[PATCH] unify pfn_to_page: alpha pfn_to_page
[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
66 #include <linux/config.h>
67 #include <linux/slab.h>
68 #include <linux/spinlock.h>
69 #include <linux/init.h>
70 #include <linux/proc_fs.h>
71 #include <linux/time.h>
72 #include <linux/smp_lock.h>
73 #include <linux/security.h>
74 #include <linux/syscalls.h>
75 #include <linux/audit.h>
76 #include <linux/capability.h>
77 #include <linux/seq_file.h>
78 #include <linux/mutex.h>
79
80 #include <asm/uaccess.h>
81 #include "util.h"
82
83
84 #define sem_lock(id)    ((struct sem_array*)ipc_lock(&sem_ids,id))
85 #define sem_unlock(sma) ipc_unlock(&(sma)->sem_perm)
86 #define sem_rmid(id)    ((struct sem_array*)ipc_rmid(&sem_ids,id))
87 #define sem_checkid(sma, semid) \
88         ipc_checkid(&sem_ids,&sma->sem_perm,semid)
89 #define sem_buildid(id, seq) \
90         ipc_buildid(&sem_ids, id, seq)
91 static struct ipc_ids sem_ids;
92
93 static int newary (key_t, int, int);
94 static void freeary (struct sem_array *sma, int id);
95 #ifdef CONFIG_PROC_FS
96 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
97 #endif
98
99 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
100 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
101
102 /*
103  * linked list protection:
104  *      sem_undo.id_next,
105  *      sem_array.sem_pending{,last},
106  *      sem_array.sem_undo: sem_lock() for read/write
107  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
108  *      
109  */
110
111 int sem_ctls[4] = {SEMMSL, SEMMNS, SEMOPM, SEMMNI};
112 #define sc_semmsl       (sem_ctls[0])
113 #define sc_semmns       (sem_ctls[1])
114 #define sc_semopm       (sem_ctls[2])
115 #define sc_semmni       (sem_ctls[3])
116
117 static int used_sems;
118
119 void __init sem_init (void)
120 {
121         used_sems = 0;
122         ipc_init_ids(&sem_ids,sc_semmni);
123         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
124                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
125                                 &sem_ids,
126                                 sysvipc_sem_proc_show);
127 }
128
129 /*
130  * Lockless wakeup algorithm:
131  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
132  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
133  * - wakeup is performed by
134  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
135  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
136  *        This is the notification for the blocked thread that a
137  *        result value is imminent.
138  *      * call wake_up_process
139  *      * set queue.status to the final value.
140  * - the previously blocked thread checks queue.status:
141  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
142  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
143  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
144  *        performing any operation on the sem array.
145  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
146  *
147  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
148  * races:
149  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
150  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
151  *   before update_queue had a chance to set queue.status
152  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
153  *   blocked process is woken up by a signal between writing
154  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
155  *   process could return from semtimedop and die by calling
156  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
157  *   will oops, because the task structure is already invalid.
158  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
159  *
160  */
161 #define IN_WAKEUP       1
162
163 static int newary (key_t key, int nsems, int semflg)
164 {
165         int id;
166         int retval;
167         struct sem_array *sma;
168         int size;
169
170         if (!nsems)
171                 return -EINVAL;
172         if (used_sems + nsems > sc_semmns)
173                 return -ENOSPC;
174
175         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
176         sma = ipc_rcu_alloc(size);
177         if (!sma) {
178                 return -ENOMEM;
179         }
180         memset (sma, 0, size);
181
182         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
183         sma->sem_perm.key = key;
184
185         sma->sem_perm.security = NULL;
186         retval = security_sem_alloc(sma);
187         if (retval) {
188                 ipc_rcu_putref(sma);
189                 return retval;
190         }
191
192         id = ipc_addid(&sem_ids, &sma->sem_perm, sc_semmni);
193         if(id == -1) {
194                 security_sem_free(sma);
195                 ipc_rcu_putref(sma);
196                 return -ENOSPC;
197         }
198         used_sems += nsems;
199
200         sma->sem_id = sem_buildid(id, sma->sem_perm.seq);
201         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
202         /* sma->sem_pending = NULL; */
203         sma->sem_pending_last = &sma->sem_pending;
204         /* sma->undo = NULL; */
205         sma->sem_nsems = nsems;
206         sma->sem_ctime = get_seconds();
207         sem_unlock(sma);
208
209         return sma->sem_id;
210 }
211
212 asmlinkage long sys_semget (key_t key, int nsems, int semflg)
213 {
214         int id, err = -EINVAL;
215         struct sem_array *sma;
216
217         if (nsems < 0 || nsems > sc_semmsl)
218                 return -EINVAL;
219         mutex_lock(&sem_ids.mutex);
220         
221         if (key == IPC_PRIVATE) {
222                 err = newary(key, nsems, semflg);
223         } else if ((id = ipc_findkey(&sem_ids, key)) == -1) {  /* key not used */
