ipc/sem.c: sem preempt improve
[linux-2.6.git] / ipc / sem.c
1 /*
2  * linux/ipc/sem.c
3  * Copyright (C) 1992 Krishna Balasubramanian
4  * Copyright (C) 1995 Eric Schenk, Bruno Haible
5  *
6  * IMPLEMENTATION NOTES ON CODE REWRITE (Eric Schenk, January 1995):
7  * This code underwent a massive rewrite in order to solve some problems
8  * with the original code. In particular the original code failed to
9  * wake up processes that were waiting for semval to go to 0 if the
10  * value went to 0 and was then incremented rapidly enough. In solving
11  * this problem I have also modified the implementation so that it
12  * processes pending operations in a FIFO manner, thus give a guarantee
13  * that processes waiting for a lock on the semaphore won't starve
14  * unless another locking process fails to unlock.
15  * In addition the following two changes in behavior have been introduced:
16  * - The original implementation of semop returned the value
17  *   last semaphore element examined on success. This does not
18  *   match the manual page specifications, and effectively
19  *   allows the user to read the semaphore even if they do not
20  *   have read permissions. The implementation now returns 0
21  *   on success as stated in the manual page.
22  * - There is some confusion over whether the set of undo adjustments
23  *   to be performed at exit should be done in an atomic manner.
24  *   That is, if we are attempting to decrement the semval should we queue
25  *   up and wait until we can do so legally?
26  *   The original implementation attempted to do this.
27  *   The current implementation does not do so. This is because I don't
28  *   think it is the right thing (TM) to do, and because I couldn't
29  *   see a clean way to get the old behavior with the new design.
30  *   The POSIX standard and SVID should be consulted to determine
31  *   what behavior is mandated.
32  *
33  * Further notes on refinement (Christoph Rohland, December 1998):
34  * - The POSIX standard says, that the undo adjustments simply should
35  *   redo. So the current implementation is o.K.
36  * - The previous code had two flaws:
37  *   1) It actively gave the semaphore to the next waiting process
38  *      sleeping on the semaphore. Since this process did not have the
39  *      cpu this led to many unnecessary context switches and bad
40  *      performance. Now we only check which process should be able to
41  *      get the semaphore and if this process wants to reduce some
42  *      semaphore value we simply wake it up without doing the
43  *      operation. So it has to try to get it later. Thus e.g. the
44  *      running process may reacquire the semaphore during the current
45  *      time slice. If it only waits for zero or increases the semaphore,
46  *      we do the operation in advance and wake it up.
47  *   2) It did not wake up all zero waiting processes. We try to do
48  *      better but only get the semops right which only wait for zero or
49  *      increase. If there are decrement operations in the operations
50  *      array we do the same as before.
51  *
52  * With the incarnation of O(1) scheduler, it becomes unnecessary to perform
53  * check/retry algorithm for waking up blocked processes as the new scheduler
54  * is better at handling thread switch than the old one.
55  *
56  * /proc/sysvipc/sem support (c) 1999 Dragos Acostachioaie <dragos@iname.com>
57  *
58  * SMP-threaded, sysctl's added
59  * (c) 1999 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
60  * Enforced range limit on SEM_UNDO
61  * (c) 2001 Red Hat Inc
62  * Lockless wakeup
63  * (c) 2003 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
64  *
65  * support for audit of ipc object properties and permission changes
66  * Dustin Kirkland <dustin.kirkland@us.ibm.com>
67  *
68  * namespaces support
69  * OpenVZ, SWsoft Inc.
