4f26c71573561d79ca60225f1552e6347a40abb0
[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 <alan@redhat.com>
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 }
133 #endif
134
135 void __init sem_init (void)
136 {
137         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
138         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
139                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
140                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
141 }
142
143 /*
144  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rw_mutex
145  * is not held.
146  */
147 static inline struct sem_array *sem_lock(struct ipc_namespace *ns, int id)
148 {
149         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_lock(&sem_ids(ns), id);
150
151         if (IS_ERR(ipcp))
152                 return (struct sem_array *)ipcp;
153
154         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
155 }
156
157 static inline struct sem_array *sem_lock_check(struct ipc_namespace *ns,
158                                                 int id)
159 {
160         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_lock_check(&sem_ids(ns), id);
161
162         if (IS_ERR(ipcp))
163                 return (struct sem_array *)ipcp;
164
165         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
166 }
167
168 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
169 {
170         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
171         ipc_rcu_putref(sma);
172 }
173
174 static inline void sem_getref_and_unlock(struct sem_array *sma)
175 {
176         ipc_rcu_getref(sma);
177         ipc_unlock(&(sma)->sem_perm);
178 }
179
180 static inline void sem_putref(struct sem_array *sma)
181 {
182         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
183         ipc_rcu_putref(sma);
184         ipc_unlock(&(sma)->sem_perm);
185 }
186
187 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
188 {
189         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
190 }
191
192 /*
193  * Lockless wakeup algorithm:
194  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
195  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
196  * - wakeup is performed by
197  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
198  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
199  *        This is the notification for the blocked thread that a
200  *        result value is imminent.
201  *      * call wake_up_process
202  *      * set queue.status to the final value.
203  * - the previously blocked thread checks queue.status:
204  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
205  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
206  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
207  *        performing any operation on the sem array.
208  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
209  *
210  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
211  * races:
212  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
213  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
214  *   before update_queue had a chance to set queue.status
215  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
216  *   blocked process is woken up by a signal between writing
217  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
218  *   process could return from semtimedop and die by calling
219  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
220  *   will oops, because the task structure is already invalid.
221  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
222  *
223  */
224 #define IN_WAKEUP       1
225
226 /**
227  * newary - Create a new semaphore set
228  * @ns: namespace
229  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
230  *
231  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
232  */
233
234 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
235 {
236         int id;
237         int retval;
238         struct sem_array *sma;
239         int size;
240         key_t key = params->key;
241         int nsems = params->u.nsems;
242         int semflg = params->flg;
243
244         if (!nsems)
245                 return -EINVAL;
246         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
247                 return -ENOSPC;
248
249         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
250         sma = ipc_rcu_alloc(size);
251         if (!sma) {
252                 return -ENOMEM;
253         }
254         memset (sma, 0, size);
255
256         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
257         sma->sem_perm.key = key;
258
259         sma->sem_perm.security = NULL;
260         retval = security_sem_alloc(sma);
261         if (retval) {
262                 ipc_rcu_putref(sma);
263                 return retval;
264         }
265
266         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
267         if (id < 0) {
268                 security_sem_free(sma);
269                 ipc_rcu_putref(sma);
270                 return id;
271         }
272         ns->used_sems += nsems;
273
274         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
275         /* sma->sem_pending = NULL; */
276         sma->sem_pending_last = &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 asmlinkage long sys_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 /* Manage the doubly linked list sma->sem_pending as a FIFO:
335  * insert new queue elements at the tail sma->sem_pending_last.
