ipc: simplify rcu_read_lock() in semctl_nolock()
[linux-3.10.git] / ipc / sem.c
1 /*
2  * linux/ipc/sem.c
3  * Copyright (C) 1992 Krishna Balasubramanian
4  * Copyright (C) 1995 Eric Schenk, Bruno Haible
5  *
6  * /proc/sysvipc/sem support (c) 1999 Dragos Acostachioaie <dragos@iname.com>
7  *
8  * SMP-threaded, sysctl's added
9  * (c) 1999 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
10  * Enforced range limit on SEM_UNDO
11  * (c) 2001 Red Hat Inc
12  * Lockless wakeup
13  * (c) 2003 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
14  * Further wakeup optimizations, documentation
15  * (c) 2010 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
16  *
17  * support for audit of ipc object properties and permission changes
18  * Dustin Kirkland <dustin.kirkland@us.ibm.com>
19  *
20  * namespaces support
21  * OpenVZ, SWsoft Inc.
22  * Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
23  *
24  * Implementation notes: (May 2010)
25  * This file implements System V semaphores.
26  *
27  * User space visible behavior:
28  * - FIFO ordering for semop() operations (just FIFO, not starvation
29  *   protection)
30  * - multiple semaphore operations that alter the same semaphore in
31  *   one semop() are handled.
32  * - sem_ctime (time of last semctl()) is updated in the IPC_SET, SETVAL and
33  *   SETALL calls.
34  * - two Linux specific semctl() commands: SEM_STAT, SEM_INFO.
35  * - undo adjustments at process exit are limited to 0..SEMVMX.
36  * - namespace are supported.
37  * - SEMMSL, SEMMNS, SEMOPM and SEMMNI can be configured at runtine by writing
38  *   to /proc/sys/kernel/sem.
39  * - statistics about the usage are reported in /proc/sysvipc/sem.
40  *
41  * Internals:
42  * - scalability:
43  *   - all global variables are read-mostly.
44  *   - semop() calls and semctl(RMID) are synchronized by RCU.
45  *   - most operations do write operations (actually: spin_lock calls) to
46  *     the per-semaphore array structure.
47  *   Thus: Perfect SMP scaling between independent semaphore arrays.
48  *         If multiple semaphores in one array are used, then cache line
49  *         trashing on the semaphore array spinlock will limit the scaling.
50  * - semncnt and semzcnt are calculated on demand in count_semncnt() and
51  *   count_semzcnt()
52  * - the task that performs a successful semop() scans the list of all
53  *   sleeping tasks and completes any pending operations that can be fulfilled.
54  *   Semaphores are actively given to waiting tasks (necessary for FIFO).
55  *   (see update_queue())
56  * - To improve the scalability, the actual wake-up calls are performed after
57  *   dropping all locks. (see wake_up_sem_queue_prepare(),
58  *   wake_up_sem_queue_do())
59  * - All work is done by the waker, the woken up task does not have to do
60  *   anything - not even acquiring a lock or dropping a refcount.
61  * - A woken up task may not even touch the semaphore array anymore, it may
62  *   have been destroyed already by a semctl(RMID).
63  * - The synchronizations between wake-ups due to a timeout/signal and a
64  *   wake-up due to a completed semaphore operation is achieved by using an
65  *   intermediate state (IN_WAKEUP).
66  * - UNDO values are stored in an array (one per process and per
67  *   semaphore array, lazily allocated). For backwards compatibility, multiple
68  *   modes for the UNDO variables are supported (per process, per thread)
69  *   (see copy_semundo, CLONE_SYSVSEM)
70  * - There are two lists of the pending operations: a per-array list
71  *   and per-semaphore list (stored in the array). This allows to achieve FIFO
72  *   ordering without always scanning all pending operations.
73  *   The worst-case behavior is nevertheless O(N^2) for N wakeups.
74  */
75
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/spinlock.h>
78 #include <linux/init.h>
79 #include <linux/proc_fs.h>
80 #include <linux/time.h>
81 #include <linux/security.h>
82 #include <linux/syscalls.h>
83 #include <linux/audit.h>
84 #include <linux/capability.h>
85 #include <linux/seq_file.h>
86 #include <linux/rwsem.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/ipc_namespace.h>
89
90 #include <asm/uaccess.h>
91 #include "util.h"
92
93 /* One semaphore structure for each semaphore in the system. */
94 struct sem {
95         int     semval;         /* current value */
96         int     sempid;         /* pid of last operation */
97         spinlock_t      lock;   /* spinlock for fine-grained semtimedop */
98         struct list_head sem_pending; /* pending single-sop operations */
99 };
100
101 /* One queue for each sleeping process in the system. */
102 struct sem_queue {
103         struct list_head        list;    /* queue of pending operations */
104         struct task_struct      *sleeper; /* this process */
105         struct sem_undo         *undo;   /* undo structure */
106         int                     pid;     /* process id of requesting process */
107         int                     status;  /* completion status of operation */
108         struct sembuf           *sops;   /* array of pending operations */
109         int                     nsops;   /* number of operations */
110         int                     alter;   /* does *sops alter the array? */
111 };
112
113 /* Each task has a list of undo requests. They are executed automatically
114  * when the process exits.
115  */
116 struct sem_undo {
117         struct list_head        list_proc;      /* per-process list: *
118                                                  * all undos from one process
119                                                  * rcu protected */
120         struct rcu_head         rcu;            /* rcu struct for sem_undo */
121         struct sem_undo_list    *ulp;           /* back ptr to sem_undo_list */
122         struct list_head        list_id;        /* per semaphore array list:
123                                                  * all undos for one array */
124         int                     semid;          /* semaphore set identifier */
125         short                   *semadj;        /* array of adjustments */
126                                                 /* one per semaphore */
127 };
128
129 /* sem_undo_list controls shared access to the list of sem_undo structures
130  * that may be shared among all a CLONE_SYSVSEM task group.
