[PATCH] IPC: access to unmapped vmalloc area in grow_ary()
[linux-2.6.git] / ipc / util.c
1 /*
2  * linux/ipc/util.c
3  * Copyright (C) 1992 Krishna Balasubramanian
4  *
5  * Sep 1997 - Call suser() last after "normal" permission checks so we
6  *            get BSD style process accounting right.
7  *            Occurs in several places in the IPC code.
8  *            Chris Evans, <chris@ferret.lmh.ox.ac.uk>
9  * Nov 1999 - ipc helper functions, unified SMP locking
10  *            Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
11  * Oct 2002 - One lock per IPC id. RCU ipc_free for lock-free grow_ary().
12  *            Mingming Cao <cmm@us.ibm.com>
13  */
14
15 #include <linux/config.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/shm.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/msg.h>
20 #include <linux/smp_lock.h>
21 #include <linux/vmalloc.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/capability.h>
24 #include <linux/highuid.h>
25 #include <linux/security.h>
26 #include <linux/rcupdate.h>
27 #include <linux/workqueue.h>
28 #include <linux/seq_file.h>
29 #include <linux/proc_fs.h>
30
31 #include <asm/unistd.h>
32
33 #include "util.h"
34
35 struct ipc_proc_iface {
36         const char *path;
37         const char *header;
38         struct ipc_ids *ids;
39         int (*show)(struct seq_file *, void *);
40 };
41
42 /**
43  *      ipc_init        -       initialise IPC subsystem
44  *
45  *      The various system5 IPC resources (semaphores, messages and shared
46  *      memory are initialised
47  */
48  
49 static int __init ipc_init(void)
50 {
51         sem_init();
52         msg_init();
53         shm_init();
54         return 0;
55 }
56 __initcall(ipc_init);
57
58 /**
59  *      ipc_init_ids            -       initialise IPC identifiers
60  *      @ids: Identifier set
61  *      @size: Number of identifiers
62  *
63  *      Given a size for the ipc identifier range (limited below IPCMNI)
64  *      set up the sequence range to use then allocate and initialise the
65  *      array itself. 
66  */
67  
68 void __init ipc_init_ids(struct ipc_ids* ids, int size)
69 {
70         int i;
71
72         mutex_init(&ids->mutex);
73
74         if(size > IPCMNI)
75                 size = IPCMNI;
76         ids->in_use = 0;
77         ids->max_id = -1;
78         ids->seq = 0;
79         {
80                 int seq_limit = INT_MAX/SEQ_MULTIPLIER;
81                 if(seq_limit > USHRT_MAX)
82                         ids->seq_max = USHRT_MAX;
83                  else
84                         ids->seq_max = seq_limit;
85         }
86
87         ids->entries = ipc_rcu_alloc(sizeof(struct kern_ipc_perm *)*size +
88                                      sizeof(struct ipc_id_ary));
89
90         if(ids->entries == NULL) {
91                 printk(KERN_ERR "ipc_init_ids() failed, ipc service disabled.\n");
92                 size = 0;
93                 ids->entries = &ids->nullentry;
94         }
95         ids->entries->size = size;
96         for(i=0;i<size;i++)
97                 ids->entries->p[i] = NULL;
98 }
99
100 #ifdef CONFIG_PROC_FS
101 static struct file_operations sysvipc_proc_fops;
102 /**
103  *      ipc_init_proc_interface -  Create a proc interface for sysipc types
104  *                                 using a seq_file interface.
105  *      @path: Path in procfs
106  *      @header: Banner to be printed at the beginning of the file.
107  *      @ids: ipc id table to iterate.
108  *      @show: show routine.
