4b4139f6ad5c83e07a538436f0cc0100e462f061
[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 static inline struct sem_array *sem_obtain_lock(struct ipc_namespace *ns,
274                         int id, struct sembuf *sops, int nsops, int *locknum)
275 {
276         struct kern_ipc_perm *ipcp;
277         struct sem_array *sma;
278
279         rcu_read_lock();
280         ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
281         if (IS_ERR(ipcp)) {
282                 sma = ERR_CAST(ipcp);
283                 goto err;
284         }
285
286         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
287         *locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
288
289         /* ipc_rmid() may have already freed the ID while sem_lock
290          * was spinning: verify that the structure is still valid
291          */
292         if (!ipcp->deleted)
293                 return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
294
295         sem_unlock(sma, *locknum);
296         sma = ERR_PTR(-EINVAL);
297 err:
298         rcu_read_unlock();
299         return sma;
300 }
301
302 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
303 {
304         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
305
306         if (IS_ERR(ipcp))
307                 return ERR_CAST(ipcp);
308
309         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
310 }
311
312 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
313                                                         int id)
314 {
315         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
316
317         if (IS_ERR(ipcp))
318                 return ERR_CAST(ipcp);
319
320         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
321 }
322
323 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
324 {
325         rcu_read_lock();
326         sem_lock(sma, NULL, -1);
327         ipc_rcu_putref(sma);
328 }
329
330 static inline void sem_putref(struct sem_array *sma)
331 {
332         sem_lock_and_putref(sma);
333         sem_unlock(sma, -1);
334         rcu_read_unlock();
335 }
336
337 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
338 {
339         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
340 }
341
342 /*
343  * Lockless wakeup algorithm:
344  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
345  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
346  * - wakeup is performed by
347  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
348  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
349  *        This is the notification for the blocked thread that a
350  *        result value is imminent.
351  *      * call wake_up_process
352  *      * set queue.status to the final value.
353  * - the previously blocked thread checks queue.status:
354  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
355  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
356  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
357  *        performing any operation on the sem array.
358  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
359  *
360  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
361  * races:
362  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
363  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
364  *   before update_queue had a chance to set queue.status
365  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
366  *   blocked process is woken up by a signal between writing
367  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
368  *   process could return from semtimedop and die by calling
369  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
370  *   will oops, because the task structure is already invalid.
371  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
372  *
373  */
374 #define IN_WAKEUP       1
375
376 /**
377  * newary - Create a new semaphore set
378  * @ns: namespace
379  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
380  *
381  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
382  */
383
384 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
385 {
386         int id;
387         int retval;
388         struct sem_array *sma;
389         int size;
390         key_t key = params->key;
391         int nsems = params->u.nsems;
392         int semflg = params->flg;
393         int i;
394
395         if (!nsems)
396                 return -EINVAL;
397         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
398                 return -ENOSPC;
399
400         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
401         sma = ipc_rcu_alloc(size);
402         if (!sma) {
403                 return -ENOMEM;
404         }
405         memset (sma, 0, size);
406
407         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
408         sma->sem_perm.key = key;
409
410         sma->sem_perm.security = NULL;
411         retval = security_sem_alloc(sma);
412         if (retval) {
413                 ipc_rcu_putref(sma);
414                 return retval;
415         }
416
417         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
418         if (id < 0) {
419                 security_sem_free(sma);
420                 ipc_rcu_putref(sma);
421                 return id;
422         }
423         ns->used_sems += nsems;
424
425         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
426
427         for (i = 0; i < nsems; i++) {
428                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_base[i].sem_pending);
429                 spin_lock_init(&sma->sem_base[i].lock);
430         }
431
432         sma->complex_count = 0;
433         INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_pending);
434         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
435         sma->sem_nsems = nsems;
436         sma->sem_ctime = get_seconds();
437         sem_unlock(sma, -1);
438         rcu_read_unlock();
439
440         return sma->sem_perm.id;
441 }
442
443
444 /*
445  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
446  */
447 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
448 {
449         struct sem_array *sma;
450
451         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
452         return security_sem_associate(sma, semflg);
453 }
454
455 /*
456  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
457  */
458 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
459                                 struct ipc_params *params)
460 {
461         struct sem_array *sma;
462
463         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
464         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
465                 return -EINVAL;
466
467         return 0;
468 }
469
470 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
471 {
472         struct ipc_namespace *ns;
473         struct ipc_ops sem_ops;
474         struct ipc_params sem_params;
475
476         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
477
478         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
479                 return -EINVAL;
480
481         sem_ops.getnew = newary;
482         sem_ops.associate = sem_security;
483         sem_ops.more_checks = sem_more_checks;
484
485         sem_params.key = key;
486         sem_params.flg = semflg;
487         sem_params.u.nsems = nsems;
488
489         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
490 }
491
492 /*
493  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
494  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
495  */
496
497 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
498                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
499 {
500         int result, sem_op;
501         struct sembuf *sop;
502         struct sem * curr;
503
504         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
505                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
506                 sem_op = sop->sem_op;
507                 result = curr->semval;
508   
509                 if (!sem_op && result)
510                         goto would_block;
511
512                 result += sem_op;
513                 if (result < 0)
514                         goto would_block;
515                 if (result > SEMVMX)
516                         goto out_of_range;
517                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
518                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
519                         /*
520                          *      Exceeding the undo range is an error.
