ipc/sem.c: replace shared sem_otime with per-semaphore value
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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 pending_alter; /* pending single-sop operations */
99                                         /* that alter the semaphore */
100         struct list_head pending_const; /* pending single-sop operations */
101                                         /* that do not alter the semaphore*/
102         time_t  sem_otime;      /* candidate for sem_otime */
103 } ____cacheline_aligned_in_smp;
104
105 /* One queue for each sleeping process in the system. */
106 struct sem_queue {
107         struct list_head        list;    /* queue of pending operations */
108         struct task_struct      *sleeper; /* this process */
109         struct sem_undo         *undo;   /* undo structure */
110         int                     pid;     /* process id of requesting process */
111         int                     status;  /* completion status of operation */
112         struct sembuf           *sops;   /* array of pending operations */
113         int                     nsops;   /* number of operations */
114         int                     alter;   /* does *sops alter the array? */
115 };
116
117 /* Each task has a list of undo requests. They are executed automatically
118  * when the process exits.
119  */
120 struct sem_undo {
121         struct list_head        list_proc;      /* per-process list: *
122                                                  * all undos from one process
123                                                  * rcu protected */
124         struct rcu_head         rcu;            /* rcu struct for sem_undo */
125         struct sem_undo_list    *ulp;           /* back ptr to sem_undo_list */
126         struct list_head        list_id;        /* per semaphore array list:
127                                                  * all undos for one array */
128         int                     semid;          /* semaphore set identifier */
129         short                   *semadj;        /* array of adjustments */
130                                                 /* one per semaphore */
131 };
132
133 /* sem_undo_list controls shared access to the list of sem_undo structures
134  * that may be shared among all a CLONE_SYSVSEM task group.
135  */
136 struct sem_undo_list {
137         atomic_t                refcnt;
138         spinlock_t              lock;
139         struct list_head        list_proc;
140 };
141
142
143 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
144
145 #define sem_checkid(sma, semid) ipc_checkid(&sma->sem_perm, semid)
146
147 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
148 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
149 #ifdef CONFIG_PROC_FS
150 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
151 #endif
152
153 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
154 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
155
156 /*
157  * linked list protection:
158  *      sem_undo.id_next,
159  *      sem_array.pending{_alter,_cont},
160  *      sem_array.sem_undo: sem_lock() for read/write
161  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
162  *      
163  */
164
165 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
166 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
167 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
168 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
169
170 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
171 {
172         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
173         ns->sc_semmns = SEMMNS;
174         ns->sc_semopm = SEMOPM;
175         ns->sc_semmni = SEMMNI;
176         ns->used_sems = 0;
177         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
178 }
179
180 #ifdef CONFIG_IPC_NS
181 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
182 {
183         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
184         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
185 }
186 #endif
187
188 void __init sem_init (void)
189 {
190         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
191         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
192                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
193                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
194 }
195
196 /**
197  * unmerge_queues - unmerge queues, if possible.
198  * @sma: semaphore array
199  *
200  * The function unmerges the wait queues if complex_count is 0.
201  * It must be called prior to dropping the global semaphore array lock.
202  */
203 static void unmerge_queues(struct sem_array *sma)
204 {
205         struct sem_queue *q, *tq;
206
207         /* complex operations still around? */
208         if (sma->complex_count)
209                 return;
210         /*
211          * We will switch back to simple mode.
212          * Move all pending operation back into the per-semaphore
213          * queues.
214          */
215         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
216                 struct sem *curr;
217                 curr = &sma->sem_base[q->sops[0].sem_num];
218
219                 list_add_tail(&q->list, &curr->pending_alter);
220         }
221         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
222 }
223
224 /**
225  * merge_queues - Merge single semop queues into global queue
226  * @sma: semaphore array
227  *
228  * This function merges all per-semaphore queues into the global queue.
229  * It is necessary to achieve FIFO ordering for the pending single-sop
230  * operations when a multi-semop operation must sleep.
231  * Only the alter operations must be moved, the const operations can stay.
232  */
233 static void merge_queues(struct sem_array *sma)
234 {
235         int i;
236         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
237                 struct sem *sem = sma->sem_base + i;
238
239                 list_splice_init(&sem->pending_alter, &sma->pending_alter);
240         }
241 }
242
243 /*
244  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
245  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
246  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
247  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
248  * semaphores from other pending complex operations.
249  *
250  * Carefully guard against sma->complex_count changing between zero
251  * and non-zero while we are spinning for the lock. The value of
252  * sma->complex_count cannot change while we are holding the lock,
253  * so sem_unlock should be fine.
254  *
255  * The global lock path checks that all the local locks have been released,
256  * checking each local lock once. This means that the local lock paths
257  * cannot start their critical sections while the global lock is held.
258  */
259 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
260                               int nsops)
261 {
262         int locknum;
263  again:
264         if (nsops == 1 && !sma->complex_count) {
265                 struct sem *sem = sma->sem_base + sops->sem_num;
266
267                 /* Lock just the semaphore we are interested in. */
268                 spin_lock(&sem->lock);
269
270                 /*
271                  * If sma->complex_count was set while we were spinning,
272                  * we may need to look at things we did not lock here.
273                  */
274                 if (unlikely(sma->complex_count)) {
275                         spin_unlock(&sem->lock);
276                         goto lock_array;
277                 }
278
279                 /*
280                  * Another process is holding the global lock on the
281                  * sem_array; we cannot enter our critical section,
282                  * but have to wait for the global lock to be released.
283                  */
284                 if (unlikely(spin_is_locked(&sma->sem_perm.lock))) {
285                         spin_unlock(&sem->lock);
286                         spin_unlock_wait(&sma->sem_perm.lock);
287                         goto again;
288                 }
289
290                 locknum = sops->sem_num;
291         } else {
292                 int i;
293                 /*
294                  * Lock the semaphore array, and wait for all of the
295                  * individual semaphore locks to go away.  The code
296                  * above ensures no new single-lock holders will enter
297                  * their critical section while the array lock is held.
