ipc/sem.c: sem optimise undo list search
[linux-2.6.git] / ipc / sem.c
1 /*
2  * linux/ipc/sem.c
3  * Copyright (C) 1992 Krishna Balasubramanian
4  * Copyright (C) 1995 Eric Schenk, Bruno Haible
5  *
6  * IMPLEMENTATION NOTES ON CODE REWRITE (Eric Schenk, January 1995):
7  * This code underwent a massive rewrite in order to solve some problems
8  * with the original code. In particular the original code failed to
9  * wake up processes that were waiting for semval to go to 0 if the
10  * value went to 0 and was then incremented rapidly enough. In solving
11  * this problem I have also modified the implementation so that it
12  * processes pending operations in a FIFO manner, thus give a guarantee
13  * that processes waiting for a lock on the semaphore won't starve
14  * unless another locking process fails to unlock.
15  * In addition the following two changes in behavior have been introduced:
16  * - The original implementation of semop returned the value
17  *   last semaphore element examined on success. This does not
18  *   match the manual page specifications, and effectively
19  *   allows the user to read the semaphore even if they do not
20  *   have read permissions. The implementation now returns 0
21  *   on success as stated in the manual page.
22  * - There is some confusion over whether the set of undo adjustments
23  *   to be performed at exit should be done in an atomic manner.
24  *   That is, if we are attempting to decrement the semval should we queue
25  *   up and wait until we can do so legally?
26  *   The original implementation attempted to do this.
27  *   The current implementation does not do so. This is because I don't
28  *   think it is the right thing (TM) to do, and because I couldn't
29  *   see a clean way to get the old behavior with the new design.
30  *   The POSIX standard and SVID should be consulted to determine
31  *   what behavior is mandated.
32  *
33  * Further notes on refinement (Christoph Rohland, December 1998):
34  * - The POSIX standard says, that the undo adjustments simply should
35  *   redo. So the current implementation is o.K.
36  * - The previous code had two flaws:
37  *   1) It actively gave the semaphore to the next waiting process
38  *      sleeping on the semaphore. Since this process did not have the
39  *      cpu this led to many unnecessary context switches and bad
40  *      performance. Now we only check which process should be able to
41  *      get the semaphore and if this process wants to reduce some
42  *      semaphore value we simply wake it up without doing the
43  *      operation. So it has to try to get it later. Thus e.g. the
44  *      running process may reacquire the semaphore during the current
45  *      time slice. If it only waits for zero or increases the semaphore,
46  *      we do the operation in advance and wake it up.
47  *   2) It did not wake up all zero waiting processes. We try to do
48  *      better but only get the semops right which only wait for zero or
49  *      increase. If there are decrement operations in the operations
50  *      array we do the same as before.
51  *
52  * With the incarnation of O(1) scheduler, it becomes unnecessary to perform
53  * check/retry algorithm for waking up blocked processes as the new scheduler
54  * is better at handling thread switch than the old one.
55  *
56  * /proc/sysvipc/sem support (c) 1999 Dragos Acostachioaie <dragos@iname.com>
57  *
58  * SMP-threaded, sysctl's added
59  * (c) 1999 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
60  * Enforced range limit on SEM_UNDO
61  * (c) 2001 Red Hat Inc
62  * Lockless wakeup
63  * (c) 2003 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
64  *
65  * support for audit of ipc object properties and permission changes
66  * Dustin Kirkland <dustin.kirkland@us.ibm.com>
67  *
68  * namespaces support
69  * OpenVZ, SWsoft Inc.
