ipc,sem: fix semctl(..., GETZCNT)
[linux-3.10.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  * /proc/sysvipc/sem support (c) 1999 Dragos Acostachioaie <dragos@iname.com>
7  *
8  * SMP-threaded, sysctl's added
9  * (c) 1999 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
10  * Enforced range limit on SEM_UNDO
11  * (c) 2001 Red Hat Inc
12  * Lockless wakeup
13  * (c) 2003 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
14  * Further wakeup optimizations, documentation
15  * (c) 2010 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
16  *
17  * support for audit of ipc object properties and permission changes
18  * Dustin Kirkland <dustin.kirkland@us.ibm.com>
19  *
20  * namespaces support
21  * OpenVZ, SWsoft Inc.
22  * Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
23  *
24  * Implementation notes: (May 2010)
25  * This file implements System V semaphores.
26  *
27  * User space visible behavior:
28  * - FIFO ordering for semop() operations (just FIFO, not starvation
29  *   protection)
30  * - multiple semaphore operations that alter the same semaphore in
31  *   one semop() are handled.
32  * - sem_ctime (time of last semctl()) is updated in the IPC_SET, SETVAL and
33  *   SETALL calls.
34  * - two Linux specific semctl() commands: SEM_STAT, SEM_INFO.
35  * - undo adjustments at process exit are limited to 0..SEMVMX.
36  * - namespace are supported.
37  * - SEMMSL, SEMMNS, SEMOPM and SEMMNI can be configured at runtine by writing
38  *   to /proc/sys/kernel/sem.
39  * - statistics about the usage are reported in /proc/sysvipc/sem.
40  *
41  * Internals:
42  * - scalability:
43  *   - all global variables are read-mostly.
44  *   - semop() calls and semctl(RMID) are synchronized by RCU.
45  *   - most operations do write operations (actually: spin_lock calls) to
46  *     the per-semaphore array structure.
47  *   Thus: Perfect SMP scaling between independent semaphore arrays.
48  *         If multiple semaphores in one array are used, then cache line
49  *         trashing on the semaphore array spinlock will limit the scaling.
50  * - semncnt and semzcnt are calculated on demand in count_semncnt() and
51  *   count_semzcnt()
52  * - the task that performs a successful semop() scans the list of all
53  *   sleeping tasks and completes any pending operations that can be fulfilled.
54  *   Semaphores are actively given to waiting tasks (necessary for FIFO).
55  *   (see update_queue())
56  * - To improve the scalability, the actual wake-up calls are performed after
57  *   dropping all locks. (see wake_up_sem_queue_prepare(),
58  *   wake_up_sem_queue_do())
59  * - All work is done by the waker, the woken up task does not have to do
60  *   anything - not even acquiring a lock or dropping a refcount.
61  * - A woken up task may not even touch the semaphore array anymore, it may
62  *   have been destroyed already by a semctl(RMID).
63  * - The synchronizations between wake-ups due to a timeout/signal and a
64  *   wake-up due to a completed semaphore operation is achieved by using an
65  *   intermediate state (IN_WAKEUP).
66  * - UNDO values are stored in an array (one per process and per
67  *   semaphore array, lazily allocated). For backwards compatibility, multiple
68  *   modes for the UNDO variables are supported (per process, per thread)
69  *   (see copy_semundo, CLONE_SYSVSEM)
70  * - There are two lists of the pending operations: a per-array list
71  *   and per-semaphore list (stored in the array). This allows to achieve FIFO
72  *   ordering without always scanning all pending operations.
73  *   The worst-case behavior is nevertheless O(N^2) for N wakeups.
74  */
75
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/spinlock.h>
78 #include <linux/init.h>
79 #include <linux/proc_fs.h>
80 #include <linux/time.h>
81 #include <linux/security.h>
82 #include <linux/syscalls.h>
83 #include <linux/audit.h>
84 #include <linux/capability.h>
85 #include <linux/seq_file.h>
86 #include <linux/rwsem.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/ipc_namespace.h>
89
90 #include <asm/uaccess.h>
91 #include "util.h"
92
93 /* One semaphore structure for each semaphore in the system. */
94 struct sem {
95         int     semval;         /* current value */
96         int     sempid;         /* pid of last operation */
97         spinlock_t      lock;   /* spinlock for fine-grained semtimedop */
98         struct list_head sem_pending; /* pending single-sop operations */
99 };
100
101 /* One queue for each sleeping process in the system. */
102 struct sem_queue {
103         struct list_head        list;    /* queue of pending operations */
104         struct task_struct      *sleeper; /* this process */
105         struct sem_undo         *undo;   /* undo structure */
106         int                     pid;     /* process id of requesting process */
107         int                     status;  /* completion status of operation */
108         struct sembuf           *sops;   /* array of pending operations */
109         int                     nsops;   /* number of operations */
110         int                     alter;   /* does *sops alter the array? */
111 };
112
113 /* Each task has a list of undo requests. They are executed automatically
114  * when the process exits.
115  */
116 struct sem_undo {
117         struct list_head        list_proc;      /* per-process list: *
118                                                  * all undos from one process
119                                                  * rcu protected */
120         struct rcu_head         rcu;            /* rcu struct for sem_undo */
121         struct sem_undo_list    *ulp;           /* back ptr to sem_undo_list */
122         struct list_head        list_id;        /* per semaphore array list:
123                                                  * all undos for one array */
124         int                     semid;          /* semaphore set identifier */
125         short                   *semadj;        /* array of adjustments */
126                                                 /* one per semaphore */
127 };
128
129 /* sem_undo_list controls shared access to the list of sem_undo structures
130  * that may be shared among all a CLONE_SYSVSEM task group.