298                  */
299  lock_array:
300                 ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
301                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
302                         struct sem *sem = sma->sem_base + i;
303                         spin_unlock_wait(&sem->lock);
304                 }
305                 locknum = -1;
306         }
307         return locknum;
308 }
309
310 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
311 {
312         if (locknum == -1) {
313                 unmerge_queues(sma);
314                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
315         } else {
316                 struct sem *sem = sma->sem_base + locknum;
317                 spin_unlock(&sem->lock);
318         }
319 }
320
321 /*
322  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rw_mutex
323  * is not held.
324  *
325  * The caller holds the RCU read lock.
326  */
327 static inline struct sem_array *sem_obtain_lock(struct ipc_namespace *ns,
328                         int id, struct sembuf *sops, int nsops, int *locknum)
329 {
330         struct kern_ipc_perm *ipcp;
331         struct sem_array *sma;
332
333         ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
334         if (IS_ERR(ipcp))
335                 return ERR_CAST(ipcp);
336
337         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
338         *locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
339
340         /* ipc_rmid() may have already freed the ID while sem_lock
341          * was spinning: verify that the structure is still valid
342          */
343         if (!ipcp->deleted)
344                 return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
345
346         sem_unlock(sma, *locknum);
347         return ERR_PTR(-EINVAL);
348 }
349
350 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
351 {
352         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
353
354         if (IS_ERR(ipcp))
355                 return ERR_CAST(ipcp);
356
357         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
358 }
359
360 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
361                                                         int id)
362 {
363         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
364
365         if (IS_ERR(ipcp))
366                 return ERR_CAST(ipcp);
367
368         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
369 }
370
371 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
372 {
373         sem_lock(sma, NULL, -1);
374         ipc_rcu_putref(sma);
375 }
376
377 static inline void sem_putref(struct sem_array *sma)
378 {
379         ipc_rcu_putref(sma);
380 }
381
382 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
383 {
384         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
385 }
386
387 /*
388  * Lockless wakeup algorithm:
389  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
390  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
391  * - wakeup is performed by
392  *      * unlinking the queue entry from the pending list
393  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
394  *        This is the notification for the blocked thread that a
395  *        result value is imminent.
396  *      * call wake_up_process
397  *      * set queue.status to the final value.
398  * - the previously blocked thread checks queue.status:
399  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
400  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
401  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
402  *        performing any operation on the sem array.
403  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
404  *
405  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
406  * races:
407  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
408  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
409  *   before update_queue had a chance to set queue.status
410  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
411  *   blocked process is woken up by a signal between writing
412  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
413  *   process could return from semtimedop and die by calling
414  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
415  *   will oops, because the task structure is already invalid.
416  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
417  *
418  */
419 #define IN_WAKEUP       1
420
421 /**
422  * newary - Create a new semaphore set
423  * @ns: namespace
424  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
425  *
426  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
427  */
428
429 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
430 {
431         int id;
432         int retval;
433         struct sem_array *sma;
434         int size;
435         key_t key = params->key;
436         int nsems = params->u.nsems;
437         int semflg = params->flg;
438         int i;
439
440         if (!nsems)
441                 return -EINVAL;
442         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
443                 return -ENOSPC;
444
445         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
446         sma = ipc_rcu_alloc(size);
447         if (!sma) {
448                 return -ENOMEM;
449         }
450         memset (sma, 0, size);
451
452         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
453         sma->sem_perm.key = key;
454
455         sma->sem_perm.security = NULL;
456         retval = security_sem_alloc(sma);
457         if (retval) {
458                 ipc_rcu_putref(sma);
459                 return retval;
460         }
461
462         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
463         if (id < 0) {
464                 security_sem_free(sma);
465                 ipc_rcu_putref(sma);
466                 return id;
467         }
468         ns->used_sems += nsems;
469
470         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
471
472         for (i = 0; i < nsems; i++) {
473                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_base[i].pending_alter);
474                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_base[i].pending_const);
475                 spin_lock_init(&sma->sem_base[i].lock);
476         }
477
478         sma->complex_count = 0;
479         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
480         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_const);
481         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
482         sma->sem_nsems = nsems;
483         sma->sem_ctime = get_seconds();
484         sem_unlock(sma, -1);
485         rcu_read_unlock();
486
487         return sma->sem_perm.id;
488 }
489
490
491 /*
492  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
493  */
494 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
495 {
496         struct sem_array *sma;
497
498         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
499         return security_sem_associate(sma, semflg);
500 }
501
502 /*
503  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
504  */
505 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
506                                 struct ipc_params *params)
507 {
508         struct sem_array *sma;
509
510         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
511         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
512                 return -EINVAL;
513
514         return 0;
515 }
516
517 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
518 {
519         struct ipc_namespace *ns;
520         struct ipc_ops sem_ops;
521         struct ipc_params sem_params;
522
523         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
524
525         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
526                 return -EINVAL;
527
528         sem_ops.getnew = newary;
529         sem_ops.associate = sem_security;
530         sem_ops.more_checks = sem_more_checks;
531
532         sem_params.key = key;
533         sem_params.flg = semflg;
534         sem_params.u.nsems = nsems;
535
536         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
537 }
538
539 /*
540  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
541  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
542  */
543
544 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
545                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
546 {
547         int result, sem_op;
548         struct sembuf *sop;
549         struct sem * curr;
550
551         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
552                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
553                 sem_op = sop->sem_op;
554                 result = curr->semval;
555   
556                 if (!sem_op && result)
557                         goto would_block;
558
559                 result += sem_op;
560                 if (result < 0)
561                         goto would_block;
562                 if (result > SEMVMX)
563                         goto out_of_range;
564                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
565                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
566                         /*
567                          *      Exceeding the undo range is an error.
568                          */
569                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
570                                 goto out_of_range;
571                 }
572                 curr->semval = result;
573         }
574
575         sop--;
576         while (sop >= sops) {
577                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
578                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
579                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
580                 sop--;
581         }
582         
583         return 0;
584
585 out_of_range:
586         result = -ERANGE;
587         goto undo;
588
589 would_block:
590         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
591                 result = -EAGAIN;
592         else
593                 result = 1;
594
595 undo:
596         sop--;
597         while (sop >= sops) {
598                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
599                 sop--;
600         }
601
602         return result;
603 }
604
605 /** wake_up_sem_queue_prepare(q, error): Prepare wake-up
606  * @q: queue entry that must be signaled
607  * @error: Error value for the signal
608  *
609  * Prepare the wake-up of the queue entry q.