70  * Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
71  */
72
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/spinlock.h>
75 #include <linux/init.h>
76 #include <linux/proc_fs.h>
77 #include <linux/time.h>
78 #include <linux/security.h>
79 #include <linux/syscalls.h>
80 #include <linux/audit.h>
81 #include <linux/capability.h>
82 #include <linux/seq_file.h>
83 #include <linux/rwsem.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/ipc_namespace.h>
86
87 #include <asm/uaccess.h>
88 #include "util.h"
89
90 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
91
92 #define sem_unlock(sma)         ipc_unlock(&(sma)->sem_perm)
93 #define sem_checkid(sma, semid) ipc_checkid(&sma->sem_perm, semid)
94
95 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
96 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
97 #ifdef CONFIG_PROC_FS
98 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
99 #endif
100
101 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
102 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
103
104 /*
105  * linked list protection:
106  *      sem_undo.id_next,
107  *      sem_array.sem_pending{,last},
108  *      sem_array.sem_undo: sem_lock() for read/write
109  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
110  *      
111  */
112
113 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
114 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
115 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
116 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
117
118 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
119 {
120         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
121         ns->sc_semmns = SEMMNS;
122         ns->sc_semopm = SEMOPM;
123         ns->sc_semmni = SEMMNI;
124         ns->used_sems = 0;
125         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
126 }
127
128 #ifdef CONFIG_IPC_NS
129 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
130 {
131         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
132         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
133 }
134 #endif
135
136 void __init sem_init (void)
137 {
138         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
139         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
140                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
141                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
142 }
143
144 /*
145  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rw_mutex
146  * is not held.
147  */
148 static inline struct sem_array *sem_lock(struct ipc_namespace *ns, int id)
149 {
150         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_lock(&sem_ids(ns), id);
151
152         if (IS_ERR(ipcp))
153                 return (struct sem_array *)ipcp;
154
155         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
156 }
157
158 static inline struct sem_array *sem_lock_check(struct ipc_namespace *ns,
159                                                 int id)
160 {
161         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_lock_check(&sem_ids(ns), id);
162
163         if (IS_ERR(ipcp))
164                 return (struct sem_array *)ipcp;
165
166         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
167 }
168
169 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
170 {
171         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
172         ipc_rcu_putref(sma);
173 }
174
175 static inline void sem_getref_and_unlock(struct sem_array *sma)
176 {
177         ipc_rcu_getref(sma);
178         ipc_unlock(&(sma)->sem_perm);
179 }
180
181 static inline void sem_putref(struct sem_array *sma)
182 {
183         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
184         ipc_rcu_putref(sma);
185         ipc_unlock(&(sma)->sem_perm);
186 }
187
188 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
189 {
190         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
191 }
192
193 /*
194  * Lockless wakeup algorithm:
195  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
196  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
197  * - wakeup is performed by
198  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
199  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
200  *        This is the notification for the blocked thread that a
201  *        result value is imminent.
202  *      * call wake_up_process
203  *      * set queue.status to the final value.
204  * - the previously blocked thread checks queue.status:
205  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
206  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
207  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
208  *        performing any operation on the sem array.
209  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
210  *
211  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
212  * races:
213  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
214  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
215  *   before update_queue had a chance to set queue.status
216  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
217  *   blocked process is woken up by a signal between writing
218  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
219  *   process could return from semtimedop and die by calling
220  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
221  *   will oops, because the task structure is already invalid.
222  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
223  *
224  */
225 #define IN_WAKEUP       1
226
227 /**
228  * newary - Create a new semaphore set
229  * @ns: namespace
230  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
231  *
232  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
233  */
234
235 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
236 {
237         int id;
238         int retval;
239         struct sem_array *sma;
240         int size;
241         key_t key = params->key;
242         int nsems = params->u.nsems;
243         int semflg = params->flg;
244
245         if (!nsems)
246                 return -EINVAL;
247         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
248                 return -ENOSPC;
249
250         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
251         sma = ipc_rcu_alloc(size);
252         if (!sma) {
253                 return -ENOMEM;
254         }
255         memset (sma, 0, size);
256
257         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
258         sma->sem_perm.key = key;
259
260         sma->sem_perm.security = NULL;
261         retval = security_sem_alloc(sma);
262         if (retval) {
263                 ipc_rcu_putref(sma);
264                 return retval;
265         }
266
267         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
268         if (id < 0) {
269                 security_sem_free(sma);
270                 ipc_rcu_putref(sma);
271                 return id;
272         }
273         ns->used_sems += nsems;
274
275         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
276         INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_pending);
277         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
278         sma->sem_nsems = nsems;
279         sma->sem_ctime = get_seconds();
280         sem_unlock(sma);
281
282         return sma->sem_perm.id;
283 }
284
285
286 /*
287  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
288  */
289 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
290 {
291         struct sem_array *sma;
292
293         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
294         return security_sem_associate(sma, semflg);
295 }
296
297 /*
298  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
299  */
300 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
301                                 struct ipc_params *params)
302 {
303         struct sem_array *sma;
304
305         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
306         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
307                 return -EINVAL;
308
309         return 0;
310 }
311
312 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
313 {
314         struct ipc_namespace *ns;
315         struct ipc_ops sem_ops;
316         struct ipc_params sem_params;
317
318         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
319
320         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
321                 return -EINVAL;
322
323         sem_ops.getnew = newary;
324         sem_ops.associate = sem_security;
325         sem_ops.more_checks = sem_more_checks;
326
327         sem_params.key = key;
328         sem_params.flg = semflg;
329         sem_params.u.nsems = nsems;
330
331         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
332 }
333
334 /*
335  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
336  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
337  */
338
339 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
340                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
341 {
342         int result, sem_op;
343         struct sembuf *sop;
344         struct sem * curr;
345
346         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
347                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
348                 sem_op = sop->sem_op;
349                 result = curr->semval;
350   
351                 if (!sem_op && result)
352                         goto would_block;
353
354                 result += sem_op;
355                 if (result < 0)
356                         goto would_block;
357                 if (result > SEMVMX)
358                         goto out_of_range;
359                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
360                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
361                         /*
362                          *      Exceeding the undo range is an error.
