mm, slab_common: add 'unlikely' to size check of kmalloc_slab()
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.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  * Locking:
158  *      sem_undo.id_next,
159  *      sem_array.complex_count,
160  *      sem_array.pending{_alter,_cont},
161  *      sem_array.sem_undo: global sem_lock() for read/write
162  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
163  *      
164  *      sem_array.sem_base[i].pending_{const,alter}:
165  *              global or semaphore sem_lock() for read/write
166  */
167
168 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
169 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
170 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
171 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
172
173 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
174 {
175         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
176         ns->sc_semmns = SEMMNS;
177         ns->sc_semopm = SEMOPM;
178         ns->sc_semmni = SEMMNI;
179         ns->used_sems = 0;
180         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
181 }
182
183 #ifdef CONFIG_IPC_NS
184 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
185 {
186         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
187         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
188 }
189 #endif
190
191 void __init sem_init (void)
192 {
193         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
194         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
195                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
196                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
197 }
198
199 /**
200  * unmerge_queues - unmerge queues, if possible.
201  * @sma: semaphore array
202  *
203  * The function unmerges the wait queues if complex_count is 0.
204  * It must be called prior to dropping the global semaphore array lock.
205  */
206 static void unmerge_queues(struct sem_array *sma)
207 {
208         struct sem_queue *q, *tq;
209
210         /* complex operations still around? */
211         if (sma->complex_count)
212                 return;
213         /*
214          * We will switch back to simple mode.
215          * Move all pending operation back into the per-semaphore
216          * queues.
217          */
218         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
219                 struct sem *curr;
220                 curr = &sma->sem_base[q->sops[0].sem_num];
221
222                 list_add_tail(&q->list, &curr->pending_alter);
223         }
224         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
225 }
226
227 /**
228  * merge_queues - Merge single semop queues into global queue
229  * @sma: semaphore array
230  *
231  * This function merges all per-semaphore queues into the global queue.
232  * It is necessary to achieve FIFO ordering for the pending single-sop
233  * operations when a multi-semop operation must sleep.
234  * Only the alter operations must be moved, the const operations can stay.
235  */
236 static void merge_queues(struct sem_array *sma)
237 {
238         int i;
239         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
240                 struct sem *sem = sma->sem_base + i;
241
242                 list_splice_init(&sem->pending_alter, &sma->pending_alter);
243         }
244 }
245
246 /*
247  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
248  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
249  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
250  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
251  * semaphores from other pending complex operations.
252  *
253  * Carefully guard against sma->complex_count changing between zero
254  * and non-zero while we are spinning for the lock. The value of
255  * sma->complex_count cannot change while we are holding the lock,
256  * so sem_unlock should be fine.
257  *
258  * The global lock path checks that all the local locks have been released,
259  * checking each local lock once. This means that the local lock paths
260  * cannot start their critical sections while the global lock is held.
261  */
262 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
263                               int nsops)
264 {
265         int locknum;
266  again:
267         if (nsops == 1 && !sma->complex_count) {
268                 struct sem *sem = sma->sem_base + sops->sem_num;
269
270                 /* Lock just the semaphore we are interested in. */
271                 spin_lock(&sem->lock);
272
273                 /*
274                  * If sma->complex_count was set while we were spinning,
275                  * we may need to look at things we did not lock here.
276                  */
277                 if (unlikely(sma->complex_count)) {
278                         spin_unlock(&sem->lock);
279                         goto lock_array;
280                 }
281
282                 /*
283                  * Another process is holding the global lock on the
284                  * sem_array; we cannot enter our critical section,
285                  * but have to wait for the global lock to be released.
286                  */
287                 if (unlikely(spin_is_locked(&sma->sem_perm.lock))) {
288                         spin_unlock(&sem->lock);
289                         spin_unlock_wait(&sma->sem_perm.lock);
290                         goto again;
291                 }
292
293                 locknum = sops->sem_num;
294         } else {
295                 int i;
296                 /*
297                  * Lock the semaphore array, and wait for all of the
298                  * individual semaphore locks to go away.  The code
299                  * above ensures no new single-lock holders will enter
300                  * their critical section while the array lock is held.