521                          */
522                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
523                                 goto out_of_range;
524                 }
525                 curr->semval = result;
526         }
527
528         sop--;
529         while (sop >= sops) {
530                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
531                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
532                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
533                 sop--;
534         }
535         
536         return 0;
537
538 out_of_range:
539         result = -ERANGE;
540         goto undo;
541
542 would_block:
543         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
544                 result = -EAGAIN;
545         else
546                 result = 1;
547
548 undo:
549         sop--;
550         while (sop >= sops) {
551                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
552                 sop--;
553         }
554
555         return result;
556 }
557
558 /** wake_up_sem_queue_prepare(q, error): Prepare wake-up
559  * @q: queue entry that must be signaled
560  * @error: Error value for the signal
561  *
562  * Prepare the wake-up of the queue entry q.
563  */
564 static void wake_up_sem_queue_prepare(struct list_head *pt,
565                                 struct sem_queue *q, int error)
566 {
567         if (list_empty(pt)) {
568                 /*
569                  * Hold preempt off so that we don't get preempted and have the
570                  * wakee busy-wait until we're scheduled back on.
571                  */
572                 preempt_disable();
573         }
574         q->status = IN_WAKEUP;
575         q->pid = error;
576
577         list_add_tail(&q->list, pt);
578 }
579
580 /**
581  * wake_up_sem_queue_do(pt) - do the actual wake-up
582  * @pt: list of tasks to be woken up
583  *
584  * Do the actual wake-up.
585  * The function is called without any locks held, thus the semaphore array
586  * could be destroyed already and the tasks can disappear as soon as the
587  * status is set to the actual return code.
588  */
589 static void wake_up_sem_queue_do(struct list_head *pt)
590 {
591         struct sem_queue *q, *t;
592         int did_something;
593
594         did_something = !list_empty(pt);
595         list_for_each_entry_safe(q, t, pt, list) {
596                 wake_up_process(q->sleeper);
597                 /* q can disappear immediately after writing q->status. */
598                 smp_wmb();
599                 q->status = q->pid;
600         }
601         if (did_something)
602                 preempt_enable();
603 }
604
605 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
606 {
607         list_del(&q->list);
608         if (q->nsops > 1)
609                 sma->complex_count--;
610 }
611
612 /** check_restart(sma, q)
613  * @sma: semaphore array
614  * @q: the operation that just completed
615  *
616  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
617  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
618  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
619  * was completed.
620  */
621 static int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
622 {
623         struct sem *curr;
624         struct sem_queue *h;
625
626         /* if the operation didn't modify the array, then no restart */
627         if (q->alter == 0)
628                 return 0;
629
630         /* pending complex operations are too difficult to analyse */
631         if (sma->complex_count)
632                 return 1;
633
634         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
635         if (q->nsops > 1)
636                 return 1;
637
638         curr = sma->sem_base + q->sops[0].sem_num;
639
640         /* No-one waits on this queue */
641         if (list_empty(&curr->sem_pending))
642                 return 0;
643
644         /* the new semaphore value */
645         if (curr->semval) {
646                 /* It is impossible that someone waits for the new value:
647                  * - q is a previously sleeping simple operation that
648                  *   altered the array. It must be a decrement, because
649                  *   simple increments never sleep.
650                  * - The value is not 0, thus wait-for-zero won't proceed.