109  */
110 void __init ipc_init_proc_interface(const char *path, const char *header,
111                                     struct ipc_ids *ids,
112                                     int (*show)(struct seq_file *, void *))
113 {
114         struct proc_dir_entry *pde;
115         struct ipc_proc_iface *iface;
116
117         iface = kmalloc(sizeof(*iface), GFP_KERNEL);
118         if (!iface)
119                 return;
120         iface->path     = path;
121         iface->header   = header;
122         iface->ids      = ids;
123         iface->show     = show;
124
125         pde = create_proc_entry(path,
126                                 S_IRUGO,        /* world readable */
127                                 NULL            /* parent dir */);
128         if (pde) {
129                 pde->data = iface;
130                 pde->proc_fops = &sysvipc_proc_fops;
131         } else {
132                 kfree(iface);
133         }
134 }
135 #endif
136
137 /**
138  *      ipc_findkey     -       find a key in an ipc identifier set     
139  *      @ids: Identifier set
140  *      @key: The key to find
141  *      
142  *      Requires ipc_ids.mutex locked.
143  *      Returns the identifier if found or -1 if not.
144  */
145  
146 int ipc_findkey(struct ipc_ids* ids, key_t key)
147 {
148         int id;
149         struct kern_ipc_perm* p;
150         int max_id = ids->max_id;
151
152         /*
153          * rcu_dereference() is not needed here
154          * since ipc_ids.mutex is held
155          */
156         for (id = 0; id <= max_id; id++) {
157                 p = ids->entries->p[id];
158                 if(p==NULL)
159                         continue;
160                 if (key == p->key)
161                         return id;
162         }
163         return -1;
164 }
165
166 /*
167  * Requires ipc_ids.mutex locked
168  */
169 static int grow_ary(struct ipc_ids* ids, int newsize)
170 {
171         struct ipc_id_ary* new;
172         struct ipc_id_ary* old;
173         int i;
174         int size = ids->entries->size;
175
176         if(newsize > IPCMNI)
177                 newsize = IPCMNI;
178         if(newsize <= size)
179                 return newsize;
180
181         new = ipc_rcu_alloc(sizeof(struct kern_ipc_perm *)*newsize +
182                             sizeof(struct ipc_id_ary));
183         if(new == NULL)
184                 return size;
185         new->size = newsize;
186         memcpy(new->p, ids->entries->p, sizeof(struct kern_ipc_perm *)*size);
187         for(i=size;i<newsize;i++) {
188                 new->p[i] = NULL;
189         }
190         old = ids->entries;
191
192         /*
193          * Use rcu_assign_pointer() to make sure the memcpyed contents
194          * of the new array are visible before the new array becomes visible.
195          */
196         rcu_assign_pointer(ids->entries, new);
197
198         ipc_rcu_putref(old);
199         return newsize;
200 }
201
202 /**
203  *      ipc_addid       -       add an IPC identifier
204  *      @ids: IPC identifier set
205  *      @new: new IPC permission set
206  *      @size: new size limit for the id array
207  *
208  *      Add an entry 'new' to the IPC arrays. The permissions object is
209  *      initialised and the first free entry is set up and the id assigned
210  *      is returned. The list is returned in a locked state on success.
211  *      On failure the list is not locked and -1 is returned.
212  *
213  *      Called with ipc_ids.mutex held.
214  */
215  
216 int ipc_addid(struct ipc_ids* ids, struct kern_ipc_perm* new, int size)
217 {
218         int id;
219
220         size = grow_ary(ids,size);
221
222         /*
223          * rcu_dereference()() is not needed here since
224          * ipc_ids.mutex is held
225          */
226         for (id = 0; id < size; id++) {
227                 if(ids->entries->p[id] == NULL)
228                         goto found;
229         }
230         return -1;
231 found:
232         ids->in_use++;
233         if (id > ids->max_id)
234                 ids->max_id = id;
235
236         new->cuid = new->uid = current->euid;
237         new->gid = new->cgid = current->egid;
238
239         new->seq = ids->seq++;
240         if(ids->seq > ids->seq_max)
241                 ids->seq = 0;
242
243         spin_lock_init(&new->lock);
244         new->deleted = 0;
245         rcu_read_lock();
246         spin_lock(&new->lock);
247         ids->entries->p[id] = new;
248         return id;
249 }
250
251 /**
252  *      ipc_rmid        -       remove an IPC identifier
253  *      @ids: identifier set
254  *      @id: Identifier to remove
255  *
256  *      The identifier must be valid, and in use. The kernel will panic if
257  *      fed an invalid identifier. The entry is removed and internal
258  *      variables recomputed. The object associated with the identifier
259  *      is returned.