363                          */
364                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
365                                 goto out_of_range;
366                 }
367                 curr->semval = result;
368         }
369
370         sop--;
371         while (sop >= sops) {
372                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
373                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
374                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
375                 sop--;
376         }
377         
378         sma->sem_otime = get_seconds();
379         return 0;
380
381 out_of_range:
382         result = -ERANGE;
383         goto undo;
384
385 would_block:
386         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
387                 result = -EAGAIN;
388         else
389                 result = 1;
390
391 undo:
392         sop--;
393         while (sop >= sops) {
394                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
395                 sop--;
396         }
397
398         return result;
399 }
400
401 /* Go through the pending queue for the indicated semaphore
402  * looking for tasks that can be completed.
403  */
404 static void update_queue (struct sem_array * sma)
405 {
406         int error;
407         struct sem_queue * q;
408
409         q = list_entry(sma->sem_pending.next, struct sem_queue, list);
410         while (&q->list != &sma->sem_pending) {
411                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
412                                          q->undo, q->pid);
413
414                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
415                 if (error <= 0) {
416                         struct sem_queue *n;
417
418                         /*
419                          * Continue scanning. The next operation
420                          * that must be checked depends on the type of the
421                          * completed operation:
422                          * - if the operation modified the array, then
423                          *   restart from the head of the queue and
424                          *   check for threads that might be waiting
425                          *   for semaphore values to become 0.
426                          * - if the operation didn't modify the array,
427                          *   then just continue.
428                          * The order of list_del() and reading ->next
429                          * is crucial: In the former case, the list_del()
430                          * must be done first [because we might be the
431                          * first entry in ->sem_pending], in the latter
432                          * case the list_del() must be done last
433                          * [because the list is invalid after the list_del()]
434                          */
435                         if (q->alter) {
436                                 list_del(&q->list);
437                                 n = list_entry(sma->sem_pending.next,
438                                                 struct sem_queue, list);
439                         } else {
440                                 n = list_entry(q->list.next, struct sem_queue,
441                                                 list);
442                                 list_del(&q->list);
443                         }
444
445                         /* wake up the waiting thread */
446                         q->status = IN_WAKEUP;
447
448                         wake_up_process(q->sleeper);
449                         /* hands-off: q will disappear immediately after
450                          * writing q->status.
451                          */
452                         smp_wmb();
453                         q->status = error;
454                         q = n;
455                 } else {
456                         q = list_entry(q->list.next, struct sem_queue, list);
457                 }
458         }
459 }
460
461 /* The following counts are associated to each semaphore:
462  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
463  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
464  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
465  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
466  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
467  * The counts we return here are a rough approximation, but still
468  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
469  */
470 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
471 {
472         int semncnt;
473         struct sem_queue * q;
474
475         semncnt = 0;
476         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
477                 struct sembuf * sops = q->sops;
478                 int nsops = q->nsops;
479                 int i;
480                 for (i = 0; i < nsops; i++)
481                         if (sops[i].sem_num == semnum
482                             && (sops[i].sem_op < 0)
483                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
484                                 semncnt++;
485         }
486         return semncnt;
487 }
488
489 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
490 {
491         int semzcnt;
492         struct sem_queue * q;
493
494         semzcnt = 0;
495         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
496                 struct sembuf * sops = q->sops;
497                 int nsops = q->nsops;
498                 int i;
499                 for (i = 0; i < nsops; i++)
500                         if (sops[i].sem_num == semnum
501                             && (sops[i].sem_op == 0)
502                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
503                                 semzcnt++;
504         }
505         return semzcnt;
506 }
507
508 static void free_un(struct rcu_head *head)
509 {
510         struct sem_undo *un = container_of(head, struct sem_undo, rcu);
511         kfree(un);
512 }
513
514 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rw_mutex locked
515  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rw_mutex
516  * remains locked on exit.