651                  * - If there are older (higher priority) decrements
652                  *   in the queue, then they have observed the original
653                  *   semval value and couldn't proceed. The operation
654                  *   decremented to value - thus they won't proceed either.
655                  */
656                 BUG_ON(q->sops[0].sem_op >= 0);
657                 return 0;
658         }
659         /*
660          * semval is 0. Check if there are wait-for-zero semops.
661          * They must be the first entries in the per-semaphore queue
662          */
663         h = list_first_entry(&curr->sem_pending, struct sem_queue, list);
664         BUG_ON(h->nsops != 1);
665         BUG_ON(h->sops[0].sem_num != q->sops[0].sem_num);
666
667         /* Yes, there is a wait-for-zero semop. Restart */
668         if (h->sops[0].sem_op == 0)
669                 return 1;
670
671         /* Again - no-one is waiting for the new value. */
672         return 0;
673 }
674
675
676 /**
677  * update_queue(sma, semnum): Look for tasks that can be completed.
678  * @sma: semaphore array.
679  * @semnum: semaphore that was modified.
680  * @pt: list head for the tasks that must be woken up.
681  *
682  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
683  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
684  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
685  * semaphore.
686  * The tasks that must be woken up are added to @pt. The return code
687  * is stored in q->pid.
688  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
689  */
690 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct list_head *pt)
691 {
692         struct sem_queue *q;
693         struct list_head *walk;
694         struct list_head *pending_list;
695         int semop_completed = 0;
696
697         if (semnum == -1)
698                 pending_list = &sma->sem_pending;
699         else
700                 pending_list = &sma->sem_base[semnum].sem_pending;
701
702 again:
703         walk = pending_list->next;
704         while (walk != pending_list) {
705                 int error, restart;
706
707                 q = container_of(walk, struct sem_queue, list);
708                 walk = walk->next;
709
710                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
711                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
712                  * necessary to scan the "alter" entries: simple increments
713                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
714                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
715                  * cannot be successful if the value is already 0.
716                  */
717                 if (semnum != -1 && sma->sem_base[semnum].semval == 0 &&
718                                 q->alter)
719                         break;
720
721                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
722                                          q->undo, q->pid);
723
724                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
725                 if (error > 0)
726                         continue;
727
728                 unlink_queue(sma, q);
729
730                 if (error) {
731                         restart = 0;
732                 } else {
733                         semop_completed = 1;
734                         restart = check_restart(sma, q);
735                 }
736
737                 wake_up_sem_queue_prepare(pt, q, error);
738                 if (restart)
739                         goto again;
740         }
741         return semop_completed;
742 }
743
744 /**
745  * do_smart_update(sma, sops, nsops, otime, pt) - optimized update_queue
746  * @sma: semaphore array
747  * @sops: operations that were performed
748  * @nsops: number of operations
749  * @otime: force setting otime
750  * @pt: list head of the tasks that must be woken up.
751  *
752  * do_smart_update() does the required called to update_queue, based on the
753  * actual changes that were performed on the semaphore array.
754  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
755  * responsible for calling wake_up_sem_queue_do(@pt).
756  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
757  */
758 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
759                         int otime, struct list_head *pt)
760 {
761         int i;
762
763         if (sma->complex_count || sops == NULL) {
764                 if (update_queue(sma, -1, pt))
765                         otime = 1;
766         }
767
768         if (!sops) {
769                 /* No semops; something special is going on. */
770                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
771                         if (update_queue(sma, i, pt))
772                                 otime = 1;
773                 }
774                 goto done;
775         }
776
777         /* Check the semaphores that were modified. */
778         for (i = 0; i < nsops; i++) {
779                 if (sops[i].sem_op > 0 ||
780                         (sops[i].sem_op < 0 &&
781                                 sma->sem_base[sops[i].sem_num].semval == 0))
782                         if (update_queue(sma, sops[i].sem_num, pt))
783                                 otime = 1;
784         }
785 done:
786         if (otime)
787                 sma->sem_otime = get_seconds();
788 }
789
790
791 /* The following counts are associated to each semaphore:
792  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
793  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
794  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
795  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
796  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
797  * The counts we return here are a rough approximation, but still
798  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
799  */
800 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
801 {
802         int semncnt;
803         struct sem_queue * q;
804
805         semncnt = 0;
806         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
807                 struct sembuf * sops = q->sops;
808                 int nsops = q->nsops;
809                 int i;
810                 for (i = 0; i < nsops; i++)
811                         if (sops[i].sem_num == semnum
812                             && (sops[i].sem_op < 0)
813                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
814                                 semncnt++;
815         }
816         return semncnt;
817 }
818
819 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
820 {
821         int semzcnt;
822         struct sem_queue * q;
823
824         semzcnt = 0;
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                 if (cmd == SEM_STAT) {
959                         rcu_read_lock();
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                         rcu_read_lock();
968                         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
969                         if (IS_ERR(sma)) {