610  */
611 static void wake_up_sem_queue_prepare(struct list_head *pt,
612                                 struct sem_queue *q, int error)
613 {
614         if (list_empty(pt)) {
615                 /*
616                  * Hold preempt off so that we don't get preempted and have the
617                  * wakee busy-wait until we're scheduled back on.
618                  */
619                 preempt_disable();
620         }
621         q->status = IN_WAKEUP;
622         q->pid = error;
623
624         list_add_tail(&q->list, pt);
625 }
626
627 /**
628  * wake_up_sem_queue_do(pt) - do the actual wake-up
629  * @pt: list of tasks to be woken up
630  *
631  * Do the actual wake-up.
632  * The function is called without any locks held, thus the semaphore array
633  * could be destroyed already and the tasks can disappear as soon as the
634  * status is set to the actual return code.
635  */
636 static void wake_up_sem_queue_do(struct list_head *pt)
637 {
638         struct sem_queue *q, *t;
639         int did_something;
640
641         did_something = !list_empty(pt);
642         list_for_each_entry_safe(q, t, pt, list) {
643                 wake_up_process(q->sleeper);
644                 /* q can disappear immediately after writing q->status. */
645                 smp_wmb();
646                 q->status = q->pid;
647         }
648         if (did_something)
649                 preempt_enable();
650 }
651
652 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
653 {
654         list_del(&q->list);
655         if (q->nsops > 1)
656                 sma->complex_count--;
657 }
658
659 /** check_restart(sma, q)
660  * @sma: semaphore array
661  * @q: the operation that just completed
662  *
663  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
664  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
665  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
666  * modified the array.
667  * Note that wait-for-zero operations are handled without restart.
668  */
669 static int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
670 {
671         /* pending complex alter operations are too difficult to analyse */
672         if (!list_empty(&sma->pending_alter))
673                 return 1;
674
675         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
676         if (q->nsops > 1)
677                 return 1;
678
679         /* It is impossible that someone waits for the new value:
680          * - complex operations always restart.
681          * - wait-for-zero are handled seperately.
682          * - q is a previously sleeping simple operation that
683          *   altered the array. It must be a decrement, because
684          *   simple increments never sleep.
685          * - If there are older (higher priority) decrements
686          *   in the queue, then they have observed the original
687          *   semval value and couldn't proceed. The operation
688          *   decremented to value - thus they won't proceed either.
689          */
690         return 0;
691 }
692
693 /**
694  * wake_const_ops(sma, semnum, pt) - Wake up non-alter tasks
695  * @sma: semaphore array.
696  * @semnum: semaphore that was modified.
697  * @pt: list head for the tasks that must be woken up.
698  *
699  * wake_const_ops must be called after a semaphore in a semaphore array
700  * was set to 0. If complex const operations are pending, wake_const_ops must
701  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
702  * semaphore.
703  * The tasks that must be woken up are added to @pt. The return code
704  * is stored in q->pid.
705  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
706  */
707 static int wake_const_ops(struct sem_array *sma, int semnum,
708                                 struct list_head *pt)
709 {
710         struct sem_queue *q;
711         struct list_head *walk;
712         struct list_head *pending_list;
713         int semop_completed = 0;
714
715         if (semnum == -1)
716                 pending_list = &sma->pending_const;
717         else
718                 pending_list = &sma->sem_base[semnum].pending_const;
719
720         walk = pending_list->next;
721         while (walk != pending_list) {
722                 int error;
723
724                 q = container_of(walk, struct sem_queue, list);
725                 walk = walk->next;
726
727                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
728                                                 q->undo, q->pid);
729
730                 if (error <= 0) {
731                         /* operation completed, remove from queue & wakeup */
732
733                         unlink_queue(sma, q);
734
735                         wake_up_sem_queue_prepare(pt, q, error);
736                         if (error == 0)
737                                 semop_completed = 1;
738                 }
739         }
740         return semop_completed;
741 }
742
743 /**
744  * do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, pt) - wakeup all wait for zero tasks
745  * @sma: semaphore array
746  * @sops: operations that were performed
747  * @nsops: number of operations
748  * @pt: list head of the tasks that must be woken up.
749  *
750  * do_smart_wakeup_zero() checks all required queue for wait-for-zero
751  * operations, based on the actual changes that were performed on the
752  * semaphore array.
753  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
754  */
755 static int do_smart_wakeup_zero(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
756                                         int nsops, struct list_head *pt)
757 {
758         int i;
759         int semop_completed = 0;
760         int got_zero = 0;
761
762         /* first: the per-semaphore queues, if known */
763         if (sops) {
764                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
765                         int num = sops[i].sem_num;
766
767                         if (sma->sem_base[num].semval == 0) {
768                                 got_zero = 1;
769                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, num, pt);
770                         }
771                 }
772         } else {
773                 /*
774                  * No sops means modified semaphores not known.
775                  * Assume all were changed.
776                  */
777                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
778                         if (sma->sem_base[i].semval == 0) {
779                                 got_zero = 1;
780                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, i, pt);
781                         }
782                 }
783         }
784         /*
785          * If one of the modified semaphores got 0,
786          * then check the global queue, too.
787          */
788         if (got_zero)
789                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, -1, pt);
790
791         return semop_completed;
792 }
793
794
795 /**
796  * update_queue(sma, semnum): Look for tasks that can be completed.
797  * @sma: semaphore array.
798  * @semnum: semaphore that was modified.
799  * @pt: list head for the tasks that must be woken up.
800  *
801  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
802  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
803  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
804  * semaphore.
805  * The tasks that must be woken up are added to @pt. The return code
806  * is stored in q->pid.
807  * The function internally checks if const operations can now succeed.