224                 if (!(semflg & IPC_CREAT))
225                         err = -ENOENT;
226                 else
227                         err = newary(key, nsems, semflg);
228         } else if (semflg & IPC_CREAT && semflg & IPC_EXCL) {
229                 err = -EEXIST;
230         } else {
231                 sma = sem_lock(id);
232                 BUG_ON(sma==NULL);
233                 if (nsems > sma->sem_nsems)
234                         err = -EINVAL;
235                 else if (ipcperms(&sma->sem_perm, semflg))
236                         err = -EACCES;
237                 else {
238                         int semid = sem_buildid(id, sma->sem_perm.seq);
239                         err = security_sem_associate(sma, semflg);
240                         if (!err)
241                                 err = semid;
242                 }
243                 sem_unlock(sma);
244         }
245
246         mutex_unlock(&sem_ids.mutex);
247         return err;
248 }
249
250 /* Manage the doubly linked list sma->sem_pending as a FIFO:
251  * insert new queue elements at the tail sma->sem_pending_last.
252  */
253 static inline void append_to_queue (struct sem_array * sma,
254                                     struct sem_queue * q)
255 {
256         *(q->prev = sma->sem_pending_last) = q;
257         *(sma->sem_pending_last = &q->next) = NULL;
258 }
259
260 static inline void prepend_to_queue (struct sem_array * sma,
261                                      struct sem_queue * q)
262 {
263         q->next = sma->sem_pending;
264         *(q->prev = &sma->sem_pending) = q;
265         if (q->next)
266                 q->next->prev = &q->next;
267         else /* sma->sem_pending_last == &sma->sem_pending */
268                 sma->sem_pending_last = &q->next;
269 }
270
271 static inline void remove_from_queue (struct sem_array * sma,
272                                       struct sem_queue * q)
273 {
274         *(q->prev) = q->next;
275         if (q->next)
276                 q->next->prev = q->prev;
277         else /* sma->sem_pending_last == &q->next */
278                 sma->sem_pending_last = q->prev;
279         q->prev = NULL; /* mark as removed */
280 }
281
282 /*
283  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
284  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
285  */
286
287 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
288                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
289 {
290         int result, sem_op;
291         struct sembuf *sop;
292         struct sem * curr;
293
294         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
295                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
296                 sem_op = sop->sem_op;
297                 result = curr->semval;
298   
299                 if (!sem_op && result)
300                         goto would_block;
301
302                 result += sem_op;
303                 if (result < 0)
304                         goto would_block;
305                 if (result > SEMVMX)
306                         goto out_of_range;
307                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
308                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
309                         /*
310                          *      Exceeding the undo range is an error.
311                          */
312                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
313                                 goto out_of_range;
314                 }
315                 curr->semval = result;
316         }
317
318         sop--;
319         while (sop >= sops) {
320                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
321                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
322                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
323                 sop--;
324         }
325         
326         sma->sem_otime = get_seconds();
327         return 0;
328
329 out_of_range:
330         result = -ERANGE;
331         goto undo;
332
333 would_block:
334         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
335                 result = -EAGAIN;
336         else
337                 result = 1;
338
339 undo:
340         sop--;
341         while (sop >= sops) {
342                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
343                 sop--;
344         }
345
346         return result;
347 }
348
349 /* Go through the pending queue for the indicated semaphore
350  * looking for tasks that can be completed.
351  */
352 static void update_queue (struct sem_array * sma)
353 {
354         int error;
355         struct sem_queue * q;
356
357         q = sma->sem_pending;
358         while(q) {
359                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
360                                          q->undo, q->pid);
361
362                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
363                 if (error <= 0) {
364                         struct sem_queue *n;
365                         remove_from_queue(sma,q);
366                         q->status = IN_WAKEUP;
367                         /*
368                          * Continue scanning. The next operation
369                          * that must be checked depends on the type of the
370                          * completed operation:
371                          * - if the operation modified the array, then
372                          *   restart from the head of the queue and
373                          *   check for threads that might be waiting
374                          *   for semaphore values to become 0.