970                                 err = PTR_ERR(sma);
971                                 goto out_unlock;
972                         }
973                 }
974
975                 err = -EACCES;
976                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
977                         goto out_unlock;
978
979                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
980                 if (err)
981                         goto out_unlock;
982
983                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
984                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
985                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
986                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
987                 rcu_read_unlock();
988                 if (copy_semid_to_user(p, &tbuf, version))
989                         return -EFAULT;
990                 return id;
991         }
992         default:
993                 return -EINVAL;
994         }
995 out_unlock:
996         rcu_read_unlock();
997         return err;
998 }
999
1000 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1001                 unsigned long arg)
1002 {
1003         struct sem_undo *un;
1004         struct sem_array *sma;
1005         struct sem* curr;
1006         int err;
1007         struct list_head tasks;
1008         int val;
1009 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1010         /* big-endian 64bit */
1011         val = arg >> 32;
1012 #else
1013         /* 32bit or little-endian 64bit */
1014         val = arg;
1015 #endif
1016
1017         if (val > SEMVMX || val < 0)
1018                 return -ERANGE;
1019
1020         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1021
1022         rcu_read_lock();
1023         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1024         if (IS_ERR(sma)) {
1025                 rcu_read_unlock();
1026                 return PTR_ERR(sma);
1027         }
1028
1029         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1030                 rcu_read_unlock();
1031                 return -EINVAL;
1032         }
1033
1034
1035         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1036                 rcu_read_unlock();
1037                 return -EACCES;
1038         }
1039
1040         err = security_sem_semctl(sma, SETVAL);
1041         if (err) {
1042                 rcu_read_unlock();
1043                 return -EACCES;
1044         }
1045
1046         sem_lock(sma, NULL, -1);
1047
1048         curr = &sma->sem_base[semnum];
1049
1050         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1051         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1052                 un->semadj[semnum] = 0;
1053
1054         curr->semval = val;
1055         curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
1056         sma->sem_ctime = get_seconds();
1057         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1058         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1059         sem_unlock(sma, -1);
1060         rcu_read_unlock();
1061         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1062         return 0;
1063 }
1064
1065 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1066                 int cmd, void __user *p)
1067 {
1068         struct sem_array *sma;
1069         struct sem* curr;
1070         int err, nsems;
1071         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1072         ushort* sem_io = fast_sem_io;
1073         struct list_head tasks;
1074
1075         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1076
1077         rcu_read_lock();
1078         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1079         if (IS_ERR(sma)) {
1080                 rcu_read_unlock();
1081                 return PTR_ERR(sma);
1082         }
1083
1084         nsems = sma->sem_nsems;
1085
1086         err = -EACCES;
1087         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm,
1088                         cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
1089                 rcu_read_unlock();
1090                 goto out_wakeup;
1091         }
1092
1093         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1094         if (err) {
1095                 rcu_read_unlock();
1096                 goto out_wakeup;
1097         }
1098
1099         err = -EACCES;
1100         switch (cmd) {
1101         case GETALL:
1102         {
1103                 ushort __user *array = p;
1104                 int i;
1105
1106                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1107                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1108                         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1109                                 sem_unlock(sma, -1);
1110                                 rcu_read_unlock();
1111                                 err = -EIDRM;
1112                                 goto out_free;
1113                         }
1114                         sem_unlock(sma, -1);
1115                         rcu_read_unlock();
1116                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1117                         if(sem_io == NULL) {
1118                                 sem_putref(sma);
1119                                 return -ENOMEM;
1120                         }
1121
1122                         sem_lock_and_putref(sma);
1123                         if (sma->sem_perm.deleted) {
1124                                 sem_unlock(sma, -1);
1125                                 rcu_read_unlock();
1126                                 err = -EIDRM;
1127                                 goto out_free;
1128                         }
1129                 }
1130                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1131                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
1132                 sem_unlock(sma, -1);
1133                 rcu_read_unlock();
1134                 err = 0;
1135                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1136                         err = -EFAULT;
1137                 goto out_free;
1138         }
1139         case SETALL:
1140         {
1141                 int i;
1142                 struct sem_undo *un;
1143
1144                 if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1145                         rcu_read_unlock();
1146                         return -EIDRM;
1147                 }
1148                 rcu_read_unlock();
1149
1150                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1151                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1152                         if(sem_io == NULL) {
1153                                 sem_putref(sma);
1154                                 return -ENOMEM;
1155                         }
1156                 }
1157
1158                 if (copy_from_user (sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1159                         sem_putref(sma);
1160                         err = -EFAULT;