260  *      ipc_ids.mutex and the spinlock for this ID is hold before this function
261  *      is called, and remain locked on the exit.
262  */
263  
264 struct kern_ipc_perm* ipc_rmid(struct ipc_ids* ids, int id)
265 {
266         struct kern_ipc_perm* p;
267         int lid = id % SEQ_MULTIPLIER;
268         BUG_ON(lid >= ids->entries->size);
269
270         /* 
271          * do not need a rcu_dereference()() here to force ordering
272          * on Alpha, since the ipc_ids.mutex is held.
273          */     
274         p = ids->entries->p[lid];
275         ids->entries->p[lid] = NULL;
276         BUG_ON(p==NULL);
277         ids->in_use--;
278
279         if (lid == ids->max_id) {
280                 do {
281                         lid--;
282                         if(lid == -1)
283                                 break;
284                 } while (ids->entries->p[lid] == NULL);
285                 ids->max_id = lid;
286         }
287         p->deleted = 1;
288         return p;
289 }
290
291 /**
292  *      ipc_alloc       -       allocate ipc space
293  *      @size: size desired
294  *
295  *      Allocate memory from the appropriate pools and return a pointer to it.
296  *      NULL is returned if the allocation fails
297  */
298  
299 void* ipc_alloc(int size)
300 {
301         void* out;
302         if(size > PAGE_SIZE)
303                 out = vmalloc(size);
304         else
305                 out = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
306         return out;
307 }
308
309 /**
310  *      ipc_free        -       free ipc space
311  *      @ptr: pointer returned by ipc_alloc
312  *      @size: size of block
313  *
314  *      Free a block created with ipc_alloc. The caller must know the size
315  *      used in the allocation call.
316  */
317
318 void ipc_free(void* ptr, int size)
319 {
320         if(size > PAGE_SIZE)
321                 vfree(ptr);
322         else
323                 kfree(ptr);
324 }
325
326 /*
327  * rcu allocations:
328  * There are three headers that are prepended to the actual allocation:
329  * - during use: ipc_rcu_hdr.
330  * - during the rcu grace period: ipc_rcu_grace.
331  * - [only if vmalloc]: ipc_rcu_sched.
332  * Their lifetime doesn't overlap, thus the headers share the same memory.
333  * Unlike a normal union, they are right-aligned, thus some container_of
334  * forward/backward casting is necessary:
335  */
336 struct ipc_rcu_hdr
337 {
338         int refcount;
339         int is_vmalloc;
340         void *data[0];
341 };
342
343
344 struct ipc_rcu_grace
345 {
346         struct rcu_head rcu;
347         /* "void *" makes sure alignment of following data is sane. */
348         void *data[0];
349 };
350
351 struct ipc_rcu_sched
352 {
353         struct work_struct work;
354         /* "void *" makes sure alignment of following data is sane. */
355         void *data[0];
356 };
357
358 #define HDRLEN_KMALLOC          (sizeof(struct ipc_rcu_grace) > sizeof(struct ipc_rcu_hdr) ? \
359                                         sizeof(struct ipc_rcu_grace) : sizeof(struct ipc_rcu_hdr))
360 #define HDRLEN_VMALLOC          (sizeof(struct ipc_rcu_sched) > HDRLEN_KMALLOC ? \
361                                         sizeof(struct ipc_rcu_sched) : HDRLEN_KMALLOC)
362
363 static inline int rcu_use_vmalloc(int size)
364 {
365         /* Too big for a single page? */
366         if (HDRLEN_KMALLOC + size > PAGE_SIZE)
367                 return 1;
368         return 0;
369 }
370
371 /**
372  *      ipc_rcu_alloc   -       allocate ipc and rcu space 
373  *      @size: size desired
374  *
375  *      Allocate memory for the rcu header structure +  the object.
376  *      Returns the pointer to the object.
377  *      NULL is returned if the allocation fails. 
378  */
379  
380 void* ipc_rcu_alloc(int size)
381 {
382         void* out;
383         /* 
384          * We prepend the allocation with the rcu struct, and
385          * workqueue if necessary (for vmalloc). 