375                          * - if the operation didn't modify the array,
376                          *   then just continue.
377                          */
378                         if (q->alter)
379                                 n = sma->sem_pending;
380                         else
381                                 n = q->next;
382                         wake_up_process(q->sleeper);
383                         /* hands-off: q will disappear immediately after
384                          * writing q->status.
385                          */
386                         smp_wmb();
387                         q->status = error;
388                         q = n;
389                 } else {
390                         q = q->next;
391                 }
392         }
393 }
394
395 /* The following counts are associated to each semaphore:
396  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
397  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
398  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
399  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
400  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
401  * The counts we return here are a rough approximation, but still
402  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
403  */
404 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
405 {
406         int semncnt;
407         struct sem_queue * q;
408
409         semncnt = 0;
410         for (q = sma->sem_pending; q; q = q->next) {
411                 struct sembuf * sops = q->sops;
412                 int nsops = q->nsops;
413                 int i;
414                 for (i = 0; i < nsops; i++)
415                         if (sops[i].sem_num == semnum
416                             && (sops[i].sem_op < 0)
417                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
418                                 semncnt++;
419         }
420         return semncnt;
421 }
422 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
423 {
424         int semzcnt;
425         struct sem_queue * q;
426
427         semzcnt = 0;
428         for (q = sma->sem_pending; q; q = q->next) {
429                 struct sembuf * sops = q->sops;
430                 int nsops = q->nsops;
431                 int i;
432                 for (i = 0; i < nsops; i++)
433                         if (sops[i].sem_num == semnum
434                             && (sops[i].sem_op == 0)
435                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
436                                 semzcnt++;
437         }
438         return semzcnt;
439 }
440
441 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.mutex locked and
442  * the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.mutex remains locked
443  * on exit.
444  */
445 static void freeary (struct sem_array *sma, int id)
446 {
447         struct sem_undo *un;
448         struct sem_queue *q;
449         int size;
450
451         /* Invalidate the existing undo structures for this semaphore set.
452          * (They will be freed without any further action in exit_sem()
453          * or during the next semop.)
454          */
455         for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
456                 un->semid = -1;
457
458         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
459         q = sma->sem_pending;
460         while(q) {
461                 struct sem_queue *n;
462                 /* lazy remove_from_queue: we are killing the whole queue */
463                 q->prev = NULL;
464                 n = q->next;
465                 q->status = IN_WAKEUP;
466                 wake_up_process(q->sleeper); /* doesn't sleep */
467                 smp_wmb();
468                 q->status = -EIDRM;     /* hands-off q */
469                 q = n;
470         }
471
472         /* Remove the semaphore set from the ID array*/
473         sma = sem_rmid(id);
474         sem_unlock(sma);
475
476         used_sems -= sma->sem_nsems;
477         size = sizeof (*sma) + sma->sem_nsems * sizeof (struct sem);
478         security_sem_free(sma);
479         ipc_rcu_putref(sma);
480 }
481
482 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
483 {
484         switch(version) {
485         case IPC_64:
486                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
487         case IPC_OLD:
488             {
489                 struct semid_ds out;
490
491                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
492
493                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
494                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
495                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
496
497                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
498             }
499         default:
500                 return -EINVAL;
501         }
502 }
503
504 static int semctl_nolock(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
505 {
506         int err = -EINVAL;
507         struct sem_array *sma;
508
509         switch(cmd) {
510         case IPC_INFO:
511         case SEM_INFO:
512         {
513                 struct seminfo seminfo;
514                 int max_id;
515
516                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
517                 if (err)
518                         return err;
519                 
520                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
521                 seminfo.semmni = sc_semmni;
522                 seminfo.semmns = sc_semmns;
523                 seminfo.semmsl = sc_semmsl;
524                 seminfo.semopm = sc_semopm;
525                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
526                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
527                 seminfo.semmap = SEMMAP;
528                 seminfo.semume = SEMUME;
529                 mutex_lock(&sem_ids.mutex);
530                 if (cmd == SEM_INFO) {
531                         seminfo.semusz = sem_ids.in_use;
532                         seminfo.semaem = used_sems;
533                 } else {
534                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
535                         seminfo.semaem = SEMAEM;
536                 }
537                 max_id = sem_ids.max_id;
538                 mutex_unlock(&sem_ids.mutex);
539                 if (copy_to_user (arg.__buf, &seminfo, sizeof(struct seminfo))) 
540                         return -EFAULT;
541                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
