GNU Linux-libre 4.19.211-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->wq.lock (spinlock)
54  *
55  * The acquire order is the one listed above, from 1 to 3.
56  * We need a spinlock (ep->wq.lock) because we manipulate objects
57  * from inside the poll callback, that might be triggered from
58  * a wake_up() that in turn might be called from IRQ context.
59  * So we can't sleep inside the poll callback and hence we need
60  * a spinlock. During the event transfer loop (from kernel to
61  * user space) we could end up sleeping due a copy_to_user(), so
62  * we need a lock that will allow us to sleep. This lock is a
63  * mutex (ep->mtx). It is acquired during the event transfer loop,
64  * during epoll_ctl(EPOLL_CTL_DEL) and during eventpoll_release_file().
65  * Then we also need a global mutex to serialize eventpoll_release_file()
66  * and ep_free().
67  * This mutex is acquired by ep_free() during the epoll file
68  * cleanup path and it is also acquired by eventpoll_release_file()
69  * if a file has been pushed inside an epoll set and it is then
70  * close()d without a previous call to epoll_ctl(EPOLL_CTL_DEL).
71  * It is also acquired when inserting an epoll fd onto another epoll
72  * fd. We do this so that we walk the epoll tree and ensure that this
73  * insertion does not create a cycle of epoll file descriptors, which
74  * could lead to deadlock. We need a global mutex to prevent two
75  * simultaneous inserts (A into B and B into A) from racing and
76  * constructing a cycle without either insert observing that it is
77  * going to.
78  * It is necessary to acquire multiple "ep->mtx"es at once in the
79  * case when one epoll fd is added to another. In this case, we
80  * always acquire the locks in the order of nesting (i.e. after
81  * epoll_ctl(e1, EPOLL_CTL_ADD, e2), e1->mtx will always be acquired
82  * before e2->mtx). Since we disallow cycles of epoll file
83  * descriptors, this ensures that the mutexes are well-ordered. In
84  * order to communicate this nesting to lockdep, when walking a tree
85  * of epoll file descriptors, we use the current recursion depth as
86  * the lockdep subkey.
87  * It is possible to drop the "ep->mtx" and to use the global
88  * mutex "epmutex" (together with "ep->wq.lock") to have it working,
89  * but having "ep->mtx" will make the interface more scalable.
90  * Events that require holding "epmutex" are very rare, while for
91  * normal operations the epoll private "ep->mtx" will guarantee
92  * a better scalability.
93  */
94
95 /* Epoll private bits inside the event mask */
96 #define EP_PRIVATE_BITS (EPOLLWAKEUP | EPOLLONESHOT | EPOLLET | EPOLLEXCLUSIVE)
97
98 #define EPOLLINOUT_BITS (EPOLLIN | EPOLLOUT)
99
100 #define EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS (EPOLLINOUT_BITS | EPOLLERR | EPOLLHUP | \
101                                 EPOLLWAKEUP | EPOLLET | EPOLLEXCLUSIVE)
102
103 /* Maximum number of nesting allowed inside epoll sets */
104 #define EP_MAX_NESTS 4
105
106 #define EP_MAX_EVENTS (INT_MAX / sizeof(struct epoll_event))
107
108 #define EP_UNACTIVE_PTR ((void *) -1L)
109
110 #define EP_ITEM_COST (sizeof(struct epitem) + sizeof(struct eppoll_entry))
111
112 struct epoll_filefd {
113         struct file *file;
114         int fd;
115 } __packed;
116
117 /*
118  * Structure used to track possible nested calls, for too deep recursions
119  * and loop cycles.
120  */
121 struct nested_call_node {
122         struct list_head llink;
123         void *cookie;
124         void *ctx;
125 };
126
127 /*
128  * This structure is used as collector for nested calls, to check for
129  * maximum recursion dept and loop cycles.
130  */
131 struct nested_calls {
132         struct list_head tasks_call_list;
133         spinlock_t lock;
134 };
135
136 /*
137  * Each file descriptor added to the eventpoll interface will
138  * have an entry of this type linked to the "rbr" RB tree.
139  * Avoid increasing the size of this struct, there can be many thousands
140  * of these on a server and we do not want this to take another cache line.
141  */
142 struct epitem {
143         union {
144                 /* RB tree node links this structure to the eventpoll RB tree */
145                 struct rb_node rbn;
146                 /* Used to free the struct epitem */
147                 struct rcu_head rcu;
148         };
149
150         /* List header used to link this structure to the eventpoll ready list */
151         struct list_head rdllink;
152
153         /*
154          * Works together "struct eventpoll"->ovflist in keeping the
155          * single linked chain of items.
156          */
157         struct epitem *next;
158
159         /* The file descriptor information this item refers to */
160         struct epoll_filefd ffd;
161
162         /* Number of active wait queue attached to poll operations */
163         int nwait;
164
165         /* List containing poll wait queues */
166         struct list_head pwqlist;
167
168         /* The "container" of this item */
169         struct eventpoll *ep;
170
171         /* List header used to link this item to the "struct file" items list */
172         struct list_head fllink;
173
174         /* wakeup_source used when EPOLLWAKEUP is set */
175         struct wakeup_source __rcu *ws;
176
177         /* The structure that describe the interested events and the source fd */
178         struct epoll_event event;
179 };
180
181 /*
182  * This structure is stored inside the "private_data" member of the file
183  * structure and represents the main data structure for the eventpoll
184  * interface.
185  *
186  * Access to it is protected by the lock inside wq.
187  */
188 struct eventpoll {
189         /*
190          * This mutex is used to ensure that files are not removed
191          * while epoll is using them. This is held during the event
192          * collection loop, the file cleanup path, the epoll file exit
193          * code and the ctl operations.
194          */
195         struct mutex mtx;
196
197         /* Wait queue used by sys_epoll_wait() */
198         wait_queue_head_t wq;
199
200         /* Wait queue used by file->poll() */
201         wait_queue_head_t poll_wait;
202
203         /* List of ready file descriptors */
204         struct list_head rdllist;
205
206         /* RB tree root used to store monitored fd structs */
207         struct rb_root_cached rbr;
208
209         /*
210          * This is a single linked list that chains all the "struct epitem" that
211          * happened while transferring ready events to userspace w/out
212          * holding ->wq.lock.
213          */
214         struct epitem *ovflist;
215
216         /* wakeup_source used when ep_scan_ready_list is running */
217         struct wakeup_source *ws;
218
219         /* The user that created the eventpoll descriptor */
220         struct user_struct *user;
221
222         struct file *file;
223
224         /* used to optimize loop detection check */
225         u64 gen;
226
227 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
228         /* used to track busy poll napi_id */
229         unsigned int napi_id;
230 #endif
231 };
232
233 /* Wait structure used by the poll hooks */
234 struct eppoll_entry {
235         /* List header used to link this structure to the "struct epitem" */
236         struct list_head llink;
237
238         /* The "base" pointer is set to the container "struct epitem" */
239         struct epitem *base;
240
241         /*
242          * Wait queue item that will be linked to the target file wait
243          * queue head.
244          */
245         wait_queue_entry_t wait;
246
247         /* The wait queue head that linked the "wait" wait queue item */
248         wait_queue_head_t *whead;
249 };
250
251 /* Wrapper struct used by poll queueing */
252 struct ep_pqueue {
253         poll_table pt;
254         struct epitem *epi;
255 };
256
257 /* Used by the ep_send_events() function as callback private data */
258 struct ep_send_events_data {
259         int maxevents;
260         struct epoll_event __user *events;
261         int res;
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 /* Slab cache used to allocate "struct epitem" */
281 static struct kmem_cache *epi_cache __read_mostly;
282
283 /* Slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
284 static struct kmem_cache *pwq_cache __read_mostly;
285
286 /*
287  * List of files with newly added links, where we may need to limit the number
288  * of emanating paths. Protected by the epmutex.
289  */
290 static LIST_HEAD(tfile_check_list);
291
292 #ifdef CONFIG_SYSCTL
293
294 #include <linux/sysctl.h>
295
296 static long zero;
297 static long long_max = LONG_MAX;
298
299 struct ctl_table epoll_table[] = {
300         {
301                 .procname       = "max_user_watches",
302                 .data           = &max_user_watches,
303                 .maxlen         = sizeof(max_user_watches),
304                 .mode           = 0644,
305                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
306                 .extra1         = &zero,
307                 .extra2         = &long_max,
308         },
309         { }
310 };
311 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
312
313 static const struct file_operations eventpoll_fops;
314
315 static inline int is_file_epoll(struct file *f)
316 {
317         return f->f_op == &eventpoll_fops;
318 }
319
320 /* Setup the structure that is used as key for the RB tree */
321 static inline void ep_set_ffd(struct epoll_filefd *ffd,
322                               struct file *file, int fd)
323 {
324         ffd->file = file;
325         ffd->fd = fd;
326 }
327
328 /* Compare RB tree keys */
329 static inline int ep_cmp_ffd(struct epoll_filefd *p1,
330                              struct epoll_filefd *p2)
331 {
332         return (p1->file > p2->file ? +1:
333                 (p1->file < p2->file ? -1 : p1->fd - p2->fd));
334 }
335
336 /* Tells us if the item is currently linked */
337 static inline int ep_is_linked(struct epitem *epi)
338 {
339         return !list_empty(&epi->rdllink);
340 }
341
342 static inline struct eppoll_entry *ep_pwq_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
343 {
344         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait);
345 }
346
347 /* Get the "struct epitem" from a wait queue pointer */
348 static inline struct epitem *ep_item_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
349 {
350         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait)->base;
351 }
352
353 /* Get the "struct epitem" from an epoll queue wrapper */
354 static inline struct epitem *ep_item_from_epqueue(poll_table *p)
355 {
356         return container_of(p, struct ep_pqueue, pt)->epi;
357 }
358
359 /* Tells if the epoll_ctl(2) operation needs an event copy from userspace */
360 static inline int ep_op_has_event(int op)
361 {
362         return op != EPOLL_CTL_DEL;
363 }
364
365 /* Initialize the poll safe wake up structure */
366 static void ep_nested_calls_init(struct nested_calls *ncalls)
367 {
368         INIT_LIST_HEAD(&ncalls->tasks_call_list);
369         spin_lock_init(&ncalls->lock);
370 }
371
372 /**
373  * ep_events_available - Checks if ready events might be available.