808  *
809  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
810  */
811 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct list_head *pt)
812 {
813         struct sem_queue *q;
814         struct list_head *walk;
815         struct list_head *pending_list;
816         int semop_completed = 0;
817
818         if (semnum == -1)
819                 pending_list = &sma->pending_alter;
820         else
821                 pending_list = &sma->sem_base[semnum].pending_alter;
822
823 again:
824         walk = pending_list->next;
825         while (walk != pending_list) {
826                 int error, restart;
827
828                 q = container_of(walk, struct sem_queue, list);
829                 walk = walk->next;
830
831                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
832                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
833                  * necessary to scan further: simple increments
834                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
835                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
836                  * cannot be successful if the value is already 0.
837                  */
838                 if (semnum != -1 && sma->sem_base[semnum].semval == 0)
839                         break;
840
841                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
842                                          q->undo, q->pid);
843
844                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
845                 if (error > 0)
846                         continue;
847
848                 unlink_queue(sma, q);
849
850                 if (error) {
851                         restart = 0;
852                 } else {
853                         semop_completed = 1;
854                         do_smart_wakeup_zero(sma, q->sops, q->nsops, pt);
855                         restart = check_restart(sma, q);
856                 }
857
858                 wake_up_sem_queue_prepare(pt, q, error);
859                 if (restart)
860                         goto again;
861         }
862         return semop_completed;
863 }
864
865 /**
866  * do_smart_update(sma, sops, nsops, otime, pt) - optimized update_queue
867  * @sma: semaphore array
868  * @sops: operations that were performed
869  * @nsops: number of operations
870  * @otime: force setting otime
871  * @pt: list head of the tasks that must be woken up.
872  *
873  * do_smart_update() does the required calls to update_queue and wakeup_zero,
874  * based on the actual changes that were performed on the semaphore array.
875  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
876  * responsible for calling wake_up_sem_queue_do(@pt).
877  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
878  */
879 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
880                         int otime, struct list_head *pt)
881 {
882         int i;
883
884         otime |= do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, pt);
885
886         if (!list_empty(&sma->pending_alter)) {
887                 /* semaphore array uses the global queue - just process it. */
888                 otime |= update_queue(sma, -1, pt);
889         } else {
890                 if (!sops) {
891                         /*
892                          * No sops, thus the modified semaphores are not
893                          * known. Check all.
894                          */
895                         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
896                                 otime |= update_queue(sma, i, pt);
897                 } else {
898                         /*
899                          * Check the semaphores that were increased:
900                          * - No complex ops, thus all sleeping ops are
901                          *   decrease.
902                          * - if we decreased the value, then any sleeping
903                          *   semaphore ops wont be able to run: If the
904                          *   previous value was too small, then the new
905                          *   value will be too small, too.
906                          */
907                         for (i = 0; i < nsops; i++) {
908                                 if (sops[i].sem_op > 0) {
909                                         otime |= update_queue(sma,
910                                                         sops[i].sem_num, pt);
911                                 }
912                         }
913                 }
914         }
915         if (otime) {
916                 if (sops == NULL) {
917                         sma->sem_base[0].sem_otime = get_seconds();
918                 } else {
919                         sma->sem_base[sops[0].sem_num].sem_otime =
920                                                                 get_seconds();
921                 }
922         }
923 }
924
925
926 /* The following counts are associated to each semaphore:
927  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
928  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
929  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
930  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
931  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
932  * The counts we return here are a rough approximation, but still
933  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
934  */
935 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
936 {
937         int semncnt;
938         struct sem_queue * q;
939
940         semncnt = 0;
941         list_for_each_entry(q, &sma->sem_base[semnum].pending_alter, list) {
942                 struct sembuf * sops = q->sops;
943                 BUG_ON(sops->sem_num != semnum);
944                 if ((sops->sem_op < 0) && !(sops->sem_flg & IPC_NOWAIT))
945                         semncnt++;
946         }
947
948         list_for_each_entry(q, &sma->pending_alter, list) {
949                 struct sembuf * sops = q->sops;
950                 int nsops = q->nsops;
951                 int i;
952                 for (i = 0; i < nsops; i++)
953                         if (sops[i].sem_num == semnum
954                             && (sops[i].sem_op < 0)
955                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
956                                 semncnt++;
957         }
958         return semncnt;
959 }
960
961 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
962 {
963         int semzcnt;
964         struct sem_queue * q;
965
966         semzcnt = 0;
967         list_for_each_entry(q, &sma->sem_base[semnum].pending_const, list) {
968                 struct sembuf * sops = q->sops;
969                 BUG_ON(sops->sem_num != semnum);
970                 if ((sops->sem_op == 0) && !(sops->sem_flg & IPC_NOWAIT))
971                         semzcnt++;
972         }
973
974         list_for_each_entry(q, &sma->pending_const, list) {
975                 struct sembuf * sops = q->sops;
976                 int nsops = q->nsops;
977                 int i;
978                 for (i = 0; i < nsops; i++)
979                         if (sops[i].sem_num == semnum
980                             && (sops[i].sem_op == 0)
981                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
982                                 semzcnt++;
983         }
984         return semzcnt;
985 }
986
987 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rw_mutex locked
988  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rw_mutex
989  * remains locked on exit.
