ipc: sem_putref() does not need the semaphore lock any more
[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         ipc_rcu_putref(sma);
333 }
334
335 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
336 {
337         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
338 }
339
340 /*
341  * Lockless wakeup algorithm:
342  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
343  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
344  * - wakeup is performed by
345  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
346  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
347  *        This is the notification for the blocked thread that a
348  *        result value is imminent.
349  *      * call wake_up_process
350  *      * set queue.status to the final value.
351  * - the previously blocked thread checks queue.status:
352  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
353  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
354  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
355  *        performing any operation on the sem array.
356  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
357  *
358  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
359  * races:
360  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
361  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
362  *   before update_queue had a chance to set queue.status
363  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
364  *   blocked process is woken up by a signal between writing
365  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
366  *   process could return from semtimedop and die by calling
367  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
368  *   will oops, because the task structure is already invalid.
369  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
370  *
371  */
372 #define IN_WAKEUP       1
373
374 /**
375  * newary - Create a new semaphore set
376  * @ns: namespace
377  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
378  *
379  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
380  */
381
382 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
383 {
384         int id;
385         int retval;
386         struct sem_array *sma;
387         int size;
388         key_t key = params->key;
389         int nsems = params->u.nsems;
390         int semflg = params->flg;
391         int i;
392
393         if (!nsems)
394                 return -EINVAL;
395         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
396                 return -ENOSPC;
397
398         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
399         sma = ipc_rcu_alloc(size);
400         if (!sma) {
401                 return -ENOMEM;
402         }
403         memset (sma, 0, size);
404
405         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
406         sma->sem_perm.key = key;
407
408         sma->sem_perm.security = NULL;
409         retval = security_sem_alloc(sma);
410         if (retval) {
411                 ipc_rcu_putref(sma);
412                 return retval;
413         }
414
415         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
416         if (id < 0) {
417                 security_sem_free(sma);
418                 ipc_rcu_putref(sma);
419                 return id;
420         }
421         ns->used_sems += nsems;
422
423         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
424
425         for (i = 0; i < nsems; i++) {
426                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_base[i].sem_pending);
427                 spin_lock_init(&sma->sem_base[i].lock);
428         }
429
430         sma->complex_count = 0;
431         INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_pending);
432         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
433         sma->sem_nsems = nsems;
434         sma->sem_ctime = get_seconds();
435         sem_unlock(sma, -1);
436         rcu_read_unlock();
437
438         return sma->sem_perm.id;
439 }
440
441
442 /*
443  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
444  */
445 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
446 {
447         struct sem_array *sma;
448
449         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
450         return security_sem_associate(sma, semflg);
451 }
452
453 /*
454  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
455  */
456 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
457                                 struct ipc_params *params)
458 {
459         struct sem_array *sma;
460
461         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
462         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
463                 return -EINVAL;
464
465         return 0;
466 }
467
468 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
469 {
470         struct ipc_namespace *ns;
471         struct ipc_ops sem_ops;
472         struct ipc_params sem_params;
473
474         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
475
476         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
477                 return -EINVAL;
478
479         sem_ops.getnew = newary;
480         sem_ops.associate = sem_security;
481         sem_ops.more_checks = sem_more_checks;
482
483         sem_params.key = key;
484         sem_params.flg = semflg;
485         sem_params.u.nsems = nsems;
486
487         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
488 }
489
490 /*
491  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
492  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
493  */
494
495 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
496                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
497 {
498         int result, sem_op;
499         struct sembuf *sop;
500         struct sem * curr;
501
502         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
503                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
504                 sem_op = sop->sem_op;
505                 result = curr->semval;
506   
507                 if (!sem_op && result)
508                         goto would_block;
509
510                 result += sem_op;
511                 if (result < 0)
512                         goto would_block;
513                 if (result > SEMVMX)
514                         goto out_of_range;
515                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
516                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
517                         /*
518                          *      Exceeding the undo range is an error.
519                          */
520                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
521                                 goto out_of_range;
522                 }
523                 curr->semval = result;
524         }
525
526         sop--;
527         while (sop >= sops) {
528                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
529                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
530                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
531                 sop--;
532         }
533         
534         return 0;
535
536 out_of_range:
537         result = -ERANGE;
538         goto undo;
539
540 would_block:
541         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
542                 result = -EAGAIN;
543         else
544                 result = 1;
545
546 undo:
547         sop--;
548         while (sop >= sops) {
549                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
550                 sop--;
551         }
552
553         return result;
554 }
555
556 /** wake_up_sem_queue_prepare(q, error): Prepare wake-up
557  * @q: queue entry that must be signaled
558  * @error: Error value for the signal
559  *
560  * Prepare the wake-up of the queue entry q.