374  *
375  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
376  *
377  * Returns: Returns a value different than zero if ready events are available,
378  *          or zero otherwise.
379  */
380 static inline int ep_events_available(struct eventpoll *ep)
381 {
382         return !list_empty(&ep->rdllist) || 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 void 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);
405 }
406
407 static inline void ep_reset_busy_poll_napi_id(struct eventpoll *ep)
408 {
409         if (ep->napi_id)
410                 ep->napi_id = 0;
411 }
412
413 /*
414  * Set epoll busy poll NAPI ID from sk.
415  */
416 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
417 {
418         struct eventpoll *ep;
419         unsigned int napi_id;
420         struct socket *sock;
421         struct sock *sk;
422         int err;
423
424         if (!net_busy_loop_on())
425                 return;
426
427         sock = sock_from_file(epi->ffd.file, &err);
428         if (!sock)
429                 return;
430
431         sk = sock->sk;
432         if (!sk)
433                 return;
434
435         napi_id = READ_ONCE(sk->sk_napi_id);
436         ep = epi->ep;
437
438         /* Non-NAPI IDs can be rejected
439          *      or
440          * Nothing to do if we already have this ID
441          */
442         if (napi_id < MIN_NAPI_ID || napi_id == ep->napi_id)
443                 return;
444
445         /* record NAPI ID for use in next busy poll */
446         ep->napi_id = napi_id;
447 }
448
449 #else
450
451 static inline void ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
452 {
453 }
454
455 static inline void ep_reset_busy_poll_napi_id(struct eventpoll *ep)
456 {
457 }
458
459 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
460 {
461 }
462
463 #endif /* CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL */
464
465 /**
466  * ep_call_nested - Perform a bound (possibly) nested call, by checking
467  *                  that the recursion limit is not exceeded, and that
468  *                  the same nested call (by the meaning of same cookie) is
469  *                  no re-entered.
470  *
471  * @ncalls: Pointer to the nested_calls structure to be used for this call.
472  * @max_nests: Maximum number of allowed nesting calls.
473  * @nproc: Nested call core function pointer.
474  * @priv: Opaque data to be passed to the @nproc callback.
475  * @cookie: Cookie to be used to identify this nested call.
476  * @ctx: This instance context.
477  *
478  * Returns: Returns the code returned by the @nproc callback, or -1 if
479  *          the maximum recursion limit has been exceeded.
480  */
481 static int ep_call_nested(struct nested_calls *ncalls, int max_nests,
482                           int (*nproc)(void *, void *, int), void *priv,
483                           void *cookie, void *ctx)
484 {
485         int error, call_nests = 0;
486         unsigned long flags;
487         struct list_head *lsthead = &ncalls->tasks_call_list;
488         struct nested_call_node *tncur;
489         struct nested_call_node tnode;
490
491         spin_lock_irqsave(&ncalls->lock, flags);
492
493         /*
494          * Try to see if the current task is already inside this wakeup call.
495          * We use a list here, since the population inside this set is always
496          * very much limited.
497          */
498         list_for_each_entry(tncur, lsthead, llink) {
499                 if (tncur->ctx == ctx &&
500                     (tncur->cookie == cookie || ++call_nests > max_nests)) {
501                         /*
502                          * Ops ... loop detected or maximum nest level reached.
503                          * We abort this wake by breaking the cycle itself.
504                          */
505                         error = -1;
506                         goto out_unlock;
507                 }
508         }
509
510         /* Add the current task and cookie to the list */
511         tnode.ctx = ctx;
512         tnode.cookie = cookie;
513         list_add(&tnode.llink, lsthead);
514
515         spin_unlock_irqrestore(&ncalls->lock, flags);
516
517         /* Call the nested function */
518         error = (*nproc)(priv, cookie, call_nests);
519
520         /* Remove the current task from the list */
521         spin_lock_irqsave(&ncalls->lock, flags);
522         list_del(&tnode.llink);
523 out_unlock:
524         spin_unlock_irqrestore(&ncalls->lock, flags);
525
526         return error;
527 }
528
529 /*
530  * As described in commit 0ccf831cb lockdep: annotate epoll
531  * the use of wait queues used by epoll is done in a very controlled
532  * manner. Wake ups can nest inside each other, but are never done
533  * with the same locking. For example:
534  *
535  *   dfd = socket(...);
536  *   efd1 = epoll_create();
537  *   efd2 = epoll_create();
538  *   epoll_ctl(efd1, EPOLL_CTL_ADD, dfd, ...);
539  *   epoll_ctl(efd2, EPOLL_CTL_ADD, efd1, ...);
540  *
541  * When a packet arrives to the device underneath "dfd", the net code will
542  * issue a wake_up() on its poll wake list. Epoll (efd1) has installed a
543  * callback wakeup entry on that queue, and the wake_up() performed by the
544  * "dfd" net code will end up in ep_poll_callback(). At this point epoll
545  * (efd1) notices that it may have some event ready, so it needs to wake up
546  * the waiters on its poll wait list (efd2). So it calls ep_poll_safewake()
547  * that ends up in another wake_up(), after having checked about the
548  * recursion constraints. That are, no more than EP_MAX_POLLWAKE_NESTS, to
549  * avoid stack blasting.
550  *
551  * When CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is enabled, make sure lockdep can handle
552  * this special case of epoll.
553  */
554 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
555
556 static struct nested_calls poll_safewake_ncalls;
557
558 static int ep_poll_wakeup_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
559 {
560         unsigned long flags;
561         wait_queue_head_t *wqueue = (wait_queue_head_t *)cookie;
562
563         spin_lock_irqsave_nested(&wqueue->lock, flags, call_nests + 1);
564         wake_up_locked_poll(wqueue, EPOLLIN);
565         spin_unlock_irqrestore(&wqueue->lock, flags);
566
567         return 0;
568 }
569
570 static void ep_poll_safewake(wait_queue_head_t *wq)
571 {
572         int this_cpu = get_cpu();
573
574         ep_call_nested(&poll_safewake_ncalls, EP_MAX_NESTS,
575                        ep_poll_wakeup_proc, NULL, wq, (void *) (long) this_cpu);
576
577         put_cpu();
578 }
579
580 #else
581
582 static void ep_poll_safewake(wait_queue_head_t *wq)
583 {
584         wake_up_poll(wq, EPOLLIN);
585 }
586
587 #endif
588
589 static void ep_remove_wait_queue(struct eppoll_entry *pwq)
590 {
591         wait_queue_head_t *whead;
592
593         rcu_read_lock();
594         /*
595          * If it is cleared by POLLFREE, it should be rcu-safe.
596          * If we read NULL we need a barrier paired with
597          * smp_store_release() in ep_poll_callback(), otherwise
598          * we rely on whead->lock.
599          */
600         whead = smp_load_acquire(&pwq->whead);
601         if (whead)
602                 remove_wait_queue(whead, &pwq->wait);
603         rcu_read_unlock();
604 }
605
606 /*
607  * This function unregisters poll callbacks from the associated file
608  * descriptor.  Must be called with "mtx" held (or "epmutex" if called from
609  * ep_free).
610  */
611 static void ep_unregister_pollwait(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
612 {
613         struct list_head *lsthead = &epi->pwqlist;
614         struct eppoll_entry *pwq;
615
616         while (!list_empty(lsthead)) {
617                 pwq = list_first_entry(lsthead, struct eppoll_entry, llink);
618
619                 list_del(&pwq->llink);
620                 ep_remove_wait_queue(pwq);
621                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
622         }
623 }
624
625 /* call only when ep->mtx is held */
626 static inline struct wakeup_source *ep_wakeup_source(struct epitem *epi)
627 {
628         return rcu_dereference_check(epi->ws, lockdep_is_held(&epi->ep->mtx));
629 }
630
631 /* call only when ep->mtx is held */
632 static inline void ep_pm_stay_awake(struct epitem *epi)
633 {
634         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
635
636         if (ws)
637                 __pm_stay_awake(ws);
638 }
639
640 static inline bool ep_has_wakeup_source(struct epitem *epi)
641 {
642         return rcu_access_pointer(epi->ws) ? true : false;
643 }
644
645 /* call when ep->mtx cannot be held (ep_poll_callback) */
646 static inline void ep_pm_stay_awake_rcu(struct epitem *epi)
647 {
648         struct wakeup_source *ws;
649
650         rcu_read_lock();
651         ws = rcu_dereference(epi->ws);
652         if (ws)
653                 __pm_stay_awake(ws);
654         rcu_read_unlock();
655 }
656
657 /**
658  * ep_scan_ready_list - Scans the ready list in a way that makes possible for
659  *                      the scan code, to call f_op->poll(). Also allows for
660  *                      O(NumReady) performance.