517  */
518 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
519 {
520         struct sem_undo *un, *tu;
521         struct sem_queue *q, *tq;
522         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
523
524         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
525         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
526         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
527                 list_del(&un->list_id);
528                 spin_lock(&un->ulp->lock);
529                 un->semid = -1;
530                 list_del_rcu(&un->list_proc);
531                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
532                 call_rcu(&un->rcu, free_un);
533         }
534
535         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
536         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->sem_pending, list) {
537                 list_del(&q->list);
538
539                 q->status = IN_WAKEUP;
540                 wake_up_process(q->sleeper); /* doesn't sleep */
541                 smp_wmb();
542                 q->status = -EIDRM;     /* hands-off q */
543         }
544
545         /* Remove the semaphore set from the IDR */
546         sem_rmid(ns, sma);
547         sem_unlock(sma);
548
549         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
550         security_sem_free(sma);
551         ipc_rcu_putref(sma);
552 }
553
554 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
555 {
556         switch(version) {
557         case IPC_64:
558                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
559         case IPC_OLD:
560             {
561                 struct semid_ds out;
562
563                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
564
565                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
566                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
567                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
568
569                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
570             }
571         default:
572                 return -EINVAL;
573         }
574 }
575
576 static int semctl_nolock(struct ipc_namespace *ns, int semid,
577                          int cmd, int version, union semun arg)
578 {
579         int err = -EINVAL;
580         struct sem_array *sma;
581
582         switch(cmd) {
583         case IPC_INFO:
584         case SEM_INFO:
585         {
586                 struct seminfo seminfo;
587                 int max_id;
588
589                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
590                 if (err)
591                         return err;
592                 
593                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
594                 seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
595                 seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
596                 seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
597                 seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
598                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
599                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
600                 seminfo.semmap = SEMMAP;
601                 seminfo.semume = SEMUME;
602                 down_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
603                 if (cmd == SEM_INFO) {
604                         seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
605                         seminfo.semaem = ns->used_sems;
606                 } else {
607                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
608                         seminfo.semaem = SEMAEM;
609                 }
610                 max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
611                 up_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
612                 if (copy_to_user (arg.__buf, &seminfo, sizeof(struct seminfo))) 
613                         return -EFAULT;
614                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
615         }
616         case IPC_STAT:
617         case SEM_STAT:
618         {
619                 struct semid64_ds tbuf;
620                 int id;
621
622                 if (cmd == SEM_STAT) {
623                         sma = sem_lock(ns, semid);
624                         if (IS_ERR(sma))
625                                 return PTR_ERR(sma);
626                         id = sma->sem_perm.id;
627                 } else {
628                         sma = sem_lock_check(ns, semid);
629                         if (IS_ERR(sma))
630                                 return PTR_ERR(sma);
631                         id = 0;
632                 }
633
634                 err = -EACCES;
635                 if (ipcperms (&sma->sem_perm, S_IRUGO))
636                         goto out_unlock;
637
638                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
639                 if (err)
640                         goto out_unlock;
641
642                 memset(&tbuf, 0, sizeof(tbuf));
643
644                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
645                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
646                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
647                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
648                 sem_unlock(sma);
649                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
650                         return -EFAULT;
651                 return id;
652         }
653         default:
654                 return -EINVAL;
655         }
656         return err;
657 out_unlock:
658         sem_unlock(sma);
659         return err;
660 }
661
662 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
663                 int cmd, int version, union semun arg)
664 {
665         struct sem_array *sma;
666         struct sem* curr;
667         int err;
668         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
669         ushort* sem_io = fast_sem_io;
670         int nsems;
671
672         sma = sem_lock_check(ns, semid);
673         if (IS_ERR(sma))
674                 return PTR_ERR(sma);
675
676         nsems = sma->sem_nsems;
677
