Merge tag 'gfs2-4.14.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gfs2...
[sfrench/cifs-2.6.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 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         int visited;
227         struct list_head visited_list_link;
228
229 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
230         /* used to track busy poll napi_id */
231         unsigned int napi_id;
232 #endif
233 };
234
235 /* Wait structure used by the poll hooks */
236 struct eppoll_entry {
237         /* List header used to link this structure to the "struct epitem" */
238         struct list_head llink;
239
240         /* The "base" pointer is set to the container "struct epitem" */
241         struct epitem *base;
242
243         /*
244          * Wait queue item that will be linked to the target file wait
245          * queue head.
246          */
247         wait_queue_entry_t wait;
248
249         /* The wait queue head that linked the "wait" wait queue item */
250         wait_queue_head_t *whead;
251 };
252
253 /* Wrapper struct used by poll queueing */
254 struct ep_pqueue {
255         poll_table pt;
256         struct epitem *epi;
257 };
258
259 /* Used by the ep_send_events() function as callback private data */
260 struct ep_send_events_data {
261         int maxevents;
262         struct epoll_event __user *events;
263 };
264
265 /*
266  * Configuration options available inside /proc/sys/fs/epoll/
267  */
268 /* Maximum number of epoll watched descriptors, per user */
269 static long max_user_watches __read_mostly;
270
271 /*
272  * This mutex is used to serialize ep_free() and eventpoll_release_file().
273  */
274 static DEFINE_MUTEX(epmutex);
275
276 /* Used to check for epoll file descriptor inclusion loops */
277 static struct nested_calls poll_loop_ncalls;
278
279 /* Used for safe wake up implementation */
280 static struct nested_calls poll_safewake_ncalls;
281
282 /* Used to call file's f_op->poll() under the nested calls boundaries */
283 static struct nested_calls poll_readywalk_ncalls;
284
285 /* Slab cache used to allocate "struct epitem" */
286 static struct kmem_cache *epi_cache __read_mostly;
287
288 /* Slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
289 static struct kmem_cache *pwq_cache __read_mostly;
290
291 /* Visited nodes during ep_loop_check(), so we can unset them when we finish */
292 static LIST_HEAD(visited_list);
293
294 /*
295  * List of files with newly added links, where we may need to limit the number
296  * of emanating paths. Protected by the epmutex.
297  */
298 static LIST_HEAD(tfile_check_list);
299
300 #ifdef CONFIG_SYSCTL
301
302 #include <linux/sysctl.h>
303
304 static long zero;
305 static long long_max = LONG_MAX;
306
307 struct ctl_table epoll_table[] = {
308         {
309                 .procname       = "max_user_watches",
310                 .data           = &max_user_watches,
311                 .maxlen         = sizeof(max_user_watches),
312                 .mode           = 0644,
313                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
314                 .extra1         = &zero,
315                 .extra2         = &long_max,
316         },
317         { }
318 };
319 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
320
321 static const struct file_operations eventpoll_fops;
322
323 static inline int is_file_epoll(struct file *f)
324 {
325         return f->f_op == &eventpoll_fops;
326 }
327
328 /* Setup the structure that is used as key for the RB tree */
329 static inline void ep_set_ffd(struct epoll_filefd *ffd,
330                               struct file *file, int fd)
331 {
332         ffd->file = file;
333         ffd->fd = fd;
334 }
335
336 /* Compare RB tree keys */
337 static inline int ep_cmp_ffd(struct epoll_filefd *p1,
338                              struct epoll_filefd *p2)
339 {
340         return (p1->file > p2->file ? +1:
341                 (p1->file < p2->file ? -1 : p1->fd - p2->fd));
342 }
343
344 /* Tells us if the item is currently linked */
345 static inline int ep_is_linked(struct list_head *p)
346 {
347         return !list_empty(p);
348 }
349
350 static inline struct eppoll_entry *ep_pwq_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
351 {
352         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait);
353 }
354
355 /* Get the "struct epitem" from a wait queue pointer */
356 static inline struct epitem *ep_item_from_wait(wait_queue_entry_t *p)
357 {
358         return container_of(p, struct eppoll_entry, wait)->base;
359 }
360
361 /* Get the "struct epitem" from an epoll queue wrapper */
362 static inline struct epitem *ep_item_from_epqueue(poll_table *p)
363 {
364         return container_of(p, struct ep_pqueue, pt)->epi;
365 }
366
367 /* Tells if the epoll_ctl(2) operation needs an event copy from userspace */
368 static inline int ep_op_has_event(int op)
369 {
370         return op != EPOLL_CTL_DEL;
371 }
372
373 /* Initialize the poll safe wake up structure */
374 static void ep_nested_calls_init(struct nested_calls *ncalls)
375 {
376         INIT_LIST_HEAD(&ncalls->tasks_call_list);
377         spin_lock_init(&ncalls->lock);
378 }
379
380 /**
381  * ep_events_available - Checks if ready events might be available.
382  *
383  * @ep: Pointer to the eventpoll context.
384  *
385  * Returns: Returns a value different than zero if ready events are available,
386  *          or zero otherwise.
387  */
388 static inline int ep_events_available(struct eventpoll *ep)
389 {
390         return !list_empty(&ep->rdllist) || ep->ovflist != EP_UNACTIVE_PTR;
391 }
392
393 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
394 static bool ep_busy_loop_end(void *p, unsigned long start_time)
395 {
396         struct eventpoll *ep = p;
397
398         return ep_events_available(ep) || busy_loop_timeout(start_time);
399 }
400 #endif /* CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL */
401
402 /*
403  * Busy poll if globally on and supporting sockets found && no events,
404  * busy loop will return if need_resched or ep_events_available.
405  *
406  * we must do our busy polling with irqs enabled
407  */
408 static void ep_busy_loop(struct eventpoll *ep, int nonblock)
409 {
410 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
411         unsigned int napi_id = READ_ONCE(ep->napi_id);
412
413         if ((napi_id >= MIN_NAPI_ID) && net_busy_loop_on())
414                 napi_busy_loop(napi_id, nonblock ? NULL : ep_busy_loop_end, ep);
415 #endif
416 }
417
418 static inline void ep_reset_busy_poll_napi_id(struct eventpoll *ep)
419 {
420 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
421         if (ep->napi_id)
422                 ep->napi_id = 0;
423 #endif
424 }
425
426 /*
427  * Set epoll busy poll NAPI ID from sk.
428  */
429 static inline void ep_set_busy_poll_napi_id(struct epitem *epi)
430 {
431 #ifdef CONFIG_NET_RX_BUSY_POLL
432         struct eventpoll *ep;
433         unsigned int napi_id;
434         struct socket *sock;
435         struct sock *sk;
436         int err;
437
438         if (!net_busy_loop_on())
439                 return;
440
441         sock = sock_from_file(epi->ffd.file, &err);
442         if (!sock)
443                 return;
444
445         sk = sock->sk;
446         if (!sk)
447                 return;
448
449         napi_id = READ_ONCE(sk->sk_napi_id);
450         ep = epi->ep;
451
452         /* Non-NAPI IDs can be rejected
453          *      or
454          * Nothing to do if we already have this ID
455          */
456         if (napi_id < MIN_NAPI_ID || napi_id == ep->napi_id)
457                 return;
458
459         /* record NAPI ID for use in next busy poll */
460         ep->napi_id = napi_id;
461 #endif
462 }
463
464 /**
465  * ep_call_nested - Perform a bound (possibly) nested call, by checking
466  *                  that the recursion limit is not exceeded, and that
467  *                  the same nested call (by the meaning of same cookie) is
468  *                  no re-entered.