336  */
337 static inline void append_to_queue (struct sem_array * sma,
338                                     struct sem_queue * q)
339 {
340         *(q->prev = sma->sem_pending_last) = q;
341         *(sma->sem_pending_last = &q->next) = NULL;
342 }
343
344 static inline void prepend_to_queue (struct sem_array * sma,
345                                      struct sem_queue * q)
346 {
347         q->next = sma->sem_pending;
348         *(q->prev = &sma->sem_pending) = q;
349         if (q->next)
350                 q->next->prev = &q->next;
351         else /* sma->sem_pending_last == &sma->sem_pending */
352                 sma->sem_pending_last = &q->next;
353 }
354
355 static inline void remove_from_queue (struct sem_array * sma,
356                                       struct sem_queue * q)
357 {
358         *(q->prev) = q->next;
359         if (q->next)
360                 q->next->prev = q->prev;
361         else /* sma->sem_pending_last == &q->next */
362                 sma->sem_pending_last = q->prev;
363         q->prev = NULL; /* mark as removed */
364 }
365
366 /*
367  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
368  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
369  */
370
371 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
372                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
373 {
374         int result, sem_op;
375         struct sembuf *sop;
376         struct sem * curr;
377
378         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
379                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
380                 sem_op = sop->sem_op;
381                 result = curr->semval;
382   
383                 if (!sem_op && result)
384                         goto would_block;
385
386                 result += sem_op;
387                 if (result < 0)
388                         goto would_block;
389                 if (result > SEMVMX)
390                         goto out_of_range;
391                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
392                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
393                         /*
394                          *      Exceeding the undo range is an error.
395                          */
396                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
397                                 goto out_of_range;
398                 }
399                 curr->semval = result;
400         }
401
402         sop--;
403         while (sop >= sops) {
404                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
405                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
406                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
407                 sop--;
408         }
409         
410         sma->sem_otime = get_seconds();
411         return 0;
412
413 out_of_range:
414         result = -ERANGE;
415         goto undo;
416
417 would_block:
418         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
419                 result = -EAGAIN;
420         else
421                 result = 1;
422
423 undo:
424         sop--;
425         while (sop >= sops) {
426                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
427                 sop--;
428         }
429
430         return result;
431 }
432
433 /* Go through the pending queue for the indicated semaphore
434  * looking for tasks that can be completed.
435  */
436 static void update_queue (struct sem_array * sma)
437 {
438         int error;
439         struct sem_queue * q;
440
441         q = sma->sem_pending;
442         while(q) {
443                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
444                                          q->undo, q->pid);
445
446                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
447                 if (error <= 0) {
448                         struct sem_queue *n;
449                         remove_from_queue(sma,q);
450                         q->status = IN_WAKEUP;
451                         /*
452                          * Continue scanning. The next operation
453                          * that must be checked depends on the type of the
454                          * completed operation:
455                          * - if the operation modified the array, then
456                          *   restart from the head of the queue and
457                          *   check for threads that might be waiting
458                          *   for semaphore values to become 0.
459                          * - if the operation didn't modify the array,
460                          *   then just continue.
461                          */
462                         if (q->alter)
463                                 n = sma->sem_pending;
464                         else
465                                 n = q->next;
466                         wake_up_process(q->sleeper);
467                         /* hands-off: q will disappear immediately after
468                          * writing q->status.
469                          */
470                         smp_wmb();
471                         q->status = error;
472                         q = n;
473                 } else {
474                         q = q->next;
475                 }
476         }
477 }
478
479 /* The following counts are associated to each semaphore:
480  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
481  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
482  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
483  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
484  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
485  * The counts we return here are a rough approximation, but still
486  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
487  */
488 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
489 {
490         int semncnt;
491         struct sem_queue * q;
492
493         semncnt = 0;
494         for (q = sma->sem_pending; q; q = q->next) {
495                 struct sembuf * sops = q->sops;
496                 int nsops = q->nsops;
497                 int i;
498                 for (i = 0; i < nsops; i++)
499                         if (sops[i].sem_num == semnum
500                             && (sops[i].sem_op < 0)
501                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
502                                 semncnt++;
503         }
504         return semncnt;
505 }
506 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
507 {
508         int semzcnt;
509         struct sem_queue * q;
510
511         semzcnt = 0;
512         for (q = sma->sem_pending; q; q = q->next) {
513                 struct sembuf * sops = q->sops;
514                 int nsops = q->nsops;
515                 int i;
516                 for (i = 0; i < nsops; i++)
517                         if (sops[i].sem_num == semnum
518                             && (sops[i].sem_op == 0)
519                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
520                                 semzcnt++;
521         }
522         return semzcnt;
523 }
524
525 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rw_mutex locked
526  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rw_mutex
527  * remains locked on exit.