131  */
132 struct sem_undo_list {
133         atomic_t                refcnt;
134         spinlock_t              lock;
135         struct list_head        list_proc;
136 };
137
138
139 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
140
141 #define sem_checkid(sma, semid) ipc_checkid(&sma->sem_perm, semid)
142
143 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
144 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
145 #ifdef CONFIG_PROC_FS
146 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
147 #endif
148
149 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
150 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
151
152 /*
153  * linked list protection:
154  *      sem_undo.id_next,
155  *      sem_array.sem_pending{,last},
156  *      sem_array.sem_undo: sem_lock() for read/write
157  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
158  *      
159  */
160
161 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
162 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
163 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
164 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
165
166 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
167 {
168         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
169         ns->sc_semmns = SEMMNS;
170         ns->sc_semopm = SEMOPM;
171         ns->sc_semmni = SEMMNI;
172         ns->used_sems = 0;
173         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
174 }
175
176 #ifdef CONFIG_IPC_NS
177 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
178 {
179         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
180         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
181 }
182 #endif
183
184 void __init sem_init (void)
185 {
186         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
187         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
188                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
189                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
190 }
191
192 /*
193  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
194  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
195  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
196  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
197  * semaphores from other pending complex operations.
198  *
199  * Carefully guard against sma->complex_count changing between zero
200  * and non-zero while we are spinning for the lock. The value of
201  * sma->complex_count cannot change while we are holding the lock,
202  * so sem_unlock should be fine.
203  *
204  * The global lock path checks that all the local locks have been released,
205  * checking each local lock once. This means that the local lock paths
206  * cannot start their critical sections while the global lock is held.
207  */
208 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
209                               int nsops)
210 {
211         int locknum;
212  again:
213         if (nsops == 1 && !sma->complex_count) {
214                 struct sem *sem = sma->sem_base + sops->sem_num;
215
216                 /* Lock just the semaphore we are interested in. */
217                 spin_lock(&sem->lock);
218
219                 /*
220                  * If sma->complex_count was set while we were spinning,
221                  * we may need to look at things we did not lock here.
222                  */
223                 if (unlikely(sma->complex_count)) {
224                         spin_unlock(&sem->lock);
225                         goto lock_array;
226                 }
227
228                 /*
229                  * Another process is holding the global lock on the
230                  * sem_array; we cannot enter our critical section,
231                  * but have to wait for the global lock to be released.
232                  */
233                 if (unlikely(spin_is_locked(&sma->sem_perm.lock))) {
234                         spin_unlock(&sem->lock);
235                         spin_unlock_wait(&sma->sem_perm.lock);
236                         goto again;
237                 }
238
239                 locknum = sops->sem_num;
240         } else {
241                 int i;
242                 /*
243                  * Lock the semaphore array, and wait for all of the
244                  * individual semaphore locks to go away.  The code
245                  * above ensures no new single-lock holders will enter
246                  * their critical section while the array lock is held.
247                  */
248  lock_array:
249                 spin_lock(&sma->sem_perm.lock);
250                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
251                         struct sem *sem = sma->sem_base + i;
252                         spin_unlock_wait(&sem->lock);
253                 }
254                 locknum = -1;
255         }
256         return locknum;
257 }
258
259 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
260 {
261         if (locknum == -1) {
262                 spin_unlock(&sma->sem_perm.lock);
263         } else {
264                 struct sem *sem = sma->sem_base + locknum;
265                 spin_unlock(&sem->lock);
266         }
267 }
268
269 /*
270  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rw_mutex
271  * is not held.
272  *
273  * The caller holds the RCU read lock.
274  */
275 static inline struct sem_array *sem_obtain_lock(struct ipc_namespace *ns,
276                         int id, struct sembuf *sops, int nsops, int *locknum)
277 {
278         struct kern_ipc_perm *ipcp;
279         struct sem_array *sma;
280
281         ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
282         if (IS_ERR(ipcp))
283                 return ERR_CAST(ipcp);
284
285         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
286         *locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
287
288         /* ipc_rmid() may have already freed the ID while sem_lock
289          * was spinning: verify that the structure is still valid
290          */
291         if (!ipcp->deleted)
292                 return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
293
294         sem_unlock(sma, *locknum);
295         return ERR_PTR(-EINVAL);
296 }
297
298 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
299 {
300         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
301
302         if (IS_ERR(ipcp))
303                 return ERR_CAST(ipcp);
304
305         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
306 }
307
308 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
309                                                         int id)
310 {
311         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
312
313         if (IS_ERR(ipcp))
314                 return ERR_CAST(ipcp);
315
316         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
317 }
318
319 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
320 {
321         sem_lock(sma, NULL, -1);
322         ipc_rcu_putref(sma);
323 }
324
325 static inline void sem_putref(struct sem_array *sma)
326 {
327         ipc_rcu_putref(sma);
328 }
329
330 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
331 {
332         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
333 }
334
335 /*
336  * Lockless wakeup algorithm:
337  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
338  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
339  * - wakeup is performed by
340  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
341  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
342  *        This is the notification for the blocked thread that a
343  *        result value is imminent.
344  *      * call wake_up_process
345  *      * set queue.status to the final value.
346  * - the previously blocked thread checks queue.status:
347  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
348  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
349  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
350  *        performing any operation on the sem array.
351  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
352  *
353  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
354  * races:
355  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
356  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
357  *   before update_queue had a chance to set queue.status
358  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
359  *   blocked process is woken up by a signal between writing
360  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
361  *   process could return from semtimedop and die by calling
362  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
363  *   will oops, because the task structure is already invalid.
