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