561  */
562 static void wake_up_sem_queue_prepare(struct list_head *pt,
563                                 struct sem_queue *q, int error)
564 {
565         if (list_empty(pt)) {
566                 /*
567                  * Hold preempt off so that we don't get preempted and have the
568                  * wakee busy-wait until we're scheduled back on.
569                  */
570                 preempt_disable();
571         }
572         q->status = IN_WAKEUP;
573         q->pid = error;
574
575         list_add_tail(&q->list, pt);
576 }
577
578 /**
579  * wake_up_sem_queue_do(pt) - do the actual wake-up
580  * @pt: list of tasks to be woken up
581  *
582  * Do the actual wake-up.
583  * The function is called without any locks held, thus the semaphore array
584  * could be destroyed already and the tasks can disappear as soon as the
585  * status is set to the actual return code.
586  */
587 static void wake_up_sem_queue_do(struct list_head *pt)
588 {
589         struct sem_queue *q, *t;
590         int did_something;
591
592         did_something = !list_empty(pt);
593         list_for_each_entry_safe(q, t, pt, list) {
594                 wake_up_process(q->sleeper);
595                 /* q can disappear immediately after writing q->status. */
596                 smp_wmb();
597                 q->status = q->pid;
598         }
599         if (did_something)
600                 preempt_enable();
601 }
602
603 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
604 {
605         list_del(&q->list);
606         if (q->nsops > 1)
607                 sma->complex_count--;
608 }
609
610 /** check_restart(sma, q)
611  * @sma: semaphore array
612  * @q: the operation that just completed
613  *
614  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
615  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
616  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
617  * was completed.
618  */
619 static int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
620 {
621         struct sem *curr;
622         struct sem_queue *h;
623
624         /* if the operation didn't modify the array, then no restart */
625         if (q->alter == 0)
626                 return 0;
627
628         /* pending complex operations are too difficult to analyse */
629         if (sma->complex_count)
630                 return 1;
631
632         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
633         if (q->nsops > 1)
634                 return 1;
635
636         curr = sma->sem_base + q->sops[0].sem_num;
637
638         /* No-one waits on this queue */
639         if (list_empty(&curr->sem_pending))
640                 return 0;
641
642         /* the new semaphore value */
643         if (curr->semval) {
644                 /* It is impossible that someone waits for the new value:
645                  * - q is a previously sleeping simple operation that
646                  *   altered the array. It must be a decrement, because
647                  *   simple increments never sleep.
648                  * - The value is not 0, thus wait-for-zero won't proceed.
649                  * - If there are older (higher priority) decrements
650                  *   in the queue, then they have observed the original
651                  *   semval value and couldn't proceed. The operation
652                  *   decremented to value - thus they won't proceed either.
653                  */
654                 BUG_ON(q->sops[0].sem_op >= 0);
655                 return 0;
656         }
657         /*
658          * semval is 0. Check if there are wait-for-zero semops.
659          * They must be the first entries in the per-semaphore queue
660          */
661         h = list_first_entry(&curr->sem_pending, struct sem_queue, list);
662         BUG_ON(h->nsops != 1);
663         BUG_ON(h->sops[0].sem_num != q->sops[0].sem_num);
664
665         /* Yes, there is a wait-for-zero semop. Restart */
666         if (h->sops[0].sem_op == 0)
667                 return 1;
668
669         /* Again - no-one is waiting for the new value. */
670         return 0;
671 }
672
673
674 /**
675  * update_queue(sma, semnum): Look for tasks that can be completed.
676  * @sma: semaphore array.
677  * @semnum: semaphore that was modified.
678  * @pt: list head for the tasks that must be woken up.
679  *
680  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
681  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
682  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
683  * semaphore.
684  * The tasks that must be woken up are added to @pt. The return code
685  * is stored in q->pid.
686  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
687  */
688 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct list_head *pt)
689 {
690         struct sem_queue *q;
691         struct list_head *walk;
692         struct list_head *pending_list;
693         int semop_completed = 0;
694
695         if (semnum == -1)
696                 pending_list = &sma->sem_pending;
697         else
698                 pending_list = &sma->sem_base[semnum].sem_pending;
699
700 again:
701         walk = pending_list->next;
702         while (walk != pending_list) {
703                 int error, restart;
704
705                 q = container_of(walk, struct sem_queue, list);
706                 walk = walk->next;
707
708                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
709                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
710                  * necessary to scan the "alter" entries: simple increments
711                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
712                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
713                  * cannot be successful if the value is already 0.