131  */
132 struct sem_undo_list {
133         atomic_t                refcnt;
134         spinlock_t              lock;
135         struct list_head        list_proc;
136 };
137
138
139 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
140
141 #define sem_checkid(sma, semid) ipc_checkid(&sma->sem_perm, semid)
142
143 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
144 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
145 #ifdef CONFIG_PROC_FS
146 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
147 #endif
148
149 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
150 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
151
152 /*
153  * linked list protection:
154  *      sem_undo.id_next,
155  *      sem_array.sem_pending{,last},
156  *      sem_array.sem_undo: sem_lock() for read/write
157  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
158  *      
159  */
160
161 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
162 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
163 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
164 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
165
166 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
167 {
168         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
169         ns->sc_semmns = SEMMNS;
170         ns->sc_semopm = SEMOPM;
171         ns->sc_semmni = SEMMNI;
172         ns->used_sems = 0;
173         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
174 }
175
176 #ifdef CONFIG_IPC_NS
177 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
178 {
179         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
180         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
181 }
182 #endif
183
184 void __init sem_init (void)
185 {
186         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
187         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
188                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
189                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
190 }
191
192 /*
193  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
194  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
195  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
196  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
197  * semaphores from other pending complex operations.
198  *
199  * Carefully guard against sma->complex_count changing between zero
200  * and non-zero while we are spinning for the lock. The value of
201  * sma->complex_count cannot change while we are holding the lock,
202  * so sem_unlock should be fine.
203  *
204  * The global lock path checks that all the local locks have been released,
205  * checking each local lock once. This means that the local lock paths
206  * cannot start their critical sections while the global lock is held.
207  */
208 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
209                               int nsops)
210 {
211         int locknum;
212  again:
213         if (nsops == 1 && !sma->complex_count) {
214                 struct sem *sem = sma->sem_base + sops->sem_num;
215
216                 /* Lock just the semaphore we are interested in. */
217                 spin_lock(&sem->lock);
218
219                 /*
220                  * If sma->complex_count was set while we were spinning,
221                  * we may need to look at things we did not lock here.
222                  */
223                 if (unlikely(sma->complex_count)) {
224                         spin_unlock(&sem->lock);
225                         goto lock_array;
226                 }
227
228                 /*
229                  * Another process is holding the global lock on the
230                  * sem_array; we cannot enter our critical section,
231                  * but have to wait for the global lock to be released.
232                  */
233                 if (unlikely(spin_is_locked(&sma->sem_perm.lock))) {
234                         spin_unlock(&sem->lock);
235                         spin_unlock_wait(&sma->sem_perm.lock);
236                         goto again;
237                 }
238
239                 locknum = sops->sem_num;
240         } else {
241                 int i;
242                 /*
243                  * Lock the semaphore array, and wait for all of the
244                  * individual semaphore locks to go away.  The code
245                  * above ensures no new single-lock holders will enter
246                  * their critical section while the array lock is held.
247                  */
248  lock_array:
249                 spin_lock(&sma->sem_perm.lock);
250                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
251                         struct sem *sem = sma->sem_base + i;
252                         spin_unlock_wait(&sem->lock);
253                 }
254                 locknum = -1;
255         }
256         return locknum;
257 }
258
259 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
260 {
261         if (locknum == -1) {
262                 spin_unlock(&sma->sem_perm.lock);
263         } else {
264                 struct sem *sem = sma->sem_base + locknum;
265                 spin_unlock(&sem->lock);
266         }
267 }
268
269 /*
270  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rw_mutex
271  * is not held.
272  *
273  * The caller holds the RCU read lock.
274  */
275 static inline struct sem_array *sem_obtain_lock(struct ipc_namespace *ns,
276                         int id, struct sembuf *sops, int nsops, int *locknum)
277 {
278         struct kern_ipc_perm *ipcp;
279         struct sem_array *sma;
280
281         ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
282         if (IS_ERR(ipcp))
283                 return ERR_CAST(ipcp);
284
285         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
286         *locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
287
288         /* ipc_rmid() may have already freed the ID while sem_lock
289          * was spinning: verify that the structure is still valid
290          */
291         if (!ipcp->deleted)
292                 return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
293
294         sem_unlock(sma, *locknum);
295         return ERR_PTR(-EINVAL);
296 }
297
298 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
299 {
300         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
301
302         if (IS_ERR(ipcp))
303                 return ERR_CAST(ipcp);
304
305         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
306 }
307
308 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
309                                                         int id)
310 {
311         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
312
313         if (IS_ERR(ipcp))
314                 return ERR_CAST(ipcp);
315
316         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
317 }
318
319 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
320 {
321         sem_lock(sma, NULL, -1);
322         ipc_rcu_putref(sma);
323 }
324
325 static inline void sem_putref(struct sem_array *sma)
326 {
327         ipc_rcu_putref(sma);
328 }
329
330 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
331 {
332         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
333 }
334
335 /*
336  * Lockless wakeup algorithm:
337  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
338  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
339  * - wakeup is performed by
340  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
341  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
342  *        This is the notification for the blocked thread that a
343  *        result value is imminent.
344  *      * call wake_up_process
345  *      * set queue.status to the final value.
346  * - the previously blocked thread checks queue.status:
347  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
348  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
349  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
350  *        performing any operation on the sem array.
351  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
352  *
353  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
354  * races:
355  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
356  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
357  *   before update_queue had a chance to set queue.status
358  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
359  *   blocked process is woken up by a signal between writing
360  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
361  *   process could return from semtimedop and die by calling
362  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
363  *   will oops, because the task structure is already invalid.