661  *
662  * @ep: Pointer to the epoll private data structure.
663  * @sproc: Pointer to the scan callback.
664  * @priv: Private opaque data passed to the @sproc callback.
665  * @depth: The current depth of recursive f_op->poll calls.
666  * @ep_locked: caller already holds ep->mtx
667  *
668  * Returns: The same integer error code returned by the @sproc callback.
669  */
670 static __poll_t ep_scan_ready_list(struct eventpoll *ep,
671                               __poll_t (*sproc)(struct eventpoll *,
672                                            struct list_head *, void *),
673                               void *priv, int depth, bool ep_locked)
674 {
675         __poll_t res;
676         int pwake = 0;
677         struct epitem *epi, *nepi;
678         LIST_HEAD(txlist);
679
680         lockdep_assert_irqs_enabled();
681
682         /*
683          * We need to lock this because we could be hit by
684          * eventpoll_release_file() and epoll_ctl().
685          */
686
687         if (!ep_locked)
688                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth);
689
690         /*
691          * Steal the ready list, and re-init the original one to the
692          * empty list. Also, set ep->ovflist to NULL so that events
693          * happening while looping w/out locks, are not lost. We cannot
694          * have the poll callback to queue directly on ep->rdllist,
695          * because we want the "sproc" callback to be able to do it
696          * in a lockless way.
697          */
698         spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
699         list_splice_init(&ep->rdllist, &txlist);
700         ep->ovflist = NULL;
701         spin_unlock_irq(&ep->wq.lock);
702
703         /*
704          * Now call the callback function.
705          */
706         res = (*sproc)(ep, &txlist, priv);
707
708         spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
709         /*
710          * During the time we spent inside the "sproc" callback, some
711          * other events might have been queued by the poll callback.
712          * We re-insert them inside the main ready-list here.
713          */
714         for (nepi = ep->ovflist; (epi = nepi) != NULL;
715              nepi = epi->next, epi->next = EP_UNACTIVE_PTR) {
716                 /*
717                  * We need to check if the item is already in the list.
718                  * During the "sproc" callback execution time, items are
719                  * queued into ->ovflist but the "txlist" might already
720                  * contain them, and the list_splice() below takes care of them.
721                  */
722                 if (!ep_is_linked(epi)) {
723                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
724                         ep_pm_stay_awake(epi);
725                 }
726         }
727         /*
728          * We need to set back ep->ovflist to EP_UNACTIVE_PTR, so that after
729          * releasing the lock, events will be queued in the normal way inside
730          * ep->rdllist.
731          */
732         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
733
734         /*
735          * Quickly re-inject items left on "txlist".
736          */
737         list_splice(&txlist, &ep->rdllist);
738         __pm_relax(ep->ws);
739
740         if (!list_empty(&ep->rdllist)) {
741                 /*
742                  * Wake up (if active) both the eventpoll wait list and
743                  * the ->poll() wait list (delayed after we release the lock).
744                  */
745                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
746                         wake_up_locked(&ep->wq);
747                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
748                         pwake++;
749         }
750         spin_unlock_irq(&ep->wq.lock);
751
752         if (!ep_locked)
753                 mutex_unlock(&ep->mtx);
754
755         /* We have to call this outside the lock */
756         if (pwake)
757                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
758
759         return res;
760 }
761
762 static void epi_rcu_free(struct rcu_head *head)
763 {
764         struct epitem *epi = container_of(head, struct epitem, rcu);
765         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
766 }
767
768 /*
769  * Removes a "struct epitem" from the eventpoll RB tree and deallocates
770  * all the associated resources. Must be called with "mtx" held.
771  */
772 static int ep_remove(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
773 {
774         struct file *file = epi->ffd.file;
775
776         lockdep_assert_irqs_enabled();
777
778         /*
779          * Removes poll wait queue hooks.
780          */
781         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
782
783         /* Remove the current item from the list of epoll hooks */
784         spin_lock(&file->f_lock);
785         list_del_rcu(&epi->fllink);
786         spin_unlock(&file->f_lock);
787
788         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
789
790         spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
791         if (ep_is_linked(epi))
792                 list_del_init(&epi->rdllink);
793         spin_unlock_irq(&ep->wq.lock);
794
795         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
796         /*
797          * At this point it is safe to free the eventpoll item. Use the union
798          * field epi->rcu, since we are trying to minimize the size of
799          * 'struct epitem'. The 'rbn' field is no longer in use. Protected by
800          * ep->mtx. The rcu read side, reverse_path_check_proc(), does not make
801          * use of the rbn field.
802          */
803         call_rcu(&epi->rcu, epi_rcu_free);
804
805         atomic_long_dec(&ep->user->epoll_watches);
806
807         return 0;
808 }
809
810 static void ep_free(struct eventpoll *ep)
811 {
812         struct rb_node *rbp;
813         struct epitem *epi;
814
815         /* We need to release all tasks waiting for these file */
816         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
817                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
818
819         /*
820          * We need to lock this because we could be hit by
821          * eventpoll_release_file() while we're freeing the "struct eventpoll".
822          * We do not need to hold "ep->mtx" here because the epoll file
823          * is on the way to be removed and no one has references to it
824          * anymore. The only hit might come from eventpoll_release_file() but
825          * holding "epmutex" is sufficient here.
826          */
827         mutex_lock(&epmutex);
828
829         /*
830          * Walks through the whole tree by unregistering poll callbacks.
831          */
832         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
833                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
834
835                 ep_unregister_pollwait(ep, epi);
836                 cond_resched();
837         }
838
839         /*
840          * Walks through the whole tree by freeing each "struct epitem". At this
841          * point we are sure no poll callbacks will be lingering around, and also by
842          * holding "epmutex" we can be sure that no file cleanup code will hit
843          * us during this operation. So we can avoid the lock on "ep->wq.lock".
844          * We do not need to lock ep->mtx, either, we only do it to prevent
845          * a lockdep warning.
846          */
847         mutex_lock(&ep->mtx);
848         while ((rbp = rb_first_cached(&ep->rbr)) != NULL) {
849                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
850                 ep_remove(ep, epi);
851                 cond_resched();
852         }
853         mutex_unlock(&ep->mtx);
854
855         mutex_unlock(&epmutex);
856         mutex_destroy(&ep->mtx);
857         free_uid(ep->user);
858         wakeup_source_unregister(ep->ws);
859         kfree(ep);
860 }
861
862 static int ep_eventpoll_release(struct inode *inode, struct file *file)
863 {
864         struct eventpoll *ep = file->private_data;
865
866         if (ep)
867                 ep_free(ep);
868
869         return 0;
870 }
871
872 static __poll_t ep_read_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
873                                void *priv);
874 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
875                                  poll_table *pt);
876
877 /*
878  * Differs from ep_eventpoll_poll() in that internal callers already have
879  * the ep->mtx so we need to start from depth=1, such that mutex_lock_nested()
880  * is correctly annotated.
881  */
882 static __poll_t ep_item_poll(const struct epitem *epi, poll_table *pt,
883                                  int depth)
884 {
885         struct eventpoll *ep;
886         bool locked;
887
888         pt->_key = epi->event.events;
889         if (!is_file_epoll(epi->ffd.file))
890                 return vfs_poll(epi->ffd.file, pt) & epi->event.events;
891
892         ep = epi->ffd.file->private_data;
893         poll_wait(epi->ffd.file, &ep->poll_wait, pt);
894         locked = pt && (pt->_qproc == ep_ptable_queue_proc);
895
896         return ep_scan_ready_list(epi->ffd.file->private_data,
897                                   ep_read_events_proc, &depth, depth,
898                                   locked) & epi->event.events;
899 }
900
901 static __poll_t ep_read_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
902                                void *priv)
903 {
904         struct epitem *epi, *tmp;
905         poll_table pt;
906         int depth = *(int *)priv;
907
908         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
909         depth++;
910
911         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, head, rdllink) {
912                 if (ep_item_poll(epi, &pt, depth)) {
913                         return EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
914                 } else {
915                         /*
916                          * Item has been dropped into the ready list by the poll
917                          * callback, but it's not actually ready, as far as
918                          * caller requested events goes. We can remove it here.
919                          */
920                         __pm_relax(ep_wakeup_source(epi));
921                         list_del_init(&epi->rdllink);
922                 }
923         }
924
925         return 0;
926 }
927
928 static __poll_t ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait)
929 {
930         struct eventpoll *ep = file->private_data;
931         int depth = 0;
932
933         /* Insert inside our poll wait queue */
934         poll_wait(file, &ep->poll_wait, wait);
935
936         /*
937          * Proceed to find out if wanted events are really available inside
938          * the ready list.
