout == 0) {
1770                 /*
1771                  * Avoid the unnecessary trip to the wait queue loop, if the
1772                  * caller specified a non blocking operation.
1773                  */
1774                 timed_out = 1;
1775                 spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1776                 goto check_events;
1777         }
1778
1779 fetch_events:
1780
1781         if (!ep_events_available(ep))
1782                 ep_busy_loop(ep, timed_out);
1783
1784         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1785
1786         if (!ep_events_available(ep)) {
1787                 /*
1788                  * Busy poll timed out.  Drop NAPI ID for now, we can add
1789                  * it back in when we have moved a socket with a valid NAPI
1790                  * ID onto the ready list.
1791                  */
1792                 ep_reset_busy_poll_napi_id(ep);
1793
1794                 /*
1795                  * We don't have any available event to return to the caller.
1796                  * We need to sleep here, and we will be wake up by
1797                  * ep_poll_callback() when events will become available.
1798                  */
1799                 init_waitqueue_entry(&wait, current);
1800                 __add_wait_queue_exclusive(&ep->wq, &wait);
1801
1802                 for (;;) {
1803                         /*
1804                          * We don't want to sleep if the ep_poll_callback() sends us
1805                          * a wakeup in between. That's why we set the task state
1806                          * to TASK_INTERRUPTIBLE before doing the checks.
1807                          */
1808                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1809                         /*
1810                          * Always short-circuit for fatal signals to allow
1811                          * threads to make a timely exit without the chance of
1812                          * finding more events available and fetching
1813                          * repeatedly.
1814                          */
1815                         if (fatal_signal_pending(current)) {
1816                                 res = -EINTR;
1817                                 break;
1818                         }
1819                         if (ep_events_available(ep) || timed_out)
1820                                 break;
1821                         if (signal_pending(current)) {
1822                                 res = -EINTR;
1823                                 break;
1824                         }
1825
1826                         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1827                         if (!schedule_hrtimeout_range(to, slack, HRTIMER_MODE_ABS))
1828                                 timed_out = 1;
1829
1830                         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1831                 }
1832
1833                 __remove_wait_queue(&ep->wq, &wait);
1834                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1835         }
1836 check_events:
1837         /* Is it worth to try to dig for events ? */
1838         eavail = ep_events_available(ep);
1839
1840         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1841
1842         /*
1843          * Try to transfer events to user space. In case we get 0 events and
1844          * there's still timeout left over, we go trying again in search of
1845          * more luck.
1846          */
1847         if (!res && eavail &&
1848             !(res = ep_send_events(ep, events, maxevents)) && !timed_out)
1849                 goto fetch_events;
1850
1851         return res;
1852 }
1853
1854 /**
1855  * ep_loop_check_proc - Callback function to be passed to the @ep_call_nested()
1856  *                      API, to verify that adding an epoll file inside another
1857  *                      epoll structure, does not violate the constraints, in
1858  *                      terms of closed loops, or too deep chains (which can
1859  *                      result in excessive stack usage).
1860  *
1861  * @priv: Pointer to the epoll file to be currently checked.
1862  * @cookie: Original cookie for this call. This is the top-of-the-chain epoll
1863  *          data structure pointer.
1864  * @call_nests: Current dept of the @ep_call_nested() call stack.
1865  *
1866  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
1867  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1868  */
1869 static int ep_loop_check_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
1870 {
1871         int error = 0;
1872         struct file *file = priv;
1873         struct eventpoll *ep = file->private_data;
1874         struct eventpoll *ep_tovisit;
1875         struct rb_node *rbp;
1876         struct epitem *epi;
1877
1878         mutex_lock_nested(&ep->mtx, call_nests + 1);
1879         ep->gen = loop_check_gen;
1880         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1881                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1882                 if (unlikely(is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
1883                         ep_tovisit = epi->ffd.file->private_data;
1884                         if (ep_tovisit->gen == loop_check_gen)
1885                                 continue;
1886                         error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls, EP_MAX_NESTS,
1887                                         ep_loop_check_proc, epi->ffd.file,
1888                                         ep_tovisit, current);
1889                         if (error != 0)
1890                                 break;
1891                 } else {
1892                         /*
1893                          * If we've reached a file that is not associated with
1894                          * an ep, then we need to check if the newly added
1895                          * links are going to add too many wakeup paths. We do
1896                          * this by adding it to the tfile_check_list, if it's
1897                          * not already there, and calling reverse_path_check()
1898                          * during ep_insert().
1899                          */
1900                         if (list_empty(&epi->ffd.file->f_tfile_llink)) {
1901                                 if (get_file_rcu(epi->ffd.file))
1902                                         list_add(&epi->ffd.file->f_tfile_llink,
1903                                                  &tfile_check_list);
1904                         }
1905                 }
1906         }
1907         mutex_unlock(&ep->mtx);
1908
1909         return error;
1910 }
1911
1912 /**
1913  * ep_loop_check - Performs a check to verify that adding an epoll file (@file)
1914  *                 another epoll file (represented by @ep) does not create
1915  *                 closed loops or too deep chains.