364  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
365  *
366  */
367 #define IN_WAKEUP       1
368
369 /**
370  * newary - Create a new semaphore set
371  * @ns: namespace
372  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
373  *
374  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
375  */
376
377 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
378 {
379         int id;
380         int retval;
381         struct sem_array *sma;
382         int size;
383         key_t key = params->key;
384         int nsems = params->u.nsems;
385         int semflg = params->flg;
386         int i;
387
388         if (!nsems)
389                 return -EINVAL;
390         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
391                 return -ENOSPC;
392
393         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
394         sma = ipc_rcu_alloc(size);
395         if (!sma) {
396                 return -ENOMEM;
397         }
398         memset (sma, 0, size);
399
400         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
401         sma->sem_perm.key = key;
402
403         sma->sem_perm.security = NULL;
404         retval = security_sem_alloc(sma);
405         if (retval) {
406                 ipc_rcu_putref(sma);
407                 return retval;
408         }
409
410         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
411         if (id < 0) {
412                 security_sem_free(sma);
413                 ipc_rcu_putref(sma);
414                 return id;
415         }
416         ns->used_sems += nsems;
417
418         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
419
420         for (i = 0; i < nsems; i++) {
421                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_base[i].sem_pending);
422                 spin_lock_init(&sma->sem_base[i].lock);
423         }
424
425         sma->complex_count = 0;
426         INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_pending);
427         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
428         sma->sem_nsems = nsems;
429         sma->sem_ctime = get_seconds();
430         sem_unlock(sma, -1);
431         rcu_read_unlock();
432
433         return sma->sem_perm.id;
434 }
435
436
437 /*
438  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
439  */
440 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
441 {
442         struct sem_array *sma;
443
444         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
445         return security_sem_associate(sma, semflg);
446 }
447
448 /*
449  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
450  */
451 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
452                                 struct ipc_params *params)
453 {
454         struct sem_array *sma;
455
456         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
457         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
458                 return -EINVAL;
459
460         return 0;
461 }
462
463 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
464 {
465         struct ipc_namespace *ns;
466         struct ipc_ops sem_ops;
467         struct ipc_params sem_params;
468
469         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
470
471         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
472                 return -EINVAL;
473
474         sem_ops.getnew = newary;
475         sem_ops.associate = sem_security;
476         sem_ops.more_checks = sem_more_checks;
477
478         sem_params.key = key;
479         sem_params.flg = semflg;
480         sem_params.u.nsems = nsems;
481
482         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
483 }
484
485 /*
486  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
487  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
488  */
489
490 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
491                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
492 {
493         int result, sem_op;
494         struct sembuf *sop;
495         struct sem * curr;
496
497         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
498                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
499                 sem_op = sop->sem_op;
500                 result = curr->semval;
501   
502                 if (!sem_op && result)
503                         goto would_block;
504
505                 result += sem_op;
506                 if (result < 0)
507                         goto would_block;
508                 if (result > SEMVMX)
509                         goto out_of_range;
510                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
511                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
512                         /*
513                          *      Exceeding the undo range is an error.
514                          */
515                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
516                                 goto out_of_range;
517                 }
518                 curr->semval = result;
519         }
520
521         sop--;
522         while (sop >= sops) {
523                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
524                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
525                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
526                 sop--;
527         }
528         
529         return 0;
530
531 out_of_range:
532         result = -ERANGE;
533         goto undo;
534
535 would_block:
536         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
537                 result = -EAGAIN;
538         else
539                 result = 1;
540
541 undo:
542         sop--;
543         while (sop >= sops) {
544                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
545                 sop--;
546         }
547
548         return result;
549 }
550
551 /** wake_up_sem_queue_prepare(q, error): Prepare wake-up
552  * @q: queue entry that must be signaled
553  * @error: Error value for the signal
554  *
555  * Prepare the wake-up of the queue entry q.
556  */
557 static void wake_up_sem_queue_prepare(struct list_head *pt,
558                                 struct sem_queue *q, int error)
559 {
560         if (list_empty(pt)) {
561                 /*
562                  * Hold preempt off so that we don't get preempted and have the
563                  * wakee busy-wait until we're scheduled back on.
564                  */
565                 preempt_disable();
566         }
567         q->status = IN_WAKEUP;
568         q->pid = error;
569
570         list_add_tail(&q->list, pt);
571 }
572
573 /**
574  * wake_up_sem_queue_do(pt) - do the actual wake-up
575  * @pt: list of tasks to be woken up
576  *
577  * Do the actual wake-up.
578  * The function is called without any locks held, thus the semaphore array
579  * could be destroyed already and the tasks can disappear as soon as the
580  * status is set to the actual return code.
581  */
582 static void wake_up_sem_queue_do(struct list_head *pt)
583 {
584         struct sem_queue *q, *t;
585         int did_something;
586
587         did_something = !list_empty(pt);
588         list_for_each_entry_safe(q, t, pt, list) {
589                 wake_up_process(q->sleeper);
590                 /* q can disappear immediately after writing q->status. */
591                 smp_wmb();
592                 q->status = q->pid;
593         }
594         if (did_something)
595                 preempt_enable();
596 }
597
598 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
599 {
600         list_del(&q->list);
601         if (q->nsops > 1)
602                 sma->complex_count--;
603 }
604
605 /** check_restart(sma, q)
606  * @sma: semaphore array
607  * @q: the operation that just completed
608  *
609  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
610  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
611  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
612  * was completed.
613  */
614 static int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
615 {
616         struct sem *curr;
617         struct sem_queue *h;
618
619         /* if the operation didn't modify the array, then no restart */
620         if (q->alter == 0)
621                 return 0;
622
623         /* pending complex operations are too difficult to analyse */
624         if (sma->complex_count)
625                 return 1;
626
627         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
628         if (q->nsops > 1)
629                 return 1;
630
631         curr = sma->sem_base + q->sops[0].sem_num;
632
633         /* No-one waits on this queue */
634         if (list_empty(&curr->sem_pending))
635                 return 0;
636
637         /* the new semaphore value */
638         if (curr->semval) {
639                 /* It is impossible that someone waits for the new value:
640                  * - q is a previously sleeping simple operation that
641                  *   altered the array. It must be a decrement, because
642                  *   simple increments never sleep.