364  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
365  *
366  */
367 #define IN_WAKEUP       1
368
369 /**
370  * newary - Create a new semaphore set
371  * @ns: namespace
372  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
373  *
374  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
375  */
376
377 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
378 {
379         int id;
380         int retval;
381         struct sem_array *sma;
382         int size;
383         key_t key = params->key;
384         int nsems = params->u.nsems;
385         int semflg = params->flg;
386         int i;
387
388         if (!nsems)
389                 return -EINVAL;
390         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
391                 return -ENOSPC;
392
393         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
394         sma = ipc_rcu_alloc(size);
395         if (!sma) {
396                 return -ENOMEM;
397         }
398         memset (sma, 0, size);
399
400         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
401         sma->sem_perm.key = key;
402
403         sma->sem_perm.security = NULL;
404         retval = security_sem_alloc(sma);
405         if (retval) {
406                 ipc_rcu_putref(sma);
407                 return retval;
408         }
409
410         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
411         if (id < 0) {
412                 security_sem_free(sma);
413                 ipc_rcu_putref(sma);
414                 return id;
415         }
416         ns->used_sems += nsems;
417
418         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
419
420         for (i = 0; i < nsems; i++) {
421                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_base[i].sem_pending);
422                 spin_lock_init(&sma->sem_base[i].lock);
423         }
424
425         sma->complex_count = 0;
426         INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_pending);
427         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
428         sma->sem_nsems = nsems;
429         sma->sem_ctime = get_seconds();
430         sem_unlock(sma, -1);
431         rcu_read_unlock();
432
433         return sma->sem_perm.id;
434 }
435
436
437 /*
438  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
439  */
440 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
441 {
442         struct sem_array *sma;
443
444         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
445         return security_sem_associate(sma, semflg);
446 }
447
448 /*
449  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
450  */
451 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
452                                 struct ipc_params *params)
453 {
454         struct sem_array *sma;
455
456         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
457         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
458                 return -EINVAL;
459
460         return 0;
461 }
462
463 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
464 {
465         struct ipc_namespace *ns;
466         struct ipc_ops sem_ops;
467         struct ipc_params sem_params;
468
469         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
470
471         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
472                 return -EINVAL;
473
474         sem_ops.getnew = newary;
475         sem_ops.associate = sem_security;
476         sem_ops.more_checks = sem_more_checks;
477
478         sem_params.key = key;
479         sem_params.flg = semflg;
480         sem_params.u.nsems = nsems;
481
482         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
483 }
484
485 /*
486  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
487  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
488  */
489
490 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
491                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
492 {
493         int result, sem_op;
494         struct sembuf *sop;
495         struct sem * curr;
496
497         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
498                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
499                 sem_op = sop->sem_op;
500                 result = curr->semval;
501   
502                 if (!sem_op && result)
503                         goto would_block;
504
505                 result += sem_op;
506                 if (result < 0)
507                         goto would_block;
508                 if (result > SEMVMX)
509                         goto out_of_range;
510                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
511                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
512                         /*
513                          *      Exceeding the undo range is an error.
514                          */
515                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
516                                 goto out_of_range;
517                 }
518                 curr->semval = result;
519         }
520
521         sop--;
522         while (sop >= sops) {
523                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
524                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
525                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
526                 sop--;
527         }
528         
529         return 0;
530
531 out_of_range:
532         result = -ERANGE;
533         goto undo;
534
535 would_block:
536         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
537                 result = -EAGAIN;
538         else
539                 result = 1;
540
541 undo:
542         sop--;
543         while (sop >= sops) {
544                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
545                 sop--;
546         }
547
548         return result;
549 }
550
551 /** wake_up_sem_queue_prepare(q, error): Prepare wake-up
552  * @q: queue entry that must be signaled
553  * @error: Error value for the signal
554  *
555  * Prepare the wake-up of the queue entry q.
556  */
557 static void wake_up_sem_queue_prepare(struct list_head *pt,
558                                 struct sem_queue *q, int error)
559 {
560         if (list_empty(pt)) {
561                 /*
562                  * Hold preempt off so that we don't get preempted and have the
563                  * wakee busy-wait until we're scheduled back on.
564                  */
565                 preempt_disable();
566         }
567         q->status = IN_WAKEUP;
568         q->pid = error;
569
570         list_add_tail(&q->list, pt);
571 }
572
573 /**
574  * wake_up_sem_queue_do(pt) - do the actual wake-up
575  * @pt: list of tasks to be woken up
576  *
577  * Do the actual wake-up.
578  * The function is called without any locks held, thus the semaphore array
579  * could be destroyed already and the tasks can disappear as soon as the
580  * status is set to the actual return code.
581  */
582 static void wake_up_sem_queue_do(struct list_head *pt)
583 {
584         struct sem_queue *q, *t;
585         int did_something;
586
587         did_something = !list_empty(pt);
588         list_for_each_entry_safe(q, t, pt, list) {
589                 wake_up_process(q->sleeper);
590                 /* q can disappear immediately after writing q->status. */
591                 smp_wmb();
592                 q->status = q->pid;
593         }
594         if (did_something)
595                 preempt_enable();
596 }
597
598 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
599 {
600         list_del(&q->list);
601         if (q->nsops > 1)
602                 sma->complex_count--;
603 }
604
605 /** check_restart(sma, q)
606  * @sma: semaphore array
607  * @q: the operation that just completed
608  *
609  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
610  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
611  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
612  * was completed.
613  */
614 static int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
615 {
616         struct sem *curr;
617         struct sem_queue *h;
618
619         /* if the operation didn't modify the array, then no restart */
620         if (q->alter == 0)
621                 return 0;
622
623         /* pending complex operations are too difficult to analyse */
624         if (sma->complex_count)
625                 return 1;
626
627         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
628         if (q->nsops > 1)
629                 return 1;
630
631         curr = sma->sem_base + q->sops[0].sem_num;
632
633         /* No-one waits on this queue */
634         if (list_empty(&curr->sem_pending))
635                 return 0;
636
637         /* the new semaphore value */
638         if (curr->semval) {
639                 /* It is impossible that someone waits for the new value:
640                  * - q is a previously sleeping simple operation that
641                  *   altered the array. It must be a decrement, because
642                  *   simple increments never sleep.
643                  * - The value is not 0, thus wait-for-zero won't proceed.
644                  * - If there are older (higher priority) decrements
645                  *   in the queue, then they have observed the original
646                  *   semval value and couldn't proceed. The operation
647                  *   decremented to value - thus they won't proceed either.