528  */
529 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
530 {
531         struct sem_undo *un;
532         struct sem_queue *q;
533         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
534
535         /* Invalidate the existing undo structures for this semaphore set.
536          * (They will be freed without any further action in exit_sem()
537          * or during the next semop.)
538          */
539         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
540         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
541                 un->semid = -1;
542
543         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
544         q = sma->sem_pending;
545         while(q) {
546                 struct sem_queue *n;
547                 /* lazy remove_from_queue: we are killing the whole queue */
548                 q->prev = NULL;
549                 n = q->next;
550                 q->status = IN_WAKEUP;
551                 wake_up_process(q->sleeper); /* doesn't sleep */
552                 smp_wmb();
553                 q->status = -EIDRM;     /* hands-off q */
554                 q = n;
555         }
556
557         /* Remove the semaphore set from the IDR */
558         sem_rmid(ns, sma);
559         sem_unlock(sma);
560
561         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
562         security_sem_free(sma);
563         ipc_rcu_putref(sma);
564 }
565
566 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
567 {
568         switch(version) {
569         case IPC_64:
570                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
571         case IPC_OLD:
572             {
573                 struct semid_ds out;
574
575                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
576
577                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
578                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
579                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
580
581                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
582             }
583         default:
584                 return -EINVAL;
585         }
586 }
587
588 static int semctl_nolock(struct ipc_namespace *ns, int semid,
589                          int cmd, int version, union semun arg)
590 {
591         int err = -EINVAL;
592         struct sem_array *sma;
593
594         switch(cmd) {
595         case IPC_INFO:
596         case SEM_INFO:
597         {
598                 struct seminfo seminfo;
599                 int max_id;
600
601                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
602                 if (err)
603                         return err;
604                 
605                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
606                 seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
607                 seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
608                 seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
609                 seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
610                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
611                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
612                 seminfo.semmap = SEMMAP;
613                 seminfo.semume = SEMUME;
614                 down_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
615                 if (cmd == SEM_INFO) {
616                         seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
617                         seminfo.semaem = ns->used_sems;
618                 } else {
619                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
620                         seminfo.semaem = SEMAEM;
621                 }
622                 max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
623                 up_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
624                 if (copy_to_user (arg.__buf, &seminfo, sizeof(struct seminfo))) 
625                         return -EFAULT;
626                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
627         }
628         case IPC_STAT:
629         case SEM_STAT:
630         {
631                 struct semid64_ds tbuf;
632                 int id;
633
634                 if (cmd == SEM_STAT) {
635                         sma = sem_lock(ns, semid);
636                         if (IS_ERR(sma))
637                                 return PTR_ERR(sma);
638                         id = sma->sem_perm.id;
639                 } else {
640                         sma = sem_lock_check(ns, semid);
641                         if (IS_ERR(sma))
642                                 return PTR_ERR(sma);
643                         id = 0;
644                 }
645
646                 err = -EACCES;
647                 if (ipcperms (&sma->sem_perm, S_IRUGO))
648                         goto out_unlock;
649
650                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
651                 if (err)
652                         goto out_unlock;
653
654                 memset(&tbuf, 0, sizeof(tbuf));
655
656                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
657                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
658                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
659                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
660                 sem_unlock(sma);
661                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
662                         return -EFAULT;
663                 return id;
664         }
665         default:
666                 return -EINVAL;
667         }
668         return err;
669 out_unlock:
670         sem_unlock(sma);
671         return err;
672 }
673
674 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
675                 int cmd, int version, union semun arg)
676 {
677         struct sem_array *sma;
678         struct sem* curr;
679         int err;
680         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
681         ushort* sem_io = fast_sem_io;
682         int nsems;
683
684         sma = sem_lock_check(ns, semid);
685         if (IS_ERR(sma))
686                 return PTR_ERR(sma);
687
688         nsems = sma->sem_nsems;
689