678         err = -EACCES;
679         if (ipcperms (&sma->sem_perm, (cmd==SETVAL||cmd==SETALL)?S_IWUGO:S_IRUGO))
680                 goto out_unlock;
681
682         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
683         if (err)
684                 goto out_unlock;
685
686         err = -EACCES;
687         switch (cmd) {
688         case GETALL:
689         {
690                 ushort __user *array = arg.array;
691                 int i;
692
693                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
694                         sem_getref_and_unlock(sma);
695
696                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
697                         if(sem_io == NULL) {
698                                 sem_putref(sma);
699                                 return -ENOMEM;
700                         }
701
702                         sem_lock_and_putref(sma);
703                         if (sma->sem_perm.deleted) {
704                                 sem_unlock(sma);
705                                 err = -EIDRM;
706                                 goto out_free;
707                         }
708                 }
709
710                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
711                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
712                 sem_unlock(sma);
713                 err = 0;
714                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
715                         err = -EFAULT;
716                 goto out_free;
717         }
718         case SETALL:
719         {
720                 int i;
721                 struct sem_undo *un;
722
723                 sem_getref_and_unlock(sma);
724
725                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
726                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
727                         if(sem_io == NULL) {
728                                 sem_putref(sma);
729                                 return -ENOMEM;
730                         }
731                 }
732
733                 if (copy_from_user (sem_io, arg.array, nsems*sizeof(ushort))) {
734                         sem_putref(sma);
735                         err = -EFAULT;
736                         goto out_free;
737                 }
738
739                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
740                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
741                                 sem_putref(sma);
742                                 err = -ERANGE;
743                                 goto out_free;
744                         }
745                 }
746                 sem_lock_and_putref(sma);
747                 if (sma->sem_perm.deleted) {
748                         sem_unlock(sma);
749                         err = -EIDRM;
750                         goto out_free;
751                 }
752
753                 for (i = 0; i < nsems; i++)
754                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
755
756                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
757                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
758                         for (i = 0; i < nsems; i++)
759                                 un->semadj[i] = 0;
760                 }
761                 sma->sem_ctime = get_seconds();
762                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
763                 update_queue(sma);
764                 err = 0;
765                 goto out_unlock;
766         }
767         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT, SETVAL: fall-through */
768         }
769         err = -EINVAL;
770         if(semnum < 0 || semnum >= nsems)
771                 goto out_unlock;
772
773         curr = &sma->sem_base[semnum];
774
775         switch (cmd) {
776         case GETVAL:
777                 err = curr->semval;
778                 goto out_unlock;
779         case GETPID:
780                 err = curr->sempid;
781                 goto out_unlock;
782         case GETNCNT:
783                 err = count_semncnt(sma,semnum);
784                 goto out_unlock;
785         case GETZCNT:
786                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
787                 goto out_unlock;
788         case SETVAL:
789         {
790                 int val = arg.val;
791                 struct sem_undo *un;
792
793                 err = -ERANGE;
794                 if (val > SEMVMX || val < 0)
795                         goto out_unlock;
796
797                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
798                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
799                         un->semadj[semnum] = 0;
800
801                 curr->semval = val;
802                 curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
803                 sma->sem_ctime = get_seconds();
804                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
805                 update_queue(sma);
806                 err = 0;
807                 goto out_unlock;
808         }
809         }
810 out_unlock:
811         sem_unlock(sma);
812 out_free:
813         if(sem_io != fast_sem_io)
814                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
815         return err;
816 }
817
818 static inline unsigned long
819 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
820 {
821         switch(version) {
822         case IPC_64:
823                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
824                         return -EFAULT;
825                 return 0;
826         case IPC_OLD:
827             {
828                 struct semid_ds tbuf_old;
829
830                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
831                         return -EFAULT;
832
833                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
834                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
835                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
836
837                 return 0;
838             }
839         default:
840                 return -EINVAL;
841         }
842 }
843
844 /*
845  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
846  * to be held in write mode.