714                  */
715                 if (semnum != -1 && sma->sem_base[semnum].semval == 0 &&
716                                 q->alter)
717                         break;
718
719                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
720                                          q->undo, q->pid);
721
722                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
723                 if (error > 0)
724                         continue;
725
726                 unlink_queue(sma, q);
727
728                 if (error) {
729                         restart = 0;
730                 } else {
731                         semop_completed = 1;
732                         restart = check_restart(sma, q);
733                 }
734
735                 wake_up_sem_queue_prepare(pt, q, error);
736                 if (restart)
737                         goto again;
738         }
739         return semop_completed;
740 }
741
742 /**
743  * do_smart_update(sma, sops, nsops, otime, pt) - optimized update_queue
744  * @sma: semaphore array
745  * @sops: operations that were performed
746  * @nsops: number of operations
747  * @otime: force setting otime
748  * @pt: list head of the tasks that must be woken up.
749  *
750  * do_smart_update() does the required called to update_queue, based on the
751  * actual changes that were performed on the semaphore array.
752  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
753  * responsible for calling wake_up_sem_queue_do(@pt).
754  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
755  */
756 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
757                         int otime, struct list_head *pt)
758 {
759         int i;
760
761         if (sma->complex_count || sops == NULL) {
762                 if (update_queue(sma, -1, pt))
763                         otime = 1;
764         }
765
766         if (!sops) {
767                 /* No semops; something special is going on. */
768                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
769                         if (update_queue(sma, i, pt))
770                                 otime = 1;
771                 }
772                 goto done;
773         }
774
775         /* Check the semaphores that were modified. */
776         for (i = 0; i < nsops; i++) {
777                 if (sops[i].sem_op > 0 ||
778                         (sops[i].sem_op < 0 &&
779                                 sma->sem_base[sops[i].sem_num].semval == 0))
780                         if (update_queue(sma, sops[i].sem_num, pt))
781                                 otime = 1;
782         }
783 done:
784         if (otime)
785                 sma->sem_otime = get_seconds();
786 }
787
788
789 /* The following counts are associated to each semaphore:
790  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
791  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
792  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
793  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
794  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
795  * The counts we return here are a rough approximation, but still
796  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
797  */
798 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
799 {
800         int semncnt;
801         struct sem_queue * q;
802
803         semncnt = 0;
804         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
805                 struct sembuf * sops = q->sops;
806                 int nsops = q->nsops;
807                 int i;
808                 for (i = 0; i < nsops; i++)
809                         if (sops[i].sem_num == semnum
810                             && (sops[i].sem_op < 0)
811                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
812                                 semncnt++;
813         }
814         return semncnt;
815 }
816
817 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
818 {
819         int semzcnt;
820         struct sem_queue * q;
821
822         semzcnt = 0;
823         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
824                 struct sembuf * sops = q->sops;
825                 int nsops = q->nsops;
826                 int i;
827                 for (i = 0; i < nsops; i++)
828                         if (sops[i].sem_num == semnum
829                             && (sops[i].sem_op == 0)
830                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
831                                 semzcnt++;
832         }
833         return semzcnt;
834 }
835
836 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rw_mutex locked
837  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rw_mutex
838  * remains locked on exit.
839  */
840 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
841 {
842         struct sem_undo *un, *tu;
843         struct sem_queue *q, *tq;
844         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
845         struct list_head tasks;
846         int i;
847
848         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
849         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
850         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
851                 list_del(&un->list_id);
852                 spin_lock(&un->ulp->lock);
853                 un->semid = -1;
854                 list_del_rcu(&un->list_proc);
855                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
856                 kfree_rcu(un, rcu);
857         }
858
859         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
860         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
861         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->sem_pending, list) {
862                 unlink_queue(sma, q);
863                 wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
864         }
865         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
866                 struct sem *sem = sma->sem_base + i;
867                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->sem_pending, list) {
868                         unlink_queue(sma, q);
869                         wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
870                 }
871         }
872
873         /* Remove the semaphore set from the IDR */
874         sem_rmid(ns, sma);
875         sem_unlock(sma, -1);
876         rcu_read_unlock();
877
878         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
879         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
880         security_sem_free(sma);
881         ipc_rcu_putref(sma);
882 }
883
884 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
885 {
886         switch(version) {
887         case IPC_64:
888                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
889         case IPC_OLD:
890             {
891                 struct semid_ds out;
892
893                 memset(&out, 0, sizeof(out));
894