648                  */
649                 BUG_ON(q->sops[0].sem_op >= 0);
650                 return 0;
651         }
652         /*
653          * semval is 0. Check if there are wait-for-zero semops.
654          * They must be the first entries in the per-semaphore queue
655          */
656         h = list_first_entry(&curr->sem_pending, struct sem_queue, list);
657         BUG_ON(h->nsops != 1);
658         BUG_ON(h->sops[0].sem_num != q->sops[0].sem_num);
659
660         /* Yes, there is a wait-for-zero semop. Restart */
661         if (h->sops[0].sem_op == 0)
662                 return 1;
663
664         /* Again - no-one is waiting for the new value. */
665         return 0;
666 }
667
668
669 /**
670  * update_queue(sma, semnum): Look for tasks that can be completed.
671  * @sma: semaphore array.
672  * @semnum: semaphore that was modified.
673  * @pt: list head for the tasks that must be woken up.
674  *
675  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
676  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
677  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
678  * semaphore.
679  * The tasks that must be woken up are added to @pt. The return code
680  * is stored in q->pid.
681  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
682  */
683 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct list_head *pt)
684 {
685         struct sem_queue *q;
686         struct list_head *walk;
687         struct list_head *pending_list;
688         int semop_completed = 0;
689
690         if (semnum == -1)
691                 pending_list = &sma->sem_pending;
692         else
693                 pending_list = &sma->sem_base[semnum].sem_pending;
694
695 again:
696         walk = pending_list->next;
697         while (walk != pending_list) {
698                 int error, restart;
699
700                 q = container_of(walk, struct sem_queue, list);
701                 walk = walk->next;
702
703                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
704                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
705                  * necessary to scan the "alter" entries: simple increments
706                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
707                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
708                  * cannot be successful if the value is already 0.
709                  */
710                 if (semnum != -1 && sma->sem_base[semnum].semval == 0 &&
711                                 q->alter)
712                         break;
713
714                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
715                                          q->undo, q->pid);
716
717                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
718                 if (error > 0)
719                         continue;
720
721                 unlink_queue(sma, q);
722
723                 if (error) {
724                         restart = 0;
725                 } else {
726                         semop_completed = 1;
727                         restart = check_restart(sma, q);
728                 }
729
730                 wake_up_sem_queue_prepare(pt, q, error);
731                 if (restart)
732                         goto again;
733         }
734         return semop_completed;
735 }
736
737 /**
738  * do_smart_update(sma, sops, nsops, otime, pt) - optimized update_queue
739  * @sma: semaphore array
740  * @sops: operations that were performed
741  * @nsops: number of operations
742  * @otime: force setting otime
743  * @pt: list head of the tasks that must be woken up.
744  *
745  * do_smart_update() does the required called to update_queue, based on the
746  * actual changes that were performed on the semaphore array.
747  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
748  * responsible for calling wake_up_sem_queue_do(@pt).
749  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
750  */
751 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
752                         int otime, struct list_head *pt)
753 {
754         int i;
755
756         if (sma->complex_count || sops == NULL) {
757                 if (update_queue(sma, -1, pt))
758                         otime = 1;
759         }
760
761         if (!sops) {
762                 /* No semops; something special is going on. */
763                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
764                         if (update_queue(sma, i, pt))
765                                 otime = 1;
766                 }
767                 goto done;
768         }
769
770         /* Check the semaphores that were modified. */
771         for (i = 0; i < nsops; i++) {
772                 if (sops[i].sem_op > 0 ||
773                         (sops[i].sem_op < 0 &&
774                                 sma->sem_base[sops[i].sem_num].semval == 0))
775                         if (update_queue(sma, sops[i].sem_num, pt))
776                                 otime = 1;
777         }
778 done:
779         if (otime)
780                 sma->sem_otime = get_seconds();
781 }
782
783
784 /* The following counts are associated to each semaphore:
785  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
786  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
787  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
788  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
789  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
790  * The counts we return here are a rough approximation, but still
791  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
792  */
793 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
794 {
795         int semncnt;
796         struct sem_queue * q;
797
798         semncnt = 0;
799         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
800                 struct sembuf * sops = q->sops;
801                 int nsops = q->nsops;
802                 int i;
803                 for (i = 0; i < nsops; i++)
804                         if (sops[i].sem_num == semnum
805                             && (sops[i].sem_op < 0)
806                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
807                                 semncnt++;
808         }
809         return semncnt;
810 }
811
812 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
813 {
814         int semzcnt;
815         struct sem_queue * q;
816
817         semzcnt = 0;
818         list_for_each_entry(q, &sma->sem_base[semnum].sem_pending, list) {
819                 struct sembuf * sops = q->sops;
820                 BUG_ON(sops->sem_num != semnum);
821                 if ((sops->sem_op == 0) && !(sops->sem_flg & IPC_NOWAIT))
822                         semzcnt++;
823         }
824
825         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
826                 struct sembuf * sops = q->sops;
827                 int nsops = q->nsops;
828                 int i;
829                 for (i = 0; i < nsops; i++)
830                         if (sops[i].sem_num == semnum
831                             && (sops[i].sem_op == 0)
832                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
833                                 semzcnt++;
834         }
835         return semzcnt;
836 }
837
838 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rw_mutex locked
839  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rw_mutex
840  * remains locked on exit.