70  * Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
71  */
72
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/spinlock.h>
75 #include <linux/init.h>
76 #include <linux/proc_fs.h>
77 #include <linux/time.h>
78 #include <linux/security.h>
79 #include <linux/syscalls.h>
80 #include <linux/audit.h>
81 #include <linux/capability.h>
82 #include <linux/seq_file.h>
83 #include <linux/rwsem.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/ipc_namespace.h>
86
87 #include <asm/uaccess.h>
88 #include "util.h"
89
90 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
91
92 #define sem_unlock(sma)         ipc_unlock(&(sma)->sem_perm)
93 #define sem_checkid(sma, semid) ipc_checkid(&sma->sem_perm, semid)
94
95 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
96 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
97 #ifdef CONFIG_PROC_FS
98 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
99 #endif
100
101 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
102 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
103
104 /*
105  * linked list protection:
106  *      sem_undo.id_next,
107  *      sem_array.sem_pending{,last},
108  *      sem_array.sem_undo: sem_lock() for read/write
109  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
110  *      
111  */
112
113 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
114 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
115 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
116 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
117
118 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
119 {
120         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
121         ns->sc_semmns = SEMMNS;
122         ns->sc_semopm = SEMOPM;
123         ns->sc_semmni = SEMMNI;
124         ns->used_sems = 0;
125         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
126 }
127
128 #ifdef CONFIG_IPC_NS
129 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
130 {
131         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
132         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
133 }
134 #endif
135
136 void __init sem_init (void)
137 {
138         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
139         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
140                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
141                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
142 }
143
144 /*
145  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rw_mutex
146  * is not held.
147  */
148 static inline struct sem_array *sem_lock(struct ipc_namespace *ns, int id)
149 {
150         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_lock(&sem_ids(ns), id);
151
152         if (IS_ERR(ipcp))
153                 return (struct sem_array *)ipcp;
154
155         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
156 }
157
158 static inline struct sem_array *sem_lock_check(struct ipc_namespace *ns,
159                                                 int id)
160 {
161         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_lock_check(&sem_ids(ns), id);
162
163         if (IS_ERR(ipcp))
164                 return (struct sem_array *)ipcp;
165
166         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
167 }
168
169 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
170 {
171         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
172         ipc_rcu_putref(sma);
173 }
174
175 static inline void sem_getref_and_unlock(struct sem_array *sma)
176 {
177         ipc_rcu_getref(sma);
178         ipc_unlock(&(sma)->sem_perm);
179 }
180
181 static inline void sem_putref(struct sem_array *sma)
182 {
183         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
184         ipc_rcu_putref(sma);
185         ipc_unlock(&(sma)->sem_perm);
186 }
187
188 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
189 {
190         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
191 }
192
193 /*
194  * Lockless wakeup algorithm:
195  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
196  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
197  * - wakeup is performed by
198  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
199  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
200  *        This is the notification for the blocked thread that a
201  *        result value is imminent.
202  *      * call wake_up_process
203  *      * set queue.status to the final value.
204  * - the previously blocked thread checks queue.status:
205  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
206  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
207  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
208  *        performing any operation on the sem array.
209  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
210  *
211  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
212  * races:
213  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
214  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
215  *   before update_queue had a chance to set queue.status
216  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
217  *   blocked process is woken up by a signal between writing
218  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
219  *   process could return from semtimedop and die by calling
220  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
221  *   will oops, because the task structure is already invalid.
222  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
223  *
224  */
225 #define IN_WAKEUP       1
226
227 /**
228  * newary - Create a new semaphore set
229  * @ns: namespace
230  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
231  *
232  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
233  */
234
235 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
236 {
237         int id;
238         int retval;
239         struct sem_array *sma;
240         int size;
241         key_t key = params->key;
242         int nsems = params->u.nsems;
243         int semflg = params->flg;
244
245         if (!nsems)
246                 return -EINVAL;
247         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
248                 return -ENOSPC;
249
250         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
251         sma = ipc_rcu_alloc(size);
252         if (!sma) {
253                 return -ENOMEM;
254         }
255         memset (sma, 0, size);
256
257         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
258         sma->sem_perm.key = key;
259
260         sma->sem_perm.security = NULL;
261         retval = security_sem_alloc(sma);
262         if (retval) {
263                 ipc_rcu_putref(sma);
264                 return retval;
265         }
266
267         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
268         if (id < 0) {
269                 security_sem_free(sma);
270                 ipc_rcu_putref(sma);
271                 return id;
272         }
273         ns->used_sems += nsems;
274
275         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
276         INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_pending);
277         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
278         sma->sem_nsems = nsems;
279         sma->sem_ctime = get_seconds();
280         sem_unlock(sma);
281
282         return sma->sem_perm.id;
283 }
284
285
286 /*
287  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
288  */
289 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
290 {
291         struct sem_array *sma;
292
293         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
294         return security_sem_associate(sma, semflg);
295 }
296
297 /*
298  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
299  */
300 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
301                                 struct ipc_params *params)
302 {
303         struct sem_array *sma;
304
305         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
306         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
307                 return -EINVAL;
308
309         return 0;
310 }
311
312 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
313 {
314         struct ipc_namespace *ns;
315         struct ipc_ops sem_ops;
316         struct ipc_params sem_params;
317
318         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
319
320         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
321                 return -EINVAL;
322
323         sem_ops.getnew = newary;
324         sem_ops.associate = sem_security;
325         sem_ops.more_checks = sem_more_checks;
326
327         sem_params.key = key;
328         sem_params.flg = semflg;
329         sem_params.u.nsems = nsems;
330
331         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
332 }
333
334 /*
335  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
336  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
337  */
338
339 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
340                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
341 {
342         int result, sem_op;
343         struct sembuf *sop;
344         struct sem * curr;
345
346         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
347                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
348                 sem_op = sop->sem_op;
349                 result = curr->semval;
350   
351                 if (!sem_op && result)
352                         goto would_block;
353
354                 result += sem_op;
355                 if (result < 0)
356                         goto would_block;
357                 if (result > SEMVMX)
358                         goto out_of_range;
359                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
360                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
361                         /*
362                          *      Exceeding the undo range is an error.