895                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
896
897                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
898                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
899                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
900
901                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
902             }
903         default:
904                 return -EINVAL;
905         }
906 }
907
908 static int semctl_nolock(struct ipc_namespace *ns, int semid,
909                          int cmd, int version, void __user *p)
910 {
911         int err;
912         struct sem_array *sma;
913
914         switch(cmd) {
915         case IPC_INFO:
916         case SEM_INFO:
917         {
918                 struct seminfo seminfo;
919                 int max_id;
920
921                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
922                 if (err)
923                         return err;
924                 
925                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
926                 seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
927                 seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
928                 seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
929                 seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
930                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
931                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
932                 seminfo.semmap = SEMMAP;
933                 seminfo.semume = SEMUME;
934                 down_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
935                 if (cmd == SEM_INFO) {
936                         seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
937                         seminfo.semaem = ns->used_sems;
938                 } else {
939                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
940                         seminfo.semaem = SEMAEM;
941                 }
942                 max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
943                 up_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
944                 if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo))) 
945                         return -EFAULT;
946                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
947         }
948         case IPC_STAT:
949         case SEM_STAT:
950         {
951                 struct semid64_ds tbuf;
952                 int id = 0;
953
954                 memset(&tbuf, 0, sizeof(tbuf));
955
956                 if (cmd == SEM_STAT) {
957                         rcu_read_lock();
958                         sma = sem_obtain_object(ns, semid);
959                         if (IS_ERR(sma)) {
960                                 err = PTR_ERR(sma);
961                                 goto out_unlock;
962                         }
963                         id = sma->sem_perm.id;
964                 } else {
965                         rcu_read_lock();
966                         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
967                         if (IS_ERR(sma)) {
968                                 err = PTR_ERR(sma);
969                                 goto out_unlock;
970                         }
971                 }
972
973                 err = -EACCES;
974                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
975                         goto out_unlock;
976
977                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
978                 if (err)
979                         goto out_unlock;
980
981                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
982                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
983                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
984                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
985                 rcu_read_unlock();
986                 if (copy_semid_to_user(p, &tbuf, version))
987                         return -EFAULT;
988                 return id;
989         }
990         default:
991                 return -EINVAL;
992         }
993 out_unlock:
994         rcu_read_unlock();
995         return err;
996 }
997
998 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
999                 unsigned long arg)
1000 {
1001         struct sem_undo *un;
1002         struct sem_array *sma;
1003         struct sem* curr;
1004         int err;
1005         struct list_head tasks;
1006         int val;
1007 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1008         /* big-endian 64bit */
1009         val = arg >> 32;
1010 #else
1011         /* 32bit or little-endian 64bit */
1012         val = arg;
1013 #endif
1014
1015         if (val > SEMVMX || val < 0)
1016                 return -ERANGE;
1017
1018         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1019
1020         rcu_read_lock();
1021         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1022         if (IS_ERR(sma)) {
1023                 rcu_read_unlock();
1024                 return PTR_ERR(sma);
1025         }
1026
1027         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1028                 rcu_read_unlock();
1029                 return -EINVAL;
1030         }
1031
1032
1033         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1034                 rcu_read_unlock();
1035                 return -EACCES;
1036         }
1037
1038         err = security_sem_semctl(sma, SETVAL);
1039         if (err) {
1040                 rcu_read_unlock();
1041                 return -EACCES;
1042         }
1043
1044         sem_lock(sma, NULL, -1);
1045
1046         curr = &sma->sem_base[semnum];
1047
1048         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1049         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1050                 un->semadj[semnum] = 0;
1051
1052         curr->semval = val;
1053         curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
1054         sma->sem_ctime = get_seconds();
1055         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1056         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1057         sem_unlock(sma, -1);
1058         rcu_read_unlock();
1059         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1060         return 0;
1061 }
1062
1063 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1064                 int cmd, void __user *p)
1065 {
1066         struct sem_array *sma;
1067         struct sem* curr;
1068         int err, nsems;
1069         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1070         ushort* sem_io = fast_sem_io;
1071         struct list_head tasks;
1072
1073         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1074
1075         rcu_read_lock();
1076         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1077         if (IS_ERR(sma)) {