690         err = -EACCES;
691         if (ipcperms (&sma->sem_perm, (cmd==SETVAL||cmd==SETALL)?S_IWUGO:S_IRUGO))
692                 goto out_unlock;
693
694         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
695         if (err)
696                 goto out_unlock;
697
698         err = -EACCES;
699         switch (cmd) {
700         case GETALL:
701         {
702                 ushort __user *array = arg.array;
703                 int i;
704
705                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
706                         sem_getref_and_unlock(sma);
707
708                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
709                         if(sem_io == NULL) {
710                                 sem_putref(sma);
711                                 return -ENOMEM;
712                         }
713
714                         sem_lock_and_putref(sma);
715                         if (sma->sem_perm.deleted) {
716                                 sem_unlock(sma);
717                                 err = -EIDRM;
718                                 goto out_free;
719                         }
720                 }
721
722                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
723                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
724                 sem_unlock(sma);
725                 err = 0;
726                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
727                         err = -EFAULT;
728                 goto out_free;
729         }
730         case SETALL:
731         {
732                 int i;
733                 struct sem_undo *un;
734
735                 sem_getref_and_unlock(sma);
736
737                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
738                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
739                         if(sem_io == NULL) {
740                                 sem_putref(sma);
741                                 return -ENOMEM;
742                         }
743                 }
744
745                 if (copy_from_user (sem_io, arg.array, nsems*sizeof(ushort))) {
746                         sem_putref(sma);
747                         err = -EFAULT;
748                         goto out_free;
749                 }
750
751                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
752                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
753                                 sem_putref(sma);
754                                 err = -ERANGE;
755                                 goto out_free;
756                         }
757                 }
758                 sem_lock_and_putref(sma);
759                 if (sma->sem_perm.deleted) {
760                         sem_unlock(sma);
761                         err = -EIDRM;
762                         goto out_free;
763                 }
764
765                 for (i = 0; i < nsems; i++)
766                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
767
768                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
769                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
770                         for (i = 0; i < nsems; i++)
771                                 un->semadj[i] = 0;
772                 }
773                 sma->sem_ctime = get_seconds();
774                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
775                 update_queue(sma);
776                 err = 0;
777                 goto out_unlock;
778         }
779         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT, SETVAL: fall-through */
780         }
781         err = -EINVAL;
782         if(semnum < 0 || semnum >= nsems)
783                 goto out_unlock;
784
785         curr = &sma->sem_base[semnum];
786
787         switch (cmd) {
788         case GETVAL:
789                 err = curr->semval;
790                 goto out_unlock;
791         case GETPID:
792                 err = curr->sempid;
793                 goto out_unlock;
794         case GETNCNT:
795                 err = count_semncnt(sma,semnum);
796                 goto out_unlock;
797         case GETZCNT:
798                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
799                 goto out_unlock;
800         case SETVAL:
801         {
802                 int val = arg.val;
803                 struct sem_undo *un;
804
805                 err = -ERANGE;
806                 if (val > SEMVMX || val < 0)
807                         goto out_unlock;
808
809                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
810                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
811                         un->semadj[semnum] = 0;
812
813                 curr->semval = val;
814                 curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
815                 sma->sem_ctime = get_seconds();
816                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
817                 update_queue(sma);
818                 err = 0;
819                 goto out_unlock;
820         }
821         }
822 out_unlock:
823         sem_unlock(sma);
824 out_free:
825         if(sem_io != fast_sem_io)
826                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
827         return err;
828 }
829
830 static inline unsigned long
831 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
832 {
833         switch(version) {
834         case IPC_64:
835                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
836                         return -EFAULT;
837                 return 0;
838         case IPC_OLD:
839             {
840                 struct semid_ds tbuf_old;
841
842                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
843                         return -EFAULT;
844
845                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
846                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
847                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
848
849                 return 0;
850             }
851         default:
852                 return -EINVAL;
853         }
854 }
855
856 /*
857  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
858  * to be held in write mode.