542         }
543         case SEM_STAT:
544         {
545                 struct semid64_ds tbuf;
546                 int id;
547
548                 if(semid >= sem_ids.entries->size)
549                         return -EINVAL;
550
551                 memset(&tbuf,0,sizeof(tbuf));
552
553                 sma = sem_lock(semid);
554                 if(sma == NULL)
555                         return -EINVAL;
556
557                 err = -EACCES;
558                 if (ipcperms (&sma->sem_perm, S_IRUGO))
559                         goto out_unlock;
560
561                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
562                 if (err)
563                         goto out_unlock;
564
565                 id = sem_buildid(semid, sma->sem_perm.seq);
566
567                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
568                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
569                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
570                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
571                 sem_unlock(sma);
572                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
573                         return -EFAULT;
574                 return id;
575         }
576         default:
577                 return -EINVAL;
578         }
579         return err;
580 out_unlock:
581         sem_unlock(sma);
582         return err;
583 }
584
585 static int semctl_main(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
586 {
587         struct sem_array *sma;
588         struct sem* curr;
589         int err;
590         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
591         ushort* sem_io = fast_sem_io;
592         int nsems;
593
594         sma = sem_lock(semid);
595         if(sma==NULL)
596                 return -EINVAL;
597
598         nsems = sma->sem_nsems;
599
600         err=-EIDRM;
601         if (sem_checkid(sma,semid))
602                 goto out_unlock;
603
604         err = -EACCES;
605         if (ipcperms (&sma->sem_perm, (cmd==SETVAL||cmd==SETALL)?S_IWUGO:S_IRUGO))
606                 goto out_unlock;
607
608         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
609         if (err)
610                 goto out_unlock;
611
612         err = -EACCES;
613         switch (cmd) {
614         case GETALL:
615         {
616                 ushort __user *array = arg.array;
617                 int i;
618
619                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
620                         ipc_rcu_getref(sma);
621                         sem_unlock(sma);                        
622
623                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
624                         if(sem_io == NULL) {
625                                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
626                                 ipc_rcu_putref(sma);
627                                 sem_unlock(sma);
628                                 return -ENOMEM;
629                         }
630
631                         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
632                         ipc_rcu_putref(sma);
633                         if (sma->sem_perm.deleted) {
634                                 sem_unlock(sma);
635                                 err = -EIDRM;
636                                 goto out_free;
637                         }
638                 }
639
640                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
641                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
642                 sem_unlock(sma);
643                 err = 0;
644                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
645                         err = -EFAULT;
646                 goto out_free;
647         }
648         case SETALL:
649         {
650                 int i;
651                 struct sem_undo *un;
652
653                 ipc_rcu_getref(sma);
654                 sem_unlock(sma);
655
656                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
657                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
658                         if(sem_io == NULL) {
659                                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
660                                 ipc_rcu_putref(sma);
661                                 sem_unlock(sma);
662                                 return -ENOMEM;
663                         }
664                 }
665
666                 if (copy_from_user (sem_io, arg.array, nsems*sizeof(ushort))) {
667                         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
668                         ipc_rcu_putref(sma);
669                         sem_unlock(sma);
670                         err = -EFAULT;
671                         goto out_free;
672                 }
673
674                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
675                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
676                                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
677                                 ipc_rcu_putref(sma);
678                                 sem_unlock(sma);
679                                 err = -ERANGE;
680                                 goto out_free;
681                         }
682                 }
683                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
684                 ipc_rcu_putref(sma);
685                 if (sma->sem_perm.deleted) {
686                         sem_unlock(sma);
687                         err = -EIDRM;
688                         goto out_free;
689                 }
690
691                 for (i = 0; i < nsems; i++)
692                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
693                 for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
694                         for (i = 0; i < nsems; i++)
695                                 un->semadj[i] = 0;
696                 sma->sem_ctime = get_seconds();
697                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
698                 update_queue(sma);
699                 err = 0;
700                 goto out_unlock;
701         }
702         case IPC_STAT:
703         {
704                 struct semid64_ds tbuf;
705                 memset(&tbuf,0,sizeof(tbuf));
706                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
707                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