847  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
848  */
849 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
850                        int cmd, int version, union semun arg)
851 {
852         struct sem_array *sma;
853         int err;
854         struct semid64_ds semid64;
855         struct kern_ipc_perm *ipcp;
856
857         if(cmd == IPC_SET) {
858                 if (copy_semid_from_user(&semid64, arg.buf, version))
859                         return -EFAULT;
860         }
861
862         ipcp = ipcctl_pre_down(&sem_ids(ns), semid, cmd, &semid64.sem_perm, 0);
863         if (IS_ERR(ipcp))
864                 return PTR_ERR(ipcp);
865
866         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
867
868         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
869         if (err)
870                 goto out_unlock;
871
872         switch(cmd){
873         case IPC_RMID:
874                 freeary(ns, ipcp);
875                 goto out_up;
876         case IPC_SET:
877                 ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
878                 sma->sem_ctime = get_seconds();
879                 break;
880         default:
881                 err = -EINVAL;
882         }
883
884 out_unlock:
885         sem_unlock(sma);
886 out_up:
887         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
888         return err;
889 }
890
891 SYSCALL_DEFINE(semctl)(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg)
892 {
893         int err = -EINVAL;
894         int version;
895         struct ipc_namespace *ns;
896
897         if (semid < 0)
898                 return -EINVAL;
899
900         version = ipc_parse_version(&cmd);
901         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
902
903         switch(cmd) {
904         case IPC_INFO:
905         case SEM_INFO:
906         case IPC_STAT:
907         case SEM_STAT:
908                 err = semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, arg);
909                 return err;
910         case GETALL:
911         case GETVAL:
912         case GETPID:
913         case GETNCNT:
914         case GETZCNT:
915         case SETVAL:
916         case SETALL:
917                 err = semctl_main(ns,semid,semnum,cmd,version,arg);
918                 return err;
919         case IPC_RMID:
920         case IPC_SET:
921                 err = semctl_down(ns, semid, cmd, version, arg);
922                 return err;
923         default:
924                 return -EINVAL;
925         }
926 }
927 #ifdef CONFIG_HAVE_SYSCALL_WRAPPERS
928 asmlinkage long SyS_semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg)
929 {
930         return SYSC_semctl((int) semid, (int) semnum, (int) cmd, arg);
931 }
932 SYSCALL_ALIAS(sys_semctl, SyS_semctl);
933 #endif
934
935 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
936  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
937  * and current is THE ONE
938  *
939  * If this allocation and assignment succeeds, but later
940  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
941  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
942  * at exit time.
943  *
944  * This can block, so callers must hold no locks.
945  */
946 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
947 {
948         struct sem_undo_list *undo_list;
949
950         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
951         if (!undo_list) {
952                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
953                 if (undo_list == NULL)
954                         return -ENOMEM;
955                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
956                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
957                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
958
959                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
960         }
961         *undo_listp = undo_list;
962         return 0;
963 }
964
965 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
966 {
967         struct sem_undo *un;
968
969         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
970                 if (un->semid == semid)
971                         return un;
972         }
973         return NULL;
974 }
975
976 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
977 {
978         struct sem_undo *un;
979
980         assert_spin_locked(&ulp->lock);
981
982         un = __lookup_undo(ulp, semid);
983         if (un) {
984                 list_del_rcu(&un->list_proc);
985                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
986         }
987         return un;
988 }
989
990 /**
991  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
992  * @ns: namespace
993  * @semid: semaphore array id
994  *
995  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
996  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
997  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
998  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
999  * performs a rcu_read_lock().