363                          */
364                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
365                                 goto out_of_range;
366                 }
367                 curr->semval = result;
368         }
369
370         sop--;
371         while (sop >= sops) {
372                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
373                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
374                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
375                 sop--;
376         }
377         
378         sma->sem_otime = get_seconds();
379         return 0;
380
381 out_of_range:
382         result = -ERANGE;
383         goto undo;
384
385 would_block:
386         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
387                 result = -EAGAIN;
388         else
389                 result = 1;
390
391 undo:
392         sop--;
393         while (sop >= sops) {
394                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
395                 sop--;
396         }
397
398         return result;
399 }
400
401 /*
402  * Wake up a process waiting on the sem queue with a given error.
403  * The queue is invalid (may not be accessed) after the function returns.
404  */
405 static void wake_up_sem_queue(struct sem_queue *q, int error)
406 {
407         /*
408          * Hold preempt off so that we don't get preempted and have the
409          * wakee busy-wait until we're scheduled back on. We're holding
410          * locks here so it may not strictly be needed, however if the
411          * locks become preemptible then this prevents such a problem.
412          */
413         preempt_disable();
414         q->status = IN_WAKEUP;
415         wake_up_process(q->sleeper);
416         /* hands-off: q can disappear immediately after writing q->status. */
417         smp_wmb();
418         q->status = error;
419         preempt_enable();
420 }
421
422 /* Go through the pending queue for the indicated semaphore
423  * looking for tasks that can be completed.
424  */
425 static void update_queue (struct sem_array * sma)
426 {
427         struct sem_queue *q, *tq;
428
429 again:
430         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->sem_pending, list) {
431                 int error;
432                 int alter;
433
434                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
435                                          q->undo, q->pid);
436
437                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
438                 if (error > 0)
439                         continue;
440
441                 list_del(&q->list);
442
443                 /*
444                  * The next operation that must be checked depends on the type
445                  * of the completed operation:
446                  * - if the operation modified the array, then restart from the
447                  *   head of the queue and check for threads that might be
448                  *   waiting for semaphore values to become 0.
449                  * - if the operation didn't modify the array, then just
450                  *   continue.
451                  */
452                 alter = q->alter;
453                 wake_up_sem_queue(q, error);
454                 if (alter)
455                         goto again;
456         }
457 }
458
459 /* The following counts are associated to each semaphore:
460  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
461  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
462  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
463  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
464  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
465  * The counts we return here are a rough approximation, but still
466  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
467  */
468 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
469 {
470         int semncnt;
471         struct sem_queue * q;
472
473         semncnt = 0;
474         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
475                 struct sembuf * sops = q->sops;
476                 int nsops = q->nsops;
477                 int i;
478                 for (i = 0; i < nsops; i++)
479                         if (sops[i].sem_num == semnum
480                             && (sops[i].sem_op < 0)
481                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
482                                 semncnt++;
483         }
484         return semncnt;
485 }
486
487 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
488 {
489         int semzcnt;
490         struct sem_queue * q;
491
492         semzcnt = 0;
493         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
494                 struct sembuf * sops = q->sops;
495                 int nsops = q->nsops;
496                 int i;
497                 for (i = 0; i < nsops; i++)
498                         if (sops[i].sem_num == semnum
499                             && (sops[i].sem_op == 0)
500                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
501                                 semzcnt++;
502         }
503         return semzcnt;
504 }
505
506 static void free_un(struct rcu_head *head)
507 {
508         struct sem_undo *un = container_of(head, struct sem_undo, rcu);
509         kfree(un);
510 }
511
512 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rw_mutex locked
513  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rw_mutex
514  * remains locked on exit.