841  */
842 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
843 {
844         struct sem_undo *un, *tu;
845         struct sem_queue *q, *tq;
846         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
847         struct list_head tasks;
848         int i;
849
850         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
851         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
852         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
853                 list_del(&un->list_id);
854                 spin_lock(&un->ulp->lock);
855                 un->semid = -1;
856                 list_del_rcu(&un->list_proc);
857                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
858                 kfree_rcu(un, rcu);
859         }
860
861         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
862         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
863         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->sem_pending, list) {
864                 unlink_queue(sma, q);
865                 wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
866         }
867         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
868                 struct sem *sem = sma->sem_base + i;
869                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->sem_pending, list) {
870                         unlink_queue(sma, q);
871                         wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
872                 }
873         }
874
875         /* Remove the semaphore set from the IDR */
876         sem_rmid(ns, sma);
877         sem_unlock(sma, -1);
878         rcu_read_unlock();
879
880         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
881         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
882         security_sem_free(sma);
883         ipc_rcu_putref(sma);
884 }
885
886 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
887 {
888         switch(version) {
889         case IPC_64:
890                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
891         case IPC_OLD:
892             {
893                 struct semid_ds out;
894
895                 memset(&out, 0, sizeof(out));
896
897                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
898
899                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
900                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
901                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
902
903                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
904             }
905         default:
906                 return -EINVAL;
907         }
908 }
909
910 static int semctl_nolock(struct ipc_namespace *ns, int semid,
911                          int cmd, int version, void __user *p)
912 {
913         int err;
914         struct sem_array *sma;
915
916         switch(cmd) {
917         case IPC_INFO:
918         case SEM_INFO:
919         {
920                 struct seminfo seminfo;
921                 int max_id;
922
923                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
924                 if (err)
925                         return err;
926                 
927                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
928                 seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
929                 seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
930                 seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
931                 seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
932                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
933                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
934                 seminfo.semmap = SEMMAP;
935                 seminfo.semume = SEMUME;
936                 down_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
937                 if (cmd == SEM_INFO) {
938                         seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
939                         seminfo.semaem = ns->used_sems;
940                 } else {
941                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
942                         seminfo.semaem = SEMAEM;
943                 }
944                 max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
945                 up_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
946                 if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo))) 
947                         return -EFAULT;
948                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
949         }
950         case IPC_STAT:
951         case SEM_STAT:
952         {
953                 struct semid64_ds tbuf;
954                 int id = 0;
955
956                 memset(&tbuf, 0, sizeof(tbuf));
957
958                 rcu_read_lock();
959                 if (cmd == SEM_STAT) {
960                         sma = sem_obtain_object(ns, semid);
961                         if (IS_ERR(sma)) {
962                                 err = PTR_ERR(sma);
963                                 goto out_unlock;
964                         }
965                         id = sma->sem_perm.id;
966                 } else {
967                         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
968                         if (IS_ERR(sma)) {
969                                 err = PTR_ERR(sma);
970                                 goto out_unlock;
971                         }
972                 }
973
974                 err = -EACCES;
975                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
976                         goto out_unlock;
977
978                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
979                 if (err)
980                         goto out_unlock;
981
982                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
983                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
984                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
985                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
986                 rcu_read_unlock();
987                 if (copy_semid_to_user(p, &tbuf, version))
988                         return -EFAULT;
989                 return id;
990         }
991         default:
992                 return -EINVAL;
993         }
994 out_unlock:
995         rcu_read_unlock();
996         return err;
997 }
998
999 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1000                 unsigned long arg)
1001 {
1002         struct sem_undo *un;
1003         struct sem_array *sma;
1004         struct sem* curr;
1005         int err;
1006         struct list_head tasks;
1007         int val;
1008 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1009         /* big-endian 64bit */
1010         val = arg >> 32;
1011 #else
1012         /* 32bit or little-endian 64bit */
1013         val = arg;
1014 #endif
1015
1016         if (val > SEMVMX || val < 0)
1017                 return -ERANGE;
1018
1019         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1020
1021         rcu_read_lock();
1022         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1023         if (IS_ERR(sma)) {
1024                 rcu_read_unlock();
1025                 return PTR_ERR(sma);
1026         }
1027
1028         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1029                 rcu_read_unlock();
1030                 return -EINVAL;
1031         }
1032
1033
1034         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1035                 rcu_read_unlock();
1036                 return -EACCES;
1037         }
1038
1039         err = security_sem_semctl(sma, SETVAL);
1040         if (err) {
1041                 rcu_read_unlock();
1042                 return -EACCES;
1043         }
1044
1045         sem_lock(sma, NULL, -1);
1046
1047         curr = &sma->sem_base[semnum];
1048
1049         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1050         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1051                 un->semadj[semnum] = 0;
1052
1053         curr->semval = val;
1054         curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
1055         sma->sem_ctime = get_seconds();
1056         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1057         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1058         sem_unlock(sma, -1);
1059         rcu_read_unlock();
1060         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1061         return 0;
1062 }
1063
1064 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1065                 int cmd, void __user *p)
1066 {
1067         struct sem_array *sma;
1068         struct sem* curr;
1069         int err, nsems;
1070         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1071         ushort* sem_io = fast_sem_io;
1072         struct list_head tasks;
1073
1074         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1075
1076         rcu_read_lock();
1077         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1078         if (IS_ERR(sma)) {
1079                 rcu_read_unlock();
1080                 return PTR_ERR(sma);
1081         }
1082
1083         nsems = sma->sem_nsems;
1084
1085         err = -EACCES;
1086         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1087                 goto out_rcu_wakeup;
1088
1089         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1090         if (err)
1091                 goto out_rcu_wakeup;
1092
1093         err = -EACCES;
1094         switch (cmd) {
1095         case GETALL:
1096         {
1097                 ushort __user *array = p;
1098                 int i;