708                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
709                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
710                 sem_unlock(sma);
711                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
712                         return -EFAULT;
713                 return 0;
714         }
715         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT, SETVAL: fall-through */
716         }
717         err = -EINVAL;
718         if(semnum < 0 || semnum >= nsems)
719                 goto out_unlock;
720
721         curr = &sma->sem_base[semnum];
722
723         switch (cmd) {
724         case GETVAL:
725                 err = curr->semval;
726                 goto out_unlock;
727         case GETPID:
728                 err = curr->sempid;
729                 goto out_unlock;
730         case GETNCNT:
731                 err = count_semncnt(sma,semnum);
732                 goto out_unlock;
733         case GETZCNT:
734                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
735                 goto out_unlock;
736         case SETVAL:
737         {
738                 int val = arg.val;
739                 struct sem_undo *un;
740                 err = -ERANGE;
741                 if (val > SEMVMX || val < 0)
742                         goto out_unlock;
743
744                 for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
745                         un->semadj[semnum] = 0;
746                 curr->semval = val;
747                 curr->sempid = current->tgid;
748                 sma->sem_ctime = get_seconds();
749                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
750                 update_queue(sma);
751                 err = 0;
752                 goto out_unlock;
753         }
754         }
755 out_unlock:
756         sem_unlock(sma);
757 out_free:
758         if(sem_io != fast_sem_io)
759                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
760         return err;
761 }
762
763 struct sem_setbuf {
764         uid_t   uid;
765         gid_t   gid;
766         mode_t  mode;
767 };
768
769 static inline unsigned long copy_semid_from_user(struct sem_setbuf *out, void __user *buf, int version)
770 {
771         switch(version) {
772         case IPC_64:
773             {
774                 struct semid64_ds tbuf;
775
776                 if(copy_from_user(&tbuf, buf, sizeof(tbuf)))
777                         return -EFAULT;
778
779                 out->uid        = tbuf.sem_perm.uid;
780                 out->gid        = tbuf.sem_perm.gid;
781                 out->mode       = tbuf.sem_perm.mode;
782
783                 return 0;
784             }
785         case IPC_OLD:
786             {
787                 struct semid_ds tbuf_old;
788
789                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
790                         return -EFAULT;
791
792                 out->uid        = tbuf_old.sem_perm.uid;
793                 out->gid        = tbuf_old.sem_perm.gid;
794                 out->mode       = tbuf_old.sem_perm.mode;
795
796                 return 0;
797             }
798         default:
799                 return -EINVAL;
800         }
801 }
802
803 static int semctl_down(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
804 {
805         struct sem_array *sma;
806         int err;
807         struct sem_setbuf setbuf;
808         struct kern_ipc_perm *ipcp;
809
810         if(cmd == IPC_SET) {
811                 if(copy_semid_from_user (&setbuf, arg.buf, version))
812                         return -EFAULT;
813         }
814         sma = sem_lock(semid);
815         if(sma==NULL)
816                 return -EINVAL;
817
818         if (sem_checkid(sma,semid)) {
819                 err=-EIDRM;
820                 goto out_unlock;
821         }       
822         ipcp = &sma->sem_perm;
823         if (current->euid != ipcp->cuid && 
824             current->euid != ipcp->uid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
825                 err=-EPERM;
826                 goto out_unlock;
827         }
828
829         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
830         if (err)
831                 goto out_unlock;
832
833         switch(cmd){
834         case IPC_RMID:
835                 freeary(sma, semid);
836                 err = 0;
837                 break;
838         case IPC_SET:
839                 if ((err = audit_ipc_perms(0, setbuf.uid, setbuf.gid, setbuf.mode, ipcp)))
840                         goto out_unlock;
841                 ipcp->uid = setbuf.uid;
842                 ipcp->gid = setbuf.gid;
843                 ipcp->mode = (ipcp->mode & ~S_IRWXUGO)
844                                 | (setbuf.mode & S_IRWXUGO);
845                 sma->sem_ctime = get_seconds();
846                 sem_unlock(sma);
847                 err = 0;
848                 break;
849         default:
850                 sem_unlock(sma);
851                 err = -EINVAL;
852                 break;
853         }
854         return err;
855
856 out_unlock:
857         sem_unlock(sma);
858         return err;
859 }
860
861 asmlinkage long sys_semctl (int semid, int semnum, int cmd, union semun arg)
862 {
863         int err = -EINVAL;
864         int version;
865
866         if (semid < 0)
867                 return -EINVAL;
868
869         version = ipc_parse_version(&cmd);
870
871         switch(cmd) {
872         case IPC_INFO:
873         case SEM_INFO:
874         case SEM_STAT:
875                 err = semctl_nolock(semid,semnum,cmd,version,arg);
876                 return err;
877         case GETALL:
878         case GETVAL:
879         case GETPID:
880         case GETNCNT:
881         case GETZCNT:
882         case IPC_STAT:
883         case SETVAL:
884         case SETALL:
885                 err = semctl_main(semid,semnum,cmd,version,arg);
886                 return err;
887         case IPC_RMID:
888         case IPC_SET:
889                 mutex_lock(&sem_ids.mutex);
890                 err = semctl_down(semid,semnum,cmd,version,arg);
891                 mutex_unlock(&sem_ids.mutex);
892                 return err;
893         default:
894                 return -EINVAL;
895         }
896 }
897
898 static inline void lock_semundo(void)
899 {
900         struct sem_undo_list *undo_list;
901
902         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
903         if (undo_list)
904                 spin_lock(&undo_list->lock);
905 }
906
907 /* This code has an interaction with copy_semundo().