301                  */
302  lock_array:
303                 ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
304                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
305                         struct sem *sem = sma->sem_base + i;
306                         spin_unlock_wait(&sem->lock);
307                 }
308                 locknum = -1;
309         }
310         return locknum;
311 }
312
313 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
314 {
315         if (locknum == -1) {
316                 unmerge_queues(sma);
317                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
318         } else {
319                 struct sem *sem = sma->sem_base + locknum;
320                 spin_unlock(&sem->lock);
321         }
322 }
323
324 /*
325  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rw_mutex
326  * is not held.
327  *
328  * The caller holds the RCU read lock.
329  */
330 static inline struct sem_array *sem_obtain_lock(struct ipc_namespace *ns,
331                         int id, struct sembuf *sops, int nsops, int *locknum)
332 {
333         struct kern_ipc_perm *ipcp;
334         struct sem_array *sma;
335
336         ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
337         if (IS_ERR(ipcp))
338                 return ERR_CAST(ipcp);
339
340         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
341         *locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
342
343         /* ipc_rmid() may have already freed the ID while sem_lock
344          * was spinning: verify that the structure is still valid
345          */
346         if (!ipcp->deleted)
347                 return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
348
349         sem_unlock(sma, *locknum);
350         return ERR_PTR(-EINVAL);
351 }
352
353 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
354 {
355         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
356
357         if (IS_ERR(ipcp))
358                 return ERR_CAST(ipcp);
359
360         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
361 }
362
363 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
364                                                         int id)
365 {
366         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
367
368         if (IS_ERR(ipcp))
369                 return ERR_CAST(ipcp);
370
371         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
372 }
373
374 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
375 {
376         sem_lock(sma, NULL, -1);
377         ipc_rcu_putref(sma);
378 }
379
380 static inline void sem_putref(struct sem_array *sma)
381 {
382         ipc_rcu_putref(sma);
383 }
384
385 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
386 {
387         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
388 }
389
390 /*
391  * Lockless wakeup algorithm:
392  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
393  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
394  * - wakeup is performed by
395  *      * unlinking the queue entry from the pending list
396  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
397  *        This is the notification for the blocked thread that a
398  *        result value is imminent.
399  *      * call wake_up_process
400  *      * set queue.status to the final value.
401  * - the previously blocked thread checks queue.status:
402  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
403  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
404  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
405  *        performing any operation on the sem array.
406  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
407  *
408  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
409  * races:
410  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
411  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
412  *   before update_queue had a chance to set queue.status
413  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
414  *   blocked process is woken up by a signal between writing
415  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
416  *   process could return from semtimedop and die by calling
417  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
418  *   will oops, because the task structure is already invalid.
419  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
420  *
421  */
422 #define IN_WAKEUP       1
423
424 /**
425  * newary - Create a new semaphore set
426  * @ns: namespace
427  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
428  *
429  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
430  */
431
432 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
433 {
434         int id;
435         int retval;
436         struct sem_array *sma;
437         int size;
438         key_t key = params->key;
439         int nsems = params->u.nsems;
440         int semflg = params->flg;
441         int i;
442
443         if (!nsems)
444                 return -EINVAL;
445         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
446                 return -ENOSPC;
447
448         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
449         sma = ipc_rcu_alloc(size);
450         if (!sma) {
451                 return -ENOMEM;
452         }
453         memset (sma, 0, size);
454
455         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
456         sma->sem_perm.key = key;
457
458         sma->sem_perm.security = NULL;
459         retval = security_sem_alloc(sma);
460         if (retval) {
461                 ipc_rcu_putref(sma);
462                 return retval;
463         }
464
465         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
466         if (id < 0) {
467                 security_sem_free(sma);
468                 ipc_rcu_putref(sma);
469                 return id;
470         }
471         ns->used_sems += nsems;
472
473         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
474
475         for (i = 0; i < nsems; i++) {
476                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_base[i].pending_alter);
477                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_base[i].pending_const);
478                 spin_lock_init(&sma->sem_base[i].lock);
479         }
480
481         sma->complex_count = 0;
482         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
483         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_const);
484         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
485         sma->sem_nsems = nsems;
486         sma->sem_ctime = get_seconds();
487         sem_unlock(sma, -1);
488         rcu_read_unlock();
489
490         return sma->sem_perm.id;
491 }
492
493
494 /*
495  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
496  */
497 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
498 {
499         struct sem_array *sma;
500
501         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
502         return security_sem_associate(sma, semflg);
503 }
504
505 /*
506  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
507  */
508 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
509                                 struct ipc_params *params)
510 {
511         struct sem_array *sma;
512
513         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
514         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
515                 return -EINVAL;
516
517         return 0;
518 }
519
520 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
521 {
522         struct ipc_namespace *ns;
523         struct ipc_ops sem_ops;
524         struct ipc_params sem_params;
525
526         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
527
528         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
529                 return -EINVAL;
530
531         sem_ops.getnew = newary;
532         sem_ops.associate = sem_security;
533         sem_ops.more_checks = sem_more_checks;
534
535         sem_params.key = key;
536         sem_params.flg = semflg;
537         sem_params.u.nsems = nsems;
538
539         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
540 }
541
542 /** perform_atomic_semop - Perform (if possible) a semaphore operation
543  * @sma: semaphore array
544  * @sops: array with operations that should be checked
545  * @nsems: number of sops
546  * @un: undo array
547  * @pid: pid that did the change
548  *
549  * Returns 0 if the operation was possible.