1099
1100                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1101                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1102                         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1103                                 sem_unlock(sma, -1);
1104                                 rcu_read_unlock();
1105                                 err = -EIDRM;
1106                                 goto out_free;
1107                         }
1108                         sem_unlock(sma, -1);
1109                         rcu_read_unlock();
1110                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1111                         if(sem_io == NULL) {
1112                                 sem_putref(sma);
1113                                 return -ENOMEM;
1114                         }
1115
1116                         rcu_read_lock();
1117                         sem_lock_and_putref(sma);
1118                         if (sma->sem_perm.deleted) {
1119                                 sem_unlock(sma, -1);
1120                                 rcu_read_unlock();
1121                                 err = -EIDRM;
1122                                 goto out_free;
1123                         }
1124                 }
1125                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1126                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
1127                 sem_unlock(sma, -1);
1128                 rcu_read_unlock();
1129                 err = 0;
1130                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1131                         err = -EFAULT;
1132                 goto out_free;
1133         }
1134         case SETALL:
1135         {
1136                 int i;
1137                 struct sem_undo *un;
1138
1139                 if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1140                         rcu_read_unlock();
1141                         return -EIDRM;
1142                 }
1143                 rcu_read_unlock();
1144
1145                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1146                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1147                         if(sem_io == NULL) {
1148                                 sem_putref(sma);
1149                                 return -ENOMEM;
1150                         }
1151                 }
1152
1153                 if (copy_from_user (sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1154                         sem_putref(sma);
1155                         err = -EFAULT;
1156                         goto out_free;
1157                 }
1158
1159                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1160                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1161                                 sem_putref(sma);
1162                                 err = -ERANGE;
1163                                 goto out_free;
1164                         }
1165                 }
1166                 rcu_read_lock();
1167                 sem_lock_and_putref(sma);
1168                 if (sma->sem_perm.deleted) {
1169                         sem_unlock(sma, -1);
1170                         rcu_read_unlock();
1171                         err = -EIDRM;
1172                         goto out_free;
1173                 }
1174
1175                 for (i = 0; i < nsems; i++)
1176                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
1177
1178                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1179                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1180                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1181                                 un->semadj[i] = 0;
1182                 }
1183                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1184                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1185                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1186                 err = 0;
1187                 goto out_unlock;
1188         }
1189         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1190         }
1191         err = -EINVAL;
1192         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1193                 goto out_rcu_wakeup;
1194
1195         sem_lock(sma, NULL, -1);
1196         curr = &sma->sem_base[semnum];
1197
1198         switch (cmd) {
1199         case GETVAL:
1200                 err = curr->semval;
1201                 goto out_unlock;
1202         case GETPID:
1203                 err = curr->sempid;
1204                 goto out_unlock;
1205         case GETNCNT:
1206                 err = count_semncnt(sma,semnum);
1207                 goto out_unlock;
1208         case GETZCNT:
1209                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
1210                 goto out_unlock;
1211         }
1212
1213 out_unlock:
1214         sem_unlock(sma, -1);
1215 out_rcu_wakeup:
1216         rcu_read_unlock();
1217         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1218 out_free:
1219         if(sem_io != fast_sem_io)
1220                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
1221         return err;
1222 }
1223
1224 static inline unsigned long
1225 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1226 {
1227         switch(version) {
1228         case IPC_64:
1229                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1230                         return -EFAULT;
1231                 return 0;
1232         case IPC_OLD:
1233             {
1234                 struct semid_ds tbuf_old;
1235
1236                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1237                         return -EFAULT;
1238
1239                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1240                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1241                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1242
1243                 return 0;
1244             }
1245         default:
1246                 return -EINVAL;
1247         }
1248 }
1249
1250 /*
1251  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
1252  * to be held in write mode.
1253  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
1254  */
1255 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1256                        int cmd, int version, void __user *p)
1257 {
1258         struct sem_array *sma;
1259         int err;
1260         struct semid64_ds semid64;
1261         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1262
1263         if(cmd == IPC_SET) {
1264                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1265                         return -EFAULT;
1266         }
1267
1268         ipcp = ipcctl_pre_down_nolock(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1269                                       &semid64.sem_perm, 0);
1270         if (IS_ERR(ipcp))
1271                 return PTR_ERR(ipcp);
1272
1273         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1274
1275         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1276         if (err) {
1277                 rcu_read_unlock();
1278                 goto out_up;
1279         }
1280
1281         switch(cmd){
1282         case IPC_RMID:
1283                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1284                 freeary(ns, ipcp);
1285                 goto out_up;
1286         case IPC_SET:
1287                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1288                 err = ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
1289                 if (err)
1290                         goto out_unlock;
1291                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1292                 break;
1293         default:
1294                 rcu_read_unlock();
1295                 err = -EINVAL;
1296                 goto out_up;
1297         }
1298
1299 out_unlock:
1300         sem_unlock(sma, -1);
1301         rcu_read_unlock();
1302 out_up:
1303         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1304         return err;
1305 }
1306
1307 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1308 {
1309         int version;
1310         struct ipc_namespace *ns;
1311         void __user *p = (void __user *)arg;
1312
1313         if (semid < 0)
1314                 return -EINVAL;
1315
1316         version = ipc_parse_version(&cmd);
1317         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1318
1319         switch(cmd) {
1320         case IPC_INFO:
1321         case SEM_INFO:
1322         case IPC_STAT:
1323         case SEM_STAT:
1324                 return semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, p);
1325         case GETALL:
1326         case GETVAL:
1327         case GETPID:
1328         case GETNCNT:
1329         case GETZCNT:
1330         case SETALL:
1331                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1332         case SETVAL:
1333                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1334         case IPC_RMID:
1335         case IPC_SET:
1336                 return semctl_down(ns, semid, cmd, version, p);
1337         default:
1338                 return -EINVAL;
1339         }
1340 }
1341
1342 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1343  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1344  * and current is THE ONE
1345  *
1346  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1347  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1348  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1349  * at exit time.
1350  *
1351  * This can block, so callers must hold no locks.