386          */
387         if (rcu_use_vmalloc(size)) {
388                 out = vmalloc(HDRLEN_VMALLOC + size);
389                 if (out) {
390                         out += HDRLEN_VMALLOC;
391                         container_of(out, struct ipc_rcu_hdr, data)->is_vmalloc = 1;
392                         container_of(out, struct ipc_rcu_hdr, data)->refcount = 1;
393                 }
394         } else {
395                 out = kmalloc(HDRLEN_KMALLOC + size, GFP_KERNEL);
396                 if (out) {
397                         out += HDRLEN_KMALLOC;
398                         container_of(out, struct ipc_rcu_hdr, data)->is_vmalloc = 0;
399                         container_of(out, struct ipc_rcu_hdr, data)->refcount = 1;
400                 }
401         }
402
403         return out;
404 }
405
406 void ipc_rcu_getref(void *ptr)
407 {
408         container_of(ptr, struct ipc_rcu_hdr, data)->refcount++;
409 }
410
411 /**
412  * ipc_schedule_free - free ipc + rcu space
413  * @head: RCU callback structure for queued work
414  * 
415  * Since RCU callback function is called in bh,
416  * we need to defer the vfree to schedule_work
417  */
418 static void ipc_schedule_free(struct rcu_head *head)
419 {
420         struct ipc_rcu_grace *grace =
421                 container_of(head, struct ipc_rcu_grace, rcu);
422         struct ipc_rcu_sched *sched =
423                         container_of(&(grace->data[0]), struct ipc_rcu_sched, data[0]);
424
425         INIT_WORK(&sched->work, vfree, sched);
426         schedule_work(&sched->work);
427 }
428
429 /**
430  * ipc_immediate_free - free ipc + rcu space
431  * @head: RCU callback structure that contains pointer to be freed
432  *
433  * Free from the RCU callback context
434  */
435 static void ipc_immediate_free(struct rcu_head *head)
436 {
437         struct ipc_rcu_grace *free =
438                 container_of(head, struct ipc_rcu_grace, rcu);
439         kfree(free);
440 }
441
442 void ipc_rcu_putref(void *ptr)
443 {
444         if (--container_of(ptr, struct ipc_rcu_hdr, data)->refcount > 0)
445                 return;
446
447         if (container_of(ptr, struct ipc_rcu_hdr, data)->is_vmalloc) {
448                 call_rcu(&container_of(ptr, struct ipc_rcu_grace, data)->rcu,
449                                 ipc_schedule_free);
450         } else {
451                 call_rcu(&container_of(ptr, struct ipc_rcu_grace, data)->rcu,
452                                 ipc_immediate_free);
453         }
454 }
455
456 /**
457  *      ipcperms        -       check IPC permissions
458  *      @ipcp: IPC permission set
459  *      @flag: desired permission set.
460  *
461  *      Check user, group, other permissions for access
462  *      to ipc resources. return 0 if allowed
463  */
464  
465 int ipcperms (struct kern_ipc_perm *ipcp, short flag)
466 {       /* flag will most probably be 0 or S_...UGO from <linux/stat.h> */
467         int requested_mode, granted_mode;
468
469         requested_mode = (flag >> 6) | (flag >> 3) | flag;
470         granted_mode = ipcp->mode;
471         if (current->euid == ipcp->cuid || current->euid == ipcp->uid)
472                 granted_mode >>= 6;
473         else if (in_group_p(ipcp->cgid) || in_group_p(ipcp->gid))
474                 granted_mode >>= 3;
475         /* is there some bit set in requested_mode but not in granted_mode? */
476         if ((requested_mode & ~granted_mode & 0007) && 
477             !capable(CAP_IPC_OWNER))
478                 return -1;
479
480         return security_ipc_permission(ipcp, flag);
481 }
482
483 /*
484  * Functions to convert between the kern_ipc_perm structure and the
485  * old/new ipc_perm structures
486  */
487
488 /**
489  *      kernel_to_ipc64_perm    -       convert kernel ipc permissions to user
490  *      @in: kernel permissions
491  *      @out: new style IPC permissions
492  *
493  *      Turn the kernel object 'in' into a set of permissions descriptions
494  *      for returning to userspace (out).