1161                         goto out_free;
1162                 }
1163
1164                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1165                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1166                                 sem_putref(sma);
1167                                 err = -ERANGE;
1168                                 goto out_free;
1169                         }
1170                 }
1171                 sem_lock_and_putref(sma);
1172                 if (sma->sem_perm.deleted) {
1173                         sem_unlock(sma, -1);
1174                         rcu_read_unlock();
1175                         err = -EIDRM;
1176                         goto out_free;
1177                 }
1178
1179                 for (i = 0; i < nsems; i++)
1180                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
1181
1182                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1183                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1184                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1185                                 un->semadj[i] = 0;
1186                 }
1187                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1188                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1189                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1190                 err = 0;
1191                 goto out_unlock;
1192         }
1193         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1194         }
1195         err = -EINVAL;
1196         if (semnum < 0 || semnum >= nsems) {
1197                 rcu_read_unlock();
1198                 goto out_wakeup;
1199         }
1200
1201         sem_lock(sma, NULL, -1);
1202         curr = &sma->sem_base[semnum];
1203
1204         switch (cmd) {
1205         case GETVAL:
1206                 err = curr->semval;
1207                 goto out_unlock;
1208         case GETPID:
1209                 err = curr->sempid;
1210                 goto out_unlock;
1211         case GETNCNT:
1212                 err = count_semncnt(sma,semnum);
1213                 goto out_unlock;
1214         case GETZCNT:
1215                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
1216                 goto out_unlock;
1217         }
1218
1219 out_unlock:
1220         sem_unlock(sma, -1);
1221         rcu_read_unlock();
1222 out_wakeup:
1223         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1224 out_free:
1225         if(sem_io != fast_sem_io)
1226                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
1227         return err;
1228 }
1229
1230 static inline unsigned long
1231 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1232 {
1233         switch(version) {
1234         case IPC_64:
1235                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1236                         return -EFAULT;
1237                 return 0;
1238         case IPC_OLD:
1239             {
1240                 struct semid_ds tbuf_old;
1241
1242                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1243                         return -EFAULT;
1244
1245                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1246                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1247                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1248
1249                 return 0;
1250             }
1251         default:
1252                 return -EINVAL;
1253         }
1254 }
1255
1256 /*
1257  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
1258  * to be held in write mode.
1259  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
1260  */
1261 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1262                        int cmd, int version, void __user *p)
1263 {
1264         struct sem_array *sma;
1265         int err;
1266         struct semid64_ds semid64;
1267         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1268
1269         if(cmd == IPC_SET) {
1270                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1271                         return -EFAULT;
1272         }
1273
1274         ipcp = ipcctl_pre_down_nolock(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1275                                       &semid64.sem_perm, 0);
1276         if (IS_ERR(ipcp))
1277                 return PTR_ERR(ipcp);
1278
1279         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1280
1281         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1282         if (err) {
1283                 rcu_read_unlock();
1284                 goto out_unlock;
1285         }
1286
1287         switch(cmd){
1288         case IPC_RMID:
1289                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1290                 freeary(ns, ipcp);
1291                 goto out_up;
1292         case IPC_SET:
1293                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1294                 err = ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
1295                 if (err)
1296                         goto out_unlock;
1297                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1298                 break;
1299         default:
1300                 rcu_read_unlock();
1301                 err = -EINVAL;
1302                 goto out_up;
1303         }
1304
1305 out_unlock:
1306         sem_unlock(sma, -1);
1307         rcu_read_unlock();
1308 out_up:
1309         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1310         return err;
1311 }
1312
1313 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1314 {
1315         int version;
1316         struct ipc_namespace *ns;
1317         void __user *p = (void __user *)arg;
1318
1319         if (semid < 0)
1320                 return -EINVAL;
1321
1322         version = ipc_parse_version(&cmd);
1323         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1324
1325         switch(cmd) {
1326         case IPC_INFO:
1327         case SEM_INFO:
1328         case IPC_STAT:
1329         case SEM_STAT:
1330                 return semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, p);
1331         case GETALL:
1332         case GETVAL:
1333         case GETPID:
1334         case GETNCNT:
1335         case GETZCNT:
1336         case SETALL:
1337                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1338         case SETVAL:
1339                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1340         case IPC_RMID:
1341         case IPC_SET:
1342                 return semctl_down(ns, semid, cmd, version, p);
1343         default:
1344                 return -EINVAL;
1345         }
1346 }
1347
1348 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1349  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1350  * and current is THE ONE
1351  *
1352  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1353  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1354  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1355  * at exit time.