908  * Consider; two tasks are sharing the undo_list. task1
909  * acquires the undo_list lock in lock_semundo().  If task2 now
910  * exits before task1 releases the lock (by calling
911  * unlock_semundo()), then task1 will never call spin_unlock().
912  * This leave the sem_undo_list in a locked state.  If task1 now creats task3
913  * and once again shares the sem_undo_list, the sem_undo_list will still be
914  * locked, and future SEM_UNDO operations will deadlock.  This case is
915  * dealt with in copy_semundo() by having it reinitialize the spin lock when 
916  * the refcnt goes from 1 to 2.
917  */
918 static inline void unlock_semundo(void)
919 {
920         struct sem_undo_list *undo_list;
921
922         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
923         if (undo_list)
924                 spin_unlock(&undo_list->lock);
925 }
926
927
928 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
929  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
930  * and current is THE ONE
931  *
932  * If this allocation and assignment succeeds, but later
933  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
934  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
935  * at exit time.
936  *
937  * This can block, so callers must hold no locks.
938  */
939 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
940 {
941         struct sem_undo_list *undo_list;
942         int size;
943
944         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
945         if (!undo_list) {
946                 size = sizeof(struct sem_undo_list);
947                 undo_list = (struct sem_undo_list *) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
948                 if (undo_list == NULL)
949                         return -ENOMEM;
950                 memset(undo_list, 0, size);
951                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
952                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
953                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
954         }
955         *undo_listp = undo_list;
956         return 0;
957 }
958
959 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
960 {
961         struct sem_undo **last, *un;
962
963         last = &ulp->proc_list;
964         un = *last;
965         while(un != NULL) {
966                 if(un->semid==semid)
967                         break;
968                 if(un->semid==-1) {
969                         *last=un->proc_next;
970                         kfree(un);
971                 } else {
972                         last=&un->proc_next;
973                 }
974                 un=*last;
975         }
976         return un;
977 }
978
979 static struct sem_undo *find_undo(int semid)
980 {
981         struct sem_array *sma;
982         struct sem_undo_list *ulp;
983         struct sem_undo *un, *new;
984         int nsems;
985         int error;
986
987         error = get_undo_list(&ulp);
988         if (error)
989                 return ERR_PTR(error);
990
991         lock_semundo();
992         un = lookup_undo(ulp, semid);
993         unlock_semundo();
994         if (likely(un!=NULL))
995                 goto out;
996
997         /* no undo structure around - allocate one. */
998         sma = sem_lock(semid);
999         un = ERR_PTR(-EINVAL);
1000         if(sma==NULL)
1001                 goto out;
1002         un = ERR_PTR(-EIDRM);
1003         if (sem_checkid(sma,semid)) {
1004                 sem_unlock(sma);
1005                 goto out;
1006         }
1007         nsems = sma->sem_nsems;
1008         ipc_rcu_getref(sma);
1009         sem_unlock(sma);
1010
1011         new = (struct sem_undo *) kmalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1012         if (!new) {
1013                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
1014                 ipc_rcu_putref(sma);
1015                 sem_unlock(sma);
1016                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1017         }
1018         memset(new, 0, sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems);
1019         new->semadj = (short *) &new[1];
1020         new->semid = semid;
1021
1022         lock_semundo();
1023         un = lookup_undo(ulp, semid);
1024         if (un) {
1025                 unlock_semundo();
1026                 kfree(new);
1027                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
1028                 ipc_rcu_putref(sma);
1029                 sem_unlock(sma);
1030                 goto out;
1031         }
1032         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
1033         ipc_rcu_putref(sma);
1034         if (sma->sem_perm.deleted) {
1035                 sem_unlock(sma);
1036                 unlock_semundo();
1037                 kfree(new);
1038                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1039                 goto out;
1040         }
1041         new->proc_next = ulp->proc_list;
1042         ulp->proc_list = new;
1043         new->id_next = sma->undo;
1044         sma->undo = new;
1045         sem_unlock(sma);
1046         un = new;
1047         unlock_semundo();
1048 out:
1049         return un;
1050 }
1051
1052 asmlinkage long sys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
1053                         unsigned nsops, const struct timespec __user *timeout)
1054 {
1055         int error = -EINVAL;
1056         struct sem_array *sma;
1057         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1058         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1059         struct sem_undo *un;
1060         int undos = 0, alter = 0, max;