1000  */
1001 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1002 {
1003         struct sem_array *sma;
1004         struct sem_undo_list *ulp;
1005         struct sem_undo *un, *new;
1006         int nsems;
1007         int error;
1008
1009         error = get_undo_list(&ulp);
1010         if (error)
1011                 return ERR_PTR(error);
1012
1013         rcu_read_lock();
1014         spin_lock(&ulp->lock);
1015         un = lookup_undo(ulp, semid);
1016         spin_unlock(&ulp->lock);
1017         if (likely(un!=NULL))
1018                 goto out;
1019         rcu_read_unlock();
1020
1021         /* no undo structure around - allocate one. */
1022         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1023         sma = sem_lock_check(ns, semid);
1024         if (IS_ERR(sma))
1025                 return ERR_PTR(PTR_ERR(sma));
1026
1027         nsems = sma->sem_nsems;
1028         sem_getref_and_unlock(sma);
1029
1030         /* step 2: allocate new undo structure */
1031         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1032         if (!new) {
1033                 sem_putref(sma);
1034                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1035         }
1036
1037         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1038         sem_lock_and_putref(sma);
1039         if (sma->sem_perm.deleted) {
1040                 sem_unlock(sma);
1041                 kfree(new);
1042                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1043                 goto out;
1044         }
1045         spin_lock(&ulp->lock);
1046
1047         /*
1048          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1049          */
1050         un = lookup_undo(ulp, semid);
1051         if (un) {
1052                 kfree(new);
1053                 goto success;
1054         }
1055         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1056         new->semadj = (short *) &new[1];
1057         new->ulp = ulp;
1058         new->semid = semid;
1059         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1060         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1061         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1062         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1063         un = new;
1064
1065 success:
1066         spin_unlock(&ulp->lock);
1067         rcu_read_lock();
1068         sem_unlock(sma);
1069 out:
1070         return un;
1071 }
1072
1073 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1074                 unsigned, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
1075 {
1076         int error = -EINVAL;
1077         struct sem_array *sma;
1078         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1079         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1080         struct sem_undo *un;
1081         int undos = 0, alter = 0, max;
1082         struct sem_queue queue;
1083         unsigned long jiffies_left = 0;
1084         struct ipc_namespace *ns;
1085
1086         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1087
1088         if (nsops < 1 || semid < 0)
1089                 return -EINVAL;
1090         if (nsops > ns->sc_semopm)
1091                 return -E2BIG;
1092         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1093                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1094                 if(sops==NULL)
1095                         return -ENOMEM;
1096         }
1097         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1098                 error=-EFAULT;
1099                 goto out_free;
1100         }
1101         if (timeout) {
1102                 struct timespec _timeout;
1103                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1104                         error = -EFAULT;
1105                         goto out_free;
1106                 }
1107                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1108                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1109                         error = -EINVAL;
1110                         goto out_free;
1111                 }
1112                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1113         }
1114         max = 0;
1115         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1116                 if (sop->sem_num >= max)
1117                         max = sop->sem_num;
1118                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1119                         undos = 1;
1120                 if (sop->sem_op != 0)
1121                         alter = 1;
1122         }
1123
1124         if (undos) {
1125                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1126                 if (IS_ERR(un)) {
1127                         error = PTR_ERR(un);
1128                         goto out_free;
1129                 }
1130         } else
1131                 un = NULL;
1132
1133         sma = sem_lock_check(ns, semid);
1134         if (IS_ERR(sma)) {
1135                 if (un)
1136                         rcu_read_unlock();
1137                 error = PTR_ERR(sma);
1138                 goto out_free;
1139         }
1140
1141         /*
1142          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1143          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1144          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1145          * This case can be detected checking un->semid. The existance of
1146          * "un" itself is guaranteed by rcu.
1147          */
1148         error = -EIDRM;
1149         if (un) {
1150                 if (un->semid == -1) {
1151                         rcu_read_unlock();
1152                         goto out_unlock_free;
1153                 } else {
1154                         /*
1155                          * rcu lock can be released, "un" cannot disappear:
1156                          * - sem_lock is acquired, thus IPC_RMID is
1157                          *   impossible.
1158                          * - exit_sem is impossible, it always operates on
1159                          *   current (or a dead task).
1160                          */
1161
1162                         rcu_read_unlock();
1163                 }
1164         }
1165
1166         error = -EFBIG;
1167         if (max >= sma->sem_nsems)
1168                 goto out_unlock_free;
1169
1170         error = -EACCES;
1171         if (ipcperms(&sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1172                 goto out_unlock_free;
1173
1174         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1175         if (error)
1176                 goto out_unlock_free;
1177
1178         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, task_tgid_vnr(current));
1179         if (error <= 0) {
1180                 if (alter && error == 0)
1181                         update_queue (sma);
1182                 goto out_unlock_free;
1183         }
1184
1185         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1186          * task into the pending queue and go to sleep.