469  *
470  * @ncalls: Pointer to the nested_calls structure to be used for this call.
471  * @max_nests: Maximum number of allowed nesting calls.
472  * @nproc: Nested call core function pointer.
473  * @priv: Opaque data to be passed to the @nproc callback.
474  * @cookie: Cookie to be used to identify this nested call.
475  * @ctx: This instance context.
476  *
477  * Returns: Returns the code returned by the @nproc callback, or -1 if
478  *          the maximum recursion limit has been exceeded.
479  */
480 static int ep_call_nested(struct nested_calls *ncalls, int max_nests,
481                           int (*nproc)(void *, void *, int), void *priv,
482                           void *cookie, void *ctx)
483 {
484         int error, call_nests = 0;
485         unsigned long flags;
486         struct list_head *lsthead = &ncalls->tasks_call_list;
487         struct nested_call_node *tncur;
488         struct nested_call_node tnode;
489
490         spin_lock_irqsave(&ncalls->lock, flags);
491
492         /*
493          * Try to see if the current task is already inside this wakeup call.
494          * We use a list here, since the population inside this set is always
495          * very much limited.
496          */
497         list_for_each_entry(tncur, lsthead, llink) {
498                 if (tncur->ctx == ctx &&
499                     (tncur->cookie == cookie || ++call_nests > max_nests)) {
500                         /*
501                          * Ops ... loop detected or maximum nest level reached.
502                          * We abort this wake by breaking the cycle itself.
503                          */
504                         error = -1;
505                         goto out_unlock;
506                 }
507         }
508
509         /* Add the current task and cookie to the list */
510         tnode.ctx = ctx;
511         tnode.cookie = cookie;
512         list_add(&tnode.llink, lsthead);
513
514         spin_unlock_irqrestore(&ncalls->lock, flags);
515
516         /* Call the nested function */
517         error = (*nproc)(priv, cookie, call_nests);
518
519         /* Remove the current task from the list */
520         spin_lock_irqsave(&ncalls->lock, flags);
521         list_del(&tnode.llink);
522 out_unlock:
523         spin_unlock_irqrestore(&ncalls->lock, flags);
524
525         return error;
526 }
527
528 /*
529  * As described in commit 0ccf831cb lockdep: annotate epoll
530  * the use of wait queues used by epoll is done in a very controlled
531  * manner. Wake ups can nest inside each other, but are never done
532  * with the same locking. For example:
533  *
534  *   dfd = socket(...);
535  *   efd1 = epoll_create();
536  *   efd2 = epoll_create();
537  *   epoll_ctl(efd1, EPOLL_CTL_ADD, dfd, ...);
538  *   epoll_ctl(efd2, EPOLL_CTL_ADD, efd1, ...);
539  *
540  * When a packet arrives to the device underneath "dfd", the net code will
541  * issue a wake_up() on its poll wake list. Epoll (efd1) has installed a
542  * callback wakeup entry on that queue, and the wake_up() performed by the
543  * "dfd" net code will end up in ep_poll_callback(). At this point epoll
544  * (efd1) notices that it may have some event ready, so it needs to wake up
545  * the waiters on its poll wait list (efd2). So it calls ep_poll_safewake()
546  * that ends up in another wake_up(), after having checked about the
547  * recursion constraints. That are, no more than EP_MAX_POLLWAKE_NESTS, to
548  * avoid stack blasting.
549  *
550  * When CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is enabled, make sure lockdep can handle
551  * this special case of epoll.
552  */
553 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
554 static inline void ep_wake_up_nested(wait_queue_head_t *wqueue,
555                                      unsigned long events, int subclass)
556 {
557         unsigned long flags;
558
559         spin_lock_irqsave_nested(&wqueue->lock, flags, subclass);
560         wake_up_locked_poll(wqueue, events);
561         spin_unlock_irqrestore(&wqueue->lock, flags);
562 }
563 #else
564 static inline void ep_wake_up_nested(wait_queue_head_t *wqueue,
565                                      unsigned long events, int subclass)
566 {
567         wake_up_poll(wqueue, events);
568 }
569 #endif
570
571 static int ep_poll_wakeup_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
572 {
573         ep_wake_up_nested((wait_queue_head_t *) cookie, POLLIN,
574                           1 + call_nests);
575         return 0;
576 }
577
578 /*
579  * Perform a safe wake up of the poll wait list. The problem is that
580  * with the new callback'd wake up system, it is possible that the
581  * poll callback is reentered from inside the call to wake_up() done
582  * on the poll wait queue head. The rule is that we cannot reenter the
583  * wake up code from the same task more than EP_MAX_NESTS times,
584  * and we cannot reenter the same wait queue head at all. This will
585  * enable to have a hierarchy of epoll file descriptor of no more than
586  * EP_MAX_NESTS deep.
587  */
588 static void ep_poll_safewake(wait_queue_head_t *wq)
589 {
590         int this_cpu = get_cpu();
591
592         ep_call_nested(&poll_safewake_ncalls, EP_MAX_NESTS,
593                        ep_poll_wakeup_proc, NULL, wq, (void *) (long) this_cpu);
594
595         put_cpu();
596 }
597
598 static void ep_remove_wait_queue(struct eppoll_entry *pwq)
599 {
600         wait_queue_head_t *whead;
601
602         rcu_read_lock();
603         /*
604          * If it is cleared by POLLFREE, it should be rcu-safe.
605          * If we read NULL we need a barrier paired with
606          * smp_store_release() in ep_poll_callback(), otherwise
607          * we rely on whead->lock.
608          */
609         whead = smp_load_acquire(&pwq->whead);
610         if (whead)
611                 remove_wait_queue(whead, &pwq->wait);
612         rcu_read_unlock();
613 }
614
615 /*
616  * This function unregisters poll callbacks from the associated file
617  * descriptor.  Must be called with "mtx" held (or "epmutex" if called from
618  * ep_free).
619  */
620 static void ep_unregister_pollwait(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
621 {
622         struct list_head *lsthead = &epi->pwqlist;
623         struct eppoll_entry *pwq;
624
625         while (!list_empty(lsthead)) {
626                 pwq = list_first_entry(lsthead, struct eppoll_entry, llink);
627
628                 list_del(&pwq->llink);
629                 ep_remove_wait_queue(pwq);
630                 kmem_cache_free(pwq_cache, pwq);
631         }
632 }
633
634 /* call only when ep->mtx is held */
635 static inline struct wakeup_source *ep_wakeup_source(struct epitem *epi)
636 {
637         return rcu_dereference_check(epi->ws, lockdep_is_held(&epi->ep->mtx));
638 }
639
640 /* call only when ep->mtx is held */
641 static inline void ep_pm_stay_awake(struct epitem *epi)
642 {
643         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
644
645         if (ws)
646                 __pm_stay_awake(ws);
647 }
648
649 static inline bool ep_has_wakeup_source(struct epitem *epi)
650 {
651         return rcu_access_pointer(epi->ws) ? true : false;
652 }
653
654 /* call when ep->mtx cannot be held (ep_poll_callback) */
655 static inline void ep_pm_stay_awake_rcu(struct epitem *epi)
656 {
657         struct wakeup_source *ws;
658
659         rcu_read_lock();
660         ws = rcu_dereference(epi->ws);
661         if (ws)
662                 __pm_stay_awake(ws);
663         rcu_read_unlock();
664 }
665
666 /**
667  * ep_scan_ready_list - Scans the ready list in a way that makes possible for
668  *                      the scan code, to call f_op->poll(). Also allows for
669  *                      O(NumReady) performance.