515  */
516 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
517 {
518         struct sem_undo *un, *tu;
519         struct sem_queue *q, *tq;
520         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
521
522         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
523         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
524         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
525                 list_del(&un->list_id);
526                 spin_lock(&un->ulp->lock);
527                 un->semid = -1;
528                 list_del_rcu(&un->list_proc);
529                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
530                 call_rcu(&un->rcu, free_un);
531         }
532
533         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
534         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->sem_pending, list) {
535                 list_del(&q->list);
536
537                 wake_up_sem_queue(q, -EIDRM);
538         }
539
540         /* Remove the semaphore set from the IDR */
541         sem_rmid(ns, sma);
542         sem_unlock(sma);
543
544         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
545         security_sem_free(sma);
546         ipc_rcu_putref(sma);
547 }
548
549 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
550 {
551         switch(version) {
552         case IPC_64:
553                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
554         case IPC_OLD:
555             {
556                 struct semid_ds out;
557
558                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
559
560                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
561                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
562                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
563
564                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
565             }
566         default:
567                 return -EINVAL;
568         }
569 }
570
571 static int semctl_nolock(struct ipc_namespace *ns, int semid,
572                          int cmd, int version, union semun arg)
573 {
574         int err = -EINVAL;
575         struct sem_array *sma;
576
577         switch(cmd) {
578         case IPC_INFO:
579         case SEM_INFO:
580         {
581                 struct seminfo seminfo;
582                 int max_id;
583
584                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
585                 if (err)
586                         return err;
587                 
588                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
589                 seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
590                 seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
591                 seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
592                 seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
593                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
594                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
595                 seminfo.semmap = SEMMAP;
596                 seminfo.semume = SEMUME;
597                 down_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
598                 if (cmd == SEM_INFO) {
599                         seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
600                         seminfo.semaem = ns->used_sems;
601                 } else {
602                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
603                         seminfo.semaem = SEMAEM;
604                 }
605                 max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
606                 up_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
607                 if (copy_to_user (arg.__buf, &seminfo, sizeof(struct seminfo))) 
608                         return -EFAULT;
609                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
610         }
611         case IPC_STAT:
612         case SEM_STAT:
613         {
614                 struct semid64_ds tbuf;
615                 int id;
616
617                 if (cmd == SEM_STAT) {
618                         sma = sem_lock(ns, semid);
619                         if (IS_ERR(sma))
620                                 return PTR_ERR(sma);
621                         id = sma->sem_perm.id;
622                 } else {
623                         sma = sem_lock_check(ns, semid);
624                         if (IS_ERR(sma))
625                                 return PTR_ERR(sma);
626                         id = 0;
627                 }
628
629                 err = -EACCES;
630                 if (ipcperms (&sma->sem_perm, S_IRUGO))
631                         goto out_unlock;
632
633                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
634                 if (err)
635                         goto out_unlock;
636
637                 memset(&tbuf, 0, sizeof(tbuf));
638
639                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
640                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
641                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
642                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
643                 sem_unlock(sma);
644                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
645                         return -EFAULT;
646                 return id;
647         }
648         default:
649                 return -EINVAL;
650         }
651         return err;
652 out_unlock:
653         sem_unlock(sma);
654         return err;
655 }
656
657 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
658                 int cmd, int version, union semun arg)
659 {
660         struct sem_array *sma;
661         struct sem* curr;
662         int err;
663         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
664         ushort* sem_io = fast_sem_io;
665         int nsems;
666
667         sma = sem_lock_check(ns, semid);
668         if (IS_ERR(sma))
669                 return PTR_ERR(sma);
670
671         nsems = sma->sem_nsems;
672
673         err = -EACCES;
674         if (ipcperms (&sma->sem_perm, (cmd==SETVAL||cmd==SETALL)?S_IWUGO:S_IRUGO))