990  */
991 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
992 {
993         struct sem_undo *un, *tu;
994         struct sem_queue *q, *tq;
995         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
996         struct list_head tasks;
997         int i;
998
999         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
1000         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1001         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
1002                 list_del(&un->list_id);
1003                 spin_lock(&un->ulp->lock);
1004                 un->semid = -1;
1005                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1006                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
1007                 kfree_rcu(un, rcu);
1008         }
1009
1010         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
1011         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1012         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_const, list) {
1013                 unlink_queue(sma, q);
1014                 wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
1015         }
1016
1017         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
1018                 unlink_queue(sma, q);
1019                 wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
1020         }
1021         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1022                 struct sem *sem = sma->sem_base + i;
1023                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_const, list) {
1024                         unlink_queue(sma, q);
1025                         wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
1026                 }
1027                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_alter, list) {
1028                         unlink_queue(sma, q);
1029                         wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
1030                 }
1031         }
1032
1033         /* Remove the semaphore set from the IDR */
1034         sem_rmid(ns, sma);
1035         sem_unlock(sma, -1);
1036         rcu_read_unlock();
1037
1038         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1039         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
1040         security_sem_free(sma);
1041         ipc_rcu_putref(sma);
1042 }
1043
1044 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
1045 {
1046         switch(version) {
1047         case IPC_64:
1048                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
1049         case IPC_OLD:
1050             {
1051                 struct semid_ds out;
1052
1053                 memset(&out, 0, sizeof(out));
1054
1055                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
1056
1057                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
1058                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
1059                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
1060
1061                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
1062             }
1063         default:
1064                 return -EINVAL;
1065         }
1066 }
1067
1068 static time_t get_semotime(struct sem_array *sma)
1069 {
1070         int i;
1071         time_t res;
1072
1073         res = sma->sem_base[0].sem_otime;
1074         for (i = 1; i < sma->sem_nsems; i++) {
1075                 time_t to = sma->sem_base[i].sem_otime;
1076
1077                 if (to > res)
1078                         res = to;
1079         }
1080         return res;
1081 }
1082
1083 static int semctl_nolock(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1084                          int cmd, int version, void __user *p)
1085 {
1086         int err;
1087         struct sem_array *sma;
1088
1089         switch(cmd) {
1090         case IPC_INFO:
1091         case SEM_INFO:
1092         {
1093                 struct seminfo seminfo;
1094                 int max_id;
1095
1096                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
1097                 if (err)
1098                         return err;
1099                 
1100                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
1101                 seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
1102                 seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
1103                 seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
1104                 seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
1105                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
1106                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
1107                 seminfo.semmap = SEMMAP;
1108                 seminfo.semume = SEMUME;
1109                 down_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1110                 if (cmd == SEM_INFO) {
1111                         seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
1112                         seminfo.semaem = ns->used_sems;
1113                 } else {
1114                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
1115                         seminfo.semaem = SEMAEM;
1116                 }
1117                 max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
1118                 up_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1119                 if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo))) 
1120                         return -EFAULT;
1121                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
1122         }
1123         case IPC_STAT:
1124         case SEM_STAT:
1125         {
1126                 struct semid64_ds tbuf;
1127                 int id = 0;
1128
1129                 memset(&tbuf, 0, sizeof(tbuf));
1130
1131                 rcu_read_lock();
1132                 if (cmd == SEM_STAT) {
1133                         sma = sem_obtain_object(ns, semid);
1134                         if (IS_ERR(sma)) {
1135                                 err = PTR_ERR(sma);
1136                                 goto out_unlock;
1137                         }
1138                         id = sma->sem_perm.id;
1139                 } else {
1140                         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1141                         if (IS_ERR(sma)) {
1142                                 err = PTR_ERR(sma);
1143                                 goto out_unlock;
1144                         }
1145                 }
1146
1147                 err = -EACCES;
1148                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
1149                         goto out_unlock;
1150
1151                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1152                 if (err)
1153                         goto out_unlock;
1154
1155                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
1156                 tbuf.sem_otime = get_semotime(sma);
1157                 tbuf.sem_ctime = sma->sem_ctime;
1158                 tbuf.sem_nsems = sma->sem_nsems;
1159                 rcu_read_unlock();
1160                 if (copy_semid_to_user(p, &tbuf, version))
1161                         return -EFAULT;
1162                 return id;
1163         }
1164         default:
1165                 return -EINVAL;
1166         }
1167 out_unlock:
1168         rcu_read_unlock();
1169         return err;
1170 }
1171
1172 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1173                 unsigned long arg)
1174 {
1175         struct sem_undo *un;
1176         struct sem_array *sma;
1177         struct sem* curr;
1178         int err;
1179         struct list_head tasks;
1180         int val;
1181 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1182         /* big-endian 64bit */
1183         val = arg >> 32;
1184 #else
1185         /* 32bit or little-endian 64bit */
1186         val = arg;
1187 #endif
1188
1189         if (val > SEMVMX || val < 0)
1190                 return -ERANGE;
1191
1192         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1193
1194         rcu_read_lock();
1195         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1196         if (IS_ERR(sma)) {
1197                 rcu_read_unlock();
1198                 return PTR_ERR(sma);
1199         }
1200
1201         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1202                 rcu_read_unlock();
1203                 return -EINVAL;
1204         }
1205
1206
1207         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1208                 rcu_read_unlock();
1209                 return -EACCES;
1210         }
1211
1212         err = security_sem_semctl(sma, SETVAL);
1213         if (err) {
1214                 rcu_read_unlock();
1215                 return -EACCES;
1216         }
1217
1218         sem_lock(sma, NULL, -1);
1219
1220         curr = &sma->sem_base[semnum];
1221
1222         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1223         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1224                 un->semadj[semnum] = 0;
1225
1226         curr->semval = val;
1227         curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
1228         sma->sem_ctime = get_seconds();
1229         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1230         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1231         sem_unlock(sma, -1);
1232         rcu_read_unlock();
1233         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1234         return 0;
1235 }
1236
1237 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1238                 int cmd, void __user *p)
1239 {
1240         struct sem_array *sma;
1241         struct sem* curr;
1242         int err, nsems;
1243         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1244         ushort* sem_io = fast_sem_io;
1245         struct list_head tasks;
1246
1247         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1248
1249         rcu_read_lock();
1250         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1251         if (IS_ERR(sma)) {
1252                 rcu_read_unlock();
1253                 return PTR_ERR(sma);
1254         }
1255
1256         nsems = sma->sem_nsems;
1257
1258         err = -EACCES;