670  *
671  * @ep: Pointer to the epoll private data structure.
672  * @sproc: Pointer to the scan callback.
673  * @priv: Private opaque data passed to the @sproc callback.
674  * @depth: The current depth of recursive f_op->poll calls.
675  * @ep_locked: caller already holds ep->mtx
676  *
677  * Returns: The same integer error code returned by the @sproc callback.
678  */
679 static int ep_scan_ready_list(struct eventpoll *ep,
680                               int (*sproc)(struct eventpoll *,
681                                            struct list_head *, void *),
682                               void *priv, int depth, bool ep_locked)
683 {
684         int error, pwake = 0;
685         unsigned long flags;
686         struct epitem *epi, *nepi;
687         LIST_HEAD(txlist);
688
689         /*
690          * We need to lock this because we could be hit by
691          * eventpoll_release_file() and epoll_ctl().
692          */
693
694         if (!ep_locked)
695                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, depth);
696
697         /*
698          * Steal the ready list, and re-init the original one to the
699          * empty list. Also, set ep->ovflist to NULL so that events
700          * happening while looping w/out locks, are not lost. We cannot
701          * have the poll callback to queue directly on ep->rdllist,
702          * because we want the "sproc" callback to be able to do it
703          * in a lockless way.
704          */
705         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
706         list_splice_init(&ep->rdllist, &txlist);
707         ep->ovflist = NULL;
708         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
709
710         /*
711          * Now call the callback function.
712          */
713         error = (*sproc)(ep, &txlist, priv);
714
715         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
716         /*
717          * During the time we spent inside the "sproc" callback, some
718          * other events might have been queued by the poll callback.
719          * We re-insert them inside the main ready-list here.
720          */
721         for (nepi = ep->ovflist; (epi = nepi) != NULL;
722              nepi = epi->next, epi->next = EP_UNACTIVE_PTR) {
723                 /*
724                  * We need to check if the item is already in the list.
725                  * During the "sproc" callback execution time, items are
726                  * queued into ->ovflist but the "txlist" might already
727                  * contain them, and the list_splice() below takes care of them.
728                  */
729                 if (!ep_is_linked(&epi->rdllink)) {
730                         list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
731                         ep_pm_stay_awake(epi);
732                 }
733         }
734         /*
735          * We need to set back ep->ovflist to EP_UNACTIVE_PTR, so that after
736          * releasing the lock, events will be queued in the normal way inside
737          * ep->rdllist.
738          */
739         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
740
741         /*
742          * Quickly re-inject items left on "txlist".
743          */
744         list_splice(&txlist, &ep->rdllist);
745         __pm_relax(ep->ws);
746
747         if (!list_empty(&ep->rdllist)) {
748                 /*
749                  * Wake up (if active) both the eventpoll wait list and
750                  * the ->poll() wait list (delayed after we release the lock).
751                  */
752                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
753                         wake_up_locked(&ep->wq);
754                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
755                         pwake++;
756         }
757         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
758
759         if (!ep_locked)
760                 mutex_unlock(&ep->mtx);
761
762         /* We have to call this outside the lock */
763         if (pwake)
764                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
765
766         return error;
767 }
768
769 static void epi_rcu_free(struct rcu_head *head)
770 {
771         struct epitem *epi = container_of(head, struct epitem, rcu);
772         kmem_cache_free(epi_cache, epi);
773 }
774
775 /*
776  * Removes a "struct epitem" from the eventpoll RB tree and deallocates
777  * all the associated resources. Must be called with "mtx" held.
778  */
779 static int ep_remove(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
780 {
781         unsigned long flags;
782         struct file *file = epi->ffd.file;
783
784         /*
785          * Removes poll wait queue hooks. We _have_ to do this without holding
786          * the "ep->lock" otherwise a deadlock might occur. This because of the
787          * sequence of the lock acquisition. Here we do "ep->lock" then the wait
788          * queue head lock when unregistering the wait queue. The wakeup callback
789          * will run by holding the wait queue head lock and will call our callback
790          * that will try to get "ep->lock".
791          */
792         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
793
794         /* Remove the current item from the list of epoll hooks */
795         spin_lock(&file->f_lock);
796         list_del_rcu(&epi->fllink);
797         spin_unlock(&file->f_lock);
798
799         rb_erase(&epi->rbn, &ep->rbr);
800
801         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
802         if (ep_is_linked(&epi->rdllink))
803                 list_del_init(&epi->rdllink);
804         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
805
806         wakeup_source_unregister(ep_wakeup_source(epi));
807         /*
808          * At this point it is safe to free the eventpoll item. Use the union
809          * field epi->rcu, since we are trying to minimize the size of
810          * 'struct epitem'. The 'rbn' field is no longer in use. Protected by
811          * ep->mtx. The rcu read side, reverse_path_check_proc(), does not make
812          * use of the rbn field.
813          */
814         call_rcu(&epi->rcu, epi_rcu_free);
815
816         atomic_long_dec(&ep->user->epoll_watches);
817
818         return 0;
819 }
820
821 static void ep_free(struct eventpoll *ep)
822 {
823         struct rb_node *rbp;
824         struct epitem *epi;
825
826         /* We need to release all tasks waiting for these file */
827         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
828                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
829
830         /*
831          * We need to lock this because we could be hit by
832          * eventpoll_release_file() while we're freeing the "struct eventpoll".
833          * We do not need to hold "ep->mtx" here because the epoll file
834          * is on the way to be removed and no one has references to it
835          * anymore. The only hit might come from eventpoll_release_file() but
836          * holding "epmutex" is sufficient here.
837          */
838         mutex_lock(&epmutex);
839
840         /*
841          * Walks through the whole tree by unregistering poll callbacks.
842          */
843         for (rbp = rb_first(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
844                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
845
846                 ep_unregister_pollwait(ep, epi);
847                 cond_resched();
848         }
849
850         /*
851          * Walks through the whole tree by freeing each "struct epitem". At this
852          * point we are sure no poll callbacks will be lingering around, and also by
853          * holding "epmutex" we can be sure that no file cleanup code will hit
854          * us during this operation. So we can avoid the lock on "ep->lock".
855          * We do not need to lock ep->mtx, either, we only do it to prevent
856          * a lockdep warning.