859  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
860  */
861 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
862                        int cmd, int version, union semun arg)
863 {
864         struct sem_array *sma;
865         int err;
866         struct semid64_ds semid64;
867         struct kern_ipc_perm *ipcp;
868
869         if(cmd == IPC_SET) {
870                 if (copy_semid_from_user(&semid64, arg.buf, version))
871                         return -EFAULT;
872         }
873
874         ipcp = ipcctl_pre_down(&sem_ids(ns), semid, cmd, &semid64.sem_perm, 0);
875         if (IS_ERR(ipcp))
876                 return PTR_ERR(ipcp);
877
878         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
879
880         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
881         if (err)
882                 goto out_unlock;
883
884         switch(cmd){
885         case IPC_RMID:
886                 freeary(ns, ipcp);
887                 goto out_up;
888         case IPC_SET:
889                 ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
890                 sma->sem_ctime = get_seconds();
891                 break;
892         default:
893                 err = -EINVAL;
894         }
895
896 out_unlock:
897         sem_unlock(sma);
898 out_up:
899         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
900         return err;
901 }
902
903 asmlinkage long sys_semctl (int semid, int semnum, int cmd, union semun arg)
904 {
905         int err = -EINVAL;
906         int version;
907         struct ipc_namespace *ns;
908
909         if (semid < 0)
910                 return -EINVAL;
911
912         version = ipc_parse_version(&cmd);
913         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
914
915         switch(cmd) {
916         case IPC_INFO:
917         case SEM_INFO:
918         case IPC_STAT:
919         case SEM_STAT:
920                 err = semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, arg);
921                 return err;
922         case GETALL:
923         case GETVAL:
924         case GETPID:
925         case GETNCNT:
926         case GETZCNT:
927         case SETVAL:
928         case SETALL:
929                 err = semctl_main(ns,semid,semnum,cmd,version,arg);
930                 return err;
931         case IPC_RMID:
932         case IPC_SET:
933                 err = semctl_down(ns, semid, cmd, version, arg);
934                 return err;
935         default:
936                 return -EINVAL;
937         }
938 }
939
940 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
941  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
942  * and current is THE ONE
943  *
944  * If this allocation and assignment succeeds, but later
945  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
946  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
947  * at exit time.
948  *
949  * This can block, so callers must hold no locks.
950  */
951 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
952 {
953         struct sem_undo_list *undo_list;
954
955         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
956         if (!undo_list) {
957                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
958                 if (undo_list == NULL)
959                         return -ENOMEM;
960                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
961                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
962                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
963
964                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
965         }
966         *undo_listp = undo_list;
967         return 0;
968 }
969
970 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
971 {
972         struct sem_undo *walk, *tmp;
973
974         assert_spin_locked(&ulp->lock);
975         list_for_each_entry_safe(walk, tmp, &ulp->list_proc, list_proc) {
976                 if (walk->semid == semid)
977                         return walk;
978                 if (walk->semid == -1) {
979                         list_del(&walk->list_proc);
980                         kfree(walk);
981                 }
982         }
983         return NULL;
984 }
985
986 /**
987  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
988  * @ns: namespace
989  * @semid: semaphore array id
990  *
991  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
992  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
993  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
994  */
995 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
996 {
997         struct sem_array *sma;
998         struct sem_undo_list *ulp;
999         struct sem_undo *un, *new;
1000         int nsems;
1001         int error;
1002
1003         error = get_undo_list(&ulp);
1004         if (error)
1005                 return ERR_PTR(error);
1006
1007         spin_lock(&ulp->lock);
1008         un = lookup_undo(ulp, semid);
1009         spin_unlock(&ulp->lock);
1010         if (likely(un!=NULL))
1011                 goto out;
1012
1013         /* no undo structure around - allocate one. */
1014         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1015         sma = sem_lock_check(ns, semid);
1016         if (IS_ERR(sma))
1017                 return ERR_PTR(PTR_ERR(sma));
1018
1019         nsems = sma->sem_nsems;
1020         sem_getref_and_unlock(sma);
1021
1022         /* step 2: allocate new undo structure */
1023         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1024         if (!new) {
1025                 sem_putref(sma);
1026                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1027         }
1028
1029         /* step 3: Acquire the lock on the undo list pointer */
1030         spin_lock(&ulp->lock);
1031
1032         /* step 4: check for races: someone else allocated the undo struct,
1033          *         semaphore array was destroyed.