1259         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1260                 goto out_rcu_wakeup;
1261
1262         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1263         if (err)
1264                 goto out_rcu_wakeup;
1265
1266         err = -EACCES;
1267         switch (cmd) {
1268         case GETALL:
1269         {
1270                 ushort __user *array = p;
1271                 int i;
1272
1273                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1274                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1275                         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1276                                 sem_unlock(sma, -1);
1277                                 rcu_read_unlock();
1278                                 err = -EIDRM;
1279                                 goto out_free;
1280                         }
1281                         sem_unlock(sma, -1);
1282                         rcu_read_unlock();
1283                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1284                         if(sem_io == NULL) {
1285                                 sem_putref(sma);
1286                                 return -ENOMEM;
1287                         }
1288
1289                         rcu_read_lock();
1290                         sem_lock_and_putref(sma);
1291                         if (sma->sem_perm.deleted) {
1292                                 sem_unlock(sma, -1);
1293                                 rcu_read_unlock();
1294                                 err = -EIDRM;
1295                                 goto out_free;
1296                         }
1297                 }
1298                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1299                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
1300                 sem_unlock(sma, -1);
1301                 rcu_read_unlock();
1302                 err = 0;
1303                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1304                         err = -EFAULT;
1305                 goto out_free;
1306         }
1307         case SETALL:
1308         {
1309                 int i;
1310                 struct sem_undo *un;
1311
1312                 if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1313                         rcu_read_unlock();
1314                         return -EIDRM;
1315                 }
1316                 rcu_read_unlock();
1317
1318                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1319                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1320                         if(sem_io == NULL) {
1321                                 sem_putref(sma);
1322                                 return -ENOMEM;
1323                         }
1324                 }
1325
1326                 if (copy_from_user (sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1327                         sem_putref(sma);
1328                         err = -EFAULT;
1329                         goto out_free;
1330                 }
1331
1332                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1333                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1334                                 sem_putref(sma);
1335                                 err = -ERANGE;
1336                                 goto out_free;
1337                         }
1338                 }
1339                 rcu_read_lock();
1340                 sem_lock_and_putref(sma);
1341                 if (sma->sem_perm.deleted) {
1342                         sem_unlock(sma, -1);
1343                         rcu_read_unlock();
1344                         err = -EIDRM;
1345                         goto out_free;
1346                 }
1347
1348                 for (i = 0; i < nsems; i++)
1349                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
1350
1351                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1352                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1353                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1354                                 un->semadj[i] = 0;
1355                 }
1356                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1357                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1358                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1359                 err = 0;
1360                 goto out_unlock;
1361         }
1362         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1363         }
1364         err = -EINVAL;
1365         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1366                 goto out_rcu_wakeup;
1367
1368         sem_lock(sma, NULL, -1);
1369         curr = &sma->sem_base[semnum];
1370
1371         switch (cmd) {
1372         case GETVAL:
1373                 err = curr->semval;
1374                 goto out_unlock;
1375         case GETPID:
1376                 err = curr->sempid;
1377                 goto out_unlock;
1378         case GETNCNT:
1379                 err = count_semncnt(sma,semnum);
1380                 goto out_unlock;
1381         case GETZCNT:
1382                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
1383                 goto out_unlock;
1384         }
1385
1386 out_unlock:
1387         sem_unlock(sma, -1);
1388 out_rcu_wakeup:
1389         rcu_read_unlock();
1390         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1391 out_free:
1392         if(sem_io != fast_sem_io)
1393                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
1394         return err;
1395 }
1396
1397 static inline unsigned long
1398 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1399 {
1400         switch(version) {
1401         case IPC_64:
1402                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1403                         return -EFAULT;
1404                 return 0;
1405         case IPC_OLD:
1406             {
1407                 struct semid_ds tbuf_old;
1408
1409                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1410                         return -EFAULT;
1411
1412                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1413                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1414                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1415
1416                 return 0;
1417             }
1418         default:
1419                 return -EINVAL;
1420         }
1421 }
1422
1423 /*
1424  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
1425  * to be held in write mode.
1426  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
1427  */
1428 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1429                        int cmd, int version, void __user *p)
1430 {
1431         struct sem_array *sma;
1432         int err;
1433         struct semid64_ds semid64;
1434         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1435
1436         if(cmd == IPC_SET) {
1437                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1438                         return -EFAULT;
1439         }
1440
1441         down_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1442         rcu_read_lock();
1443
1444         ipcp = ipcctl_pre_down_nolock(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1445                                       &semid64.sem_perm, 0);
1446         if (IS_ERR(ipcp)) {
1447                 err = PTR_ERR(ipcp);
1448                 goto out_unlock1;
1449         }
1450
1451         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1452
1453         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1454         if (err)
1455                 goto out_unlock1;
1456
1457         switch (cmd) {
1458         case IPC_RMID:
1459                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1460                 /* freeary unlocks the ipc object and rcu */
1461                 freeary(ns, ipcp);
1462                 goto out_up;
1463         case IPC_SET:
1464                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1465                 err = ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
1466                 if (err)
1467                         goto out_unlock0;
1468                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1469                 break;
1470         default:
1471                 err = -EINVAL;
1472                 goto out_unlock1;
1473         }
1474
1475 out_unlock0:
1476         sem_unlock(sma, -1);
1477 out_unlock1:
1478         rcu_read_unlock();
1479 out_up:
1480         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1481         return err;
1482 }
1483
1484 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1485 {
1486         int version;
1487         struct ipc_namespace *ns;
1488         void __user *p = (void __user *)arg;
1489
1490         if (semid < 0)
1491                 return -EINVAL;
1492
1493         version = ipc_parse_version(&cmd);
1494         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1495
1496         switch(cmd) {
1497         case IPC_INFO:
1498         case SEM_INFO:
1499         case IPC_STAT:
1500         case SEM_STAT:
1501                 return semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, p);
1502         case GETALL:
1503         case GETVAL:
1504         case GETPID:
1505         case GETNCNT:
1506         case GETZCNT:
1507         case SETALL:
1508                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1509         case SETVAL:
1510                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1511         case IPC_RMID:
1512         case IPC_SET:
1513                 return semctl_down(ns, semid, cmd, version, p);
1514         default:
1515                 return -EINVAL;
1516         }
1517 }
1518
1519 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1520  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1521  * and current is THE ONE
1522  *
1523  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1524  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1525  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1526  * at exit time.
1527  *
1528  * This can block, so callers must hold no locks.