1356  *
1357  * This can block, so callers must hold no locks.
1358  */
1359 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1360 {
1361         struct sem_undo_list *undo_list;
1362
1363         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1364         if (!undo_list) {
1365                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1366                 if (undo_list == NULL)
1367                         return -ENOMEM;
1368                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1369                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
1370                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1371
1372                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1373         }
1374         *undo_listp = undo_list;
1375         return 0;
1376 }
1377
1378 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1379 {
1380         struct sem_undo *un;
1381
1382         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
1383                 if (un->semid == semid)
1384                         return un;
1385         }
1386         return NULL;
1387 }
1388
1389 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1390 {
1391         struct sem_undo *un;
1392
1393         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1394
1395         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1396         if (un) {
1397                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1398                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1399         }
1400         return un;
1401 }
1402
1403 /**
1404  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
1405  * @ns: namespace
1406  * @semid: semaphore array id
1407  *
1408  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1409  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1410  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1411  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1412  * performs a rcu_read_lock().
1413  */
1414 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1415 {
1416         struct sem_array *sma;
1417         struct sem_undo_list *ulp;
1418         struct sem_undo *un, *new;
1419         int nsems, error;
1420
1421         error = get_undo_list(&ulp);
1422         if (error)
1423                 return ERR_PTR(error);
1424
1425         rcu_read_lock();
1426         spin_lock(&ulp->lock);
1427         un = lookup_undo(ulp, semid);
1428         spin_unlock(&ulp->lock);
1429         if (likely(un!=NULL))
1430                 goto out;
1431
1432         /* no undo structure around - allocate one. */
1433         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1434         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1435         if (IS_ERR(sma)) {
1436                 rcu_read_unlock();
1437                 return ERR_CAST(sma);
1438         }
1439
1440         nsems = sma->sem_nsems;
1441         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1442                 rcu_read_unlock();
1443                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1444                 goto out;
1445         }
1446         rcu_read_unlock();
1447
1448         /* step 2: allocate new undo structure */
1449         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1450         if (!new) {
1451                 sem_putref(sma);
1452                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1453         }
1454
1455         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1456         /* This also does the rcu_read_lock() */
1457         sem_lock_and_putref(sma);
1458         if (sma->sem_perm.deleted) {
1459                 sem_unlock(sma, -1);
1460                 rcu_read_unlock();
1461                 kfree(new);
1462                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1463                 goto out;
1464         }
1465         spin_lock(&ulp->lock);
1466
1467         /*
1468          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1469          */
1470         un = lookup_undo(ulp, semid);
1471         if (un) {
1472                 kfree(new);
1473                 goto success;
1474         }
1475         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1476         new->semadj = (short *) &new[1];
1477         new->ulp = ulp;
1478         new->semid = semid;
1479         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1480         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1481         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1482         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1483         un = new;
1484
1485 success:
1486         spin_unlock(&ulp->lock);
1487         sem_unlock(sma, -1);
1488 out:
1489         return un;
1490 }
1491
1492
1493 /**
1494  * get_queue_result - Retrieve the result code from sem_queue
1495  * @q: Pointer to queue structure
1496  *
1497  * Retrieve the return code from the pending queue. If IN_WAKEUP is found in
1498  * q->status, then we must loop until the value is replaced with the final
1499  * value: This may happen if a task is woken up by an unrelated event (e.g.
1500  * signal) and in parallel the task is woken up by another task because it got
1501  * the requested semaphores.
1502  *
1503  * The function can be called with or without holding the semaphore spinlock.