857          */
858         mutex_lock(&ep->mtx);
859         while ((rbp = rb_first(&ep->rbr)) != NULL) {
860                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
861                 ep_remove(ep, epi);
862                 cond_resched();
863         }
864         mutex_unlock(&ep->mtx);
865
866         mutex_unlock(&epmutex);
867         mutex_destroy(&ep->mtx);
868         free_uid(ep->user);
869         wakeup_source_unregister(ep->ws);
870         kfree(ep);
871 }
872
873 static int ep_eventpoll_release(struct inode *inode, struct file *file)
874 {
875         struct eventpoll *ep = file->private_data;
876
877         if (ep)
878                 ep_free(ep);
879
880         return 0;
881 }
882
883 static inline unsigned int ep_item_poll(struct epitem *epi, poll_table *pt)
884 {
885         pt->_key = epi->event.events;
886
887         return epi->ffd.file->f_op->poll(epi->ffd.file, pt) & epi->event.events;
888 }
889
890 static int ep_read_events_proc(struct eventpoll *ep, struct list_head *head,
891                                void *priv)
892 {
893         struct epitem *epi, *tmp;
894         poll_table pt;
895
896         init_poll_funcptr(&pt, NULL);
897
898         list_for_each_entry_safe(epi, tmp, head, rdllink) {
899                 if (ep_item_poll(epi, &pt))
900                         return POLLIN | POLLRDNORM;
901                 else {
902                         /*
903                          * Item has been dropped into the ready list by the poll
904                          * callback, but it's not actually ready, as far as
905                          * caller requested events goes. We can remove it here.
906                          */
907                         __pm_relax(ep_wakeup_source(epi));
908                         list_del_init(&epi->rdllink);
909                 }
910         }
911
912         return 0;
913 }
914
915 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
916                                  poll_table *pt);
917
918 struct readyevents_arg {
919         struct eventpoll *ep;
920         bool locked;
921 };
922
923 static int ep_poll_readyevents_proc(void *priv, void *cookie, int call_nests)
924 {
925         struct readyevents_arg *arg = priv;
926
927         return ep_scan_ready_list(arg->ep, ep_read_events_proc, NULL,
928                                   call_nests + 1, arg->locked);
929 }
930
931 static unsigned int ep_eventpoll_poll(struct file *file, poll_table *wait)
932 {
933         int pollflags;
934         struct eventpoll *ep = file->private_data;
935         struct readyevents_arg arg;
936
937         /*
938          * During ep_insert() we already hold the ep->mtx for the tfile.
939          * Prevent re-aquisition.
940          */
941         arg.locked = wait && (wait->_qproc == ep_ptable_queue_proc);
942         arg.ep = ep;
943
944         /* Insert inside our poll wait queue */
945         poll_wait(file, &ep->poll_wait, wait);
946
947         /*
948          * Proceed to find out if wanted events are really available inside
949          * the ready list. This need to be done under ep_call_nested()
950          * supervision, since the call to f_op->poll() done on listed files
951          * could re-enter here.
952          */
953         pollflags = ep_call_nested(&poll_readywalk_ncalls, EP_MAX_NESTS,
954                                    ep_poll_readyevents_proc, &arg, ep, current);
955
956         return pollflags != -1 ? pollflags : 0;
957 }
958
959 #ifdef CONFIG_PROC_FS
960 static void ep_show_fdinfo(struct seq_file *m, struct file *f)
961 {
962         struct eventpoll *ep = f->private_data;
963         struct rb_node *rbp;
964
965         mutex_lock(&ep->mtx);
966         for (rbp = rb_first(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
967                 struct epitem *epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
968                 struct inode *inode = file_inode(epi->ffd.file);
969
970                 seq_printf(m, "tfd: %8d events: %8x data: %16llx "
971                            " pos:%lli ino:%lx sdev:%x\n",
972                            epi->ffd.fd, epi->event.events,
973                            (long long)epi->event.data,
974                            (long long)epi->ffd.file->f_pos,
975                            inode->i_ino, inode->i_sb->s_dev);
976                 if (seq_has_overflowed(m))
977                         break;
978         }
979         mutex_unlock(&ep->mtx);
980 }
981 #endif
982
983 /* File callbacks that implement the eventpoll file behaviour */
984 static const struct file_operations eventpoll_fops = {
985 #ifdef CONFIG_PROC_FS
986         .show_fdinfo    = ep_show_fdinfo,
987 #endif
988         .release        = ep_eventpoll_release,
989         .poll           = ep_eventpoll_poll,
990         .llseek         = noop_llseek,
991 };
992
993 /*
994  * This is called from eventpoll_release() to unlink files from the eventpoll
995  * interface. We need to have this facility to cleanup correctly files that are
996  * closed without being removed from the eventpoll interface.
997  */
998 void eventpoll_release_file(struct file *file)
999 {
1000         struct eventpoll *ep;
1001         struct epitem *epi, *next;
1002
1003         /*
1004          * We don't want to get "file->f_lock" because it is not
1005          * necessary. It is not necessary because we're in the "struct file"
1006          * cleanup path, and this means that no one is using this file anymore.
1007          * So, for example, epoll_ctl() cannot hit here since if we reach this
1008          * point, the file counter already went to zero and fget() would fail.
1009          * The only hit might come from ep_free() but by holding the mutex
1010          * will correctly serialize the operation. We do need to acquire
1011          * "ep->mtx" after "epmutex" because ep_remove() requires it when called
1012          * from anywhere but ep_free().
1013          *
1014          * Besides, ep_remove() acquires the lock, so we can't hold it here.
1015          */
1016         mutex_lock(&epmutex);
1017         list_for_each_entry_safe(epi, next, &file->f_ep_links, fllink) {
1018                 ep = epi->ep;
1019                 mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
1020                 ep_remove(ep, epi);
1021                 mutex_unlock(&ep->mtx);
1022         }
1023         mutex_unlock(&epmutex);
1024 }
1025
1026 static int ep_alloc(struct eventpoll **pep)
1027 {
1028         int error;
1029         struct user_struct *user;
1030         struct eventpoll *ep;
1031
1032         user = get_current_user();
1033         error = -ENOMEM;
1034         ep = kzalloc(sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
1035         if (unlikely(!ep))
1036                 goto free_uid;
1037
1038         spin_lock_init(&ep->lock);
1039         mutex_init(&ep->mtx);
1040         init_waitqueue_head(&ep->wq);
1041         init_waitqueue_head(&ep->poll_wait);
1042         INIT_LIST_HEAD(&ep->rdllist);
1043         ep->rbr = RB_ROOT;
1044         ep->ovflist = EP_UNACTIVE_PTR;
1045         ep->user = user;
1046
1047         *pep = ep;
1048
1049         return 0;
1050
1051 free_uid:
1052         free_uid(user);
1053         return error;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Search the file inside the eventpoll tree. The RB tree operations
1058  * are protected by the "mtx" mutex, and ep_find() must be called with
1059  * "mtx" held.