1078                 rcu_read_unlock();
1079                 return PTR_ERR(sma);
1080         }
1081
1082         nsems = sma->sem_nsems;
1083
1084         err = -EACCES;
1085         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm,
1086                         cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
1087                 rcu_read_unlock();
1088                 goto out_wakeup;
1089         }
1090
1091         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1092         if (err) {
1093                 rcu_read_unlock();
1094                 goto out_wakeup;
1095         }
1096
1097         err = -EACCES;
1098         switch (cmd) {
1099         case GETALL:
1100         {
1101                 ushort __user *array = p;
1102                 int i;
1103
1104                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1105                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1106                         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1107                                 sem_unlock(sma, -1);
1108                                 rcu_read_unlock();
1109                                 err = -EIDRM;
1110                                 goto out_free;
1111                         }
1112                         sem_unlock(sma, -1);
1113                         rcu_read_unlock();
1114                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1115                         if(sem_io == NULL) {
1116                                 sem_putref(sma);
1117                                 return -ENOMEM;
1118                         }
1119
1120                         sem_lock_and_putref(sma);
1121                         if (sma->sem_perm.deleted) {
1122                                 sem_unlock(sma, -1);
1123                                 rcu_read_unlock();
1124                                 err = -EIDRM;
1125                                 goto out_free;
1126                         }
1127                 }
1128                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1129                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
1130                 sem_unlock(sma, -1);
1131                 rcu_read_unlock();
1132                 err = 0;
1133                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1134                         err = -EFAULT;
1135                 goto out_free;
1136         }
1137         case SETALL:
1138         {
1139                 int i;
1140                 struct sem_undo *un;
1141
1142                 if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1143                         rcu_read_unlock();
1144                         return -EIDRM;
1145                 }
1146                 rcu_read_unlock();
1147
1148                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1149                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1150                         if(sem_io == NULL) {
1151                                 sem_putref(sma);
1152                                 return -ENOMEM;
1153                         }
1154                 }
1155
1156                 if (copy_from_user (sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1157                         sem_putref(sma);
1158                         err = -EFAULT;
1159                         goto out_free;
1160                 }
1161
1162                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1163                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1164                                 sem_putref(sma);
1165                                 err = -ERANGE;
1166                                 goto out_free;
1167                         }
1168                 }
1169                 sem_lock_and_putref(sma);
1170                 if (sma->sem_perm.deleted) {
1171                         sem_unlock(sma, -1);
1172                         rcu_read_unlock();
1173                         err = -EIDRM;
1174                         goto out_free;
1175                 }
1176
1177                 for (i = 0; i < nsems; i++)
1178                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
1179
1180                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1181                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1182                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1183                                 un->semadj[i] = 0;
1184                 }
1185                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1186                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1187                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1188                 err = 0;
1189                 goto out_unlock;
1190         }
1191         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1192         }
1193         err = -EINVAL;
1194         if (semnum < 0 || semnum >= nsems) {
1195                 rcu_read_unlock();
1196                 goto out_wakeup;
1197         }
1198
1199         sem_lock(sma, NULL, -1);
1200         curr = &sma->sem_base[semnum];
1201
1202         switch (cmd) {
1203         case GETVAL:
1204                 err = curr->semval;
1205                 goto out_unlock;
1206         case GETPID:
1207                 err = curr->sempid;
1208                 goto out_unlock;
1209         case GETNCNT:
1210                 err = count_semncnt(sma,semnum);
1211                 goto out_unlock;
1212         case GETZCNT:
1213                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
1214                 goto out_unlock;
1215         }
1216
1217 out_unlock:
1218         sem_unlock(sma, -1);
1219         rcu_read_unlock();
1220 out_wakeup:
1221         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1222 out_free:
1223         if(sem_io != fast_sem_io)
1224                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
1225         return err;
1226 }
1227
1228 static inline unsigned long
1229 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1230 {
1231         switch(version) {
1232         case IPC_64:
1233                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1234                         return -EFAULT;
1235                 return 0;
1236         case IPC_OLD:
1237             {
1238                 struct semid_ds tbuf_old;
1239
1240                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1241                         return -EFAULT;
1242
1243                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1244                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1245                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1246
1247                 return 0;
1248             }
1249         default:
1250                 return -EINVAL;
1251         }
1252 }
1253
1254 /*
1255  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
1256  * to be held in write mode.