550  * Returns 1 if the operation is impossible, the caller must sleep.
551  * Negative values are error codes.
552  */
553
554 static int perform_atomic_semop(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
555                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
556 {
557         int result, sem_op;
558         struct sembuf *sop;
559         struct sem * curr;
560
561         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
562                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
563                 sem_op = sop->sem_op;
564                 result = curr->semval;
565   
566                 if (!sem_op && result)
567                         goto would_block;
568
569                 result += sem_op;
570                 if (result < 0)
571                         goto would_block;
572                 if (result > SEMVMX)
573                         goto out_of_range;
574                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
575                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
576                         /*
577                          *      Exceeding the undo range is an error.
578                          */
579                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
580                                 goto out_of_range;
581                 }
582                 curr->semval = result;
583         }
584
585         sop--;
586         while (sop >= sops) {
587                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
588                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
589                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
590                 sop--;
591         }
592         
593         return 0;
594
595 out_of_range:
596         result = -ERANGE;
597         goto undo;
598
599 would_block:
600         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
601                 result = -EAGAIN;
602         else
603                 result = 1;
604
605 undo:
606         sop--;
607         while (sop >= sops) {
608                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
609                 sop--;
610         }
611
612         return result;
613 }
614
615 /** wake_up_sem_queue_prepare(q, error): Prepare wake-up
616  * @q: queue entry that must be signaled
617  * @error: Error value for the signal
618  *
619  * Prepare the wake-up of the queue entry q.
620  */
621 static void wake_up_sem_queue_prepare(struct list_head *pt,
622                                 struct sem_queue *q, int error)
623 {
624         if (list_empty(pt)) {
625                 /*
626                  * Hold preempt off so that we don't get preempted and have the
627                  * wakee busy-wait until we're scheduled back on.
628                  */
629                 preempt_disable();
630         }
631         q->status = IN_WAKEUP;
632         q->pid = error;
633
634         list_add_tail(&q->list, pt);
635 }
636
637 /**
638  * wake_up_sem_queue_do(pt) - do the actual wake-up
639  * @pt: list of tasks to be woken up
640  *
641  * Do the actual wake-up.
642  * The function is called without any locks held, thus the semaphore array
643  * could be destroyed already and the tasks can disappear as soon as the
644  * status is set to the actual return code.
645  */
646 static void wake_up_sem_queue_do(struct list_head *pt)
647 {
648         struct sem_queue *q, *t;
649         int did_something;
650
651         did_something = !list_empty(pt);
652         list_for_each_entry_safe(q, t, pt, list) {
653                 wake_up_process(q->sleeper);
654                 /* q can disappear immediately after writing q->status. */
655                 smp_wmb();
656                 q->status = q->pid;
657         }
658         if (did_something)
659                 preempt_enable();
660 }
661
662 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
663 {
664         list_del(&q->list);
665         if (q->nsops > 1)
666                 sma->complex_count--;
667 }
668
669 /** check_restart(sma, q)
670  * @sma: semaphore array
671  * @q: the operation that just completed
672  *
673  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
674  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
675  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
676  * modified the array.
677  * Note that wait-for-zero operations are handled without restart.
678  */
679 static int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
680 {
681         /* pending complex alter operations are too difficult to analyse */
682         if (!list_empty(&sma->pending_alter))
683                 return 1;
684
685         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
686         if (q->nsops > 1)
687                 return 1;
688
689         /* It is impossible that someone waits for the new value:
690          * - complex operations always restart.