643                  * - The value is not 0, thus wait-for-zero won't proceed.
644                  * - If there are older (higher priority) decrements
645                  *   in the queue, then they have observed the original
646                  *   semval value and couldn't proceed. The operation
647                  *   decremented to value - thus they won't proceed either.
648                  */
649                 BUG_ON(q->sops[0].sem_op >= 0);
650                 return 0;
651         }
652         /*
653          * semval is 0. Check if there are wait-for-zero semops.
654          * They must be the first entries in the per-semaphore queue
655          */
656         h = list_first_entry(&curr->sem_pending, struct sem_queue, list);
657         BUG_ON(h->nsops != 1);
658         BUG_ON(h->sops[0].sem_num != q->sops[0].sem_num);
659
660         /* Yes, there is a wait-for-zero semop. Restart */
661         if (h->sops[0].sem_op == 0)
662                 return 1;
663
664         /* Again - no-one is waiting for the new value. */
665         return 0;
666 }
667
668
669 /**
670  * update_queue(sma, semnum): Look for tasks that can be completed.
671  * @sma: semaphore array.
672  * @semnum: semaphore that was modified.
673  * @pt: list head for the tasks that must be woken up.
674  *
675  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
676  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
677  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
678  * semaphore.
679  * The tasks that must be woken up are added to @pt. The return code
680  * is stored in q->pid.
681  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
682  */
683 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct list_head *pt)
684 {
685         struct sem_queue *q;
686         struct list_head *walk;
687         struct list_head *pending_list;
688         int semop_completed = 0;
689
690         if (semnum == -1)
691                 pending_list = &sma->sem_pending;
692         else
693                 pending_list = &sma->sem_base[semnum].sem_pending;
694
695 again:
696         walk = pending_list->next;
697         while (walk != pending_list) {
698                 int error, restart;
699
700                 q = container_of(walk, struct sem_queue, list);
701                 walk = walk->next;
702
703                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
704                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
705                  * necessary to scan the "alter" entries: simple increments
706                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
707                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
708                  * cannot be successful if the value is already 0.
709                  */
710                 if (semnum != -1 && sma->sem_base[semnum].semval == 0 &&
711                                 q->alter)
712                         break;
713
714                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
715                                          q->undo, q->pid);
716
717                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
718                 if (error > 0)
719                         continue;
720
721                 unlink_queue(sma, q);
722
723                 if (error) {
724                         restart = 0;
725                 } else {
726                         semop_completed = 1;
727                         restart = check_restart(sma, q);
728                 }
729
730                 wake_up_sem_queue_prepare(pt, q, error);
731                 if (restart)
732                         goto again;
733         }
734         return semop_completed;
735 }
736
737 /**
738  * do_smart_update(sma, sops, nsops, otime, pt) - optimized update_queue
739  * @sma: semaphore array
740  * @sops: operations that were performed
741  * @nsops: number of operations
742  * @otime: force setting otime
743  * @pt: list head of the tasks that must be woken up.
744  *
745  * do_smart_update() does the required called to update_queue, based on the
746  * actual changes that were performed on the semaphore array.
747  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
748  * responsible for calling wake_up_sem_queue_do(@pt).
749  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
750  */
751 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
752                         int otime, struct list_head *pt)
753 {
754         int i;
755
756         if (sma->complex_count || sops == NULL) {
757                 if (update_queue(sma, -1, pt))
758                         otime = 1;
759         }
760
761         if (!sops) {
762                 /* No semops; something special is going on. */
763                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
764                         if (update_queue(sma, i, pt))
765                                 otime = 1;
766                 }
767                 goto done;
768         }
769
770         /* Check the semaphores that were modified. */
771         for (i = 0; i < nsops; i++) {
772                 if (sops[i].sem_op > 0 ||
773                         (sops[i].sem_op < 0 &&
774                                 sma->sem_base[sops[i].sem_num].semval == 0))
775                         if (update_queue(sma, sops[i].sem_num, pt))
776                                 otime = 1;
777         }
778 done:
779         if (otime)
780                 sma->sem_otime = get_seconds();
781 }
782
783
784 /* The following counts are associated to each semaphore:
785  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
786  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
787  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
788  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
789  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
790  * The counts we return here are a rough approximation, but still
791  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
792  */
793 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
794 {
795         int semncnt;
796         struct sem_queue * q;
797
798         semncnt = 0;
799         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
800                 struct sembuf * sops = q->sops;
801                 int nsops = q->nsops;
802                 int i;
803                 for (i = 0; i < nsops; i++)
804                         if (sops[i].sem_num == semnum
805                             && (sops[i].sem_op < 0)
806                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
807                                 semncnt++;
808         }
809         return semncnt;
810 }
811
812 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
813 {
814         int semzcnt;
815         struct sem_queue * q;
816
817         semzcnt = 0;
818         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
819                 struct sembuf * sops = q->sops;
820                 int nsops = q->nsops;
821                 int i;
822                 for (i = 0; i < nsops; i++)
823                         if (sops[i].sem_num == semnum
824                             && (sops[i].sem_op == 0)
825                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
826                                 semzcnt++;
827         }
828         return semzcnt;
829 }
830
831 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rw_mutex locked
832  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rw_mutex
833  * remains locked on exit.