1034          */
1035         un = lookup_undo(ulp, semid);
1036         if (un) {
1037                 spin_unlock(&ulp->lock);
1038                 kfree(new);
1039                 sem_putref(sma);
1040                 goto out;
1041         }
1042         sem_lock_and_putref(sma);
1043         if (sma->sem_perm.deleted) {
1044                 sem_unlock(sma);
1045                 spin_unlock(&ulp->lock);
1046                 kfree(new);
1047                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1048                 goto out;
1049         }
1050         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1051         new->semadj = (short *) &new[1];
1052         new->semid = semid;
1053         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1054         list_add(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1055         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1056         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1057
1058         sem_unlock(sma);
1059         spin_unlock(&ulp->lock);
1060         un = new;
1061 out:
1062         return un;
1063 }
1064
1065 asmlinkage long sys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
1066                         unsigned nsops, const struct timespec __user *timeout)
1067 {
1068         int error = -EINVAL;
1069         struct sem_array *sma;
1070         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1071         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1072         struct sem_undo *un;
1073         int undos = 0, alter = 0, max;
1074         struct sem_queue queue;
1075         unsigned long jiffies_left = 0;
1076         struct ipc_namespace *ns;
1077
1078         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1079
1080         if (nsops < 1 || semid < 0)
1081                 return -EINVAL;
1082         if (nsops > ns->sc_semopm)
1083                 return -E2BIG;
1084         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1085                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1086                 if(sops==NULL)
1087                         return -ENOMEM;
1088         }
1089         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1090                 error=-EFAULT;
1091                 goto out_free;
1092         }
1093         if (timeout) {
1094                 struct timespec _timeout;
1095                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1096                         error = -EFAULT;
1097                         goto out_free;
1098                 }
1099                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1100                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1101                         error = -EINVAL;
1102                         goto out_free;
1103                 }
1104                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1105         }
1106         max = 0;
1107         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1108                 if (sop->sem_num >= max)
1109                         max = sop->sem_num;
1110                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1111                         undos = 1;
1112                 if (sop->sem_op != 0)
1113                         alter = 1;
1114         }
1115
1116         if (undos) {
1117                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1118                 if (IS_ERR(un)) {
1119                         error = PTR_ERR(un);
1120                         goto out_free;
1121                 }
1122         } else
1123                 un = NULL;
1124
1125         sma = sem_lock_check(ns, semid);
1126         if (IS_ERR(sma)) {
1127                 error = PTR_ERR(sma);
1128                 goto out_free;
1129         }
1130
1131         /*
1132          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1133          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1134          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1135          */
1136         error = -EIDRM;
1137         if (un && un->semid == -1)
1138                 goto out_unlock_free;
1139
1140         error = -EFBIG;
1141         if (max >= sma->sem_nsems)
1142                 goto out_unlock_free;
1143
1144         error = -EACCES;
1145         if (ipcperms(&sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1146                 goto out_unlock_free;
1147
1148         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1149         if (error)
1150                 goto out_unlock_free;
1151
1152         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, task_tgid_vnr(current));
1153         if (error <= 0) {
1154                 if (alter && error == 0)
1155                         update_queue (sma);
1156                 goto out_unlock_free;
1157         }
1158
1159         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1160          * task into the pending queue and go to sleep.