1257  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
1258  */
1259 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1260                        int cmd, int version, void __user *p)
1261 {
1262         struct sem_array *sma;
1263         int err;
1264         struct semid64_ds semid64;
1265         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1266
1267         if(cmd == IPC_SET) {
1268                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1269                         return -EFAULT;
1270         }
1271
1272         ipcp = ipcctl_pre_down_nolock(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1273                                       &semid64.sem_perm, 0);
1274         if (IS_ERR(ipcp))
1275                 return PTR_ERR(ipcp);
1276
1277         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1278
1279         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1280         if (err) {
1281                 rcu_read_unlock();
1282                 goto out_unlock;
1283         }
1284
1285         switch(cmd){
1286         case IPC_RMID:
1287                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1288                 freeary(ns, ipcp);
1289                 goto out_up;
1290         case IPC_SET:
1291                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1292                 err = ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
1293                 if (err)
1294                         goto out_unlock;
1295                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1296                 break;
1297         default:
1298                 rcu_read_unlock();
1299                 err = -EINVAL;
1300                 goto out_up;
1301         }
1302
1303 out_unlock:
1304         sem_unlock(sma, -1);
1305         rcu_read_unlock();
1306 out_up:
1307         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1308         return err;
1309 }
1310
1311 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1312 {
1313         int version;
1314         struct ipc_namespace *ns;
1315         void __user *p = (void __user *)arg;
1316
1317         if (semid < 0)
1318                 return -EINVAL;
1319
1320         version = ipc_parse_version(&cmd);
1321         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1322
1323         switch(cmd) {
1324         case IPC_INFO:
1325         case SEM_INFO:
1326         case IPC_STAT:
1327         case SEM_STAT:
1328                 return semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, p);
1329         case GETALL:
1330         case GETVAL:
1331         case GETPID:
1332         case GETNCNT:
1333         case GETZCNT:
1334         case SETALL:
1335                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1336         case SETVAL:
1337                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1338         case IPC_RMID:
1339         case IPC_SET:
1340                 return semctl_down(ns, semid, cmd, version, p);
1341         default:
1342                 return -EINVAL;
1343         }
1344 }
1345
1346 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1347  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1348  * and current is THE ONE
1349  *
1350  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1351  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1352  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1353  * at exit time.
1354  *
1355  * This can block, so callers must hold no locks.
1356  */
1357 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1358 {
1359         struct sem_undo_list *undo_list;
1360
1361         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1362         if (!undo_list) {
1363                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1364                 if (undo_list == NULL)
1365                         return -ENOMEM;
1366                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1367                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
1368                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1369
1370                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1371         }
1372         *undo_listp = undo_list;
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1377 {
1378         struct sem_undo *un;
1379
1380         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
1381                 if (un->semid == semid)
1382                         return un;
1383         }
1384         return NULL;
1385 }
1386
1387 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1388 {
1389         struct sem_undo *un;
1390
1391         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1392
1393         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1394         if (un) {
1395                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1396                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1397         }
1398         return un;
1399 }
1400
1401 /**
1402  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
1403  * @ns: namespace
1404  * @semid: semaphore array id
1405  *
1406  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1407  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1408  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1409  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1410  * performs a rcu_read_lock().
1411  */
1412 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1413 {
1414         struct sem_array *sma;
1415         struct sem_undo_list *ulp;
1416         struct sem_undo *un, *new;
1417         int nsems, error;
1418
1419         error = get_undo_list(&ulp);
1420         if (error)
1421                 return ERR_PTR(error);
1422
1423         rcu_read_lock();
1424         spin_lock(&ulp->lock);
1425         un = lookup_undo(ulp, semid);
1426         spin_unlock(&ulp->lock);
1427         if (likely(un!=NULL))
1428                 goto out;
1429
1430         /* no undo structure around - allocate one. */
1431         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1432         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1433         if (IS_ERR(sma)) {
1434                 rcu_read_unlock();
1435                 return ERR_CAST(sma);
1436         }
1437
1438         nsems = sma->sem_nsems;
1439         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1440                 rcu_read_unlock();
1441                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1442                 goto out;
1443         }
1444         rcu_read_unlock();
1445
1446         /* step 2: allocate new undo structure */
1447         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1448         if (!new) {
1449                 sem_putref(sma);
1450                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1451         }
1452
1453         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1454         /* This also does the rcu_read_lock() */
1455         sem_lock_and_putref(sma);
1456         if (sma->sem_perm.deleted) {
1457                 sem_unlock(sma, -1);
1458                 rcu_read_unlock();
1459                 kfree(new);
1460                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1461                 goto out;
1462         }
1463         spin_lock(&ulp->lock);
1464
1465         /*
1466          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1467          */
1468         un = lookup_undo(ulp, semid);
1469         if (un) {
1470                 kfree(new);
1471                 goto success;
1472         }
1473         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1474         new->semadj = (short *) &new[1];
1475         new->ulp = ulp;
1476         new->semid = semid;
1477         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1478         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1479         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1480         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1481         un = new;
1482
1483 success:
1484         spin_unlock(&ulp->lock);
1485         sem_unlock(sma, -1);
1486 out:
1487         return un;
1488 }
1489
1490
1491 /**
1492  * get_queue_result - Retrieve the result code from sem_queue
1493  * @q: Pointer to queue structure
1494  *
1495  * Retrieve the return code from the pending queue. If IN_WAKEUP is found in
1496  * q->status, then we must loop until the value is replaced with the final
1497  * value: This may happen if a task is woken up by an unrelated event (e.g.