675                 goto out_unlock;
676
677         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
678         if (err)
679                 goto out_unlock;
680
681         err = -EACCES;
682         switch (cmd) {
683         case GETALL:
684         {
685                 ushort __user *array = arg.array;
686                 int i;
687
688                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
689                         sem_getref_and_unlock(sma);
690
691                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
692                         if(sem_io == NULL) {
693                                 sem_putref(sma);
694                                 return -ENOMEM;
695                         }
696
697                         sem_lock_and_putref(sma);
698                         if (sma->sem_perm.deleted) {
699                                 sem_unlock(sma);
700                                 err = -EIDRM;
701                                 goto out_free;
702                         }
703                 }
704
705                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
706                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
707                 sem_unlock(sma);
708                 err = 0;
709                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
710                         err = -EFAULT;
711                 goto out_free;
712         }
713         case SETALL:
714         {
715                 int i;
716                 struct sem_undo *un;
717
718                 sem_getref_and_unlock(sma);
719
720                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
721                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
722                         if(sem_io == NULL) {
723                                 sem_putref(sma);
724                                 return -ENOMEM;
725                         }
726                 }
727
728                 if (copy_from_user (sem_io, arg.array, nsems*sizeof(ushort))) {
729                         sem_putref(sma);
730                         err = -EFAULT;
731                         goto out_free;
732                 }
733
734                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
735                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
736                                 sem_putref(sma);
737                                 err = -ERANGE;
738                                 goto out_free;
739                         }
740                 }
741                 sem_lock_and_putref(sma);
742                 if (sma->sem_perm.deleted) {
743                         sem_unlock(sma);
744                         err = -EIDRM;
745                         goto out_free;
746                 }
747
748                 for (i = 0; i < nsems; i++)
749                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
750
751                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
752                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
753                         for (i = 0; i < nsems; i++)
754                                 un->semadj[i] = 0;
755                 }
756                 sma->sem_ctime = get_seconds();
757                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
758                 update_queue(sma);
759                 err = 0;
760                 goto out_unlock;
761         }
762         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT, SETVAL: fall-through */
763         }
764         err = -EINVAL;
765         if(semnum < 0 || semnum >= nsems)
766                 goto out_unlock;
767
768         curr = &sma->sem_base[semnum];
769
770         switch (cmd) {
771         case GETVAL:
772                 err = curr->semval;
773                 goto out_unlock;
774         case GETPID:
775                 err = curr->sempid;
776                 goto out_unlock;
777         case GETNCNT:
778                 err = count_semncnt(sma,semnum);
779                 goto out_unlock;
780         case GETZCNT:
781                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
782                 goto out_unlock;
783         case SETVAL:
784         {
785                 int val = arg.val;
786                 struct sem_undo *un;
787
788                 err = -ERANGE;
789                 if (val > SEMVMX || val < 0)
790                         goto out_unlock;
791
792                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
793                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
794                         un->semadj[semnum] = 0;
795
796                 curr->semval = val;
797                 curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
798                 sma->sem_ctime = get_seconds();
799                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
800                 update_queue(sma);
801                 err = 0;
802                 goto out_unlock;
803         }
804         }
805 out_unlock:
806         sem_unlock(sma);
807 out_free:
808         if(sem_io != fast_sem_io)
809                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
810         return err;
811 }
812
813 static inline unsigned long
814 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
815 {
816         switch(version) {
817         case IPC_64:
818                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
819                         return -EFAULT;
820                 return 0;
821         case IPC_OLD:
822             {
823                 struct semid_ds tbuf_old;
824
825                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
826                         return -EFAULT;
827
828                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
829                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
830                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
831
832                 return 0;
833             }
834         default:
835                 return -EINVAL;
836         }
837 }
838
839 /*
840  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
841  * to be held in write mode.