691          * - wait-for-zero are handled seperately.
692          * - q is a previously sleeping simple operation that
693          *   altered the array. It must be a decrement, because
694          *   simple increments never sleep.
695          * - If there are older (higher priority) decrements
696          *   in the queue, then they have observed the original
697          *   semval value and couldn't proceed. The operation
698          *   decremented to value - thus they won't proceed either.
699          */
700         return 0;
701 }
702
703 /**
704  * wake_const_ops(sma, semnum, pt) - Wake up non-alter tasks
705  * @sma: semaphore array.
706  * @semnum: semaphore that was modified.
707  * @pt: list head for the tasks that must be woken up.
708  *
709  * wake_const_ops must be called after a semaphore in a semaphore array
710  * was set to 0. If complex const operations are pending, wake_const_ops must
711  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
712  * semaphore.
713  * The tasks that must be woken up are added to @pt. The return code
714  * is stored in q->pid.
715  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
716  */
717 static int wake_const_ops(struct sem_array *sma, int semnum,
718                                 struct list_head *pt)
719 {
720         struct sem_queue *q;
721         struct list_head *walk;
722         struct list_head *pending_list;
723         int semop_completed = 0;
724
725         if (semnum == -1)
726                 pending_list = &sma->pending_const;
727         else
728                 pending_list = &sma->sem_base[semnum].pending_const;
729
730         walk = pending_list->next;
731         while (walk != pending_list) {
732                 int error;
733
734                 q = container_of(walk, struct sem_queue, list);
735                 walk = walk->next;
736
737                 error = perform_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
738                                                  q->undo, q->pid);
739
740                 if (error <= 0) {
741                         /* operation completed, remove from queue & wakeup */
742
743                         unlink_queue(sma, q);
744
745                         wake_up_sem_queue_prepare(pt, q, error);
746                         if (error == 0)
747                                 semop_completed = 1;
748                 }
749         }
750         return semop_completed;
751 }
752
753 /**
754  * do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, pt) - wakeup all wait for zero tasks
755  * @sma: semaphore array
756  * @sops: operations that were performed
757  * @nsops: number of operations
758  * @pt: list head of the tasks that must be woken up.
759  *
760  * do_smart_wakeup_zero() checks all required queue for wait-for-zero
761  * operations, based on the actual changes that were performed on the
762  * semaphore array.
763  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
764  */
765 static int do_smart_wakeup_zero(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
766                                         int nsops, struct list_head *pt)
767 {
768         int i;
769         int semop_completed = 0;
770         int got_zero = 0;
771
772         /* first: the per-semaphore queues, if known */
773         if (sops) {
774                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
775                         int num = sops[i].sem_num;
776
777                         if (sma->sem_base[num].semval == 0) {
778                                 got_zero = 1;
779                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, num, pt);
780                         }
781                 }
782         } else {
783                 /*
784                  * No sops means modified semaphores not known.
785                  * Assume all were changed.
786                  */
787                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
788                         if (sma->sem_base[i].semval == 0) {
789                                 got_zero = 1;
790                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, i, pt);
791                         }
792                 }
793         }
794         /*
795          * If one of the modified semaphores got 0,
796          * then check the global queue, too.
797          */
798         if (got_zero)
799                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, -1, pt);
800
801         return semop_completed;
802 }
803
804
805 /**
806  * update_queue(sma, semnum): Look for tasks that can be completed.
807  * @sma: semaphore array.
808  * @semnum: semaphore that was modified.
809  * @pt: list head for the tasks that must be woken up.
810  *
811  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
812  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
813  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
814  * semaphore.
815  * The tasks that must be woken up are added to @pt. The return code
816  * is stored in q->pid.
817  * The function internally checks if const operations can now succeed.
818  *
819  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
820  */
821 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct list_head *pt)
822 {
823         struct sem_queue *q;
824         struct list_head *walk;
825         struct list_head *pending_list;
826         int semop_completed = 0;
827
828         if (semnum == -1)
829                 pending_list = &sma->pending_alter;
830         else
831                 pending_list = &sma->sem_base[semnum].pending_alter;
832
833 again:
834         walk = pending_list->next;
835         while (walk != pending_list) {
836                 int error, restart;
837
838                 q = container_of(walk, struct sem_queue, list);
839                 walk = walk->next;
840
841                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
842                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
843                  * necessary to scan further: simple increments
844                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
845                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
846                  * cannot be successful if the value is already 0.