1529  */
1530 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1531 {
1532         struct sem_undo_list *undo_list;
1533
1534         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1535         if (!undo_list) {
1536                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1537                 if (undo_list == NULL)
1538                         return -ENOMEM;
1539                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1540                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
1541                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1542
1543                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1544         }
1545         *undo_listp = undo_list;
1546         return 0;
1547 }
1548
1549 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1550 {
1551         struct sem_undo *un;
1552
1553         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
1554                 if (un->semid == semid)
1555                         return un;
1556         }
1557         return NULL;
1558 }
1559
1560 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1561 {
1562         struct sem_undo *un;
1563
1564         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1565
1566         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1567         if (un) {
1568                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1569                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1570         }
1571         return un;
1572 }
1573
1574 /**
1575  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
1576  * @ns: namespace
1577  * @semid: semaphore array id
1578  *
1579  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1580  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1581  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1582  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1583  * performs a rcu_read_lock().
1584  */
1585 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1586 {
1587         struct sem_array *sma;
1588         struct sem_undo_list *ulp;
1589         struct sem_undo *un, *new;
1590         int nsems, error;
1591
1592         error = get_undo_list(&ulp);
1593         if (error)
1594                 return ERR_PTR(error);
1595
1596         rcu_read_lock();
1597         spin_lock(&ulp->lock);
1598         un = lookup_undo(ulp, semid);
1599         spin_unlock(&ulp->lock);
1600         if (likely(un!=NULL))
1601                 goto out;
1602
1603         /* no undo structure around - allocate one. */
1604         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1605         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1606         if (IS_ERR(sma)) {
1607                 rcu_read_unlock();
1608                 return ERR_CAST(sma);
1609         }
1610
1611         nsems = sma->sem_nsems;
1612         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1613                 rcu_read_unlock();
1614                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1615                 goto out;
1616         }
1617         rcu_read_unlock();
1618
1619         /* step 2: allocate new undo structure */
1620         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1621         if (!new) {
1622                 sem_putref(sma);
1623                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1624         }
1625
1626         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1627         rcu_read_lock();
1628         sem_lock_and_putref(sma);
1629         if (sma->sem_perm.deleted) {
1630                 sem_unlock(sma, -1);
1631                 rcu_read_unlock();
1632                 kfree(new);
1633                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1634                 goto out;
1635         }
1636         spin_lock(&ulp->lock);
1637
1638         /*
1639          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1640          */
1641         un = lookup_undo(ulp, semid);
1642         if (un) {
1643                 kfree(new);
1644                 goto success;
1645         }
1646         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1647         new->semadj = (short *) &new[1];
1648         new->ulp = ulp;
1649         new->semid = semid;
1650         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1651         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1652         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1653         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1654         un = new;
1655
1656 success:
1657         spin_unlock(&ulp->lock);
1658         sem_unlock(sma, -1);
1659 out:
1660         return un;
1661 }
1662
1663
1664 /**
1665  * get_queue_result - Retrieve the result code from sem_queue
1666  * @q: Pointer to queue structure
1667  *
1668  * Retrieve the return code from the pending queue. If IN_WAKEUP is found in
1669  * q->status, then we must loop until the value is replaced with the final
1670  * value: This may happen if a task is woken up by an unrelated event (e.g.
1671  * signal) and in parallel the task is woken up by another task because it got
1672  * the requested semaphores.
1673  *
1674  * The function can be called with or without holding the semaphore spinlock.
1675  */
1676 static int get_queue_result(struct sem_queue *q)
1677 {
1678         int error;
1679
1680         error = q->status;
1681         while (unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1682                 cpu_relax();
1683                 error = q->status;
1684         }
1685
1686         return error;
1687 }
1688
1689
1690 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1691                 unsigned, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
1692 {
1693         int error = -EINVAL;
1694         struct sem_array *sma;
1695         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1696         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1697         struct sem_undo *un;
1698         int undos = 0, alter = 0, max, locknum;
1699         struct sem_queue queue;
1700         unsigned long jiffies_left = 0;
1701         struct ipc_namespace *ns;
1702         struct list_head tasks;
1703
1704         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1705
1706         if (nsops < 1 || semid < 0)
1707                 return -EINVAL;
1708         if (nsops > ns->sc_semopm)
1709                 return -E2BIG;
1710         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1711                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1712                 if(sops==NULL)
1713                         return -ENOMEM;
1714         }
1715         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1716                 error=-EFAULT;
1717                 goto out_free;
1718         }
1719         if (timeout) {
1720                 struct timespec _timeout;
1721                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1722                         error = -EFAULT;
1723                         goto out_free;
1724                 }
1725                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1726                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1727                         error = -EINVAL;
1728                         goto out_free;
1729                 }
1730                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1731         }
1732         max = 0;
1733         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1734                 if (sop->sem_num >= max)
1735                         max = sop->sem_num;
1736                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1737                         undos = 1;
1738                 if (sop->sem_op != 0)
1739                         alter = 1;
1740         }
1741
1742         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1743
1744         if (undos) {
1745                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
1746                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1747                 if (IS_ERR(un)) {
1748                         error = PTR_ERR(un);
1749                         goto out_free;
1750                 }
1751         } else {
1752                 un = NULL;
1753                 rcu_read_lock();
1754         }
1755
1756         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1757         if (IS_ERR(sma)) {
1758                 rcu_read_unlock();
1759                 error = PTR_ERR(sma);
1760                 goto out_free;
1761         }
1762
1763         error = -EFBIG;
1764         if (max >= sma->sem_nsems)
1765                 goto out_rcu_wakeup;
1766
1767         error = -EACCES;
1768         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1769                 goto out_rcu_wakeup;
1770
1771         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1772         if (error)
1773                 goto out_rcu_wakeup;
1774
1775         /*
1776          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1777          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1778          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1779          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
1780          * "un" itself is guaranteed by rcu.
1781          */
1782         error = -EIDRM;
1783         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
1784         if (un && un->semid == -1)
1785                 goto out_unlock_free;
1786
1787         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, task_tgid_vnr(current));
1788         if (error <= 0) {
1789                 if (alter && error == 0)
1790                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &tasks);
1791
1792                 goto out_unlock_free;
1793         }
1794
1795         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1796          * task into the pending queue and go to sleep.