1060  */
1061 static struct epitem *ep_find(struct eventpoll *ep, struct file *file, int fd)
1062 {
1063         int kcmp;
1064         struct rb_node *rbp;
1065         struct epitem *epi, *epir = NULL;
1066         struct epoll_filefd ffd;
1067
1068         ep_set_ffd(&ffd, file, fd);
1069         for (rbp = ep->rbr.rb_node; rbp; ) {
1070                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1071                 kcmp = ep_cmp_ffd(&ffd, &epi->ffd);
1072                 if (kcmp > 0)
1073                         rbp = rbp->rb_right;
1074                 else if (kcmp < 0)
1075                         rbp = rbp->rb_left;
1076                 else {
1077                         epir = epi;
1078                         break;
1079                 }
1080         }
1081
1082         return epir;
1083 }
1084
1085 #ifdef CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE
1086 static struct epitem *ep_find_tfd(struct eventpoll *ep, int tfd, unsigned long toff)
1087 {
1088         struct rb_node *rbp;
1089         struct epitem *epi;
1090
1091         for (rbp = rb_first(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1092                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1093                 if (epi->ffd.fd == tfd) {
1094                         if (toff == 0)
1095                                 return epi;
1096                         else
1097                                 toff--;
1098                 }
1099                 cond_resched();
1100         }
1101
1102         return NULL;
1103 }
1104
1105 struct file *get_epoll_tfile_raw_ptr(struct file *file, int tfd,
1106                                      unsigned long toff)
1107 {
1108         struct file *file_raw;
1109         struct eventpoll *ep;
1110         struct epitem *epi;
1111
1112         if (!is_file_epoll(file))
1113                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1114
1115         ep = file->private_data;
1116
1117         mutex_lock(&ep->mtx);
1118         epi = ep_find_tfd(ep, tfd, toff);
1119         if (epi)
1120                 file_raw = epi->ffd.file;
1121         else
1122                 file_raw = ERR_PTR(-ENOENT);
1123         mutex_unlock(&ep->mtx);
1124
1125         return file_raw;
1126 }
1127 #endif /* CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE */
1128
1129 /*
1130  * This is the callback that is passed to the wait queue wakeup
1131  * mechanism. It is called by the stored file descriptors when they
1132  * have events to report.
1133  */
1134 static int ep_poll_callback(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key)
1135 {
1136         int pwake = 0;
1137         unsigned long flags;
1138         struct epitem *epi = ep_item_from_wait(wait);
1139         struct eventpoll *ep = epi->ep;
1140         int ewake = 0;
1141
1142         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1143
1144         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1145
1146         /*
1147          * If the event mask does not contain any poll(2) event, we consider the
1148          * descriptor to be disabled. This condition is likely the effect of the
1149          * EPOLLONESHOT bit that disables the descriptor when an event is received,
1150          * until the next EPOLL_CTL_MOD will be issued.
1151          */
1152         if (!(epi->event.events & ~EP_PRIVATE_BITS))
1153                 goto out_unlock;
1154
1155         /*
1156          * Check the events coming with the callback. At this stage, not
1157          * every device reports the events in the "key" parameter of the
1158          * callback. We need to be able to handle both cases here, hence the
1159          * test for "key" != NULL before the event match test.
1160          */
1161         if (key && !((unsigned long) key & epi->event.events))
1162                 goto out_unlock;
1163
1164         /*
1165          * If we are transferring events to userspace, we can hold no locks
1166          * (because we're accessing user memory, and because of linux f_op->poll()
1167          * semantics). All the events that happen during that period of time are
1168          * chained in ep->ovflist and requeued later on.
1169          */
1170         if (unlikely(ep->ovflist != EP_UNACTIVE_PTR)) {
1171                 if (epi->next == EP_UNACTIVE_PTR) {
1172                         epi->next = ep->ovflist;
1173                         ep->ovflist = epi;
1174                         if (epi->ws) {
1175                                 /*
1176                                  * Activate ep->ws since epi->ws may get
1177                                  * deactivated at any time.
1178                                  */
1179                                 __pm_stay_awake(ep->ws);
1180                         }
1181
1182                 }
1183                 goto out_unlock;
1184         }
1185
1186         /* If this file is already in the ready list we exit soon */
1187         if (!ep_is_linked(&epi->rdllink)) {
1188                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1189                 ep_pm_stay_awake_rcu(epi);
1190         }
1191
1192         /*
1193          * Wake up ( if active ) both the eventpoll wait list and the ->poll()
1194          * wait list.
1195          */
1196         if (waitqueue_active(&ep->wq)) {
1197                 if ((epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE) &&
1198                                         !((unsigned long)key & POLLFREE)) {
1199                         switch ((unsigned long)key & EPOLLINOUT_BITS) {
1200                         case POLLIN:
1201                                 if (epi->event.events & POLLIN)
1202                                         ewake = 1;
1203                                 break;
1204                         case POLLOUT:
1205                                 if (epi->event.events & POLLOUT)
1206                                         ewake = 1;
1207                                 break;
1208                         case 0:
1209                                 ewake = 1;
1210                                 break;
1211                         }
1212                 }
1213                 wake_up_locked(&ep->wq);
1214         }
1215         if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1216                 pwake++;
1217
1218 out_unlock:
1219         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1220
1221         /* We have to call this outside the lock */
1222         if (pwake)
1223                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1224
1225         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE))
1226                 ewake = 1;
1227
1228         if ((unsigned long)key & POLLFREE) {
1229                 /*
1230                  * If we race with ep_remove_wait_queue() it can miss
1231                  * ->whead = NULL and do another remove_wait_queue() after
1232                  * us, so we can't use __remove_wait_queue().
1233                  */
1234                 list_del_init(&wait->entry);
1235                 /*
1236                  * ->whead != NULL protects us from the race with ep_free()
1237                  * or ep_remove(), ep_remove_wait_queue() takes whead->lock
1238                  * held by the caller. Once we nullify it, nothing protects
1239                  * ep/epi or even wait.
1240                  */
1241                 smp_store_release(&ep_pwq_from_wait(wait)->whead, NULL);
1242         }
1243
1244         return ewake;
1245 }
1246
1247 /*
1248  * This is the callback that is used to add our wait queue to the
1249  * target file wakeup lists.
1250  */
1251 static void ep_ptable_queue_proc(struct file *file, wait_queue_head_t *whead,
1252                                  poll_table *pt)
1253 {
1254         struct epitem *epi = ep_item_from_epqueue(pt);
1255         struct eppoll_entry *pwq;
1256
1257         if (epi->nwait >= 0 && (pwq = kmem_cache_alloc(pwq_cache, GFP_KERNEL))) {
1258                 init_waitqueue_func_entry(&pwq->wait, ep_poll_callback);
1259                 pwq->whead = whead;
1260                 pwq->base = epi;
1261                 if (epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)
1262                         add_wait_queue_exclusive(whead, &pwq->wait);
1263                 else
1264                         add_wait_queue(whead, &pwq->wait);
1265                 list_add_tail(&pwq->llink, &epi->pwqlist);
1266                 epi->nwait++;
1267         } else {
1268                 /* We have to signal that an error occurred */
1269                 epi->nwait = -1;
1270         }
1271 }
1272
1273 static void ep_rbtree_insert(struct eventpoll *ep, struct epitem *epi)
1274 {
1275         int kcmp;
1276         struct rb_node **p = &ep->rbr.rb_node, *parent = NULL;
1277         struct epitem *epic;
1278
1279         while (*p) {
1280                 parent = *p;
1281                 epic = rb_entry(parent, struct epitem, rbn);
1282                 kcmp = ep_cmp_ffd(&epi->ffd, &epic->ffd);
1283                 if (kcmp > 0)
1284                         p = &parent->rb_right;
1285                 else
1286                         p = &parent->rb_left;
1287         }
1288         rb_link_node(&epi->rbn, parent, p);
1289         rb_insert_color(&epi->rbn, &ep->rbr);
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         const char *name;
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         name = epi->ffd.file->f_path.dentry->d_name.name;
1402         ws = wakeup_source_register(name);
1403
1404         if (!ws)
1405                 return -ENOMEM;
1406         rcu_assign_pointer(epi->ws, ws);
1407
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 /* rare code path, only used when EPOLL_CTL_MOD removes a wakeup source */
1412 static noinline void ep_destroy_wakeup_source(struct epitem *epi)
1413 {
1414         struct wakeup_source *ws = ep_wakeup_source(epi);
1415
1416         RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1417
1418         /*
1419          * wait for ep_pm_stay_awake_rcu to finish, synchronize_rcu is
1420          * used internally by wakeup_source_remove, too (called by
1421          * wakeup_source_unregister), so we cannot use call_rcu
1422          */
1423         synchronize_rcu();
1424         wakeup_source_unregister(ws);
1425 }
1426
1427 /*
1428  * Must be called with "mtx" held.