939          */
940         return ep_scan_ready_list(ep, ep_read_events_proc,
941                                   &depth, depth, false);
942 }
943
944 #ifdef CONFIG_PROC_FS
945 static void ep_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
946 {
947         struct eventpoll *ep = f->private_data;
948         struct rb_node *rbp;
949
950         mutex_lock(&ep->mtx);
951         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
952                 struct epitem *epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
953                 struct inode *inode = file_inode(epi->ffd.file);
954
955                 seq_printf(m, "tfd: %8d events: %8x data: %16llx "
956                            " pos:%lli ino:%lx sdev:%x\n",
957                            epi->ffd.fd, epi->event.events,
958                            (long long)epi->event.data,
959                            (long long)epi->ffd.file->f_pos,
960                            inode->i_ino, inode->i_sb->s_dev);
961                 if (seq_has_overflowed(m))
962                         break;
963         }
964         mutex_unlock(&ep->mtx);
965 }
966 #endif
967
968 /* File callbacks that implement the eventpoll file behaviour */
969 static const struct file_operations eventpoll_fops = {
970 #ifdef CONFIG_PROC_FS
971         .show_fdinfo    = ep_show_fdinfo,
972 #endif
973         .release        = ep_eventpoll_release,
974         .poll           = ep_eventpoll_poll,
975         .llseek         = noop_llseek,
976 };
977
978 /*
979  * This is called from eventpoll_release() to unlink files from the eventpoll
980  * interface. We need to have this facility to cleanup correctly files that are
981  * closed without being removed from the eventpoll interface.
982  */
983 void eventpoll_release_file(struct file *file)
984 {
985         struct eventpoll *ep;
986         struct epitem *epi, *next;
987
988         /*
989          * We don't want to get "file->f_lock" because it is not
990          * necessary. It is not necessary because we're in the "struct file"
991          * cleanup path, and this means that no one is using this file anymore.
992          * So, for example, epoll_ctl() cannot hit here since if we reach this
993          * point, the file counter already went to zero and fget() would fail.
994          * The only hit might come from ep_free() but by holding the mutex
995          * will correctly serialize the operation. We do need to acquire
996          * "ep->mtx" after "epmutex" because ep_remove() requires it when called
997          * from anywhere but ep_free().
998          *
999          * Besides, ep_remove() acquires the lock, so we can't hold it here.
1000          */
1001         mutex_lock(&epmutex);
1002         list_for_each_entry_safe(epi, next, &file->f_ep_links, fllink) {
1003                 ep = epi->ep;
1004                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
1005                 ep_remove(ep, epi);
1006                 mutex_unlock(&ep->mtx);
1007         }
1008         mutex_unlock(&epmutex);
1009 }
1010
1011 static int ep_alloc(struct eventpoll **pep)
1012 {
1013         int error;
1014         struct user_struct *user;
1015         struct eventpoll *ep;
1016
1017         user = get_current_user();
1018         error = -ENOMEM;
1019         ep = kzalloc(sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
1020         if (unlikely(!ep))
1021                 goto free_uid;
1022
1023         mutex_init(&ep->mtx);
1024         init_waitqueue_head(&ep->wq);
1025         init_waitqueue_head(&ep->poll_wait);
1026         INIT_LIST_HEAD(&ep->rdllist);
1027         ep->rbr = RB_ROOT_CACHED;
1028         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
1029         ep->user = user;
1030
1031         *pep = ep;
1032
1033         return 0;
1034
1035 free_uid:
1036         free_uid(user);
1037         return error;
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Search the file inside the eventpoll tree. The RB tree operations
1042  * are protected by the "mtx" mutex, and ep_find() must be called with
1043  * "mtx" held.
1044  */
1045 static struct epitem *ep_find(struct eventpoll *ep, struct file *file, int fd)
1046 {
1047         int kcmp;
1048         struct rb_node *rbp;
1049         struct epitem *epi, *epir = NULL;
1050         struct epoll_filefd ffd;
1051
1052         ep_set_ffd(&ffd, file, fd);
1053         for (rbp = ep->rbr.rb_root.rb_node; rbp; ) {
1054                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1055                 kcmp = ep_cmp_ffd(&ffd, &epi->ffd);
1056                 if (kcmp > 0)
1057                         rbp = rbp->rb_right;
1058                 else if (kcmp < 0)
1059                         rbp = rbp->rb_left;
1060                 else {
1061                         epir = epi;
1062                         break;
1063                 }
1064         }
1065
1066         return epir;
1067 }
1068
1069 #ifdef CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE
1070 static struct epitem *ep_find_tfd(struct eventpoll *ep, int tfd, unsigned long toff)
1071 {
1072         struct rb_node *rbp;
1073         struct epitem *epi;
1074
1075         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1076                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1077                 if (epi->ffd.fd == tfd) {
1078                         if (toff == 0)
1079                                 return epi;
1080                         else
1081                                 toff--;
1082                 }
1083                 cond_resched();
1084         }
1085
1086         return NULL;
1087 }
1088
1089 struct file *get_epoll_tfile_raw_ptr(struct file *file, int tfd,
1090                                      unsigned long toff)
1091 {
1092         struct file *file_raw;
1093         struct eventpoll *ep;
1094         struct epitem *epi;
1095
1096         if (!is_file_epoll(file))
1097                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1098
1099         ep = file->private_data;
1100
1101         mutex_lock(&ep->mtx);
1102         epi = ep_find_tfd(ep, tfd, toff);
1103         if (epi)
1104                 file_raw = epi->ffd.file;
1105         else
1106                 file_raw = ERR_PTR(-ENOENT);
1107         mutex_unlock(&ep->mtx);
1108
1109         return file_raw;
1110 }
1111 #endif /* CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE */
1112
1113 /*
1114  * This is the callback that is passed to the wait queue wakeup
1115  * mechanism. It is called by the stored file descriptors when they
1116  * have events to report.
1117  */
1118 static int ep_poll_callback(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
1119 {
1120         int pwake = 0;
1121         unsigned long flags;
1122         struct epitem *epi = ep_item_from_wait(wait);
1123         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1124         __poll_t pollflags = key_to_poll(key);
1125         int ewake = 0;
1126
1127         spin_lock_irqsave(&ep->wq.lock, flags);
1128
1129         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1130
1131         /*
1132          * If the event mask does not contain any poll(2) event, we consider the
1133          * descriptor to be disabled. This condition is likely the effect of the
1134          * EPOLLONESHOT bit that disables the descriptor when an event is received,
1135          * until the next EPOLL_CTL_MOD will be issued.
1136          */
1137         if (!(epi->event.events & ~EP_PRIVATE_BITS))
1138                 goto out_unlock;
1139
1140         /*
1141          * Check the events coming with the callback. At this stage, not
1142          * every device reports the events in the "key" parameter of the
1143          * callback. We need to be able to handle both cases here, hence the
1144          * test for "key" != NULL before the event match test.
1145          */
1146         if (pollflags && !(pollflags & epi->event.events))
1147                 goto out_unlock;
1148
1149         /*
1150          * If we are transferring events to userspace, we can hold no locks
1151          * (because we're accessing user memory, and because of linux f_op->poll()
1152          * semantics). All the events that happen during that period of time are
1153          * chained in ep->ovflist and requeued later on.
1154          */
1155         if (ep->ovflist != EP_UNACTIVE_PTR) {
1156                 if (epi->next == EP_UNACTIVE_PTR) {
1157                         epi->next = ep->ovflist;
1158                         ep->ovflist = epi;
1159                         if (epi->ws) {
1160                                 /*
1161                                  * Activate ep->ws since epi->ws may get
1162                                  * deactivated at any time.
1163                                  */
1164                                 __pm_stay_awake(ep->ws);
1165                         }
1166
1167                 }
1168                 goto out_unlock;
1169         }
1170
1171         /* If this file is already in the ready list we exit soon */
1172         if (!ep_is_linked(epi)) {
1173                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1174                 ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1175         }
1176
1177         /*
1178          * Wake up ( if active ) both the eventpoll wait list and the ->poll()
1179          * wait list.
1180          */
1181         if (waitqueue_active(&ep->wq)) {
1182                 if ((epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE) &&
1183                                         !(pollflags & POLLFREE)) {
1184                         switch (pollflags & EPOLLINOUT_BITS) {
1185                         case EPOLLIN:
1186                                 if (epi->event.events & EPOLLIN)
1187                                         ewake = 1;
1188                                 break;
1189                         case EPOLLOUT:
1190                                 if (epi->event.events & EPOLLOUT)
1191                                         ewake = 1;
1192                                 break;
1193                         case 0:
1194                                 ewake = 1;
1195                                 break;
1196                         }
1197                 }
1198                 wake_up_locked(&ep->wq);
1199         }
1200         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1201                 pwake++;
1202
1203 out_unlock:
1204         spin_unlock_irqrestore(&ep->wq.lock, flags);
1205
1206         /* We have to call this outside the lock */
1207         if (pwake)
1208                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1209
1210         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE))
1211                 ewake = 1;
1212
1213         if (pollflags & POLLFREE) {
1214                 /*
1215                  * If we race with ep_remove_wait_queue() it can miss
1216                  * ->whead = NULL and do another remove_wait_queue() after
1217                  * us, so we can't use __remove_wait_queue().
1218                  */
1219                 list_del_init(&wait->entry);
1220                 /*
1221                  * ->whead != NULL protects us from the race with ep_free()
1222                  * or ep_remove(), ep_remove_wait_queue() takes whead->lock
1223                  * held by the caller. Once we nullify it, nothing protects
1224                  * ep/epi or even wait.
1225                  */
1226                 smp_store_release(&ep_pwq_from_wait(wait)->whead, NULL);
1227         }
1228
1229         return ewake;
1230 }
1231
1232 /*
1233  * This is the callback that is used to add our wait queue to the
1234  * target file wakeup lists.