847                  */
848                 if (semnum != -1 && sma->sem_base[semnum].semval == 0)
849                         break;
850
851                 error = perform_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
852                                          q->undo, q->pid);
853
854                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
855                 if (error > 0)
856                         continue;
857
858                 unlink_queue(sma, q);
859
860                 if (error) {
861                         restart = 0;
862                 } else {
863                         semop_completed = 1;
864                         do_smart_wakeup_zero(sma, q->sops, q->nsops, pt);
865                         restart = check_restart(sma, q);
866                 }
867
868                 wake_up_sem_queue_prepare(pt, q, error);
869                 if (restart)
870                         goto again;
871         }
872         return semop_completed;
873 }
874
875 /**
876  * do_smart_update(sma, sops, nsops, otime, pt) - optimized update_queue
877  * @sma: semaphore array
878  * @sops: operations that were performed
879  * @nsops: number of operations
880  * @otime: force setting otime
881  * @pt: list head of the tasks that must be woken up.
882  *
883  * do_smart_update() does the required calls to update_queue and wakeup_zero,
884  * based on the actual changes that were performed on the semaphore array.
885  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
886  * responsible for calling wake_up_sem_queue_do(@pt).
887  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
888  */
889 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
890                         int otime, struct list_head *pt)
891 {
892         int i;
893
894         otime |= do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, pt);
895
896         if (!list_empty(&sma->pending_alter)) {
897                 /* semaphore array uses the global queue - just process it. */
898                 otime |= update_queue(sma, -1, pt);
899         } else {
900                 if (!sops) {
901                         /*
902                          * No sops, thus the modified semaphores are not
903                          * known. Check all.
904                          */
905                         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
906                                 otime |= update_queue(sma, i, pt);
907                 } else {
908                         /*
909                          * Check the semaphores that were increased:
910                          * - No complex ops, thus all sleeping ops are
911                          *   decrease.
912                          * - if we decreased the value, then any sleeping
913                          *   semaphore ops wont be able to run: If the
914                          *   previous value was too small, then the new
915                          *   value will be too small, too.
916                          */
917                         for (i = 0; i < nsops; i++) {
918                                 if (sops[i].sem_op > 0) {
919                                         otime |= update_queue(sma,
920                                                         sops[i].sem_num, pt);
921                                 }
922                         }
923                 }
924         }
925         if (otime) {
926                 if (sops == NULL) {
927                         sma->sem_base[0].sem_otime = get_seconds();
928                 } else {
929                         sma->sem_base[sops[0].sem_num].sem_otime =
930                                                                 get_seconds();
931                 }
932         }
933 }
934
935
936 /* The following counts are associated to each semaphore:
937  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
938  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
939  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
940  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
941  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
942  * The counts we return here are a rough approximation, but still
943  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
944  */
945 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
946 {
947         int semncnt;
948         struct sem_queue * q;
949
950         semncnt = 0;
951         list_for_each_entry(q, &sma->sem_base[semnum].pending_alter, list) {
952                 struct sembuf * sops = q->sops;
953                 BUG_ON(sops->sem_num != semnum);
954                 if ((sops->sem_op < 0) && !(sops->sem_flg & IPC_NOWAIT))
955                         semncnt++;
956         }
957
958         list_for_each_entry(q, &sma->pending_alter, list) {
959                 struct sembuf * sops = q->sops;
960                 int nsops = q->nsops;
961                 int i;
962                 for (i = 0; i < nsops; i++)
963                         if (sops[i].sem_num == semnum
964                             && (sops[i].sem_op < 0)
965                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
966                                 semncnt++;
967         }
968         return semncnt;
969 }
970
971 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
972 {
973         int semzcnt;
974         struct sem_queue * q;
975
976         semzcnt = 0;
977         list_for_each_entry(q, &sma->sem_base[semnum].pending_const, list) {
978                 struct sembuf * sops = q->sops;
979                 BUG_ON(sops->sem_num != semnum);
980                 if ((sops->sem_op == 0) && !(sops->sem_flg & IPC_NOWAIT))
981                         semzcnt++;
982         }
983
984         list_for_each_entry(q, &sma->pending_const, list) {
985                 struct sembuf * sops = q->sops;
986                 int nsops = q->nsops;
987                 int i;
988                 for (i = 0; i < nsops; i++)
989                         if (sops[i].sem_num == semnum
990                             && (sops[i].sem_op == 0)
991                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
992                                 semzcnt++;
993         }
994         return semzcnt;
995 }
996
997 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rw_mutex locked
998  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rw_mutex
999  * remains locked on exit.