1429  */
1430 static int ep_insert(struct eventpoll *ep, struct epoll_event *event,
1431                      struct file *tfile, int fd, int full_check)
1432 {
1433         int error, revents, pwake = 0;
1434         unsigned long flags;
1435         long user_watches;
1436         struct epitem *epi;
1437         struct ep_pqueue epq;
1438
1439         user_watches = atomic_long_read(&ep->user->epoll_watches);
1440         if (unlikely(user_watches >= max_user_watches))
1441                 return -ENOSPC;
1442         if (!(epi = kmem_cache_alloc(epi_cache, GFP_KERNEL)))
1443                 return -ENOMEM;
1444
1445         /* Item initialization follow here ... */
1446         INIT_LIST_HEAD(&epi->rdllink);
1447         INIT_LIST_HEAD(&epi->fllink);
1448         INIT_LIST_HEAD(&epi->pwqlist);
1449         epi->ep = ep;
1450         ep_set_ffd(&epi->ffd, tfile, fd);
1451         epi->event = *event;
1452         epi->nwait = 0;
1453         epi->next = EP_UNACTIVE_PTR;
1454         if (epi->event.events & EPOLLWAKEUP) {
1455                 error = ep_create_wakeup_source(epi);
1456                 if (error)
1457                         goto error_create_wakeup_source;
1458         } else {
1459                 RCU_INIT_POINTER(epi->ws, NULL);
1460         }
1461
1462         /* Initialize the poll table using the queue callback */
1463         epq.epi = epi;
1464         init_poll_funcptr(&epq.pt, ep_ptable_queue_proc);
1465
1466         /*
1467          * Attach the item to the poll hooks and get current event bits.
1468          * We can safely use the file* here because its usage count has
1469          * been increased by the caller of this function. Note that after
1470          * this operation completes, the poll callback can start hitting
1471          * the new item.
1472          */
1473         revents = ep_item_poll(epi, &epq.pt);
1474
1475         /*
1476          * We have to check if something went wrong during the poll wait queue
1477          * install process. Namely an allocation for a wait queue failed due
1478          * high memory pressure.
1479          */
1480         error = -ENOMEM;
1481         if (epi->nwait < 0)
1482                 goto error_unregister;
1483
1484         /* Add the current item to the list of active epoll hook for this file */
1485         spin_lock(&tfile->f_lock);
1486         list_add_tail_rcu(&epi->fllink, &tfile->f_ep_links);
1487         spin_unlock(&tfile->f_lock);
1488
1489         /*
1490          * Add the current item to the RB tree. All RB tree operations are
1491          * protected by "mtx", and ep_insert() is called with "mtx" held.
1492          */
1493         ep_rbtree_insert(ep, epi);
1494
1495         /* now check if we've created too many backpaths */
1496         error = -EINVAL;
1497         if (full_check && reverse_path_check())
1498                 goto error_remove_epi;
1499
1500         /* We have to drop the new item inside our item list to keep track of it */
1501         spin_lock_irqsave(&ep->lock, flags);
1502
1503         /* record NAPI ID of new item if present */
1504         ep_set_busy_poll_napi_id(epi);
1505
1506         /* If the file is already "ready" we drop it inside the ready list */
1507         if ((revents & event->events) && !ep_is_linked(&epi->rdllink)) {
1508                 list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
1509                 ep_pm_stay_awake(epi);
1510
1511                 /* Notify waiting tasks that events are available */
1512                 if (waitqueue_active(&ep->wq))
1513                         wake_up_locked(&ep->wq);
1514                 if (waitqueue_active(&ep->poll_wait))
1515                         pwake++;
1516         }
1517
1518         spin_unlock_irqrestore(&ep->lock, flags);
1519
1520         atomic_long_inc(&ep->user->epoll_watches);
1521
1522         /* We have to call this outside the lock */
1523         if (pwake)
1524                 ep_poll_safewake(&ep->poll_wait);
1525
1526         return 0;
1527
1528 error_remove_epi:
1529         spin_lock(&tfile->f_lock);
1530         list_del_rcu(&epi->fllink);
1531         spin_unlock(&tfile->f_lock);
1532
1533         rb_erase(&epi->rbn, &ep->rbr);
1534
1535 error_unregister:
1536         ep_unregister_pollwait(ep, epi);
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->visited = 1;
1880         list_add(&ep->visited_list_link, &visited_list);
1881         for (rbp = rb_first(&ep->rbr); rbp; rbp = rb_next(rbp)) {
1882                 epi = rb_entry(rbp, struct epitem, rbn);
1883                 if (unlikely(is_file_epoll(epi->ffd.file))) {
1884                         ep_tovisit = epi->ffd.file->private_data;
1885                         if (ep_tovisit->visited)
1886                                 continue;
1887                         error = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls, EP_MAX_NESTS,
1888                                         ep_loop_check_proc, epi->ffd.file,
1889                                         ep_tovisit, current);
1890                         if (error != 0)
1891                                 break;
1892                 } else {
1893                         /*
1894                          * If we've reached a file that is not associated with
1895                          * an ep, then we need to check if the newly added
1896                          * links are going to add too many wakeup paths. We do
1897                          * this by adding it to the tfile_check_list, if it's
1898                          * not already there, and calling reverse_path_check()
1899                          * during ep_insert().
1900                          */
1901                         if (list_empty(&epi->ffd.file->f_tfile_llink))
1902                                 list_add(&epi->ffd.file->f_tfile_llink,
1903                                          &tfile_check_list);
1904                 }
1905         }
1906         mutex_unlock(&ep->mtx);
1907
1908         return error;
1909 }
1910
1911 /**
1912  * ep_loop_check - Performs a check to verify that adding an epoll file (@file)
1913  *                 another epoll file (represented by @ep) does not create
1914  *                 closed loops or too deep chains.
1915  *
1916  * @ep: Pointer to the epoll private data structure.
1917  * @file: Pointer to the epoll file to be checked.
1918  *
1919  * Returns: Returns zero if adding the epoll @file inside current epoll
1920  *          structure @ep does not violate the constraints, or -1 otherwise.