1235  */
1236 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
1237                                  poll_table *pt)
1238 {
1239         struct epitem *epi = ep_item_from_epqueue(pt);
1240         struct eppoll_entry *pwq;
1241
1242         if (epi->nwait >= 0 && (pwq = kmem_cache_alloc(pwq_cache, GFP_KERNEL))) {
1243                 init_waitqueue_func_entry(&pwq->wait, ep_poll_callback);
1244                 pwq->whead = whead;
1245                 pwq->base = epi;
1246                 if (epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)
1247                         add_wait_queue_exclusive(whead, &pwq->wait);
1248                 else
1249                         add_wait_queue(whead, &pwq->wait);
1250                 list_add_tail(&pwq->llink, &epi->pwqlist);
1251                 epi->nwait++;
1252         } else {
1253                 /* We have to signal that an error occurred */
1254                 epi->nwait = -1;
1255         }
1256 }
1257
1258 static void ep_rbtree_insert(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
1259 {
1260         int kcmp;
1261         struct rb_node **p = &ep->rbr.rb_root.rb_node, *parent = NULL;
1262         struct epitem *epic;
1263         bool leftmost = true;
1264
1265         while (*p) {
1266                 parent = *p;
1267                 epic = rb_entry(parent, struct epitem, rbn);
1268                 kcmp = ep_cmp_ffd(&epi->ffd, &epic->ffd);
1269                 if (kcmp > 0) {
1270                         p = &parent->rb_right;
1271                         leftmost = false;
1272                 } else
1273                         p = &parent->rb_left;
1274         }
1275         rb_link_node(&epi->rbn, parent, p);
1276         rb_insert_color_cached(&epi->rbn, &ep->rbr, leftmost);
1277 }
1278
1279
1280
1281 #define PATH_ARR_SIZE 5
1282 /*
1283  * These are the number paths of length 1 to 5, that we are allowing to emanate
1284  * from a single file of interest. For example, we allow 1000 paths of length
1285  * 1, to emanate from each file of interest. This essentially represents the
1286  * potential wakeup paths, which need to be limited in order to avoid massive
1287  * uncontrolled wakeup storms. The common use case should be a single ep which
1288  * is connected to n file sources. In this case each file source has 1 path
1289  * of length 1. Thus, the numbers below should be more than sufficient. These
1290  * path limits are enforced during an EPOLL_CTL_ADD operation, since a modify
1291  * and delete can't add additional paths. Protected by the epmutex.
1292  */
1293 static const int path_limits[PATH_ARR_SIZE] = { 1000, 500, 100, 50, 10 };
1294 static int path_count[PATH_ARR_SIZE];
1295
1296 static int path_count_inc(int nests)
1297 {
1298         /* Allow an arbitrary number of depth 1 paths */
1299         if (nests == 0)
1300                 return 0;
1301
1302         if (++path_count[nests] > path_limits[nests])
1303                 return -1;
1304         return 0;
1305 }
1306
1307 static void path_count_init(void)
1308 {
1309         int i;
1310
1311         for (i = 0; i < PATH_ARR_SIZE; i++)
1312                 path_count[i] = 0;
1313 }
1314
1315 static int reverse_path_check_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
1316 {
1317         int error = 0;
1318         struct file *file = priv;
1319         struct file *child_file;
1320         struct epitem *epi;
1321
1322         /* CTL_DEL can remove links here, but that can't increase our count */
1323         rcu_read_lock();
1324         list_for_each_entry_rcu(epi, &file->f_ep_links, fllink) {
1325                 child_file = epi->ep->file;
1326                 if (is_file_epoll(child_file)) {
1327                         if (list_empty(&child_file->f_ep_links)) {
1328                                 if (path_count_inc(call_nests)) {
1329                                         error = -1;
1330                                         break;
1331                                 }
1332                         } else {
1333                                 error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls,
1334                                                         EP_MAX_NESTS,
1335                                                         reverse_path_check_proc,
1336                                                         child_file, child_file,
1337                                                         current);
1338                         }
1339                         if (error != 0)
1340                                 break;
1341                 } else {
1342                         printk(KERN_ERR "reverse_path_check_proc: "
1343                                 "file is not an ep!\n");
1344                 }
1345         }
1346         rcu_read_unlock();
1347         return error;
1348 }
1349
1350 /**
1351  * reverse_path_check - The tfile_check_list is list of file *, which have
1352  *                      links that are proposed to be newly added. We need to
1353  *                      make sure that those added links don't add too many
1354  *                      paths such that we will spend all our time waking up
1355  *                      eventpoll objects.
1356  *
1357  * Returns: Returns zero if the proposed links don't create too many paths,
1358  *          -1 otherwise.
1359  */
1360 static int reverse_path_check(void)
1361 {
1362         int error = 0;
1363         struct file *current_file;
1364
1365         /* let's call this for all tfiles */
1366         list_for_each_entry(current_file, &tfile_check_list, f_tfile_llink) {
1367                 path_count_init();
1368                 error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls, EP_MAX_NESTS,
1369                                         reverse_path_check_proc, current_file,
1370                                         current_file, current);
1371                 if (error)
1372                         break;
1373         }
1374         return error;
1375 }
1376
1377 static int ep_create_wakeup_source(struct epitem *epi)
1378 {
1379         struct name_snapshot n;
1380         struct wakeup_source *ws;
1381
1382         if (!epi->ep->ws) {
1383                 epi->ep->ws = wakeup_source_register("eventpoll");
1384                 if (!epi->ep->ws)
1385                         return -ENOMEM;
1386         }
1387
1388         take_dentry_name_snapshot(&n, epi->ffd.file->f_path.dentry);
1389         ws = wakeup_source_register(n.name);
1390         release_dentry_name_snapshot(&n);
1391
1392         if (!ws)
1393                 return -ENOMEM;
1394         rcu_assign_pointer(epi->ws, ws);
1395
1396         return 0;
1397 }
1398
1399 /* rare code path, only used when EPOLL_CTL_MOD removes a wakeup source */
1400 static noinline void ep_destroy_wakeup_source(struct epitem *epi)
1401 {
1402         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
1403
1404         RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1405
1406         /*
1407          * wait for ep_pm_stay_awake_rcu to finish, synchronize_rcu is
1408          * used internally by wakeup_source_remove, too (called by
1409          * wakeup_source_unregister), so we cannot use call_rcu
1410          */
1411         synchronize_rcu();
1412         wakeup_source_unregister(ws);
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Must be called with "mtx" held.
1417  */
1418 static int ep_insert(struct eventpoll *ep, const struct epoll_event *event,
1419                      struct file *tfile, int fd, int full_check)
1420 {
1421         int error, pwake = 0;
1422         __poll_t revents;
1423         long user_watches;
1424         struct epitem *epi;
1425         struct ep_pqueue epq;
1426
1427         lockdep_assert_irqs_enabled();
1428
1429         user_watches = atomic_long_read(&ep->user->epoll_watches);
1430         if (unlikely(user_watches >= max_user_watches))
1431                 return -ENOSPC;
1432         if (!(epi = kmem_cache_alloc(epi_cache, GFP_KERNEL)))
1433                 return -ENOMEM;
1434
1435         /* Item initialization follow here ... */
1436         INIT_LIST_HEAD(&epi->rdllink);
1437         INIT_LIST_HEAD(&epi->fllink);
1438         INIT_LIST_HEAD(&epi->pwqlist);
1439         epi->ep = ep;
1440         ep_set_ffd(&epi->ffd, tfile, fd);
1441         epi->event = *event;
1442         epi->nwait = 0;
1443         epi->next = EP_UNACTIVE_PTR;
1444         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1445                 error = ep_create_wakeup_source(epi);
1446                 if (error)
1447                         goto error_create_wakeup_source;
1448         } else {
1449                 RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1450         }
1451
1452         /* Add the current item to the list of active epoll hook for this file */
1453         spin_lock(&tfile->f_lock);
1454         list_add_tail_rcu(&epi->fllink, &tfile->f_ep_links);
1455         spin_unlock(&tfile->f_lock);
1456
1457         /*
1458          * Add the current item to the RB tree. All RB tree operations are
1459          * protected by "mtx", and ep_insert() is called with "mtx" held.
1460          */
1461         ep_rbtree_insert(ep, epi);
1462
1463         /* now check if we've created too many backpaths */
1464         error = -EINVAL;
1465         if (full_check && reverse_path_check())
1466                 goto error_remove_epi;
1467
1468         /* Initialize the poll table using the queue callback */
1469         epq.epi = epi;
1470         init_poll_funcptr(&epq.pt, ep_ptable_queue_proc);
1471
1472         /*
1473          * Attach the item to the poll hooks and get current event bits.
1474          * We can safely use the file* here because its usage count has
1475          * been increased by the caller of this function. Note that after
1476          * this operation completes, the poll callback can start hitting
1477          * the new item.
1478          */
1479         revents = ep_item_poll(epi, &epq.pt, 1);
1480
1481         /*
1482          * We have to check if something went wrong during the poll wait queue
1483          * install process. Namely an allocation for a wait queue failed due
1484          * high memory pressure.