834  */
835 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
836 {
837         struct sem_undo *un, *tu;
838         struct sem_queue *q, *tq;
839         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
840         struct list_head tasks;
841         int i;
842
843         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
844         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
845         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
846                 list_del(&un->list_id);
847                 spin_lock(&un->ulp->lock);
848                 un->semid = -1;
849                 list_del_rcu(&un->list_proc);
850                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
851                 kfree_rcu(un, rcu);
852         }
853
854         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
855         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
856         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->sem_pending, list) {
857                 unlink_queue(sma, q);
858                 wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
859         }
860         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
861                 struct sem *sem = sma->sem_base + i;
862                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->sem_pending, list) {
863                         unlink_queue(sma, q);
864                         wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
865                 }
866         }
867
868         /* Remove the semaphore set from the IDR */
869         sem_rmid(ns, sma);
870         sem_unlock(sma, -1);
871         rcu_read_unlock();
872
873         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
874         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
875         security_sem_free(sma);
876         ipc_rcu_putref(sma);
877 }
878
879 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
880 {
881         switch(version) {
882         case IPC_64:
883                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
884         case IPC_OLD:
885             {
886                 struct semid_ds out;
887
888                 memset(&out, 0, sizeof(out));
889
890                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
891
892                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
893                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
894                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
895
896                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
897             }
898         default:
899                 return -EINVAL;
900         }
901 }
902
903 static int semctl_nolock(struct ipc_namespace *ns, int semid,
904                          int cmd, int version, void __user *p)
905 {
906         int err;
907         struct sem_array *sma;
908
909         switch(cmd) {
910         case IPC_INFO:
911         case SEM_INFO:
912         {
913                 struct seminfo seminfo;
914                 int max_id;
915
916                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
917                 if (err)
918                         return err;
919                 
920                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
921                 seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
922                 seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
923                 seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
924                 seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
925                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
926                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
927                 seminfo.semmap = SEMMAP;
928                 seminfo.semume = SEMUME;
929                 down_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
930                 if (cmd == SEM_INFO) {
931                         seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
932                         seminfo.semaem = ns->used_sems;
933                 } else {
934                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
935                         seminfo.semaem = SEMAEM;
936                 }
937                 max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
938                 up_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
939                 if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo))) 
940                         return -EFAULT;
941                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
942         }
943         case IPC_STAT:
944         case SEM_STAT:
945         {
946                 struct semid64_ds tbuf;
947                 int id = 0;
948
949                 memset(&tbuf, 0, sizeof(tbuf));
950
951                 rcu_read_lock();
952                 if (cmd == SEM_STAT) {
953                         sma = sem_obtain_object(ns, semid);
954                         if (IS_ERR(sma)) {
955                                 err = PTR_ERR(sma);
956                                 goto out_unlock;
957                         }
958                         id = sma->sem_perm.id;
959                 } else {
960                         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
961                         if (IS_ERR(sma)) {
962                                 err = PTR_ERR(sma);
963                                 goto out_unlock;
964                         }
965                 }
966
967                 err = -EACCES;
968                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
969                         goto out_unlock;
970
971                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
972                 if (err)
973                         goto out_unlock;
974
975                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
976                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
977                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
978                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
979                 rcu_read_unlock();
980                 if (copy_semid_to_user(p, &tbuf, version))
981                         return -EFAULT;
982                 return id;
983         }
984         default:
985                 return -EINVAL;
986         }
987 out_unlock:
988         rcu_read_unlock();
989         return err;
990 }
991
992 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
993                 unsigned long arg)
994 {
995         struct sem_undo *un;
996         struct sem_array *sma;
997         struct sem* curr;
998         int err;
999         struct list_head tasks;
1000         int val;
1001 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1002         /* big-endian 64bit */
1003         val = arg >> 32;
1004 #else
1005         /* 32bit or little-endian 64bit */
1006         val = arg;
1007 #endif
1008
1009         if (val > SEMVMX || val < 0)
1010                 return -ERANGE;
1011
1012         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1013
1014         rcu_read_lock();
1015         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1016         if (IS_ERR(sma)) {
1017                 rcu_read_unlock();
1018                 return PTR_ERR(sma);
1019         }
1020
1021         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1022                 rcu_read_unlock();
1023                 return -EINVAL;
1024         }
1025
1026
1027         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1028                 rcu_read_unlock();
1029                 return -EACCES;
1030         }
1031
1032         err = security_sem_semctl(sma, SETVAL);
1033         if (err) {
1034                 rcu_read_unlock();
1035                 return -EACCES;
1036         }
1037
1038         sem_lock(sma, NULL, -1);
1039
1040         curr = &sma->sem_base[semnum];
1041
1042         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1043         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1044                 un->semadj[semnum] = 0;
1045
1046         curr->semval = val;
1047         curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
1048         sma->sem_ctime = get_seconds();
1049         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1050         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1051         sem_unlock(sma, -1);
1052         rcu_read_unlock();
1053         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1054         return 0;
1055 }
1056
1057 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1058                 int cmd, void __user *p)
1059 {
1060         struct sem_array *sma;
1061         struct sem* curr;
1062         int err, nsems;
1063         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1064         ushort* sem_io = fast_sem_io;
1065         struct list_head tasks;
1066
1067         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1068
1069         rcu_read_lock();
1070         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1071         if (IS_ERR(sma)) {
1072                 rcu_read_unlock();
1073                 return PTR_ERR(sma);
1074         }
1075
1076         nsems = sma->sem_nsems;
1077
1078         err = -EACCES;
1079         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1080                 goto out_rcu_wakeup;
1081
1082         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1083         if (err)
1084                 goto out_rcu_wakeup;
1085
1086         err = -EACCES;
1087         switch (cmd) {
1088         case GETALL:
1089         {
1090                 ushort __user *array = p;
1091                 int i;