1921  */
1922 static int ep_loop_check(struct eventpoll *ep, struct file *file)
1923 {
1924         int ret;
1925         struct eventpoll *ep_cur, *ep_next;
1926
1927         ret = ep_call_nested(&poll_loop_ncalls, EP_MAX_NESTS,
1928                               ep_loop_check_proc, file, ep, current);
1929         /* clear visited list */
1930         list_for_each_entry_safe(ep_cur, ep_next, &visited_list,
1931                                                         visited_list_link) {
1932                 ep_cur->visited = 0;
1933                 list_del(&ep_cur->visited_list_link);
1934         }
1935         return ret;
1936 }
1937
1938 static void clear_tfile_check_list(void)
1939 {
1940         struct file *file;
1941
1942         /* first clear the tfile_check_list */
1943         while (!list_empty(&tfile_check_list)) {
1944                 file = list_first_entry(&tfile_check_list, struct file,
1945                                         f_tfile_llink);
1946                 list_del_init(&file->f_tfile_llink);
1947         }
1948         INIT_LIST_HEAD(&tfile_check_list);
1949 }
1950
1951 /*
1952  * Open an eventpoll file descriptor.
1953  */
1954 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create1, int, flags)
1955 {
1956         int error, fd;
1957         struct eventpoll *ep = NULL;
1958         struct file *file;
1959
1960         /* Check the EPOLL_* constant for consistency.  */
1961         BUILD_BUG_ON(EPOLL_CLOEXEC != O_CLOEXEC);
1962
1963         if (flags & ~EPOLL_CLOEXEC)
1964                 return -EINVAL;
1965         /*
1966          * Create the internal data structure ("struct eventpoll").
1967          */
1968         error = ep_alloc(&ep);
1969         if (error < 0)
1970                 return error;
1971         /*
1972          * Creates all the items needed to setup an eventpoll file. That is,
1973          * a file structure and a free file descriptor.
1974          */
1975         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
1976         if (fd < 0) {
1977                 error = fd;
1978                 goto out_free_ep;
1979         }
1980         file = anon_inode_getfile("[eventpoll]", &eventpoll_fops, ep,
1981                                  O_RDWR | (flags & O_CLOEXEC));
1982         if (IS_ERR(file)) {
1983                 error = PTR_ERR(file);
1984                 goto out_free_fd;
1985         }
1986         ep->file = file;
1987         fd_install(fd, file);
1988         return fd;
1989
1990 out_free_fd:
1991         put_unused_fd(fd);
1992 out_free_ep:
1993         ep_free(ep);
1994         return error;
1995 }
1996
1997 SYSCALL_DEFINE1(epoll_create, int, size)
1998 {
1999         if (size <= 0)
2000                 return -EINVAL;
2001
2002         return sys_epoll_create1(0);
2003 }
2004
2005 /*
2006  * The following function implements the controller interface for
2007  * the eventpoll file that enables the insertion/removal/change of
2008  * file descriptors inside the interest set.
2009  */
2010 SYSCALL_DEFINE4(epoll_ctl, int, epfd, int, op, int, fd,
2011                 struct epoll_event __user *, event)
2012 {
2013         int error;
2014         int full_check = 0;
2015         struct fd f, tf;
2016         struct eventpoll *ep;
2017         struct epitem *epi;
2018         struct epoll_event epds;
2019         struct eventpoll *tep = NULL;
2020
2021         error = -EFAULT;
2022         if (ep_op_has_event(op) &&
2023             copy_from_user(&epds, event, sizeof(struct epoll_event)))
2024                 goto error_return;
2025
2026         error = -EBADF;
2027         f = fdget(epfd);
2028         if (!f.file)
2029                 goto error_return;
2030
2031         /* Get the "struct file *" for the target file */
2032         tf = fdget(fd);
2033         if (!tf.file)
2034                 goto error_fput;
2035
2036         /* The target file descriptor must support poll */
2037         error = -EPERM;
2038         if (!tf.file->f_op->poll)
2039                 goto error_tgt_fput;
2040
2041         /* Check if EPOLLWAKEUP is allowed */
2042         if (ep_op_has_event(op))
2043                 ep_take_care_of_epollwakeup(&epds);
2044
2045         /*
2046          * We have to check that the file structure underneath the file descriptor
2047          * the user passed to us _is_ an eventpoll file. And also we do not permit
2048          * adding an epoll file descriptor inside itself.
2049          */
2050         error = -EINVAL;
2051         if (f.file == tf.file || !is_file_epoll(f.file))
2052                 goto error_tgt_fput;
2053
2054         /*
2055          * epoll adds to the wakeup queue at EPOLL_CTL_ADD time only,
2056          * so EPOLLEXCLUSIVE is not allowed for a EPOLL_CTL_MOD operation.
2057          * Also, we do not currently supported nested exclusive wakeups.
2058          */
2059         if (ep_op_has_event(op) && (epds.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2060                 if (op == EPOLL_CTL_MOD)
2061                         goto error_tgt_fput;
2062                 if (op == EPOLL_CTL_ADD && (is_file_epoll(tf.file) ||
2063                                 (epds.events & ~EPOLLEXCLUSIVE_OK_BITS)))
2064                         goto error_tgt_fput;
2065         }
2066
2067         /*
2068          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2069          * our own data structure.
2070          */
2071         ep = f.file->private_data;
2072
2073         /*
2074          * When we insert an epoll file descriptor, inside another epoll file
2075          * descriptor, there is the change of creating closed loops, which are
2076          * better be handled here, than in more critical paths. While we are
2077          * checking for loops we also determine the list of files reachable
2078          * and hang them on the tfile_check_list, so we can check that we
2079          * haven't created too many possible wakeup paths.
2080          *
2081          * We do not need to take the global 'epumutex' on EPOLL_CTL_ADD when
2082          * the epoll file descriptor is attaching directly to a wakeup source,
2083          * unless the epoll file descriptor is nested. The purpose of taking the
2084          * 'epmutex' on add is to prevent complex toplogies such as loops and
2085          * deep wakeup paths from forming in parallel through multiple
2086          * EPOLL_CTL_ADD operations.
2087          */
2088         mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
2089         if (op == EPOLL_CTL_ADD) {
2090                 if (!list_empty(&f.file->f_ep_links) ||
2091                                                 is_file_epoll(tf.file)) {
2092                         full_check = 1;
2093                         mutex_unlock(&ep->mtx);
2094                         mutex_lock(&epmutex);
2095                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2096                                 error = -ELOOP;
2097                                 if (ep_loop_check(ep, tf.file) != 0) {
2098                                         clear_tfile_check_list();
2099                                         goto error_tgt_fput;
2100                                 }
2101                         } else
2102                                 list_add(&tf.file->f_tfile_llink,
2103                                                         &tfile_check_list);
2104                         mutex_lock_nested(&ep->mtx, 0);
2105                         if (is_file_epoll(tf.file)) {
2106                                 tep = tf.file->private_data;
2107                                 mutex_lock_nested(&tep->mtx, 1);
2108                         }
2109                 }
2110         }
2111
2112         /*
2113          * Try to lookup the file inside our RB tree, Since we grabbed "mtx"
2114          * above, we can be sure to be able to use the item looked up by
2115          * ep_find() till we release the mutex.