1485          */
1486         error = -ENOMEM;
1487         if (epi->nwait < 0)
1488                 goto error_unregister;
1489
1490         /* We have to drop the new item inside our item list to keep track of it */
1491         spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
1492
1493         /* record NAPI ID of new item if present */
1494         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1495
1496         /* If the file is already "ready" we drop it inside the ready list */
1497         if (revents && !ep_is_linked(epi)) {
1498                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1499                 ep_pm_stay_awake(epi);
1500
1501                 /* Notify waiting tasks that events are available */
1502                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
1503                         wake_up_locked(&ep->wq);
1504                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1505                         pwake++;
1506         }
1507
1508         spin_unlock_irq(&ep->wq.lock);
1509
1510         atomic_long_inc(&ep->user->epoll_watches);
1511
1512         /* We have to call this outside the lock */
1513         if (pwake)
1514                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1515
1516         return 0;
1517
1518 error_unregister:
1519         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
1520 error_remove_epi:
1521         spin_lock(&tfile->f_lock);
1522         list_del_rcu(&epi->fllink);
1523         spin_unlock(&tfile->f_lock);
1524
1525         rb_erase_cached(&epi->rbn, &ep->rbr);
1526
1527         /*
1528          * We need to do this because an event could have been arrived on some
1529          * allocated wait queue. Note that we don't care about the ep->ovflist
1530          * list, since that is used/cleaned only inside a section bound by "mtx".
1531          * And ep_insert() is called with "mtx" held.
1532          */
1533         spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
1534         if (ep_is_linked(epi))
1535                 list_del_init(&epi->rdllink);
1536         spin_unlock_irq(&ep->wq.lock);
1537
1538         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
1539
1540 error_create_wakeup_source:
1541         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
1542
1543         return error;
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Modify the interest event mask by dropping an event if the new mask
1548  * has a match in the current file status. Must be called with "mtx" held.
1549  */
1550 static int ep_modify(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi,
1551                      const struct epoll_event *event)
1552 {
1553         int pwake = 0;
1554         poll_table pt;
1555
1556         lockdep_assert_irqs_enabled();
1557
1558         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1559
1560         /*
1561          * Set the new event interest mask before calling f_op->poll();
1562          * otherwise we might miss an event that happens between the
1563          * f_op->poll() call and the new event set registering.
1564          */
1565         epi->event.events = event->events; /* need barrier below */
1566         epi->event.data = event->data; /* protected by mtx */
1567         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1568                 if (!ep_has_wakeup_source(epi))
1569                         ep_create_wakeup_source(epi);
1570         } else if (ep_has_wakeup_source(epi)) {
1571                 ep_destroy_wakeup_source(epi);
1572         }
1573
1574         /*
1575          * The following barrier has two effects:
1576          *
1577          * 1) Flush epi changes above to other CPUs.  This ensures
1578          *    we do not miss events from ep_poll_callback if an
1579          *    event occurs immediately after we call f_op->poll().
1580          *    We need this because we did not take ep->wq.lock while
1581          *    changing epi above (but ep_poll_callback does take
1582          *    ep->wq.lock).
1583          *
1584          * 2) We also need to ensure we do not miss _past_ events
1585          *    when calling f_op->poll().  This barrier also
1586          *    pairs with the barrier in wq_has_sleeper (see
1587          *    comments for wq_has_sleeper).
1588          *
1589          * This barrier will now guarantee ep_poll_callback or f_op->poll
1590          * (or both) will notice the readiness of an item.
1591          */
1592         smp_mb();
1593
1594         /*
1595          * Get current event bits. We can safely use the file* here because
1596          * its usage count has been increased by the caller of this function.
1597          * If the item is "hot" and it is not registered inside the ready
1598          * list, push it inside.
1599          */
1600         if (ep_item_poll(epi, &pt, 1)) {
1601                 spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
1602                 if (!ep_is_linked(epi)) {
1603                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1604                         ep_pm_stay_awake(epi);
1605
1606                         /* Notify waiting tasks that events are available */
1607                         if (waitqueue_active(&ep->wq))
1608                                 wake_up_locked(&ep->wq);
1609                         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1610                                 pwake++;
1611                 }
1612                 spin_unlock_irq(&ep->wq.lock);
1613         }
1614
1615         /* We have to call this outside the lock */
1616         if (pwake)
1617                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1618
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 static __poll_t ep_send_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
1623                                void *priv)
1624 {
1625         struct ep_send_events_data *esed = priv;
1626         __poll_t revents;
1627         struct epitem *epi;
1628         struct epoll_event __user *uevent;
1629         struct wakeup_source *ws;
1630         poll_table pt;
1631
1632         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
1633
1634         /*
1635          * We can loop without lock because we are passed a task private list.
1636          * Items cannot vanish during the loop because ep_scan_ready_list() is
1637          * holding "mtx" during this call.
1638          */
1639         for (esed->res = 0, uevent = esed->events;
1640              !list_empty(head) && esed->res < esed->maxevents;) {
1641                 epi = list_first_entry(head, struct epitem, rdllink);
1642
1643                 /*
1644                  * Activate ep->ws before deactivating epi->ws to prevent
1645                  * triggering auto-suspend here (in case we reactive epi->ws
1646                  * below).
1647                  *
1648                  * This could be rearranged to delay the deactivation of epi->ws
1649                  * instead, but then epi->ws would temporarily be out of sync
1650                  * with ep_is_linked().
1651                  */
1652                 ws = ep_wakeup_source(epi);
1653                 if (ws) {
1654                         if (ws->active)
1655                                 __pm_stay_awake(ep->ws);
1656                         __pm_relax(ws);
1657                 }
1658
1659                 list_del_init(&epi->rdllink);
1660
1661                 revents = ep_item_poll(epi, &pt, 1);
1662
1663                 /*
1664                  * If the event mask intersect the caller-requested one,
1665                  * deliver the event to userspace. Again, ep_scan_ready_list()
1666                  * is holding "mtx", so no operations coming from userspace
1667                  * can change the item.
1668                  */
1669                 if (revents) {
1670                         if (__put_user(revents, &uevent->events) ||
1671                             __put_user(epi->event.data, &uevent->data)) {
1672                                 list_add(&epi->rdllink, head);
1673                                 ep_pm_stay_awake(epi);
1674                                 if (!esed->res)
1675                                         esed->res = -EFAULT;
1676                                 return 0;
1677                         }
1678                         esed->res++;
1679                         uevent++;
1680                         if (epi->event.events & EPOLLONESHOT)
1681                                 epi->event.events &= EP_PRIVATE_BITS;
1682                         else if (!(epi->event.events & EPOLLET)) {
1683                                 /*
1684                                  * If this file has been added with Level
1685                                  * Trigger mode, we need to insert back inside
1686                                  * the ready list, so that the next call to
1687                                  * epoll_wait() will check again the events
1688                                  * availability. At this point, no one can insert
1689                                  * into ep->rdllist besides us. The epoll_ctl()
1690                                  * callers are locked out by
1691                                  * ep_scan_ready_list() holding "mtx" and the
1692                                  * poll callback will queue them in ep->ovflist.
1693                                  */
1694                                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1695                                 ep_pm_stay_awake(epi);
1696                         }
1697                 }
1698         }
1699
1700         return 0;
1701 }
1702
1703 static int ep_send_events(struct eventpoll *ep,
1704                           struct epoll_event __user *events, int maxevents)
1705 {
1706         struct ep_send_events_data esed;
1707
1708         esed.maxevents = maxevents;
1709         esed.events = events;
1710
1711         ep_scan_ready_list(ep, ep_send_events_proc, &esed, 0, false);
1712         return esed.res;
1713 }
1714
1715 static inline struct timespec64 ep_set_mstimeout(long ms)
1716 {
1717         struct timespec64 now, ts = {
1718                 .tv_sec = ms / MSEC_PER_SEC,
1719                 .tv_nsec = NSEC_PER_MSEC * (ms % MSEC_PER_SEC),
1720         };
1721
1722         ktime_get_ts64(&now);
1723         return timespec64_add_safe(now, ts);
1724 }
1725
1726 /**
1727  * ep_poll - Retrieves ready events, and delivers them to the caller supplied
1728  *           event buffer.
1729  *
1730  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
1731  * @events: Pointer to the userspace buffer where the ready events should be
1732  *          stored.
1733  * @maxevents: Size (in terms of number of events) of the caller event buffer.
1734  * @timeout: Maximum timeout for the ready events fetch operation, in
1735  *           milliseconds. If the @timeout is zero, the function will not block,
1736  *           while if the @timeout is less than zero, the function will block
1737  *           until at least one event has been retrieved (or an error
1738  *           occurred).
1739  *
1740  * Returns: Returns the number of ready events which have been fetched, or an
1741  *          error code, in case of error.
1742  */
1743 static int ep_poll(struct eventpoll *ep, struct epoll_event __user *events,
1744                    int maxevents, long timeout)
1745 {
1746         int res = 0, eavail, timed_out = 0;
1747         u64 slack = 0;
1748         wait_queue_entry_t wait;
1749         ktime_t expires, *to = NULL;
1750
1751         lockdep_assert_irqs_enabled();
1752
1753         if (timeout > 0) {
1754                 struct timespec64 end_time = ep_set_mstimeout(timeout);
1755
1756                 slack = select_estimate_accuracy(&end_time);
1757                 to = &expires;
1758                 *to = timespec64_to_ktime(end_time);
1759         } else if (timeout == 0) {
1760                 /*
1761                  * Avoid the unnecessary trip to the wait queue loop, if the
1762                  * caller specified a non blocking operation.