1916  *
1917  * @ep: Pointer to the epoll private data structure.
1918  * @file: Pointer to the epoll file to be checked.
1919  *
1920  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
1921  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1922  */
1923 static int ep_loop_check(struct eventpoll *ep, struct file *file)
1924 {
1925         return ep_call_nested(&poll_loop_ncalls, EP_MAX_NESTS,
1926                               ep_loop_check_proc, file, ep, current);
1927 }
1928
1929 static void clear_tfile_check_list(void)
1930 {
1931         struct file *file;
1932
1933         /* first clear the tfile_check_list */
1934         while (!list_empty(&tfile_check_list)) {
1935                 file = list_first_entry(&tfile_check_list, struct file,
1936                                         f_tfile_llink);
1937                 list_del_init(&file->f_tfile_llink);
1938                 fput(file);
1939         }
1940         INIT_LIST_HEAD(&tfile_check_list);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Open an eventpoll file descriptor.
1945  */
1946 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create1, int, flags)
1947 {
1948         int error, fd;
1949         struct eventpoll *ep = NULL;
1950         struct file *file;
1951
1952         /* Check the EPOLL_* constant for consistency.  */
1953         BUILD_BUG_ON(EPOLL_CLOEXEC != O_CLOEXEC);
1954
1955         if (flags & ~EPOLL_CLOEXEC)
1956                 return -EINVAL;
1957         /*
1958          * Create the internal data structure ("struct eventpoll").
1959          */
1960         error = ep_alloc(&ep);
1961         if (error < 0)
1962                 return error;
1963         /*
1964          * Creates all the items needed to setup an eventpoll file. That is,
1965          * a file structure and a free file descriptor.
1966          */
1967         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
1968         if (fd < 0) {
1969                 error = fd;
1970                 goto out_free_ep;
1971         }
1972         file = anon_inode_getfile("[eventpoll]", &eventpoll_fops, ep,
1973                                  O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
1974         if (IS_ERR(file)) {
1975                 error = PTR_ERR(file);
1976                 goto out_free_fd;
1977         }
1978         ep->file = file;
1979         fd_install(fd, file);
1980         return fd;
1981
1982 out_free_fd:
1983         put_unused_fd(fd);
1984 out_free_ep:
1985         ep_free(ep);
1986         return error;
1987 }
1988
1989 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create, int, size)
1990 {
1991         if (size <= 0)
1992                 return -EINVAL;
1993
1994         return sys_epoll_create1(0);
1995 }
1996
1997 /*
1998  * The following function implements the controller interface for
1999  * the eventpoll file that enables the insertion/removal/change of
2000  * file descriptors inside the interest set.
2001  */
2002 SYSCALL_DEFINE4(epoll_ctl, int, epfd, int, op, int, fd,
2003                 struct epoll_event __user *, event)
2004 {
2005         int error;
2006         int full_check = 0;
2007         struct fd f, tf;
2008         struct eventpoll *ep;
2009         struct epitem *epi;
2010         struct epoll_event epds;
2011         struct eventpoll *tep = NULL;
2012
2013         error = -EFAULT;
2014         if (ep_op_has_event(op) &&
2015             copy_from_user(&epds, event, sizeof(struct epoll_event)))
2016                 goto error_return;
2017
2018         error = -EBADF;
2019         f = fdget(epfd);
2020         if (!f.file)
2021                 goto error_return;
2022
2023         /* Get the "struct file *" for the target file */
2024         tf = fdget(fd);
2025         if (!tf.file)
2026                 goto error_fput;
2027
2028         /* The target file descriptor must support poll */
2029         error = -EPERM;
2030         if (!tf.file->f_op->poll)
2031                 goto error_tgt_fput;
2032
2033         /* Check if EPOLLWAKEUP is allowed */
2034         if (ep_op_has_event(op))
2035                 ep_take_care_of_epollwakeup(&epds);
2036
2037         /*
2038          * We have to check that the file structure underneath the file descriptor
2039          * the user passed to us _is_ an eventpoll file. And also we do not permit
2040          * adding an epoll file descriptor inside itself.
2041          */
2042         error = -EINVAL;
2043         if (f.file == tf.file || !is_file_epoll(f.file))
2044                 goto error_tgt_fput;
2045
2046         /*
2047          * epoll adds to the wakeup queue at EPOLL_CTL_ADD time only,
2048          * so EPOLLEXCLUSIVE is not allowed for a EPOLL_CTL_MOD operation.
2049          * Also, we do not currently supported nested exclusive wakeups.