1061         struct sem_queue queue;
1062         unsigned long jiffies_left = 0;
1063
1064         if (nsops < 1 || semid < 0)
1065                 return -EINVAL;
1066         if (nsops > sc_semopm)
1067                 return -E2BIG;
1068         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1069                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1070                 if(sops==NULL)
1071                         return -ENOMEM;
1072         }
1073         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1074                 error=-EFAULT;
1075                 goto out_free;
1076         }
1077         if (timeout) {
1078                 struct timespec _timeout;
1079                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1080                         error = -EFAULT;
1081                         goto out_free;
1082                 }
1083                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1084                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1085                         error = -EINVAL;
1086                         goto out_free;
1087                 }
1088                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1089         }
1090         max = 0;
1091         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1092                 if (sop->sem_num >= max)
1093                         max = sop->sem_num;
1094                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1095                         undos = 1;
1096                 if (sop->sem_op != 0)
1097                         alter = 1;
1098         }
1099
1100 retry_undos:
1101         if (undos) {
1102                 un = find_undo(semid);
1103                 if (IS_ERR(un)) {
1104                         error = PTR_ERR(un);
1105                         goto out_free;
1106                 }
1107         } else
1108                 un = NULL;
1109
1110         sma = sem_lock(semid);
1111         error=-EINVAL;
1112         if(sma==NULL)
1113                 goto out_free;
1114         error = -EIDRM;
1115         if (sem_checkid(sma,semid))
1116                 goto out_unlock_free;
1117         /*
1118          * semid identifies are not unique - find_undo may have
1119          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1120          * and now a new array with received the same id. Check and retry.
1121          */
1122         if (un && un->semid == -1) {
1123                 sem_unlock(sma);
1124                 goto retry_undos;
1125         }
1126         error = -EFBIG;
1127         if (max >= sma->sem_nsems)
1128                 goto out_unlock_free;
1129
1130         error = -EACCES;
1131         if (ipcperms(&sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1132                 goto out_unlock_free;
1133
1134         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1135         if (error)
1136                 goto out_unlock_free;
1137
1138         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, current->tgid);
1139         if (error <= 0) {
1140                 if (alter && error == 0)
1141                         update_queue (sma);
1142                 goto out_unlock_free;
1143         }
1144
1145         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1146          * task into the pending queue and go to sleep.
1147          */
1148                 
1149         queue.sma = sma;
1150         queue.sops = sops;
1151         queue.nsops = nsops;
1152         queue.undo = un;
1153         queue.pid = current->tgid;
1154         queue.id = semid;
1155         queue.alter = alter;
1156         if (alter)
1157                 append_to_queue(sma ,&queue);
1158         else
1159                 prepend_to_queue(sma ,&queue);
1160
1161         queue.status = -EINTR;
1162         queue.sleeper = current;
1163         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1164         sem_unlock(sma);
1165
1166         if (timeout)
1167                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1168         else
1169                 schedule();
1170
1171         error = queue.status;
1172         while(unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1173                 cpu_relax();
1174                 error = queue.status;
1175         }
1176
1177         if (error != -EINTR) {
1178                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1179                  * resources */
1180                 goto out_free;
1181         }
1182
1183         sma = sem_lock(semid);
1184         if(sma==NULL) {
1185                 BUG_ON(queue.prev != NULL);
1186                 error = -EIDRM;
1187                 goto out_free;
1188         }
1189
1190         /*
1191          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process
1192          */
1193         error = queue.status;
1194         if (error != -EINTR) {
1195                 goto out_unlock_free;
1196         }
1197
1198         /*
1199          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1200          */
1201         if (timeout && jiffies_left == 0)
1202                 error = -EAGAIN;
1203         remove_from_queue(sma,&queue);
1204         goto out_unlock_free;
1205
1206 out_unlock_free:
1207         sem_unlock(sma);
1208 out_free:
1209         if(sops != fast_sops)
1210                 kfree(sops);
1211         return error;
1212 }
1213
1214 asmlinkage long sys_semop (int semid, struct sembuf __user *tsops, unsigned nsops)
1215 {
1216         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1217 }
1218
1219 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1220  * parent and child tasks.