1763                  */
1764                 timed_out = 1;
1765                 spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
1766                 goto check_events;
1767         }
1768
1769 fetch_events:
1770
1771         if (!ep_events_available(ep))
1772                 ep_busy_loop(ep, timed_out);
1773
1774         spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
1775
1776         if (!ep_events_available(ep)) {
1777                 /*
1778                  * Busy poll timed out.  Drop NAPI ID for now, we can add
1779                  * it back in when we have moved a socket with a valid NAPI
1780                  * ID onto the ready list.
1781                  */
1782                 ep_reset_busy_poll_napi_id(ep);
1783
1784                 /*
1785                  * We don't have any available event to return to the caller.
1786                  * We need to sleep here, and we will be wake up by
1787                  * ep_poll_callback() when events will become available.
1788                  */
1789                 init_waitqueue_entry(&wait, current);
1790                 __add_wait_queue_exclusive(&ep->wq, &wait);
1791
1792                 for (;;) {
1793                         /*
1794                          * We don't want to sleep if the ep_poll_callback() sends us
1795                          * a wakeup in between. That's why we set the task state
1796                          * to TASK_INTERRUPTIBLE before doing the checks.
1797                          */
1798                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1799                         /*
1800                          * Always short-circuit for fatal signals to allow
1801                          * threads to make a timely exit without the chance of
1802                          * finding more events available and fetching
1803                          * repeatedly.
1804                          */
1805                         if (fatal_signal_pending(current)) {
1806                                 res = -EINTR;
1807                                 break;
1808                         }
1809                         if (ep_events_available(ep) || timed_out)
1810                                 break;
1811                         if (signal_pending(current)) {
1812                                 res = -EINTR;
1813                                 break;
1814                         }
1815
1816                         spin_unlock_irq(&ep->wq.lock);
1817                         if (!schedule_hrtimeout_range(to, slack, HRTIMER_MODE_ABS))
1818                                 timed_out = 1;
1819
1820                         spin_lock_irq(&ep->wq.lock);
1821                 }
1822
1823                 __remove_wait_queue(&ep->wq, &wait);
1824                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1825         }
1826 check_events:
1827         /* Is it worth to try to dig for events ? */
1828         eavail = ep_events_available(ep);
1829
1830         spin_unlock_irq(&ep->wq.lock);
1831
1832         /*
1833          * Try to transfer events to user space. In case we get 0 events and
1834          * there's still timeout left over, we go trying again in search of
1835          * more luck.
1836          */
1837         if (!res && eavail &&
1838             !(res = ep_send_events(ep, events, maxevents)) && !timed_out)
1839                 goto fetch_events;
1840
1841         return res;
1842 }
1843
1844 /**
1845  * ep_loop_check_proc - Callback function to be passed to the @ep_call_nested()
1846  *                      API, to verify that adding an epoll file inside another
1847  *                      epoll structure, does not violate the constraints, in
1848  *                      terms of closed loops, or too deep chains (which can
1849  *                      result in excessive stack usage).
1850  *
1851  * @priv: Pointer to the epoll file to be currently checked.
1852  * @cookie: Original cookie for this call. This is the top-of-the-chain epoll
1853  *          data structure pointer.
1854  * @call_nests: Current dept of the @ep_call_nested() call stack.
1855  *
1856  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
1857  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1858  */
1859 static int ep_loop_check_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
1860 {
1861         int error = 0;
1862         struct file *file = priv;
1863         struct eventpoll *ep = file->private_data;
1864         struct eventpoll *ep_tovisit;
1865         struct rb_node *rbp;
1866         struct epitem *epi;
1867
1868         mutex_lock_nested(&ep->mtx, call_nests + 1);
1869         ep->gen = loop_check_gen;
1870         for (rbp = rb_first_cached(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1871                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1872                 if (unlikely(is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
1873                         ep_tovisit = epi->ffd.file->private_data;
1874                         if (ep_tovisit->gen == loop_check_gen)
1875                                 continue;
1876                         error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls, EP_MAX_NESTS,
1877                                         ep_loop_check_proc, epi->ffd.file,
1878                                         ep_tovisit, current);
1879                         if (error != 0)
1880                                 break;
1881                 } else {
1882                         /*
1883                          * If we've reached a file that is not associated with
1884                          * an ep, then we need to check if the newly added
1885                          * links are going to add too many wakeup paths. We do
1886                          * this by adding it to the tfile_check_list, if it's
1887                          * not already there, and calling reverse_path_check()
1888                          * during ep_insert().
1889                          */
1890                         if (list_empty(&epi->ffd.file->f_tfile_llink)) {
1891                                 if (get_file_rcu(epi->ffd.file))
1892                                         list_add(&epi->ffd.file->f_tfile_llink,
1893                                                  &tfile_check_list);
1894                         }
1895                 }
1896         }
1897         mutex_unlock(&ep->mtx);
1898
1899         return error;
1900 }
1901
1902 /**
1903  * ep_loop_check - Performs a check to verify that adding an epoll file (@file)
1904  *                 another epoll file (represented by @ep) does not create
1905  *                 closed loops or too deep chains.
1906  *
1907  * @ep: Pointer to the epoll private data structure.
1908  * @file: Pointer to the epoll file to be checked.
1909  *
1910  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
1911  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1912  */
1913 static int ep_loop_check(struct eventpoll *ep, struct file *file)
1914 {
1915         return ep_call_nested(&poll_loop_ncalls, EP_MAX_NESTS,
1916                               ep_loop_check_proc, file, ep, current);
1917 }
1918
1919 static void clear_tfile_check_list(void)
1920 {
1921         struct file *file;
1922
1923         /* first clear the tfile_check_list */
1924         while (!list_empty(&tfile_check_list)) {
1925                 file = list_first_entry(&tfile_check_list, struct file,
1926                                         f_tfile_llink);
1927                 list_del_init(&file->f_tfile_llink);
1928                 fput(file);
1929         }
1930         INIT_LIST_HEAD(&tfile_check_list);
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Open an eventpoll file descriptor.
1935  */
1936 static int do_epoll_create(int flags)
1937 {
1938         int error, fd;
1939         struct eventpoll *ep = NULL;
1940         struct file *file;
1941
1942         /* Check the EPOLL_* constant for consistency.  */
1943         BUILD_BUG_ON(EPOLL_CLOEXEC != O_CLOEXEC);
1944
1945         if (flags & ~EPOLL_CLOEXEC)
1946                 return -EINVAL;
1947         /*
1948          * Create the internal data structure ("struct eventpoll").
1949          */
1950         error = ep_alloc(&ep);
1951         if (error < 0)
1952                 return error;
1953         /*
1954          * Creates all the items needed to setup an eventpoll file. That is,
1955          * a file structure and a free file descriptor.
1956          */
1957         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
1958         if (fd < 0) {
1959                 error = fd;
1960                 goto out_free_ep;
1961         }
1962         file = anon_inode_getfile("[eventpoll]", &eventpoll_fops, ep,
1963                                  O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
1964         if (IS_ERR(file)) {
1965                 error = PTR_ERR(file);
1966                 goto out_free_fd;
1967         }
1968         ep->file = file;
1969         fd_install(fd, file);
1970         return fd;
1971
1972 out_free_fd:
1973         put_unused_fd(fd);
1974 out_free_ep:
1975         ep_free(ep);
1976         return error;
1977 }
1978
1979 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create1, int, flags)
1980 {
1981         return do_epoll_create(flags);
1982 }
1983
1984 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create, int, size)
1985 {
1986         if (size <= 0)
1987                 return -EINVAL;
1988
1989         return do_epoll_create(0);
1990 }
1991
1992 /*
1993  * The following function implements the controller interface for
1994  * the eventpoll file that enables the insertion/removal/change of
1995  * file descriptors inside the interest set.
1996  */
1997 SYSCALL_DEFINE4(epoll_ctl, int, epfd, int, op, int, fd,
1998                 struct epoll_event __user *, event)
1999 {
2000         int error;
2001         int full_check = 0;
2002         struct fd f, tf;
2003         struct eventpoll *ep;
2004         struct epitem *epi;
2005         struct epoll_event epds;
2006         struct eventpoll *tep = NULL;
2007
2008         error = -EFAULT;
2009         if (ep_op_has_event(op) &&
2010             copy_from_user(&epds, event, sizeof(struct epoll_event)))
2011                 goto error_return;
2012
2013         error = -EBADF;
2014         f = fdget(epfd);
2015         if (!f.file)
2016                 goto error_return;
2017
2018         /* Get the "struct file *" for the target file */
2019         tf = fdget(fd);
2020         if (!tf.file)
2021                 goto error_fput;
2022
2023         /* The target file descriptor must support poll */
2024         error = -EPERM;
2025         if (!file_can_poll(tf.file))
2026                 goto error_tgt_fput;
2027
2028         /* Check if EPOLLWAKEUP is allowed */
2029         if (ep_op_has_event(op))
2030                 ep_take_care_of_epollwakeup(&epds);
2031
2032         /*
2033          * We have to check that the file structure underneath the file descriptor
2034          * the user passed to us _is_ an eventpoll file. And also we do not permit
2035          * adding an epoll file descriptor inside itself.
2036          */
2037         error = -EINVAL;
2038         if (f.file == tf.file || !is_file_epoll(f.file))
2039                 goto error_tgt_fput;
2040
2041         /*
2042          * epoll adds to the wakeup queue at EPOLL_CTL_ADD time only,
2043          * so EPOLLEXCLUSIVE is not allowed for a EPOLL_CTL_MOD operation.