842  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
843  */
844 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
845                        int cmd, int version, union semun arg)
846 {
847         struct sem_array *sma;
848         int err;
849         struct semid64_ds semid64;
850         struct kern_ipc_perm *ipcp;
851
852         if(cmd == IPC_SET) {
853                 if (copy_semid_from_user(&semid64, arg.buf, version))
854                         return -EFAULT;
855         }
856
857         ipcp = ipcctl_pre_down(&sem_ids(ns), semid, cmd, &semid64.sem_perm, 0);
858         if (IS_ERR(ipcp))
859                 return PTR_ERR(ipcp);
860
861         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
862
863         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
864         if (err)
865                 goto out_unlock;
866
867         switch(cmd){
868         case IPC_RMID:
869                 freeary(ns, ipcp);
870                 goto out_up;
871         case IPC_SET:
872                 ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
873                 sma->sem_ctime = get_seconds();
874                 break;
875         default:
876                 err = -EINVAL;
877         }
878
879 out_unlock:
880         sem_unlock(sma);
881 out_up:
882         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
883         return err;
884 }
885
886 SYSCALL_DEFINE(semctl)(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg)
887 {
888         int err = -EINVAL;
889         int version;
890         struct ipc_namespace *ns;
891
892         if (semid < 0)
893                 return -EINVAL;
894
895         version = ipc_parse_version(&cmd);
896         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
897
898         switch(cmd) {
899         case IPC_INFO:
900         case SEM_INFO:
901         case IPC_STAT:
902         case SEM_STAT:
903                 err = semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, arg);
904                 return err;
905         case GETALL:
906         case GETVAL:
907         case GETPID:
908         case GETNCNT:
909         case GETZCNT:
910         case SETVAL:
911         case SETALL:
912                 err = semctl_main(ns,semid,semnum,cmd,version,arg);
913                 return err;
914         case IPC_RMID:
915         case IPC_SET:
916                 err = semctl_down(ns, semid, cmd, version, arg);
917                 return err;
918         default:
919                 return -EINVAL;
920         }
921 }
922 #ifdef CONFIG_HAVE_SYSCALL_WRAPPERS
923 asmlinkage long SyS_semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg)
924 {
925         return SYSC_semctl((int) semid, (int) semnum, (int) cmd, arg);
926 }
927 SYSCALL_ALIAS(sys_semctl, SyS_semctl);
928 #endif
929
930 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
931  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
932  * and current is THE ONE
933  *
934  * If this allocation and assignment succeeds, but later
935  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
936  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
937  * at exit time.
938  *
939  * This can block, so callers must hold no locks.
940  */
941 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
942 {
943         struct sem_undo_list *undo_list;
944
945         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
946         if (!undo_list) {
947                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
948                 if (undo_list == NULL)
949                         return -ENOMEM;
950                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
951                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
952                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
953
954                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
955         }
956         *undo_listp = undo_list;
957         return 0;
958 }
959
960 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
961 {
962         struct sem_undo *un;
963
964         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
965                 if (un->semid == semid)
966                         return un;
967         }
968         return NULL;
969 }
970
971 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
972 {
973         struct sem_undo *un;
974
975         assert_spin_locked(&ulp->lock);
976
977         un = __lookup_undo(ulp, semid);
978         if (un) {
979                 list_del_rcu(&un->list_proc);
980                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
981         }
982         return un;
983 }
984
985 /**
986  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
987  * @ns: namespace
988  * @semid: semaphore array id
989  *
990  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
991  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
992  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
993  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
994  * performs a rcu_read_lock().