1352  */
1353 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1354 {
1355         struct sem_undo_list *undo_list;
1356
1357         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1358         if (!undo_list) {
1359                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1360                 if (undo_list == NULL)
1361                         return -ENOMEM;
1362                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1363                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
1364                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1365
1366                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1367         }
1368         *undo_listp = undo_list;
1369         return 0;
1370 }
1371
1372 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1373 {
1374         struct sem_undo *un;
1375
1376         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
1377                 if (un->semid == semid)
1378                         return un;
1379         }
1380         return NULL;
1381 }
1382
1383 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1384 {
1385         struct sem_undo *un;
1386
1387         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1388
1389         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1390         if (un) {
1391                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1392                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1393         }
1394         return un;
1395 }
1396
1397 /**
1398  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
1399  * @ns: namespace
1400  * @semid: semaphore array id
1401  *
1402  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1403  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1404  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1405  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1406  * performs a rcu_read_lock().
1407  */
1408 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1409 {
1410         struct sem_array *sma;
1411         struct sem_undo_list *ulp;
1412         struct sem_undo *un, *new;
1413         int nsems, error;
1414
1415         error = get_undo_list(&ulp);
1416         if (error)
1417                 return ERR_PTR(error);
1418
1419         rcu_read_lock();
1420         spin_lock(&ulp->lock);
1421         un = lookup_undo(ulp, semid);
1422         spin_unlock(&ulp->lock);
1423         if (likely(un!=NULL))
1424                 goto out;
1425
1426         /* no undo structure around - allocate one. */
1427         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1428         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1429         if (IS_ERR(sma)) {
1430                 rcu_read_unlock();
1431                 return ERR_CAST(sma);
1432         }
1433
1434         nsems = sma->sem_nsems;
1435         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1436                 rcu_read_unlock();
1437                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1438                 goto out;
1439         }
1440         rcu_read_unlock();
1441
1442         /* step 2: allocate new undo structure */
1443         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1444         if (!new) {
1445                 sem_putref(sma);
1446                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1447         }
1448
1449         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1450         rcu_read_lock();
1451         sem_lock_and_putref(sma);
1452         if (sma->sem_perm.deleted) {
1453                 sem_unlock(sma, -1);
1454                 rcu_read_unlock();
1455                 kfree(new);
1456                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1457                 goto out;
1458         }
1459         spin_lock(&ulp->lock);
1460
1461         /*
1462          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1463          */
1464         un = lookup_undo(ulp, semid);
1465         if (un) {
1466                 kfree(new);
1467                 goto success;
1468         }
1469         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1470         new->semadj = (short *) &new[1];
1471         new->ulp = ulp;
1472         new->semid = semid;
1473         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1474         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1475         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1476         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1477         un = new;
1478
1479 success:
1480         spin_unlock(&ulp->lock);
1481         sem_unlock(sma, -1);
1482 out:
1483         return un;
1484 }
1485
1486
1487 /**
1488  * get_queue_result - Retrieve the result code from sem_queue
1489  * @q: Pointer to queue structure
1490  *
1491  * Retrieve the return code from the pending queue. If IN_WAKEUP is found in
1492  * q->status, then we must loop until the value is replaced with the final
1493  * value: This may happen if a task is woken up by an unrelated event (e.g.
1494  * signal) and in parallel the task is woken up by another task because it got
1495  * the requested semaphores.
1496  *
1497  * The function can be called with or without holding the semaphore spinlock.
1498  */
1499 static int get_queue_result(struct sem_queue *q)
1500 {
1501         int error;
1502
1503         error = q->status;
1504         while (unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1505                 cpu_relax();
1506                 error = q->status;
1507         }
1508
1509         return error;
1510 }
1511
1512
1513 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1514                 unsigned, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
1515 {
1516         int error = -EINVAL;
1517         struct sem_array *sma;
1518         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1519         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1520         struct sem_undo *un;
1521         int undos = 0, alter = 0, max, locknum;
1522         struct sem_queue queue;
1523         unsigned long jiffies_left = 0;
1524         struct ipc_namespace *ns;
1525         struct list_head tasks;
1526
1527         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1528
1529         if (nsops < 1 || semid < 0)
1530                 return -EINVAL;
1531         if (nsops > ns->sc_semopm)
1532                 return -E2BIG;
1533         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1534                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1535                 if(sops==NULL)
1536                         return -ENOMEM;
1537         }
1538         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1539                 error=-EFAULT;
1540                 goto out_free;
1541         }
1542         if (timeout) {
1543                 struct timespec _timeout;
1544                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1545                         error = -EFAULT;
1546                         goto out_free;
1547                 }
1548                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1549                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1550                         error = -EINVAL;
1551                         goto out_free;
1552                 }
1553                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1554         }
1555         max = 0;
1556         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1557                 if (sop->sem_num >= max)
1558                         max = sop->sem_num;
1559                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1560                         undos = 1;
1561                 if (sop->sem_op != 0)
1562                         alter = 1;
1563         }
1564
1565         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1566
1567         if (undos) {
1568                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
1569                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1570                 if (IS_ERR(un)) {
1571                         error = PTR_ERR(un);
1572                         goto out_free;
1573                 }
1574         } else {
1575                 un = NULL;
1576                 rcu_read_lock();
1577         }
1578
1579         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1580         if (IS_ERR(sma)) {
1581                 rcu_read_unlock();
1582                 error = PTR_ERR(sma);
1583                 goto out_free;
1584         }
1585
1586         error = -EFBIG;
1587         if (max >= sma->sem_nsems)
1588                 goto out_rcu_wakeup;
1589
1590         error = -EACCES;
1591         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1592                 goto out_rcu_wakeup;
1593
1594         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1595         if (error)
1596                 goto out_rcu_wakeup;
1597
1598         /*
1599          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1600          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1601          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1602          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
1603          * "un" itself is guaranteed by rcu.
1604          */
1605         error = -EIDRM;
1606         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
1607         if (un && un->semid == -1)
1608                 goto out_unlock_free;
1609
1610         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, task_tgid_vnr(current));
1611         if (error <= 0) {
1612                 if (alter && error == 0)
1613                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &tasks);
1614
1615                 goto out_unlock_free;
1616         }
1617
1618         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1619          * task into the pending queue and go to sleep.