1092
1093                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1094                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1095                         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1096                                 sem_unlock(sma, -1);
1097                                 rcu_read_unlock();
1098                                 err = -EIDRM;
1099                                 goto out_free;
1100                         }
1101                         sem_unlock(sma, -1);
1102                         rcu_read_unlock();
1103                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1104                         if(sem_io == NULL) {
1105                                 sem_putref(sma);
1106                                 return -ENOMEM;
1107                         }
1108
1109                         rcu_read_lock();
1110                         sem_lock_and_putref(sma);
1111                         if (sma->sem_perm.deleted) {
1112                                 sem_unlock(sma, -1);
1113                                 rcu_read_unlock();
1114                                 err = -EIDRM;
1115                                 goto out_free;
1116                         }
1117                 }
1118                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1119                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
1120                 sem_unlock(sma, -1);
1121                 rcu_read_unlock();
1122                 err = 0;
1123                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1124                         err = -EFAULT;
1125                 goto out_free;
1126         }
1127         case SETALL:
1128         {
1129                 int i;
1130                 struct sem_undo *un;
1131
1132                 if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1133                         rcu_read_unlock();
1134                         return -EIDRM;
1135                 }
1136                 rcu_read_unlock();
1137
1138                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1139                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1140                         if(sem_io == NULL) {
1141                                 sem_putref(sma);
1142                                 return -ENOMEM;
1143                         }
1144                 }
1145
1146                 if (copy_from_user (sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1147                         sem_putref(sma);
1148                         err = -EFAULT;
1149                         goto out_free;
1150                 }
1151
1152                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1153                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1154                                 sem_putref(sma);
1155                                 err = -ERANGE;
1156                                 goto out_free;
1157                         }
1158                 }
1159                 rcu_read_lock();
1160                 sem_lock_and_putref(sma);
1161                 if (sma->sem_perm.deleted) {
1162                         sem_unlock(sma, -1);
1163                         rcu_read_unlock();
1164                         err = -EIDRM;
1165                         goto out_free;
1166                 }
1167
1168                 for (i = 0; i < nsems; i++)
1169                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
1170
1171                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1172                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1173                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1174                                 un->semadj[i] = 0;
1175                 }
1176                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1177                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1178                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1179                 err = 0;
1180                 goto out_unlock;
1181         }
1182         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1183         }
1184         err = -EINVAL;
1185         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1186                 goto out_rcu_wakeup;
1187
1188         sem_lock(sma, NULL, -1);
1189         curr = &sma->sem_base[semnum];
1190
1191         switch (cmd) {
1192         case GETVAL:
1193                 err = curr->semval;
1194                 goto out_unlock;
1195         case GETPID:
1196                 err = curr->sempid;
1197                 goto out_unlock;
1198         case GETNCNT:
1199                 err = count_semncnt(sma,semnum);
1200                 goto out_unlock;
1201         case GETZCNT:
1202                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
1203                 goto out_unlock;
1204         }
1205
1206 out_unlock:
1207         sem_unlock(sma, -1);
1208 out_rcu_wakeup:
1209         rcu_read_unlock();
1210         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1211 out_free:
1212         if(sem_io != fast_sem_io)
1213                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
1214         return err;
1215 }
1216
1217 static inline unsigned long
1218 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1219 {
1220         switch(version) {
1221         case IPC_64:
1222                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1223                         return -EFAULT;
1224                 return 0;
1225         case IPC_OLD:
1226             {
1227                 struct semid_ds tbuf_old;
1228
1229                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1230                         return -EFAULT;
1231
1232                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1233                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1234                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1235
1236                 return 0;
1237             }
1238         default:
1239                 return -EINVAL;
1240         }
1241 }
1242
1243 /*
1244  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
1245  * to be held in write mode.
1246  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
1247  */
1248 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1249                        int cmd, int version, void __user *p)
1250 {
1251         struct sem_array *sma;
1252         int err;
1253         struct semid64_ds semid64;
1254         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1255
1256         if(cmd == IPC_SET) {
1257                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1258                         return -EFAULT;
1259         }
1260
1261         ipcp = ipcctl_pre_down_nolock(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1262                                       &semid64.sem_perm, 0);
1263         if (IS_ERR(ipcp))
1264                 return PTR_ERR(ipcp);
1265
1266         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1267
1268         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1269         if (err) {
1270                 rcu_read_unlock();
1271                 goto out_up;
1272         }
1273
1274         switch(cmd){
1275         case IPC_RMID:
1276                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1277                 freeary(ns, ipcp);
1278                 goto out_up;
1279         case IPC_SET:
1280                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1281                 err = ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
1282                 if (err)
1283                         goto out_unlock;
1284                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1285                 break;
1286         default:
1287                 rcu_read_unlock();
1288                 err = -EINVAL;
1289                 goto out_up;
1290         }
1291
1292 out_unlock:
1293         sem_unlock(sma, -1);
1294         rcu_read_unlock();
1295 out_up:
1296         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1297         return err;
1298 }
1299
1300 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1301 {
1302         int version;
1303         struct ipc_namespace *ns;
1304         void __user *p = (void __user *)arg;
1305
1306         if (semid < 0)
1307                 return -EINVAL;
1308
1309         version = ipc_parse_version(&cmd);
1310         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1311
1312         switch(cmd) {
1313         case IPC_INFO:
1314         case SEM_INFO:
1315         case IPC_STAT:
1316         case SEM_STAT:
1317                 return semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, p);
1318         case GETALL:
1319         case GETVAL:
1320         case GETPID:
1321         case GETNCNT:
1322         case GETZCNT:
1323         case SETALL:
1324                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1325         case SETVAL:
1326                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1327         case IPC_RMID:
1328         case IPC_SET:
1329                 return semctl_down(ns, semid, cmd, version, p);
1330         default:
1331                 return -EINVAL;
1332         }
1333 }
1334
1335 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1336  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1337  * and current is THE ONE
1338  *
1339  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1340  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1341  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1342  * at exit time.
1343  *
1344  * This can block, so callers must hold no locks.