995  */
996 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
997 {
998         struct sem_array *sma;
999         struct sem_undo_list *ulp;
1000         struct sem_undo *un, *new;
1001         int nsems;
1002         int error;
1003
1004         error = get_undo_list(&ulp);
1005         if (error)
1006                 return ERR_PTR(error);
1007
1008         rcu_read_lock();
1009         spin_lock(&ulp->lock);
1010         un = lookup_undo(ulp, semid);
1011         spin_unlock(&ulp->lock);
1012         if (likely(un!=NULL))
1013                 goto out;
1014         rcu_read_unlock();
1015
1016         /* no undo structure around - allocate one. */
1017         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1018         sma = sem_lock_check(ns, semid);
1019         if (IS_ERR(sma))
1020                 return ERR_PTR(PTR_ERR(sma));
1021
1022         nsems = sma->sem_nsems;
1023         sem_getref_and_unlock(sma);
1024
1025         /* step 2: allocate new undo structure */
1026         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1027         if (!new) {
1028                 sem_putref(sma);
1029                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1030         }
1031
1032         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1033         sem_lock_and_putref(sma);
1034         if (sma->sem_perm.deleted) {
1035                 sem_unlock(sma);
1036                 kfree(new);
1037                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1038                 goto out;
1039         }
1040         spin_lock(&ulp->lock);
1041
1042         /*
1043          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1044          */
1045         un = lookup_undo(ulp, semid);
1046         if (un) {
1047                 kfree(new);
1048                 goto success;
1049         }
1050         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1051         new->semadj = (short *) &new[1];
1052         new->ulp = ulp;
1053         new->semid = semid;
1054         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1055         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1056         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1057         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1058         un = new;
1059
1060 success:
1061         spin_unlock(&ulp->lock);
1062         rcu_read_lock();
1063         sem_unlock(sma);
1064 out:
1065         return un;
1066 }
1067
1068 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1069                 unsigned, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
1070 {
1071         int error = -EINVAL;
1072         struct sem_array *sma;
1073         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1074         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1075         struct sem_undo *un;
1076         int undos = 0, alter = 0, max;
1077         struct sem_queue queue;
1078         unsigned long jiffies_left = 0;
1079         struct ipc_namespace *ns;
1080
1081         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1082
1083         if (nsops < 1 || semid < 0)
1084                 return -EINVAL;
1085         if (nsops > ns->sc_semopm)
1086                 return -E2BIG;
1087         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1088                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1089                 if(sops==NULL)
1090                         return -ENOMEM;
1091         }
1092         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1093                 error=-EFAULT;
1094                 goto out_free;
1095         }
1096         if (timeout) {
1097                 struct timespec _timeout;
1098                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1099                         error = -EFAULT;
1100                         goto out_free;
1101                 }
1102                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1103                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1104                         error = -EINVAL;
1105                         goto out_free;
1106                 }
1107                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1108         }
1109         max = 0;
1110         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1111                 if (sop->sem_num >= max)
1112                         max = sop->sem_num;
1113                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1114                         undos = 1;
1115                 if (sop->sem_op != 0)
1116                         alter = 1;
1117         }
1118
1119         if (undos) {
1120                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1121                 if (IS_ERR(un)) {
1122                         error = PTR_ERR(un);
1123                         goto out_free;
1124                 }
1125         } else
1126                 un = NULL;
1127
1128         sma = sem_lock_check(ns, semid);
1129         if (IS_ERR(sma)) {
1130                 if (un)
1131                         rcu_read_unlock();
1132                 error = PTR_ERR(sma);
1133                 goto out_free;
1134         }
1135
1136         /*
1137          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1138          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1139          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1140          * This case can be detected checking un->semid. The existance of
1141          * "un" itself is guaranteed by rcu.
1142          */
1143         error = -EIDRM;
1144         if (un) {
1145                 if (un->semid == -1) {
1146                         rcu_read_unlock();
1147                         goto out_unlock_free;
1148                 } else {
1149                         /*
1150                          * rcu lock can be released, "un" cannot disappear:
1151                          * - sem_lock is acquired, thus IPC_RMID is
1152                          *   impossible.
1153                          * - exit_sem is impossible, it always operates on
1154                          *   current (or a dead task).
1155                          */
1156
1157                         rcu_read_unlock();
1158                 }
1159         }
1160
1161         error = -EFBIG;
1162         if (max >= sma->sem_nsems)
1163                 goto out_unlock_free;
1164
1165         error = -EACCES;
1166         if (ipcperms(&sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1167                 goto out_unlock_free;
1168
1169         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1170         if (error)
1171                 goto out_unlock_free;
1172
1173         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, task_tgid_vnr(current));
1174         if (error <= 0) {
1175                 if (alter && error == 0)
1176                         update_queue (sma);
1177                 goto out_unlock_free;
1178         }
1179
1180         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1181          * task into the pending queue and go to sleep.