2044          * Also, we do not currently supported nested exclusive wakeups.
2045          */
2046         if (ep_op_has_event(op) && (epds.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2047                 if (op == EPOLL_CTL_MOD)
2048                         goto error_tgt_fput;
2049                 if (op == EPOLL_CTL_ADD && (is_file_epoll(tf.file) ||
2050                                 (epds.events & ~EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS)))
2051                         goto error_tgt_fput;
2052         }
2053
2054         /*
2055          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2056          * our own data structure.
2057          */
2058         ep = f.file->private_data;
2059
2060         /*
2061          * When we insert an epoll file descriptor, inside another epoll file
2062          * descriptor, there is the change of creating closed loops, which are
2063          * better be handled here, than in more critical paths. While we are
2064          * checking for loops we also determine the list of files reachable
2065          * and hang them on the tfile_check_list, so we can check that we
2066          * haven't created too many possible wakeup paths.
2067          *
2068          * We do not need to take the global 'epumutex' on EPOLL_CTL_ADD when
2069          * the epoll file descriptor is attaching directly to a wakeup source,
2070          * unless the epoll file descriptor is nested. The purpose of taking the
2071          * 'epmutex' on add is to prevent complex toplogies such as loops and
2072          * deep wakeup paths from forming in parallel through multiple
2073          * EPOLL_CTL_ADD operations.
2074          */
2075         mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
2076         if (op == EPOLL_CTL_ADD) {
2077                 if (!list_empty(&f.file->f_ep_links) ||
2078                                 ep->gen == loop_check_gen ||
2079                                                 is_file_epoll(tf.file)) {
2080                         full_check = 1;
2081                         mutex_unlock(&ep->mtx);
2082                         mutex_lock(&epmutex);
2083                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2084                                 error = -ELOOP;
2085                                 if (ep_loop_check(ep, tf.file) != 0)
2086                                         goto error_tgt_fput;
2087                         } else {
2088                                 get_file(tf.file);
2089                                 list_add(&tf.file->f_tfile_llink,
2090                                                         &tfile_check_list);
2091                         }
2092                         mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
2093                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2094                                 tep = tf.file->private_data;
2095                                 mutex_lock_nested(&tep->mtx, 1);
2096                         }
2097                 }
2098         }
2099
2100         /*
2101          * Try to lookup the file inside our RB tree, Since we grabbed "mtx"
2102          * above, we can be sure to be able to use the item looked up by
2103          * ep_find() till we release the mutex.
2104          */
2105         epi = ep_find(ep, tf.file, fd);
2106
2107         error = -EINVAL;
2108         switch (op) {
2109         case EPOLL_CTL_ADD:
2110                 if (!epi) {
2111                         epds.events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2112                         error = ep_insert(ep, &epds, tf.file, fd, full_check);
2113                 } else
2114                         error = -EEXIST;
2115                 break;
2116         case EPOLL_CTL_DEL:
2117                 if (epi)
2118                         error = ep_remove(ep, epi);
2119                 else
2120                         error = -ENOENT;
2121                 break;
2122         case EPOLL_CTL_MOD:
2123                 if (epi) {
2124                         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2125                                 epds.events |= EPOLLERR | EPOLLHUP;
2126                                 error = ep_modify(ep, epi, &epds);
2127                         }
2128                 } else
2129                         error = -ENOENT;
2130                 break;
2131         }
2132         if (tep != NULL)
2133                 mutex_unlock(&tep->mtx);
2134         mutex_unlock(&ep->mtx);
2135
2136 error_tgt_fput:
2137         if (full_check) {
2138                 clear_tfile_check_list();
2139                 loop_check_gen++;
2140                 mutex_unlock(&epmutex);
2141         }
2142
2143         fdput(tf);
2144 error_fput:
2145         fdput(f);
2146 error_return:
2147
2148         return error;
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2153  * part of the user space epoll_wait(2).
2154  */
2155 static int do_epoll_wait(int epfd, struct epoll_event __user *events,
2156                          int maxevents, int timeout)
2157 {
2158         int error;
2159         struct fd f;
2160         struct eventpoll *ep;
2161
2162         /* The maximum number of event must be greater than zero */
2163         if (maxevents <= 0 || maxevents > EP_MAX_EVENTS)
2164                 return -EINVAL;
2165
2166         /* Verify that the area passed by the user is writeable */
2167         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, events, maxevents * sizeof(struct epoll_event)))
2168                 return -EFAULT;
2169
2170         /* Get the "struct file *" for the eventpoll file */
2171         f = fdget(epfd);
2172         if (!f.file)
2173                 return -EBADF;
2174
2175         /*
2176          * We have to check that the file structure underneath the fd
2177          * the user passed to us _is_ an eventpoll file.
2178          */
2179         error = -EINVAL;
2180         if (!is_file_epoll(f.file))
2181                 goto error_fput;
2182
2183         /*
2184          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2185          * our own data structure.
2186          */
2187         ep = f.file->private_data;
2188
2189         /* Time to fish for events ... */
2190         error = ep_poll(ep, events, maxevents, timeout);
2191
2192 error_fput:
2193         fdput(f);
2194         return error;
2195 }
2196
2197 SYSCALL_DEFINE4(epoll_wait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2198                 int, maxevents, int, timeout)
2199 {
2200         return do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2201 }
2202
2203 /*
2204  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2205  * part of the user space epoll_pwait(2).
2206  */
2207 SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2208                 int, maxevents, int, timeout, const sigset_t __user *, sigmask,
2209                 size_t, sigsetsize)
2210 {
2211         int error;
2212         sigset_t ksigmask, sigsaved;
2213
2214         /*
2215          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2216          * we apply it here.
2217          */
2218         if (sigmask) {
2219                 if (sigsetsize != sizeof(sigset_t))
2220                         return -EINVAL;
2221                 if (copy_from_user(&ksigmask, sigmask, sizeof(ksigmask)))
2222                         return -EFAULT;
2223                 sigsaved = current->blocked;
2224                 set_current_blocked(&ksigmask);
2225         }
2226
2227         error = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2228
2229         /*
2230          * If we changed the signal mask, we need to restore the original one.
2231          * In case we've got a signal while waiting, we do not restore the
2232          * signal mask yet, and we allow do_signal() to deliver the signal on
2233          * the way back to userspace, before the signal mask is restored.
2234          */
2235         if (sigmask) {
2236                 if (error == -EINTR) {
2237                         memcpy(&current->saved_sigmask, &sigsaved,
2238                                sizeof(sigsaved));
2239                         set_restore_sigmask();
2240                 } else
2241                         set_current_blocked(&sigsaved);
2242         }
2243
2244         return error;
2245 }
2246
2247 #ifdef CONFIG_COMPAT
2248 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd,
2249                         struct epoll_event __user *, events,
2250                         int, maxevents, int, timeout,
2251                         const compat_sigset_t __user *, sigmask,
2252                         compat_size_t, sigsetsize)
2253 {
2254         long err;
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 (get_compat_sigset(&ksigmask, sigmask))
2265                         return -EFAULT;
2266                 sigsaved = current->blocked;
2267                 set_current_blocked(&ksigmask);
2268         }
2269
2270         err = do_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2271
2272         /*
2273          * If we changed the signal mask, we need to restore the original one.
2274          * In case we've got a signal while waiting, we do not restore the
2275          * signal mask yet, and we allow do_signal() to deliver the signal on
2276          * the way back to userspace, before the signal mask is restored.
2277          */
2278         if (sigmask) {
2279                 if (err == -EINTR) {
2280                         memcpy(&current->saved_sigmask, &sigsaved,
2281                                sizeof(sigsaved));
2282                         set_restore_sigmask();
2283                 } else
2284                         set_current_blocked(&sigsaved);
2285         }
2286
2287         return err;
2288 }
2289 #endif
2290
2291 static int __init eventpoll_init(void)
2292 {
2293         struct sysinfo si;
2294
2295         si_meminfo(&si);
2296         /*
2297          * Allows top 4% of lomem to be allocated for epoll watches (per user).
2298          */
2299         max_user_watches = (((si.totalram - si.totalhigh) / 25) << PAGE_SHIFT) /
2300                 EP_ITEM_COST;
2301         BUG_ON(max_user_watches < 0);
2302
2303         /*
2304          * Initialize the structure used to perform epoll file descriptor
2305          * inclusion loops checks.
2306          */
2307         ep_nested_calls_init(&poll_loop_ncalls);
2308
2309 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
2310         /* Initialize the structure used to perform safe poll wait head wake ups */
2311         ep_nested_calls_init(&poll_safewake_ncalls);
2312 #endif
2313
2314         /*
2315          * We can have many thousands of epitems, so prevent this from
2316          * using an extra cache line on 64-bit (and smaller) CPUs
2317          */
2318         BUILD_BUG_ON(sizeof(void *) <= 8 && sizeof(struct epitem) > 128);
2319
2320         /* Allocates slab cache used to allocate "struct epitem" items */
2321         epi_cache = kmem_cache_create("eventpoll_epi", sizeof(struct epitem),
2322                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2323
2324         /* Allocates slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
2325         pwq_cache = kmem_cache_create("eventpoll_pwq",
2326                 sizeof(struct eppoll_entry), 0, SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT, NULL);
2327
2328         return 0;
2329 }
2330 fs_initcall(eventpoll_init);