1000  */
1001 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
1002 {
1003         struct sem_undo *un, *tu;
1004         struct sem_queue *q, *tq;
1005         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1006         struct list_head tasks;
1007         int i;
1008
1009         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
1010         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1011         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
1012                 list_del(&un->list_id);
1013                 spin_lock(&un->ulp->lock);
1014                 un->semid = -1;
1015                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1016                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
1017                 kfree_rcu(un, rcu);
1018         }
1019
1020         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
1021         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1022         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_const, list) {
1023                 unlink_queue(sma, q);
1024                 wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
1025         }
1026
1027         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
1028                 unlink_queue(sma, q);
1029                 wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
1030         }
1031         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1032                 struct sem *sem = sma->sem_base + i;
1033                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_const, list) {
1034                         unlink_queue(sma, q);
1035                         wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
1036                 }
1037                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_alter, list) {
1038                         unlink_queue(sma, q);
1039                         wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
1040                 }
1041         }
1042
1043         /* Remove the semaphore set from the IDR */
1044         sem_rmid(ns, sma);
1045         sem_unlock(sma, -1);
1046         rcu_read_unlock();
1047
1048         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1049         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
1050         security_sem_free(sma);
1051         ipc_rcu_putref(sma);
1052 }
1053
1054 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
1055 {
1056         switch(version) {
1057         case IPC_64:
1058                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
1059         case IPC_OLD:
1060             {
1061                 struct semid_ds out;
1062
1063                 memset(&out, 0, sizeof(out));
1064
1065                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
1066
1067                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
1068                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
1069                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
1070
1071                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
1072             }
1073         default:
1074                 return -EINVAL;
1075         }
1076 }
1077
1078 static time_t get_semotime(struct sem_array *sma)
1079 {
1080         int i;
1081         time_t res;
1082
1083         res = sma->sem_base[0].sem_otime;
1084         for (i = 1; i < sma->sem_nsems; i++) {
1085                 time_t to = sma->sem_base[i].sem_otime;
1086
1087                 if (to > res)
1088                         res = to;
1089         }
1090         return res;
1091 }
1092
1093 static int semctl_nolock(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1094                          int cmd, int version, void __user *p)
1095 {
1096         int err;
1097         struct sem_array *sma;
1098
1099         switch(cmd) {
1100         case IPC_INFO:
1101         case SEM_INFO:
1102         {
1103                 struct seminfo seminfo;
1104                 int max_id;
1105
1106                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
1107                 if (err)
1108                         return err;
1109                 
1110                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
1111                 seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
1112                 seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
1113                 seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
1114                 seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
1115                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
1116                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
1117                 seminfo.semmap = SEMMAP;
1118                 seminfo.semume = SEMUME;
1119                 down_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1120                 if (cmd == SEM_INFO) {
1121                         seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
1122                         seminfo.semaem = ns->used_sems;
1123                 } else {
1124                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
1125                         seminfo.semaem = SEMAEM;
1126                 }
1127                 max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
1128                 up_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1129                 if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo))) 
1130                         return -EFAULT;
1131                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
1132         }
1133         case IPC_STAT:
1134         case SEM_STAT:
1135         {
1136                 struct semid64_ds tbuf;
1137                 int id = 0;
1138
1139                 memset(&tbuf, 0, sizeof(tbuf));
1140
1141                 rcu_read_lock();
1142                 if (cmd == SEM_STAT) {
1143                         sma = sem_obtain_object(ns, semid);
1144                         if (IS_ERR(sma)) {
1145                                 err = PTR_ERR(sma);
1146                                 goto out_unlock;
1147                         }
1148                         id = sma->sem_perm.id;
1149                 } else {
1150                         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1151                         if (IS_ERR(sma)) {
1152                                 err = PTR_ERR(sma);
1153                                 goto out_unlock;
1154                         }
1155                 }
1156
1157                 err = -EACCES;
1158                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