1620          */
1621                 
1622         queue.sops = sops;
1623         queue.nsops = nsops;
1624         queue.undo = un;
1625         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1626         queue.alter = alter;
1627
1628         if (nsops == 1) {
1629                 struct sem *curr;
1630                 curr = &sma->sem_base[sops->sem_num];
1631
1632                 if (alter)
1633                         list_add_tail(&queue.list, &curr->sem_pending);
1634                 else
1635                         list_add(&queue.list, &curr->sem_pending);
1636         } else {
1637                 if (alter)
1638                         list_add_tail(&queue.list, &sma->sem_pending);
1639                 else
1640                         list_add(&queue.list, &sma->sem_pending);
1641                 sma->complex_count++;
1642         }
1643
1644         queue.status = -EINTR;
1645         queue.sleeper = current;
1646
1647 sleep_again:
1648         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1649         sem_unlock(sma, locknum);
1650         rcu_read_unlock();
1651
1652         if (timeout)
1653                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1654         else
1655                 schedule();
1656
1657         error = get_queue_result(&queue);
1658
1659         if (error != -EINTR) {
1660                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1661                  * resources.
1662                  * Perform a smp_mb(): User space could assume that semop()
1663                  * is a memory barrier: Without the mb(), the cpu could
1664                  * speculatively read in user space stale data that was
1665                  * overwritten by the previous owner of the semaphore.
1666                  */
1667                 smp_mb();
1668
1669                 goto out_free;
1670         }
1671
1672         rcu_read_lock();
1673         sma = sem_obtain_lock(ns, semid, sops, nsops, &locknum);
1674
1675         /*
1676          * Wait until it's guaranteed that no wakeup_sem_queue_do() is ongoing.
1677          */
1678         error = get_queue_result(&queue);
1679
1680         /*
1681          * Array removed? If yes, leave without sem_unlock().
1682          */
1683         if (IS_ERR(sma)) {
1684                 rcu_read_unlock();
1685                 goto out_free;
1686         }
1687
1688
1689         /*
1690          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
1691          * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
1692          */
1693
1694         if (error != -EINTR) {
1695                 goto out_unlock_free;
1696         }
1697
1698         /*
1699          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1700          */
1701         if (timeout && jiffies_left == 0)
1702                 error = -EAGAIN;
1703
1704         /*
1705          * If the wakeup was spurious, just retry
1706          */
1707         if (error == -EINTR && !signal_pending(current))
1708                 goto sleep_again;
1709
1710         unlink_queue(sma, &queue);
1711
1712 out_unlock_free:
1713         sem_unlock(sma, locknum);
1714 out_rcu_wakeup:
1715         rcu_read_unlock();
1716         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1717 out_free:
1718         if(sops != fast_sops)
1719                 kfree(sops);
1720         return error;
1721 }
1722
1723 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1724                 unsigned, nsops)
1725 {
1726         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1727 }
1728
1729 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1730  * parent and child tasks.
1731  */
1732
1733 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1734 {
1735         struct sem_undo_list *undo_list;
1736         int error;
1737
1738         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1739                 error = get_undo_list(&undo_list);
1740                 if (error)
1741                         return error;
1742                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1743                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1744         } else 
1745                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1746
1747         return 0;
1748 }
1749
1750 /*
1751  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1752  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1753  * so some of them may be out of date.
1754  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1755  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1756  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1757  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1758  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1759  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1760  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1761  */
1762 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1763 {
1764         struct sem_undo_list *ulp;
1765
1766         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1767         if (!ulp)
1768                 return;
1769         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1770
1771         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1772                 return;
1773
1774         for (;;) {
1775                 struct sem_array *sma;
1776                 struct sem_undo *un;
1777                 struct list_head tasks;
1778                 int semid, i;
1779
1780                 rcu_read_lock();
1781                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
1782                                     struct sem_undo, list_proc);
1783                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc)
1784                         semid = -1;
1785                  else
1786                         semid = un->semid;
1787
1788                 if (semid == -1) {
1789                         rcu_read_unlock();
1790                         break;
1791                 }
1792
1793                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1794                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
1795                 if (IS_ERR(sma)) {
1796                         rcu_read_unlock();
1797                         continue;
1798                 }
1799
1800                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1801                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
1802                 if (un == NULL) {
1803                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
1804                          * exactly the same semid. Nothing to do.
1805                          */
1806                         sem_unlock(sma, -1);
1807                         rcu_read_unlock();
1808                         continue;
1809                 }
1810
1811                 /* remove un from the linked lists */
1812                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1813                 list_del(&un->list_id);
1814
1815                 spin_lock(&ulp->lock);
1816                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1817                 spin_unlock(&ulp->lock);
1818
1819                 /* perform adjustments registered in un */
1820                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1821                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1822                         if (un->semadj[i]) {
1823                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
1824                                 /*
1825                                  * Range checks of the new semaphore value,
1826                                  * not defined by sus:
1827                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1828                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1829                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1830                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1831                                  *
1832                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1833                                  * and at SEMVMX.
1834                                  *
1835                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1836                                  */
1837                                 if (semaphore->semval < 0)
1838                                         semaphore->semval = 0;
1839                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1840                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1841                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
1842                         }
1843                 }
1844                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1845                 INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1846                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &tasks);
1847                 sem_unlock(sma, -1);
1848                 rcu_read_unlock();
1849                 wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1850
1851                 kfree_rcu(un, rcu);
1852         }
1853         kfree(ulp);
1854 }
1855
1856 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1857 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1858 {
1859         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
1860         struct sem_array *sma = it;
1861
1862         return seq_printf(s,
1863                           "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1864                           sma->sem_perm.key,
1865                           sma->sem_perm.id,
1866                           sma->sem_perm.mode,
1867                           sma->sem_nsems,
1868                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
1869                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
1870                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
1871                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
1872                           sma->sem_otime,
1873                           sma->sem_ctime);
1874 }
1875 #endif