1504  */
1505 static int get_queue_result(struct sem_queue *q)
1506 {
1507         int error;
1508
1509         error = q->status;
1510         while (unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1511                 cpu_relax();
1512                 error = q->status;
1513         }
1514
1515         return error;
1516 }
1517
1518
1519 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1520                 unsigned, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
1521 {
1522         int error = -EINVAL;
1523         struct sem_array *sma;
1524         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1525         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1526         struct sem_undo *un;
1527         int undos = 0, alter = 0, max, locknum;
1528         struct sem_queue queue;
1529         unsigned long jiffies_left = 0;
1530         struct ipc_namespace *ns;
1531         struct list_head tasks;
1532
1533         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1534
1535         if (nsops < 1 || semid < 0)
1536                 return -EINVAL;
1537         if (nsops > ns->sc_semopm)
1538                 return -E2BIG;
1539         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1540                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1541                 if(sops==NULL)
1542                         return -ENOMEM;
1543         }
1544         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1545                 error=-EFAULT;
1546                 goto out_free;
1547         }
1548         if (timeout) {
1549                 struct timespec _timeout;
1550                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1551                         error = -EFAULT;
1552                         goto out_free;
1553                 }
1554                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1555                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1556                         error = -EINVAL;
1557                         goto out_free;
1558                 }
1559                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1560         }
1561         max = 0;
1562         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1563                 if (sop->sem_num >= max)
1564                         max = sop->sem_num;
1565                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1566                         undos = 1;
1567                 if (sop->sem_op != 0)
1568                         alter = 1;
1569         }
1570
1571         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1572
1573         if (undos) {
1574                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
1575                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1576                 if (IS_ERR(un)) {
1577                         error = PTR_ERR(un);
1578                         goto out_free;
1579                 }
1580         } else {
1581                 un = NULL;
1582                 rcu_read_lock();
1583         }
1584
1585         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1586         if (IS_ERR(sma)) {
1587                 rcu_read_unlock();
1588                 error = PTR_ERR(sma);
1589                 goto out_free;
1590         }
1591
1592         error = -EFBIG;
1593         if (max >= sma->sem_nsems) {
1594                 rcu_read_unlock();
1595                 goto out_wakeup;
1596         }
1597
1598         error = -EACCES;
1599         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
1600                 rcu_read_unlock();
1601                 goto out_wakeup;
1602         }
1603
1604         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1605         if (error) {
1606                 rcu_read_unlock();
1607                 goto out_wakeup;
1608         }
1609
1610         /*
1611          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1612          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1613          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1614          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
1615          * "un" itself is guaranteed by rcu.
1616          */
1617         error = -EIDRM;
1618         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
1619         if (un && un->semid == -1)
1620                 goto out_unlock_free;
1621
1622         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, task_tgid_vnr(current));
1623         if (error <= 0) {
1624                 if (alter && error == 0)
1625                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &tasks);
1626
1627                 goto out_unlock_free;
1628         }
1629
1630         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1631          * task into the pending queue and go to sleep.
1632          */
1633                 
1634         queue.sops = sops;
1635         queue.nsops = nsops;
1636         queue.undo = un;
1637         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1638         queue.alter = alter;
1639
1640         if (nsops == 1) {
1641                 struct sem *curr;
1642                 curr = &sma->sem_base[sops->sem_num];
1643
1644                 if (alter)
1645                         list_add_tail(&queue.list, &curr->sem_pending);
1646                 else
1647                         list_add(&queue.list, &curr->sem_pending);
1648         } else {
1649                 if (alter)
1650                         list_add_tail(&queue.list, &sma->sem_pending);
1651                 else
1652                         list_add(&queue.list, &sma->sem_pending);
1653                 sma->complex_count++;
1654         }
1655
1656         queue.status = -EINTR;
1657         queue.sleeper = current;
1658
1659 sleep_again:
1660         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1661         sem_unlock(sma, locknum);
1662         rcu_read_unlock();
1663
1664         if (timeout)
1665                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1666         else
1667                 schedule();
1668
1669         error = get_queue_result(&queue);
1670
1671         if (error != -EINTR) {
1672                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1673                  * resources.
1674                  * Perform a smp_mb(): User space could assume that semop()
1675                  * is a memory barrier: Without the mb(), the cpu could
1676                  * speculatively read in user space stale data that was
1677                  * overwritten by the previous owner of the semaphore.