1221  *
1222  * See the notes above unlock_semundo() regarding the spin_lock_init()
1223  * in this code.  Initialize the undo_list->lock here instead of get_undo_list()
1224  * because of the reasoning in the comment above unlock_semundo.
1225  */
1226
1227 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1228 {
1229         struct sem_undo_list *undo_list;
1230         int error;
1231
1232         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1233                 error = get_undo_list(&undo_list);
1234                 if (error)
1235                         return error;
1236                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1237                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1238         } else 
1239                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1240
1241         return 0;
1242 }
1243
1244 /*
1245  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1246  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1247  * so some of them may be out of date.
1248  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1249  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1250  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1251  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1252  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1253  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1254  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1255  */
1256 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1257 {
1258         struct sem_undo_list *undo_list;
1259         struct sem_undo *u, **up;
1260
1261         undo_list = tsk->sysvsem.undo_list;
1262         if (!undo_list)
1263                 return;
1264
1265         if (!atomic_dec_and_test(&undo_list->refcnt))
1266                 return;
1267
1268         /* There's no need to hold the semundo list lock, as current
1269          * is the last task exiting for this undo list.
1270          */
1271         for (up = &undo_list->proc_list; (u = *up); *up = u->proc_next, kfree(u)) {
1272                 struct sem_array *sma;
1273                 int nsems, i;
1274                 struct sem_undo *un, **unp;
1275                 int semid;
1276                
1277                 semid = u->semid;
1278
1279                 if(semid == -1)
1280                         continue;
1281                 sma = sem_lock(semid);
1282                 if (sma == NULL)
1283                         continue;
1284
1285                 if (u->semid == -1)
1286                         goto next_entry;
1287
1288                 BUG_ON(sem_checkid(sma,u->semid));
1289
1290                 /* remove u from the sma->undo list */
1291                 for (unp = &sma->undo; (un = *unp); unp = &un->id_next) {
1292                         if (u == un)
1293                                 goto found;
1294                 }
1295                 printk ("exit_sem undo list error id=%d\n", u->semid);
1296                 goto next_entry;
1297 found:
1298                 *unp = un->id_next;
1299                 /* perform adjustments registered in u */
1300                 nsems = sma->sem_nsems;
1301                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1302                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1303                         if (u->semadj[i]) {
1304                                 semaphore->semval += u->semadj[i];
1305                                 /*
1306                                  * Range checks of the new semaphore value,
1307                                  * not defined by sus:
1308                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1309                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1310                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1311                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1312                                  *
1313                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1314                                  * and at SEMVMX.
1315                                  *
1316                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1317                                  */
1318                                 if (semaphore->semval < 0)
1319                                         semaphore->semval = 0;
1320                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1321                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1322                                 semaphore->sempid = current->tgid;
1323                         }
1324                 }
1325                 sma->sem_otime = get_seconds();
1326                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1327                 update_queue(sma);
1328 next_entry:
1329                 sem_unlock(sma);
1330         }
1331         kfree(undo_list);
1332 }
1333
1334 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1335 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1336 {
1337         struct sem_array *sma = it;
1338
1339         return seq_printf(s,
1340                           "%10d %10d  %4o %10lu %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1341                           sma->sem_perm.key,
1342                           sma->sem_id,
1343                           sma->sem_perm.mode,
1344                           sma->sem_nsems,
1345                           sma->sem_perm.uid,
1346                           sma->sem_perm.gid,
1347                           sma->sem_perm.cuid,
1348                           sma->sem_perm.cgid,
1349                           sma->sem_otime,
1350                           sma->sem_ctime);
1351 }
1352 #endif