2116          */
2117         epi = ep_find(ep, tf.file, fd);
2118
2119         error = -EINVAL;
2120         switch (op) {
2121         case EPOLL_CTL_ADD:
2122                 if (!epi) {
2123                         epds.events |= POLLERR | POLLHUP;
2124                         error = ep_insert(ep, &epds, tf.file, fd, full_check);
2125                 } else
2126                         error = -EEXIST;
2127                 if (full_check)
2128                         clear_tfile_check_list();
2129                 break;
2130         case EPOLL_CTL_DEL:
2131                 if (epi)
2132                         error = ep_remove(ep, epi);
2133                 else
2134                         error = -ENOENT;
2135                 break;
2136         case EPOLL_CTL_MOD:
2137                 if (epi) {
2138                         if (!(epi->event.events & EPOLLEXCLUSIVE)) {
2139                                 epds.events |= POLLERR | POLLHUP;
2140                                 error = ep_modify(ep, epi, &epds);
2141                         }
2142                 } else
2143                         error = -ENOENT;
2144                 break;
2145         }
2146         if (tep != NULL)
2147                 mutex_unlock(&tep->mtx);
2148         mutex_unlock(&ep->mtx);
2149
2150 error_tgt_fput:
2151         if (full_check)
2152                 mutex_unlock(&epmutex);
2153
2154         fdput(tf);
2155 error_fput:
2156         fdput(f);
2157 error_return:
2158
2159         return error;
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2164  * part of the user space epoll_wait(2).
2165  */
2166 SYSCALL_DEFINE4(epoll_wait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2167                 int, maxevents, int, timeout)
2168 {
2169         int error;
2170         struct fd f;
2171         struct eventpoll *ep;
2172
2173         /* The maximum number of event must be greater than zero */
2174         if (maxevents <= 0 || maxevents > EP_MAX_EVENTS)
2175                 return -EINVAL;
2176
2177         /* Verify that the area passed by the user is writeable */
2178         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, events, maxevents * sizeof(struct epoll_event)))
2179                 return -EFAULT;
2180
2181         /* Get the "struct file *" for the eventpoll file */
2182         f = fdget(epfd);
2183         if (!f.file)
2184                 return -EBADF;
2185
2186         /*
2187          * We have to check that the file structure underneath the fd
2188          * the user passed to us _is_ an eventpoll file.
2189          */
2190         error = -EINVAL;
2191         if (!is_file_epoll(f.file))
2192                 goto error_fput;
2193
2194         /*
2195          * At this point it is safe to assume that the "private_data" contains
2196          * our own data structure.
2197          */
2198         ep = f.file->private_data;
2199
2200         /* Time to fish for events ... */
2201         error = ep_poll(ep, events, maxevents, timeout);
2202
2203 error_fput:
2204         fdput(f);
2205         return error;
2206 }
2207
2208 /*
2209  * Implement the event wait interface for the eventpoll file. It is the kernel
2210  * part of the user space epoll_pwait(2).
2211  */
2212 SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd, struct epoll_event __user *, events,
2213                 int, maxevents, int, timeout, const sigset_t __user *, sigmask,
2214                 size_t, sigsetsize)
2215 {
2216         int error;
2217         sigset_t ksigmask, sigsaved;
2218
2219         /*
2220          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2221          * we apply it here.
2222          */
2223         if (sigmask) {
2224                 if (sigsetsize != sizeof(sigset_t))
2225                         return -EINVAL;
2226                 if (copy_from_user(&ksigmask, sigmask, sizeof(ksigmask)))
2227                         return -EFAULT;
2228                 sigsaved = current->blocked;
2229                 set_current_blocked(&ksigmask);
2230         }
2231
2232         error = sys_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2233
2234         /*
2235          * If we changed the signal mask, we need to restore the original one.
2236          * In case we've got a signal while waiting, we do not restore the
2237          * signal mask yet, and we allow do_signal() to deliver the signal on
2238          * the way back to userspace, before the signal mask is restored.
2239          */
2240         if (sigmask) {
2241                 if (error == -EINTR) {
2242                         memcpy(&current->saved_sigmask, &sigsaved,
2243                                sizeof(sigsaved));
2244                         set_restore_sigmask();
2245                 } else
2246                         set_current_blocked(&sigsaved);
2247         }
2248
2249         return error;
2250 }
2251
2252 #ifdef CONFIG_COMPAT
2253 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(epoll_pwait, int, epfd,
2254                         struct epoll_event __user *, events,
2255                         int, maxevents, int, timeout,
2256                         const compat_sigset_t __user *, sigmask,
2257                         compat_size_t, sigsetsize)
2258 {
2259         long err;
2260         compat_sigset_t csigmask;
2261         sigset_t ksigmask, sigsaved;
2262
2263         /*
2264          * If the caller wants a certain signal mask to be set during the wait,
2265          * we apply it here.
2266          */
2267         if (sigmask) {
2268                 if (sigsetsize != sizeof(compat_sigset_t))
2269                         return -EINVAL;
2270                 if (copy_from_user(&csigmask, sigmask, sizeof(csigmask)))
2271                         return -EFAULT;
2272                 sigset_from_compat(&ksigmask, &csigmask);
2273                 sigsaved = current->blocked;
2274                 set_current_blocked(&ksigmask);
2275         }
2276
2277         err = sys_epoll_wait(epfd, events, maxevents, timeout);
2278
2279         /*
2280          * If we changed the signal mask, we need to restore the original one.
2281          * In case we've got a signal while waiting, we do not restore the
2282          * signal mask yet, and we allow do_signal() to deliver the signal on
2283          * the way back to userspace, before the signal mask is restored.
2284          */
2285         if (sigmask) {
2286                 if (err == -EINTR) {
2287                         memcpy(&current->saved_sigmask, &sigsaved,
2288                                sizeof(sigsaved));
2289                         set_restore_sigmask();
2290                 } else
2291                         set_current_blocked(&sigsaved);
2292         }
2293
2294         return err;
2295 }
2296 #endif
2297
2298 static int __init eventpoll_init(void)
2299 {
2300         struct sysinfo si;
2301
2302         si_meminfo(&si);
2303         /*
2304          * Allows top 4% of lomem to be allocated for epoll watches (per user).
2305          */
2306         max_user_watches = (((si.totalram - si.totalhigh) / 25) << PAGE_SHIFT) /
2307                 EP_ITEM_COST;
2308         BUG_ON(max_user_watches < 0);
2309
2310         /*
2311          * Initialize the structure used to perform epoll file descriptor
2312          * inclusion loops checks.
2313          */
2314         ep_nested_calls_init(&poll_loop_ncalls);
2315
2316         /* Initialize the structure used to perform safe poll wait head wake ups */
2317         ep_nested_calls_init(&poll_safewake_ncalls);
2318
2319         /* Initialize the structure used to perform file's f_op->poll() calls */
2320         ep_nested_calls_init(&poll_readywalk_ncalls);
2321
2322         /*
2323          * We can have many thousands of epitems, so prevent this from
2324          * using an extra cache line on 64-bit (and smaller) CPUs
2325          */
2326         BUILD_BUG_ON(sizeof(void *) <= 8 && sizeof(struct epitem) > 128);
2327
2328         /* Allocates slab cache used to allocate "struct epitem" items */
2329         epi_cache = kmem_cache_create("eventpoll_epi", sizeof(struct epitem),
2330                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
2331
2332         /* Allocates slab cache used to allocate "struct eppoll_entry" */
2333         pwq_cache = kmem_cache_create("eventpoll_pwq",
2334                         sizeof(struct eppoll_entry), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2335
2336         return 0;
2337 }
2338 fs_initcall(eventpoll_init);