1678                  */
1679                 smp_mb();
1680
1681                 goto out_free;
1682         }
1683
1684         sma = sem_obtain_lock(ns, semid, sops, nsops, &locknum);
1685
1686         /*
1687          * Wait until it's guaranteed that no wakeup_sem_queue_do() is ongoing.
1688          */
1689         error = get_queue_result(&queue);
1690
1691         /*
1692          * Array removed? If yes, leave without sem_unlock().
1693          */
1694         if (IS_ERR(sma)) {
1695                 goto out_free;
1696         }
1697
1698
1699         /*
1700          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
1701          * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
1702          */
1703
1704         if (error != -EINTR) {
1705                 goto out_unlock_free;
1706         }
1707
1708         /*
1709          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1710          */
1711         if (timeout && jiffies_left == 0)
1712                 error = -EAGAIN;
1713
1714         /*
1715          * If the wakeup was spurious, just retry
1716          */
1717         if (error == -EINTR && !signal_pending(current))
1718                 goto sleep_again;
1719
1720         unlink_queue(sma, &queue);
1721
1722 out_unlock_free:
1723         sem_unlock(sma, locknum);
1724         rcu_read_unlock();
1725 out_wakeup:
1726         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1727 out_free:
1728         if(sops != fast_sops)
1729                 kfree(sops);
1730         return error;
1731 }
1732
1733 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1734                 unsigned, nsops)
1735 {
1736         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1737 }
1738
1739 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1740  * parent and child tasks.
1741  */
1742
1743 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1744 {
1745         struct sem_undo_list *undo_list;
1746         int error;
1747
1748         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1749                 error = get_undo_list(&undo_list);
1750                 if (error)
1751                         return error;
1752                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1753                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1754         } else 
1755                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1756
1757         return 0;
1758 }
1759
1760 /*
1761  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1762  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1763  * so some of them may be out of date.
1764  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1765  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1766  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1767  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1768  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1769  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1770  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1771  */
1772 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1773 {
1774         struct sem_undo_list *ulp;
1775
1776         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1777         if (!ulp)
1778                 return;
1779         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1780
1781         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1782                 return;
1783
1784         for (;;) {
1785                 struct sem_array *sma;
1786                 struct sem_undo *un;
1787                 struct list_head tasks;
1788                 int semid, i;
1789
1790                 rcu_read_lock();
1791                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
1792                                     struct sem_undo, list_proc);
1793                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc)
1794                         semid = -1;
1795                  else
1796                         semid = un->semid;
1797
1798                 if (semid == -1) {
1799                         rcu_read_unlock();
1800                         break;
1801                 }
1802
1803                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1804                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
1805                 if (IS_ERR(sma)) {
1806                         rcu_read_unlock();
1807                         continue;
1808                 }
1809
1810                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1811                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
1812                 if (un == NULL) {
1813                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
1814                          * exactly the same semid. Nothing to do.
1815                          */
1816                         sem_unlock(sma, -1);
1817                         rcu_read_unlock();
1818                         continue;
1819                 }
1820
1821                 /* remove un from the linked lists */
1822                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1823                 list_del(&un->list_id);
1824
1825                 spin_lock(&ulp->lock);
1826                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1827                 spin_unlock(&ulp->lock);
1828
1829                 /* perform adjustments registered in un */
1830                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1831                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1832                         if (un->semadj[i]) {
1833                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
1834                                 /*
1835                                  * Range checks of the new semaphore value,
1836                                  * not defined by sus:
1837                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1838                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1839                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1840                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1841                                  *
1842                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1843                                  * and at SEMVMX.
1844                                  *
1845                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1846                                  */
1847                                 if (semaphore->semval < 0)
1848                                         semaphore->semval = 0;
1849                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1850                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1851                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
1852                         }
1853                 }
1854                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1855                 INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1856                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &tasks);
1857                 sem_unlock(sma, -1);
1858                 rcu_read_unlock();
1859                 wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1860
1861                 kfree_rcu(un, rcu);
1862         }
1863         kfree(ulp);
1864 }
1865
1866 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1867 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1868 {
1869         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
1870         struct sem_array *sma = it;
1871
1872         return seq_printf(s,
1873                           "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1874                           sma->sem_perm.key,
1875                           sma->sem_perm.id,
1876                           sma->sem_perm.mode,
1877                           sma->sem_nsems,
1878                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
1879                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
1880                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
1881                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
1882                           sma->sem_otime,
1883                           sma->sem_ctime);
1884 }
1885 #endif