495  */
496  
497
498 void kernel_to_ipc64_perm (struct kern_ipc_perm *in, struct ipc64_perm *out)
499 {
500         out->key        = in->key;
501         out->uid        = in->uid;
502         out->gid        = in->gid;
503         out->cuid       = in->cuid;
504         out->cgid       = in->cgid;
505         out->mode       = in->mode;
506         out->seq        = in->seq;
507 }
508
509 /**
510  *      ipc64_perm_to_ipc_perm  -       convert old ipc permissions to new
511  *      @in: new style IPC permissions
512  *      @out: old style IPC permissions
513  *
514  *      Turn the new style permissions object in into a compatibility
515  *      object and store it into the 'out' pointer.
516  */
517  
518 void ipc64_perm_to_ipc_perm (struct ipc64_perm *in, struct ipc_perm *out)
519 {
520         out->key        = in->key;
521         SET_UID(out->uid, in->uid);
522         SET_GID(out->gid, in->gid);
523         SET_UID(out->cuid, in->cuid);
524         SET_GID(out->cgid, in->cgid);
525         out->mode       = in->mode;
526         out->seq        = in->seq;
527 }
528
529 /*
530  * So far only shm_get_stat() calls ipc_get() via shm_get(), so ipc_get()
531  * is called with shm_ids.mutex locked.  Since grow_ary() is also called with
532  * shm_ids.mutex down(for Shared Memory), there is no need to add read
533  * barriers here to gurantee the writes in grow_ary() are seen in order 
534  * here (for Alpha).
535  *
536  * However ipc_get() itself does not necessary require ipc_ids.mutex down. So
537  * if in the future ipc_get() is used by other places without ipc_ids.mutex
538  * down, then ipc_get() needs read memery barriers as ipc_lock() does.
539  */
540 struct kern_ipc_perm* ipc_get(struct ipc_ids* ids, int id)
541 {
542         struct kern_ipc_perm* out;
543         int lid = id % SEQ_MULTIPLIER;
544         if(lid >= ids->entries->size)
545                 return NULL;
546         out = ids->entries->p[lid];
547         return out;
548 }
549
550 struct kern_ipc_perm* ipc_lock(struct ipc_ids* ids, int id)
551 {
552         struct kern_ipc_perm* out;
553         int lid = id % SEQ_MULTIPLIER;
554         struct ipc_id_ary* entries;
555
556         rcu_read_lock();
557         entries = rcu_dereference(ids->entries);
558         if(lid >= entries->size) {
559                 rcu_read_unlock();
560                 return NULL;
561         }
562         out = entries->p[lid];
563         if(out == NULL) {
564                 rcu_read_unlock();
565                 return NULL;
566         }
567         spin_lock(&out->lock);
568         
569         /* ipc_rmid() may have already freed the ID while ipc_lock
570          * was spinning: here verify that the structure is still valid
571          */
572         if (out->deleted) {
573                 spin_unlock(&out->lock);
574                 rcu_read_unlock();
575                 return NULL;
576         }
577         return out;
578 }
579
580 void ipc_lock_by_ptr(struct kern_ipc_perm *perm)
581 {
582         rcu_read_lock();
583         spin_lock(&perm->lock);
584 }
585
586 void ipc_unlock(struct kern_ipc_perm* perm)
587 {
588         spin_unlock(&perm->lock);
589         rcu_read_unlock();
590 }
591
592 int ipc_buildid(struct ipc_ids* ids, int id, int seq)
593 {
594         return SEQ_MULTIPLIER*seq + id;
595 }
596
597 int ipc_checkid(struct ipc_ids* ids, struct kern_ipc_perm* ipcp, int uid)
598 {
599         if(uid/SEQ_MULTIPLIER != ipcp->seq)
600                 return 1;
601         return 0;
602 }
603
604 #ifdef __ARCH_WANT_IPC_PARSE_VERSION
605
606
607 /**
608  *      ipc_parse_version       -       IPC call version
609  *      @cmd: pointer to command
610  *
611  *      Return IPC_64 for new style IPC and IPC_OLD for old style IPC. 