1797          */
1798                 
1799         queue.sops = sops;
1800         queue.nsops = nsops;
1801         queue.undo = un;
1802         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1803         queue.alter = alter;
1804
1805         if (nsops == 1) {
1806                 struct sem *curr;
1807                 curr = &sma->sem_base[sops->sem_num];
1808
1809                 if (alter) {
1810                         if (sma->complex_count) {
1811                                 list_add_tail(&queue.list,
1812                                                 &sma->pending_alter);
1813                         } else {
1814
1815                                 list_add_tail(&queue.list,
1816                                                 &curr->pending_alter);
1817                         }
1818                 } else {
1819                         list_add_tail(&queue.list, &curr->pending_const);
1820                 }
1821         } else {
1822                 if (!sma->complex_count)
1823                         merge_queues(sma);
1824
1825                 if (alter)
1826                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_alter);
1827                 else
1828                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_const);
1829
1830                 sma->complex_count++;
1831         }
1832
1833         queue.status = -EINTR;
1834         queue.sleeper = current;
1835
1836 sleep_again:
1837         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1838         sem_unlock(sma, locknum);
1839         rcu_read_unlock();
1840
1841         if (timeout)
1842                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1843         else
1844                 schedule();
1845
1846         error = get_queue_result(&queue);
1847
1848         if (error != -EINTR) {
1849                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1850                  * resources.
1851                  * Perform a smp_mb(): User space could assume that semop()
1852                  * is a memory barrier: Without the mb(), the cpu could
1853                  * speculatively read in user space stale data that was
1854                  * overwritten by the previous owner of the semaphore.
1855                  */
1856                 smp_mb();
1857
1858                 goto out_free;
1859         }
1860
1861         rcu_read_lock();
1862         sma = sem_obtain_lock(ns, semid, sops, nsops, &locknum);
1863
1864         /*
1865          * Wait until it's guaranteed that no wakeup_sem_queue_do() is ongoing.
1866          */
1867         error = get_queue_result(&queue);
1868
1869         /*
1870          * Array removed? If yes, leave without sem_unlock().
1871          */
1872         if (IS_ERR(sma)) {
1873                 rcu_read_unlock();
1874                 goto out_free;
1875         }
1876
1877
1878         /*
1879          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
1880          * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
1881          */
1882
1883         if (error != -EINTR) {
1884                 goto out_unlock_free;
1885         }
1886
1887         /*
1888          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1889          */
1890         if (timeout && jiffies_left == 0)
1891                 error = -EAGAIN;
1892
1893         /*
1894          * If the wakeup was spurious, just retry
1895          */
1896         if (error == -EINTR && !signal_pending(current))
1897                 goto sleep_again;
1898
1899         unlink_queue(sma, &queue);
1900
1901 out_unlock_free:
1902         sem_unlock(sma, locknum);
1903 out_rcu_wakeup:
1904         rcu_read_unlock();
1905         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1906 out_free:
1907         if(sops != fast_sops)
1908                 kfree(sops);
1909         return error;
1910 }
1911
1912 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1913                 unsigned, nsops)
1914 {
1915         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1916 }
1917
1918 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1919  * parent and child tasks.
1920  */
1921
1922 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1923 {
1924         struct sem_undo_list *undo_list;
1925         int error;
1926
1927         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1928                 error = get_undo_list(&undo_list);
1929                 if (error)
1930                         return error;
1931                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1932                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1933         } else 
1934                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1935
1936         return 0;
1937 }
1938
1939 /*
1940  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1941  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1942  * so some of them may be out of date.
1943  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1944  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1945  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1946  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1947  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1948  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1949  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1950  */
1951 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1952 {
1953         struct sem_undo_list *ulp;
1954
1955         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1956         if (!ulp)
1957                 return;
1958         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1959
1960         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1961                 return;
1962
1963         for (;;) {
1964                 struct sem_array *sma;
1965                 struct sem_undo *un;
1966                 struct list_head tasks;
1967                 int semid, i;
1968
1969                 rcu_read_lock();
1970                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
1971                                     struct sem_undo, list_proc);
1972                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc)
1973                         semid = -1;
1974                  else
1975                         semid = un->semid;
1976
1977                 if (semid == -1) {
1978                         rcu_read_unlock();
1979                         break;
1980                 }
1981
1982                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1983                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
1984                 if (IS_ERR(sma)) {
1985                         rcu_read_unlock();
1986                         continue;
1987                 }
1988
1989                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1990                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
1991                 if (un == NULL) {
1992                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
1993                          * exactly the same semid. Nothing to do.
1994                          */
1995                         sem_unlock(sma, -1);
1996                         rcu_read_unlock();
1997                         continue;
1998                 }
1999
2000                 /* remove un from the linked lists */
2001                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
2002                 list_del(&un->list_id);
2003
2004                 spin_lock(&ulp->lock);
2005                 list_del_rcu(&un->list_proc);
2006                 spin_unlock(&ulp->lock);
2007
2008                 /* perform adjustments registered in un */
2009                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
2010                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
2011                         if (un->semadj[i]) {
2012                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
2013                                 /*
2014                                  * Range checks of the new semaphore value,
2015                                  * not defined by sus:
2016                                  * - Some unices ignore the undo entirely
2017                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
2018                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
2019                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
2020                                  *
2021                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
2022                                  * and at SEMVMX.
2023                                  *
2024                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
2025                                  */
2026                                 if (semaphore->semval < 0)
2027                                         semaphore->semval = 0;
2028                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
2029                                         semaphore->semval = SEMVMX;
2030                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
2031                         }
2032                 }
2033                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
2034                 INIT_LIST_HEAD(&tasks);
2035                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &tasks);
2036                 sem_unlock(sma, -1);
2037                 rcu_read_unlock();
2038                 wake_up_sem_queue_do(&tasks);
2039
2040                 kfree_rcu(un, rcu);
2041         }
2042         kfree(ulp);
2043 }
2044
2045 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2046 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
2047 {
2048         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
2049         struct sem_array *sma = it;
2050         time_t sem_otime;
2051
2052         sem_otime = get_semotime(sma);
2053
2054         return seq_printf(s,
2055                           "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
2056                           sma->sem_perm.key,
2057                           sma->sem_perm.id,
2058                           sma->sem_perm.mode,
2059                           sma->sem_nsems,
2060                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
2061                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
2062                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
2063                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
2064                           sem_otime,
2065                           sma->sem_ctime);
2066 }
2067 #endif