1345  */
1346 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1347 {
1348         struct sem_undo_list *undo_list;
1349
1350         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1351         if (!undo_list) {
1352                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1353                 if (undo_list == NULL)
1354                         return -ENOMEM;
1355                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1356                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
1357                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1358
1359                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1360         }
1361         *undo_listp = undo_list;
1362         return 0;
1363 }
1364
1365 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1366 {
1367         struct sem_undo *un;
1368
1369         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
1370                 if (un->semid == semid)
1371                         return un;
1372         }
1373         return NULL;
1374 }
1375
1376 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1377 {
1378         struct sem_undo *un;
1379
1380         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1381
1382         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1383         if (un) {
1384                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1385                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1386         }
1387         return un;
1388 }
1389
1390 /**
1391  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
1392  * @ns: namespace
1393  * @semid: semaphore array id
1394  *
1395  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1396  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1397  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1398  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1399  * performs a rcu_read_lock().
1400  */
1401 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1402 {
1403         struct sem_array *sma;
1404         struct sem_undo_list *ulp;
1405         struct sem_undo *un, *new;
1406         int nsems, error;
1407
1408         error = get_undo_list(&ulp);
1409         if (error)
1410                 return ERR_PTR(error);
1411
1412         rcu_read_lock();
1413         spin_lock(&ulp->lock);
1414         un = lookup_undo(ulp, semid);
1415         spin_unlock(&ulp->lock);
1416         if (likely(un!=NULL))
1417                 goto out;
1418
1419         /* no undo structure around - allocate one. */
1420         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1421         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1422         if (IS_ERR(sma)) {
1423                 rcu_read_unlock();
1424                 return ERR_CAST(sma);
1425         }
1426
1427         nsems = sma->sem_nsems;
1428         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1429                 rcu_read_unlock();
1430                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1431                 goto out;
1432         }
1433         rcu_read_unlock();
1434
1435         /* step 2: allocate new undo structure */
1436         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1437         if (!new) {
1438                 sem_putref(sma);
1439                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1440         }
1441
1442         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1443         rcu_read_lock();
1444         sem_lock_and_putref(sma);
1445         if (sma->sem_perm.deleted) {
1446                 sem_unlock(sma, -1);
1447                 rcu_read_unlock();
1448                 kfree(new);
1449                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1450                 goto out;
1451         }
1452         spin_lock(&ulp->lock);
1453
1454         /*
1455          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1456          */
1457         un = lookup_undo(ulp, semid);
1458         if (un) {
1459                 kfree(new);
1460                 goto success;
1461         }
1462         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1463         new->semadj = (short *) &new[1];
1464         new->ulp = ulp;
1465         new->semid = semid;
1466         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1467         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1468         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1469         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1470         un = new;
1471
1472 success:
1473         spin_unlock(&ulp->lock);
1474         sem_unlock(sma, -1);
1475 out:
1476         return un;
1477 }
1478
1479
1480 /**
1481  * get_queue_result - Retrieve the result code from sem_queue
1482  * @q: Pointer to queue structure
1483  *
1484  * Retrieve the return code from the pending queue. If IN_WAKEUP is found in
1485  * q->status, then we must loop until the value is replaced with the final
1486  * value: This may happen if a task is woken up by an unrelated event (e.g.
1487  * signal) and in parallel the task is woken up by another task because it got
1488  * the requested semaphores.
1489  *
1490  * The function can be called with or without holding the semaphore spinlock.
1491  */
1492 static int get_queue_result(struct sem_queue *q)
1493 {
1494         int error;
1495
1496         error = q->status;
1497         while (unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1498                 cpu_relax();
1499                 error = q->status;
1500         }
1501
1502         return error;
1503 }
1504
1505
1506 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1507                 unsigned, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
1508 {
1509         int error = -EINVAL;
1510         struct sem_array *sma;
1511         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1512         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1513         struct sem_undo *un;
1514         int undos = 0, alter = 0, max, locknum;
1515         struct sem_queue queue;
1516         unsigned long jiffies_left = 0;
1517         struct ipc_namespace *ns;
1518         struct list_head tasks;
1519
1520         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1521
1522         if (nsops < 1 || semid < 0)
1523                 return -EINVAL;
1524         if (nsops > ns->sc_semopm)
1525                 return -E2BIG;
1526         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1527                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1528                 if(sops==NULL)
1529                         return -ENOMEM;
1530         }
1531         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1532                 error=-EFAULT;
1533                 goto out_free;
1534         }
1535         if (timeout) {
1536                 struct timespec _timeout;
1537                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1538                         error = -EFAULT;
1539                         goto out_free;
1540                 }
1541                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1542                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1543                         error = -EINVAL;
1544                         goto out_free;
1545                 }
1546                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1547         }
1548         max = 0;
1549         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1550                 if (sop->sem_num >= max)
1551                         max = sop->sem_num;
1552                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1553                         undos = 1;
1554                 if (sop->sem_op != 0)
1555                         alter = 1;
1556         }
1557
1558         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1559
1560         if (undos) {
1561                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
1562                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1563                 if (IS_ERR(un)) {
1564                         error = PTR_ERR(un);
1565                         goto out_free;
1566                 }
1567         } else {
1568                 un = NULL;
1569                 rcu_read_lock();
1570         }
1571
1572         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1573         if (IS_ERR(sma)) {
1574                 rcu_read_unlock();
1575                 error = PTR_ERR(sma);
1576                 goto out_free;
1577         }
1578
1579         error = -EFBIG;
1580         if (max >= sma->sem_nsems)
1581                 goto out_rcu_wakeup;
1582
1583         error = -EACCES;
1584         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1585                 goto out_rcu_wakeup;
1586
1587         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1588         if (error)
1589                 goto out_rcu_wakeup;
1590
1591         /*
1592          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1593          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1594          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1595          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
1596          * "un" itself is guaranteed by rcu.
1597          */
1598         error = -EIDRM;
1599         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
1600         if (un && un->semid == -1)
1601                 goto out_unlock_free;
1602
1603         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, task_tgid_vnr(current));
1604         if (error <= 0) {
1605                 if (alter && error == 0)
1606                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &tasks);
1607
1608                 goto out_unlock_free;
1609         }
1610
1611         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1612          * task into the pending queue and go to sleep.