2050          */
2051         if (ep_op_has_event(op) && (epds.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2052                 if (op == EPOLL_CTL_MOD)
2053                         goto error_tgt_fput;
2054                 if (op == EPOLL_CTL_ADD && (is_file_epoll(tf.file) ||
2055                                 (epds.events & ~EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS)))
2056                         goto error_tgt_fput;
2057         }
2058
2059         /*
2060          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2061          * our own data structure.
2062          */
2063         ep = f.file->private_data;
2064
2065         /*
2066          * When we insert an epoll file descriptor, inside another epoll file
2067          * descriptor, there is the change of creating closed loops, which are
2068          * better be handled here, than in more critical paths. While we are
2069          * checking for loops we also determine the list of files reachable
2070          * and hang them on the tfile_check_list, so we can check that we
2071          * haven't created too many possible wakeup paths.
2072          *
2073          * We do not need to take the global 'epumutex' on EPOLL_CTL_ADD when
2074          * the epoll file descriptor is attaching directly to a wakeup source,
2075          * unless the epoll file descriptor is nested. The purpose of taking the
2076          * 'epmutex' on add is to prevent complex toplogies such as loops and
2077          * deep wakeup paths from forming in parallel through multiple
2078          * EPOLL_CTL_ADD operations.
2079          */
2080         mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
2081         if (op == EPOLL_CTL_ADD) {
2082                 if (!list_empty(&f.file->f_ep_links) ||
2083                                 ep->gen == loop_check_gen ||
2084                                                 is_file_epoll(tf.file)) {
2085                         full_check = 1;
2086                         mutex_unlock(&ep->mtx);
2087                         mutex_lock(&epmutex);
2088                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2089                                 error = -ELOOP;
2090                                 if (ep_loop_check(ep, tf.file) != 0)
2091                                         goto error_tgt_fput;
2092                         } else {
2093                                 get_file(tf.file);
2094                                 list_add(&tf.file->f_tfile_llink,
2095                                                         &tfile_check_list);
2096                         }
2097                         mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
2098                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2099                                 tep = tf.file->private_data;
2100                                 mutex_lock_nested(&tep->mtx, 1);
2101                         }
2102                 }
2103         }
2104
2105         /*
2106          * Try to lookup the file inside our RB tree, Since we grabbed "mtx"
2107          * above, we can be sure to be able to use the item looked up by
2108          * ep_find() till we release the mutex.
2109          */
2110         epi = ep_find(ep, tf.file, fd);
2111
2112         error = -EINVAL;
2113         switch (op) {
2114         case EPOLL_CTL_ADD:
2115                 if (!epi) {
2116                         epds.events |= POLLERR | POLLHUP;
2117                         error = ep_insert(ep, &epds, tf.file, fd, full_check);
2118                 } else
2119                         error = -EEXIST;
2120                 break;
2121         case EPOLL_CTL_DEL:
2122                 if (epi)
2123                         error = ep_remove(ep, epi);
2124                 else
2125                         error = -ENOENT;
2126                 break;
2127         case EPOLL_CTL_MOD:
2128                 if (epi) {
2129                         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2130                                 epds.events |= POLLERR | POLLHUP;
2131                                 error = ep_modify(ep, epi, &epds);
2132                         }
2133                 } else
2134                         error = -ENOENT;
2135                 break;
2136         }
2137         if (tep != NULL)
2138                 mutex_unlock(&tep->mtx);
2139         mutex_unlock(&ep->mtx);
2140
2141 error_tgt_fput:
2142         if (full_check) {
2143                 clear_tfile_check_list();
2144                 loop_check_gen++;
2145                 mutex_unlock(&epmutex);
2146         }
2147
2148         fdput(tf);
2149 error_fput:
2150         fdput(f);
2151 error_return:
2152
2153         return error;
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2158  * part of the user space epoll_wait(2).
2159  */
2160 SYSCALL_DEFINE4(epoll_wait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2161                 int, maxevents, int, timeout)
2162 {
2163         int error;
2164         struct fd f;
2165         struct eventpoll *ep;
2166
2167         /* The maximum number of event must be greater than zero */
2168         if (maxevents <= 0 || maxevents > EP_MAX_EVENTS)
2169                 return -EINVAL;
2170
2171         /* Verify that the area passed by the user is writeable */
2172         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, events, maxevents * sizeof(struct epoll_event)))
2173                 return -EFAULT;
2174
2175         /* Get the "struct file *" for the eventpoll file */
2176         f = fdget(epfd);
2177         if (!f.file)
2178                 return -EBADF;
2179
2180         /*
2181          * We have to check that the file structure underneath the fd
2182          * the user passed to us _is_ an eventpoll file.
2183          */
2184         error = -EINVAL;
2185         if (!is_file_epoll(f.file))
2186                 goto error_fput;
2187
2188         /*
2189          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2190          * our own data structure.