1161          */
1162                 
1163         queue.sma = sma;
1164         queue.sops = sops;
1165         queue.nsops = nsops;
1166         queue.undo = un;
1167         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1168         queue.id = semid;
1169         queue.alter = alter;
1170         if (alter)
1171                 append_to_queue(sma ,&queue);
1172         else
1173                 prepend_to_queue(sma ,&queue);
1174
1175         queue.status = -EINTR;
1176         queue.sleeper = current;
1177         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1178         sem_unlock(sma);
1179
1180         if (timeout)
1181                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1182         else
1183                 schedule();
1184
1185         error = queue.status;
1186         while(unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1187                 cpu_relax();
1188                 error = queue.status;
1189         }
1190
1191         if (error != -EINTR) {
1192                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1193                  * resources */
1194                 goto out_free;
1195         }
1196
1197         sma = sem_lock(ns, semid);
1198         if (IS_ERR(sma)) {
1199                 BUG_ON(queue.prev != NULL);
1200                 error = -EIDRM;
1201                 goto out_free;
1202         }
1203
1204         /*
1205          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process
1206          */
1207         error = queue.status;
1208         if (error != -EINTR) {
1209                 goto out_unlock_free;
1210         }
1211
1212         /*
1213          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1214          */
1215         if (timeout && jiffies_left == 0)
1216                 error = -EAGAIN;
1217         remove_from_queue(sma,&queue);
1218         goto out_unlock_free;
1219
1220 out_unlock_free:
1221         sem_unlock(sma);
1222 out_free:
1223         if(sops != fast_sops)
1224                 kfree(sops);
1225         return error;
1226 }
1227
1228 asmlinkage long sys_semop (int semid, struct sembuf __user *tsops, unsigned nsops)
1229 {
1230         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1231 }
1232
1233 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1234  * parent and child tasks.
1235  */
1236
1237 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1238 {
1239         struct sem_undo_list *undo_list;
1240         int error;
1241
1242         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1243                 error = get_undo_list(&undo_list);
1244                 if (error)
1245                         return error;
1246                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1247                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1248         } else 
1249                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1250
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1256  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1257  * so some of them may be out of date.
1258  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1259  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1260  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1261  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1262  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1263  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1264  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1265  */
1266 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1267 {
1268         struct sem_undo_list *ulp;
1269         struct sem_undo *un, *tmp;
1270
1271         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1272         if (!ulp)
1273                 return;
1274         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1275
1276         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1277                 return;
1278
1279         spin_lock(&ulp->lock);
1280
1281         list_for_each_entry_safe(un, tmp, &ulp->list_proc, list_proc) {
1282                 struct sem_array *sma;
1283                 int i;
1284
1285                 if (un->semid == -1)
1286                         goto free;
1287
1288                 sma = sem_lock(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1289                 if (IS_ERR(sma))
1290                         goto free;
1291
1292                 if (un->semid == -1)
1293                         goto unlock_free;
1294
1295                 BUG_ON(sem_checkid(sma, un->semid));
1296
1297                 /* remove un from sma->list_id */
1298                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1299                 list_del(&un->list_id);
1300
1301                 /* perform adjustments registered in un */
1302                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1303                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1304                         if (un->semadj[i]) {
1305                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
1306                                 /*
1307                                  * Range checks of the new semaphore value,
1308                                  * not defined by sus:
1309                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1310                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1311                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1312                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1313                                  *
1314                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1315                                  * and at SEMVMX.
1316                                  *
1317                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1318                                  */
1319                                 if (semaphore->semval < 0)
1320                                         semaphore->semval = 0;
1321                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1322                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1323                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
1324                         }
1325                 }
1326                 sma->sem_otime = get_seconds();
1327                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1328                 update_queue(sma);
1329 unlock_free:
1330                 sem_unlock(sma);
1331 free:
1332                 assert_spin_locked(&ulp->lock);
1333                 list_del(&un->list_proc);
1334                 kfree(un);
1335         }
1336         spin_unlock(&ulp->lock);
1337         kfree(ulp);
1338 }
1339
1340 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1341 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1342 {
1343         struct sem_array *sma = it;
1344
1345         return seq_printf(s,
1346                           "%10d %10d  %4o %10lu %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1347                           sma->sem_perm.key,
1348                           sma->sem_perm.id,
1349                           sma->sem_perm.mode,
1350                           sma->sem_nsems,
1351                           sma->sem_perm.uid,
1352                           sma->sem_perm.gid,
1353                           sma->sem_perm.cuid,
1354                           sma->sem_perm.cgid,
1355                           sma->sem_otime,
1356                           sma->sem_ctime);
1357 }
1358 #endif