1613          */
1614                 
1615         queue.sops = sops;
1616         queue.nsops = nsops;
1617         queue.undo = un;
1618         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1619         queue.alter = alter;
1620
1621         if (nsops == 1) {
1622                 struct sem *curr;
1623                 curr = &sma->sem_base[sops->sem_num];
1624
1625                 if (alter)
1626                         list_add_tail(&queue.list, &curr->sem_pending);
1627                 else
1628                         list_add(&queue.list, &curr->sem_pending);
1629         } else {
1630                 if (alter)
1631                         list_add_tail(&queue.list, &sma->sem_pending);
1632                 else
1633                         list_add(&queue.list, &sma->sem_pending);
1634                 sma->complex_count++;
1635         }
1636
1637         queue.status = -EINTR;
1638         queue.sleeper = current;
1639
1640 sleep_again:
1641         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1642         sem_unlock(sma, locknum);
1643         rcu_read_unlock();
1644
1645         if (timeout)
1646                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1647         else
1648                 schedule();
1649
1650         error = get_queue_result(&queue);
1651
1652         if (error != -EINTR) {
1653                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1654                  * resources.
1655                  * Perform a smp_mb(): User space could assume that semop()
1656                  * is a memory barrier: Without the mb(), the cpu could
1657                  * speculatively read in user space stale data that was
1658                  * overwritten by the previous owner of the semaphore.
1659                  */
1660                 smp_mb();
1661
1662                 goto out_free;
1663         }
1664
1665         rcu_read_lock();
1666         sma = sem_obtain_lock(ns, semid, sops, nsops, &locknum);
1667
1668         /*
1669          * Wait until it's guaranteed that no wakeup_sem_queue_do() is ongoing.
1670          */
1671         error = get_queue_result(&queue);
1672
1673         /*
1674          * Array removed? If yes, leave without sem_unlock().
1675          */
1676         if (IS_ERR(sma)) {
1677                 rcu_read_unlock();
1678                 goto out_free;
1679         }
1680
1681
1682         /*
1683          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
1684          * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
1685          */
1686
1687         if (error != -EINTR) {
1688                 goto out_unlock_free;
1689         }
1690
1691         /*
1692          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1693          */
1694         if (timeout && jiffies_left == 0)
1695                 error = -EAGAIN;
1696
1697         /*
1698          * If the wakeup was spurious, just retry
1699          */
1700         if (error == -EINTR && !signal_pending(current))
1701                 goto sleep_again;
1702
1703         unlink_queue(sma, &queue);
1704
1705 out_unlock_free:
1706         sem_unlock(sma, locknum);
1707 out_rcu_wakeup:
1708         rcu_read_unlock();
1709         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1710 out_free:
1711         if(sops != fast_sops)
1712                 kfree(sops);
1713         return error;
1714 }
1715
1716 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1717                 unsigned, nsops)
1718 {
1719         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1720 }
1721
1722 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1723  * parent and child tasks.
1724  */
1725
1726 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1727 {
1728         struct sem_undo_list *undo_list;
1729         int error;
1730
1731         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1732                 error = get_undo_list(&undo_list);
1733                 if (error)
1734                         return error;
1735                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1736                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1737         } else 
1738                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1739
1740         return 0;
1741 }
1742
1743 /*
1744  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1745  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1746  * so some of them may be out of date.
1747  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1748  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1749  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1750  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1751  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1752  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1753  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1754  */
1755 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1756 {
1757         struct sem_undo_list *ulp;
1758
1759         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1760         if (!ulp)
1761                 return;
1762         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1763
1764         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1765                 return;
1766
1767         for (;;) {
1768                 struct sem_array *sma;
1769                 struct sem_undo *un;
1770                 struct list_head tasks;
1771                 int semid, i;
1772
1773                 rcu_read_lock();
1774                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
1775                                     struct sem_undo, list_proc);
1776                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc)
1777                         semid = -1;
1778                  else
1779                         semid = un->semid;
1780
1781                 if (semid == -1) {
1782                         rcu_read_unlock();
1783                         break;
1784                 }
1785
1786                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1787                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
1788                 if (IS_ERR(sma)) {
1789                         rcu_read_unlock();
1790                         continue;
1791                 }
1792
1793                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1794                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
1795                 if (un == NULL) {
1796                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
1797                          * exactly the same semid. Nothing to do.
1798                          */
1799                         sem_unlock(sma, -1);
1800                         rcu_read_unlock();
1801                         continue;
1802                 }
1803
1804                 /* remove un from the linked lists */
1805                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1806                 list_del(&un->list_id);
1807
1808                 spin_lock(&ulp->lock);
1809                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1810                 spin_unlock(&ulp->lock);
1811
1812                 /* perform adjustments registered in un */
1813                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1814                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1815                         if (un->semadj[i]) {
1816                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
1817                                 /*
1818                                  * Range checks of the new semaphore value,
1819                                  * not defined by sus:
1820                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1821                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1822                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1823                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1824                                  *
1825                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1826                                  * and at SEMVMX.
1827                                  *
1828                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1829                                  */
1830                                 if (semaphore->semval < 0)
1831                                         semaphore->semval = 0;
1832                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1833                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1834                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
1835                         }
1836                 }
1837                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1838                 INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1839                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &tasks);
1840                 sem_unlock(sma, -1);
1841                 rcu_read_unlock();
1842                 wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1843
1844                 kfree_rcu(un, rcu);
1845         }
1846         kfree(ulp);
1847 }
1848
1849 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1850 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1851 {
1852         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
1853         struct sem_array *sma = it;
1854
1855         return seq_printf(s,
1856                           "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1857                           sma->sem_perm.key,
1858                           sma->sem_perm.id,
1859                           sma->sem_perm.mode,
1860                           sma->sem_nsems,
1861                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
1862                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
1863                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
1864                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
1865                           sma->sem_otime,
1866                           sma->sem_ctime);
1867 }
1868 #endif