1498  * signal) and in parallel the task is woken up by another task because it got
1499  * the requested semaphores.
1500  *
1501  * The function can be called with or without holding the semaphore spinlock.
1502  */
1503 static int get_queue_result(struct sem_queue *q)
1504 {
1505         int error;
1506
1507         error = q->status;
1508         while (unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1509                 cpu_relax();
1510                 error = q->status;
1511         }
1512
1513         return error;
1514 }
1515
1516
1517 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1518                 unsigned, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
1519 {
1520         int error = -EINVAL;
1521         struct sem_array *sma;
1522         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1523         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1524         struct sem_undo *un;
1525         int undos = 0, alter = 0, max, locknum;
1526         struct sem_queue queue;
1527         unsigned long jiffies_left = 0;
1528         struct ipc_namespace *ns;
1529         struct list_head tasks;
1530
1531         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1532
1533         if (nsops < 1 || semid < 0)
1534                 return -EINVAL;
1535         if (nsops > ns->sc_semopm)
1536                 return -E2BIG;
1537         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1538                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1539                 if(sops==NULL)
1540                         return -ENOMEM;
1541         }
1542         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1543                 error=-EFAULT;
1544                 goto out_free;
1545         }
1546         if (timeout) {
1547                 struct timespec _timeout;
1548                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1549                         error = -EFAULT;
1550                         goto out_free;
1551                 }
1552                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1553                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1554                         error = -EINVAL;
1555                         goto out_free;
1556                 }
1557                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1558         }
1559         max = 0;
1560         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1561                 if (sop->sem_num >= max)
1562                         max = sop->sem_num;
1563                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1564                         undos = 1;
1565                 if (sop->sem_op != 0)
1566                         alter = 1;
1567         }
1568
1569         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1570
1571         if (undos) {
1572                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
1573                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1574                 if (IS_ERR(un)) {
1575                         error = PTR_ERR(un);
1576                         goto out_free;
1577                 }
1578         } else {
1579                 un = NULL;
1580                 rcu_read_lock();
1581         }
1582
1583         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1584         if (IS_ERR(sma)) {
1585                 rcu_read_unlock();
1586                 error = PTR_ERR(sma);
1587                 goto out_free;
1588         }
1589
1590         error = -EFBIG;
1591         if (max >= sma->sem_nsems) {
1592                 rcu_read_unlock();
1593                 goto out_wakeup;
1594         }
1595
1596         error = -EACCES;
1597         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
1598                 rcu_read_unlock();
1599                 goto out_wakeup;
1600         }
1601
1602         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1603         if (error) {
1604                 rcu_read_unlock();
1605                 goto out_wakeup;
1606         }
1607
1608         /*
1609          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1610          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1611          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1612          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
1613          * "un" itself is guaranteed by rcu.
1614          */
1615         error = -EIDRM;
1616         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
1617         if (un && un->semid == -1)
1618                 goto out_unlock_free;
1619
1620         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, task_tgid_vnr(current));
1621         if (error <= 0) {
1622                 if (alter && error == 0)
1623                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &tasks);
1624
1625                 goto out_unlock_free;
1626         }
1627
1628         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1629          * task into the pending queue and go to sleep.
1630          */
1631                 
1632         queue.sops = sops;
1633         queue.nsops = nsops;
1634         queue.undo = un;
1635         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1636         queue.alter = alter;
1637
1638         if (nsops == 1) {
1639                 struct sem *curr;
1640                 curr = &sma->sem_base[sops->sem_num];
1641
1642                 if (alter)
1643                         list_add_tail(&queue.list, &curr->sem_pending);
1644                 else
1645                         list_add(&queue.list, &curr->sem_pending);
1646         } else {
1647                 if (alter)
1648                         list_add_tail(&queue.list, &sma->sem_pending);
1649                 else
1650                         list_add(&queue.list, &sma->sem_pending);
1651                 sma->complex_count++;
1652         }
1653
1654         queue.status = -EINTR;
1655         queue.sleeper = current;
1656
1657 sleep_again:
1658         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1659         sem_unlock(sma, locknum);
1660         rcu_read_unlock();
1661
1662         if (timeout)
1663                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1664         else
1665                 schedule();
1666
1667         error = get_queue_result(&queue);
1668
1669         if (error != -EINTR) {
1670                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1671                  * resources.
1672                  * Perform a smp_mb(): User space could assume that semop()
1673                  * is a memory barrier: Without the mb(), the cpu could
1674                  * speculatively read in user space stale data that was
1675                  * overwritten by the previous owner of the semaphore.