612  *      The cmd value is turned from an encoding command and version into
613  *      just the command code.
614  */
615  
616 int ipc_parse_version (int *cmd)
617 {
618         if (*cmd & IPC_64) {
619                 *cmd ^= IPC_64;
620                 return IPC_64;
621         } else {
622                 return IPC_OLD;
623         }
624 }
625
626 #endif /* __ARCH_WANT_IPC_PARSE_VERSION */
627
628 #ifdef CONFIG_PROC_FS
629 static void *sysvipc_proc_next(struct seq_file *s, void *it, loff_t *pos)
630 {
631         struct ipc_proc_iface *iface = s->private;
632         struct kern_ipc_perm *ipc = it;
633         loff_t p;
634
635         /* If we had an ipc id locked before, unlock it */
636         if (ipc && ipc != SEQ_START_TOKEN)
637                 ipc_unlock(ipc);
638
639         /*
640          * p = *pos - 1 (because id 0 starts at position 1)
641          *          + 1 (because we increment the position by one)
642          */
643         for (p = *pos; p <= iface->ids->max_id; p++) {
644                 if ((ipc = ipc_lock(iface->ids, p)) != NULL) {
645                         *pos = p + 1;
646                         return ipc;
647                 }
648         }
649
650         /* Out of range - return NULL to terminate iteration */
651         return NULL;
652 }
653
654 /*
655  * File positions: pos 0 -> header, pos n -> ipc id + 1.
656  * SeqFile iterator: iterator value locked shp or SEQ_TOKEN_START.
657  */
658 static void *sysvipc_proc_start(struct seq_file *s, loff_t *pos)
659 {
660         struct ipc_proc_iface *iface = s->private;
661         struct kern_ipc_perm *ipc;
662         loff_t p;
663
664         /*
665          * Take the lock - this will be released by the corresponding
666          * call to stop().
667          */
668         mutex_lock(&iface->ids->mutex);
669
670         /* pos < 0 is invalid */
671         if (*pos < 0)
672                 return NULL;
673
674         /* pos == 0 means header */
675         if (*pos == 0)
676                 return SEQ_START_TOKEN;
677
678         /* Find the (pos-1)th ipc */
679         for (p = *pos - 1; p <= iface->ids->max_id; p++) {
680                 if ((ipc = ipc_lock(iface->ids, p)) != NULL) {
681                         *pos = p + 1;
682                         return ipc;
683                 }
684         }
685         return NULL;
686 }
687
688 static void sysvipc_proc_stop(struct seq_file *s, void *it)
689 {
690         struct kern_ipc_perm *ipc = it;
691         struct ipc_proc_iface *iface = s->private;
692
693         /* If we had a locked segment, release it */
694         if (ipc && ipc != SEQ_START_TOKEN)
695                 ipc_unlock(ipc);
696
697         /* Release the lock we took in start() */
698         mutex_unlock(&iface->ids->mutex);
699 }
700
701 static int sysvipc_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
702 {
703         struct ipc_proc_iface *iface = s->private;
704
705         if (it == SEQ_START_TOKEN)
706                 return seq_puts(s, iface->header);
707
708         return iface->show(s, it);
709 }
710
711 static struct seq_operations sysvipc_proc_seqops = {
712         .start = sysvipc_proc_start,
713         .stop  = sysvipc_proc_stop,
714         .next  = sysvipc_proc_next,
715         .show  = sysvipc_proc_show,
716 };
717
718 static int sysvipc_proc_open(struct inode *inode, struct file *file) {
719         int ret;
720         struct seq_file *seq;
721
722         ret = seq_open(file, &sysvipc_proc_seqops);
723         if (!ret) {
724                 seq = file->private_data;
725                 seq->private = PDE(inode)->data;
726         }
727         return ret;
728 }
729
730 static struct file_operations sysvipc_proc_fops = {
731         .open    = sysvipc_proc_open,
732         .read    = seq_read,
733         .llseek  = seq_lseek,
734         .release = seq_release,
735 };
736 #endif /* CONFIG_PROC_FS */