2191          */
2192         ep = f.file->private_data;
2193
2194         /* Time to fish for events ... */
2195         error = ep_poll(ep, events, maxevents, timeout);
2196
2197 error_fput:
2198         fdput(f);
2199         return error;
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2204  * part of the user space epoll_pwait(2).
2205  */
2206 SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2207                 int, maxevents, int, timeout, const sigset_t __user *, sigmask,
2208                 size_t, sigsetsize)
2209 {
2210         int error;
2211         sigset_t ksigmask, sigsaved;
2212
2213         /*
2214          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2215          * we apply it here.
2216          */
2217         if (sigmask) {
2218                 if (sigsetsize != sizeof(sigset_t))
2219                         return -EINVAL;
2220                 if (copy_from_user(&ksigmask, sigmask, sizeof(ksigmask)))
2221                         return -EFAULT;
2222                 sigsaved = current->blocked;
2223                 set_current_blocked(&ksigmask);
2224         }
2225
2226         error = sys_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2227
2228         /*
2229          * If we changed the signal mask, we need to restore the original one.
2230          * In case we've got a signal while waiting, we do not restore the
2231          * signal mask yet, and we allow do_signal() to deliver the signal on
2232          * the way back to userspace, before the signal mask is restored.
2233          */
2234         if (sigmask) {
2235                 if (error == -EINTR) {
2236                         memcpy(&current->saved_sigmask, &sigsaved,
2237                                sizeof(sigsaved));
2238                         set_restore_sigmask();
2239                 } else
2240                         set_current_blocked(&sigsaved);
2241         }
2242
2243         return error;
2244 }
2245
2246 #ifdef CONFIG_COMPAT
2247 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd,
2248                         struct epoll_event __user *, events,
2249                         int, maxevents, int, timeout,
2250                         const compat_sigset_t __user *, sigmask,
2251                         compat_size_t, sigsetsize)
2252 {
2253         long err;
2254         compat_sigset_t csigmask;
2255         sigset_t ksigmask, sigsaved;
2256
2257         /*
2258          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2259          * we apply it here.
2260          */
2261         if (sigmask) {
2262                 if (sigsetsize != sizeof(compat_sigset_t))
2263                         return -EINVAL;
2264                 if (copy_from_user(&csigmask, sigmask, sizeof(csigmask)))
2265                         return -EFAULT;
2266                 sigset_from_compat(&ksigmask, &csigmask);
2267                 sigsaved = current->blocked;
2268                 set_current_blocked(&ksigmask);
2269         }
2270
2271         err = sys_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2272
2273         /*
2274          * If we changed the signal mask, we need to restore the original one.
2275          * In case we've got a signal while waiting, we do not restore the
2276          * signal mask yet, and we allow do_signal() to deliver the signal on
2277          * the way back to userspace, before the signal mask is restored.
2278          */
2279         if (sigmask) {
2280                 if (err == -EINTR) {
2281                         memcpy(&current->saved_sigmask, &sigsaved,
2282                                sizeof(sigsaved));
2283                         set_restore_sigmask();
2284                 } else
2285                         set_current_blocked(&sigsaved);
2286         }
2287
2288         return err;
2289 }
2290 #endif
2291
2292 static int __init eventpoll_init(void)
2293 {
2294         struct sysinfo si;
2295
2296         si_meminfo(&si);
2297         /*
2298          * Allows top 4% of lomem to be allocated for epoll watches (per user).
2299          */
2300         max_user_watches = (((si.totalram - si.totalhigh) / 25) << PAGE_SHIFT) /
2301                 EP_ITEM_COST;
2302         BUG_ON(max_user_watches < 0);
2303
2304         /*
2305          * Initialize the structure used to perform epoll file descriptor
2306          * inclusion loops checks.
2307          */
2308         ep_nested_calls_init(&poll_loop_ncalls);
2309
2310         /* Initialize the structure used to perform safe poll wait head wake ups */
2311         ep_nested_calls_init(&poll_safewake_ncalls);
2312
2313         /* Initialize the structure used to perform file's f_op->poll() calls */
2314         ep_nested_calls_init(&poll_readywalk_ncalls);
2315
2316         /*
2317          * We can have many thousands of epitems, so prevent this from
2318          * using an extra cache line on 64-bit (and smaller) CPUs
2319          */
2320         BUILD_BUG_ON(sizeof(void *) <= 8 && sizeof(struct epitem) > 128);
2321
2322         /* Allocates slab cache used to allocate "struct epitem" items */
2323         epi_cache = kmem_cache_create("eventpoll_epi", sizeof(struct epitem),
2324                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
2325
2326         /* Allocates slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
2327         pwq_cache = kmem_cache_create("eventpoll_pwq",
2328                         sizeof(struct eppoll_entry), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2329
2330         return 0;
2331 }
2332 fs_initcall(eventpoll_init);