1182          */
1183                 
1184         queue.sops = sops;
1185         queue.nsops = nsops;
1186         queue.undo = un;
1187         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1188         queue.alter = alter;
1189         if (alter)
1190                 list_add_tail(&queue.list, &sma->sem_pending);
1191         else
1192                 list_add(&queue.list, &sma->sem_pending);
1193
1194         queue.status = -EINTR;
1195         queue.sleeper = current;
1196         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1197         sem_unlock(sma);
1198
1199         if (timeout)
1200                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1201         else
1202                 schedule();
1203
1204         error = queue.status;
1205         while(unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1206                 cpu_relax();
1207                 error = queue.status;
1208         }
1209
1210         if (error != -EINTR) {
1211                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1212                  * resources */
1213                 goto out_free;
1214         }
1215
1216         sma = sem_lock(ns, semid);
1217         if (IS_ERR(sma)) {
1218                 error = -EIDRM;
1219                 goto out_free;
1220         }
1221
1222         /*
1223          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process
1224          */
1225         error = queue.status;
1226         if (error != -EINTR) {
1227                 goto out_unlock_free;
1228         }
1229
1230         /*
1231          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1232          */
1233         if (timeout && jiffies_left == 0)
1234                 error = -EAGAIN;
1235         list_del(&queue.list);
1236
1237 out_unlock_free:
1238         sem_unlock(sma);
1239 out_free:
1240         if(sops != fast_sops)
1241                 kfree(sops);
1242         return error;
1243 }
1244
1245 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1246                 unsigned, nsops)
1247 {
1248         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1249 }
1250
1251 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1252  * parent and child tasks.
1253  */
1254
1255 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1256 {
1257         struct sem_undo_list *undo_list;
1258         int error;
1259
1260         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1261                 error = get_undo_list(&undo_list);
1262                 if (error)
1263                         return error;
1264                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1265                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1266         } else 
1267                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1268
1269         return 0;
1270 }
1271
1272 /*
1273  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1274  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1275  * so some of them may be out of date.
1276  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1277  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1278  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1279  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1280  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1281  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1282  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1283  */
1284 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1285 {
1286         struct sem_undo_list *ulp;
1287
1288         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1289         if (!ulp)
1290                 return;
1291         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1292
1293         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1294                 return;
1295
1296         for (;;) {
1297                 struct sem_array *sma;
1298                 struct sem_undo *un;
1299                 int semid;
1300                 int i;
1301
1302                 rcu_read_lock();
1303                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
1304                                     struct sem_undo, list_proc);
1305                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc)
1306                         semid = -1;
1307                  else
1308                         semid = un->semid;
1309                 rcu_read_unlock();
1310
1311                 if (semid == -1)
1312                         break;
1313
1314                 sma = sem_lock_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1315
1316                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
1317                 if (IS_ERR(sma))
1318                         continue;
1319
1320                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
1321                 if (un == NULL) {
1322                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
1323                          * exactly the same semid. Nothing to do.
1324                          */
1325                         sem_unlock(sma);
1326                         continue;
1327                 }
1328
1329                 /* remove un from the linked lists */
1330                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1331                 list_del(&un->list_id);
1332
1333                 spin_lock(&ulp->lock);
1334                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1335                 spin_unlock(&ulp->lock);
1336
1337                 /* perform adjustments registered in un */
1338                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1339                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1340                         if (un->semadj[i]) {
1341                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
1342                                 /*
1343                                  * Range checks of the new semaphore value,
1344                                  * not defined by sus:
1345                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1346                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1347                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1348                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1349                                  *
1350                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1351                                  * and at SEMVMX.
1352                                  *
1353                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1354                                  */
1355                                 if (semaphore->semval < 0)
1356                                         semaphore->semval = 0;
1357                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1358                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1359                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
1360                         }
1361                 }
1362                 sma->sem_otime = get_seconds();
1363                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1364                 update_queue(sma);
1365                 sem_unlock(sma);
1366
1367                 call_rcu(&un->rcu, free_un);
1368         }
1369         kfree(ulp);
1370 }
1371
1372 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1373 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1374 {
1375         struct sem_array *sma = it;
1376
1377         return seq_printf(s,
1378                           "%10d %10d  %4o %10lu %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1379                           sma->sem_perm.key,
1380                           sma->sem_perm.id,
1381                           sma->sem_perm.mode,
1382                           sma->sem_nsems,
1383                           sma->sem_perm.uid,
1384                           sma->sem_perm.gid,
1385                           sma->sem_perm.cuid,
1386                           sma->sem_perm.cgid,
1387                           sma->sem_otime,
1388                           sma->sem_ctime);
1389 }
1390 #endif