1676                  */
1677                 smp_mb();
1678
1679                 goto out_free;
1680         }
1681
1682         sma = sem_obtain_lock(ns, semid, sops, nsops, &locknum);
1683
1684         /*
1685          * Wait until it's guaranteed that no wakeup_sem_queue_do() is ongoing.
1686          */
1687         error = get_queue_result(&queue);
1688
1689         /*
1690          * Array removed? If yes, leave without sem_unlock().
1691          */
1692         if (IS_ERR(sma)) {
1693                 goto out_free;
1694         }
1695
1696
1697         /*
1698          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
1699          * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
1700          */
1701
1702         if (error != -EINTR) {
1703                 goto out_unlock_free;
1704         }
1705
1706         /*
1707          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1708          */
1709         if (timeout && jiffies_left == 0)
1710                 error = -EAGAIN;
1711
1712         /*
1713          * If the wakeup was spurious, just retry
1714          */
1715         if (error == -EINTR && !signal_pending(current))
1716                 goto sleep_again;
1717
1718         unlink_queue(sma, &queue);
1719
1720 out_unlock_free:
1721         sem_unlock(sma, locknum);
1722         rcu_read_unlock();
1723 out_wakeup:
1724         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1725 out_free:
1726         if(sops != fast_sops)
1727                 kfree(sops);
1728         return error;
1729 }
1730
1731 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1732                 unsigned, nsops)
1733 {
1734         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1735 }
1736
1737 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1738  * parent and child tasks.
1739  */
1740
1741 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1742 {
1743         struct sem_undo_list *undo_list;
1744         int error;
1745
1746         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1747                 error = get_undo_list(&undo_list);
1748                 if (error)
1749                         return error;
1750                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1751                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1752         } else 
1753                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1754
1755         return 0;
1756 }
1757
1758 /*
1759  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1760  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1761  * so some of them may be out of date.
1762  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1763  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1764  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1765  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1766  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1767  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1768  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1769  */
1770 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1771 {
1772         struct sem_undo_list *ulp;
1773
1774         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1775         if (!ulp)
1776                 return;
1777         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1778
1779         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1780                 return;
1781
1782         for (;;) {
1783                 struct sem_array *sma;
1784                 struct sem_undo *un;
1785                 struct list_head tasks;
1786                 int semid, i;
1787
1788                 rcu_read_lock();
1789                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
1790                                     struct sem_undo, list_proc);
1791                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc)
1792                         semid = -1;
1793                  else
1794                         semid = un->semid;
1795
1796                 if (semid == -1) {
1797                         rcu_read_unlock();
1798                         break;
1799                 }
1800
1801                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1802                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
1803                 if (IS_ERR(sma)) {
1804                         rcu_read_unlock();
1805                         continue;
1806                 }
1807
1808                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1809                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
1810                 if (un == NULL) {
1811                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
1812                          * exactly the same semid. Nothing to do.
1813                          */
1814                         sem_unlock(sma, -1);
1815                         rcu_read_unlock();
1816                         continue;
1817                 }
1818
1819                 /* remove un from the linked lists */
1820                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1821                 list_del(&un->list_id);
1822
1823                 spin_lock(&ulp->lock);
1824                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1825                 spin_unlock(&ulp->lock);
1826
1827                 /* perform adjustments registered in un */
1828                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1829                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1830                         if (un->semadj[i]) {
1831                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
1832                                 /*
1833                                  * Range checks of the new semaphore value,
1834                                  * not defined by sus:
1835                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1836                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1837                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1838                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1839                                  *
1840                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1841                                  * and at SEMVMX.
1842                                  *
1843                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1844                                  */
1845                                 if (semaphore->semval < 0)
1846                                         semaphore->semval = 0;
1847                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1848                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1849                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
1850                         }
1851                 }
1852                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1853                 INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1854                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &tasks);
1855                 sem_unlock(sma, -1);
1856                 rcu_read_unlock();
1857                 wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1858
1859                 kfree_rcu(un, rcu);
1860         }
1861         kfree(ulp);
1862 }
1863
1864 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1865 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1866 {
1867         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
1868         struct sem_array *sma = it;
1869
1870         return seq_printf(s,
1871                           "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1872                           sma->sem_perm.key,
1873                           sma->sem_perm.id,
1874                           sma->sem_perm.mode,
1875                           sma->sem_nsems,
1876                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
1877                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
1878                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
1879                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
1880                           sma->sem_otime,
1881                           sma->sem_ctime);
1882 }
1883 #endif