1187          */
1188                 
1189         queue.sops = sops;
1190         queue.nsops = nsops;
1191         queue.undo = un;
1192         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1193         queue.alter = alter;
1194         if (alter)
1195                 list_add_tail(&queue.list, &sma->sem_pending);
1196         else
1197                 list_add(&queue.list, &sma->sem_pending);
1198
1199         queue.status = -EINTR;
1200         queue.sleeper = current;
1201         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1202         sem_unlock(sma);
1203
1204         if (timeout)
1205                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1206         else
1207                 schedule();
1208
1209         error = queue.status;
1210         while(unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1211                 cpu_relax();
1212                 error = queue.status;
1213         }
1214
1215         if (error != -EINTR) {
1216                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1217                  * resources */
1218                 goto out_free;
1219         }
1220
1221         sma = sem_lock(ns, semid);
1222         if (IS_ERR(sma)) {
1223                 error = -EIDRM;
1224                 goto out_free;
1225         }
1226
1227         /*
1228          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process
1229          */
1230         error = queue.status;
1231         if (error != -EINTR) {
1232                 goto out_unlock_free;
1233         }
1234
1235         /*
1236          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1237          */
1238         if (timeout && jiffies_left == 0)
1239                 error = -EAGAIN;
1240         list_del(&queue.list);
1241
1242 out_unlock_free:
1243         sem_unlock(sma);
1244 out_free:
1245         if(sops != fast_sops)
1246                 kfree(sops);
1247         return error;
1248 }
1249
1250 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1251                 unsigned, nsops)
1252 {
1253         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1254 }
1255
1256 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1257  * parent and child tasks.
1258  */
1259
1260 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1261 {
1262         struct sem_undo_list *undo_list;
1263         int error;
1264
1265         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1266                 error = get_undo_list(&undo_list);
1267                 if (error)
1268                         return error;
1269                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1270                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1271         } else 
1272                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1273
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 /*
1278  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1279  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1280  * so some of them may be out of date.
1281  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1282  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1283  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1284  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1285  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1286  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1287  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1288  */
1289 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1290 {
1291         struct sem_undo_list *ulp;
1292
1293         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1294         if (!ulp)
1295                 return;
1296         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1297
1298         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1299                 return;
1300
1301         for (;;) {
1302                 struct sem_array *sma;
1303                 struct sem_undo *un;
1304                 int semid;
1305                 int i;
1306
1307                 rcu_read_lock();
1308                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
1309                                     struct sem_undo, list_proc);
1310                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc)
1311                         semid = -1;
1312                  else
1313                         semid = un->semid;
1314                 rcu_read_unlock();
1315
1316                 if (semid == -1)
1317                         break;
1318
1319                 sma = sem_lock_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1320
1321                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
1322                 if (IS_ERR(sma))
1323                         continue;
1324
1325                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
1326                 if (un == NULL) {
1327                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
1328                          * exactly the same semid. Nothing to do.
1329                          */
1330                         sem_unlock(sma);
1331                         continue;
1332                 }
1333
1334                 /* remove un from the linked lists */
1335                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1336                 list_del(&un->list_id);
1337
1338                 spin_lock(&ulp->lock);
1339                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1340                 spin_unlock(&ulp->lock);
1341
1342                 /* perform adjustments registered in un */
1343                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1344                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1345                         if (un->semadj[i]) {
1346                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
1347                                 /*
1348                                  * Range checks of the new semaphore value,
1349                                  * not defined by sus:
1350                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1351                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1352                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1353                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1354                                  *
1355                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1356                                  * and at SEMVMX.
1357                                  *
1358                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1359                                  */
1360                                 if (semaphore->semval < 0)
1361                                         semaphore->semval = 0;
1362                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1363                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1364                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
1365                         }
1366                 }
1367                 sma->sem_otime = get_seconds();
1368                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1369                 update_queue(sma);
1370                 sem_unlock(sma);
1371
1372                 call_rcu(&un->rcu, free_un);
1373         }
1374         kfree(ulp);
1375 }
1376
1377 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1378 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1379 {
1380         struct sem_array *sma = it;
1381
1382         return seq_printf(s,
1383                           "%10d %10d  %4o %10lu %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1384                           sma->sem_perm.key,
1385                           sma->sem_perm.id,
1386                           sma->sem_perm.mode,
1387                           sma->sem_nsems,
1388                           sma->sem_perm.uid,
1389                           sma->sem_perm.gid,
1390                           sma->sem_perm.cuid,
1391                           sma->sem_perm.cgid,
1392                           sma->sem_otime,
1393                           sma->sem_ctime);
1394 }
1395 #endif