1159                         goto out_unlock;
1160
1161                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1162                 if (err)
1163                         goto out_unlock;
1164
1165                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
1166                 tbuf.sem_otime = get_semotime(sma);
1167                 tbuf.sem_ctime = sma->sem_ctime;
1168                 tbuf.sem_nsems = sma->sem_nsems;
1169                 rcu_read_unlock();
1170                 if (copy_semid_to_user(p, &tbuf, version))
1171                         return -EFAULT;
1172                 return id;
1173         }
1174         default:
1175                 return -EINVAL;
1176         }
1177 out_unlock:
1178         rcu_read_unlock();
1179         return err;
1180 }
1181
1182 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1183                 unsigned long arg)
1184 {
1185         struct sem_undo *un;
1186         struct sem_array *sma;
1187         struct sem* curr;
1188         int err;
1189         struct list_head tasks;
1190         int val;
1191 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1192         /* big-endian 64bit */
1193         val = arg >> 32;
1194 #else
1195         /* 32bit or little-endian 64bit */
1196         val = arg;
1197 #endif
1198
1199         if (val > SEMVMX || val < 0)
1200                 return -ERANGE;
1201
1202         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1203
1204         rcu_read_lock();
1205         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1206         if (IS_ERR(sma)) {
1207                 rcu_read_unlock();
1208                 return PTR_ERR(sma);
1209         }
1210
1211         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1212                 rcu_read_unlock();
1213                 return -EINVAL;
1214         }
1215
1216
1217         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1218                 rcu_read_unlock();
1219                 return -EACCES;
1220         }
1221
1222         err = security_sem_semctl(sma, SETVAL);
1223         if (err) {
1224                 rcu_read_unlock();
1225                 return -EACCES;
1226         }
1227
1228         sem_lock(sma, NULL, -1);
1229
1230         curr = &sma->sem_base[semnum];
1231
1232         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1233         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1234                 un->semadj[semnum] = 0;
1235
1236         curr->semval = val;
1237         curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
1238         sma->sem_ctime = get_seconds();
1239         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1240         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1241         sem_unlock(sma, -1);
1242         rcu_read_unlock();
1243         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1244         return 0;
1245 }
1246
1247 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1248                 int cmd, void __user *p)
1249 {
1250         struct sem_array *sma;
1251         struct sem* curr;
1252         int err, nsems;
1253         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1254         ushort* sem_io = fast_sem_io;
1255         struct list_head tasks;
1256
1257         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1258
1259         rcu_read_lock();
1260         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1261         if (IS_ERR(sma)) {
1262                 rcu_read_unlock();
1263                 return PTR_ERR(sma);
1264         }
1265
1266         nsems = sma->sem_nsems;
1267
1268         err = -EACCES;
1269         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1270                 goto out_rcu_wakeup;
1271
1272         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1273         if (err)
1274                 goto out_rcu_wakeup;
1275
1276         err = -EACCES;
1277         switch (cmd) {
1278         case GETALL:
1279         {
1280                 ushort __user *array = p;
1281                 int i;
1282
1283                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1284                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1285                         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1286                                 sem_unlock(sma, -1);
1287                                 rcu_read_unlock();
1288                                 err = -EIDRM;
1289                                 goto out_free;
1290                         }
1291                         sem_unlock(sma, -1);
1292                         rcu_read_unlock();
1293                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1294                         if(sem_io == NULL) {
1295                                 sem_putref(sma);
1296                                 return -ENOMEM;
1297                         }
1298
1299                         rcu_read_lock();
1300                         sem_lock_and_putref(sma);
1301                         if (sma->sem_perm.deleted) {
1302                                 sem_unlock(sma, -1);
1303                                 rcu_read_unlock();
1304                                 err = -EIDRM;
1305                                 goto out_free;
1306                         }
1307                 }
1308                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1309                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
1310                 sem_unlock(sma, -1);
1311                 rcu_read_unlock();
1312                 err = 0;
1313                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1314                         err = -EFAULT;
1315                 goto out_free;
1316         }
1317         case SETALL:
1318         {
1319                 int i;
1320                 struct sem_undo *un;
1321
1322                 if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1323                         rcu_read_unlock();
1324                         return -EIDRM;
1325                 }
1326                 rcu_read_unlock();
1327
1328                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1329                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1330                         if(sem_io == NULL) {
1331                                 sem_putref(sma);
1332                                 return -ENOMEM;
1333                         }
1334                 }
1335
1336                 if (copy_from_user (sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1337                         sem_putref(sma);
1338                         err = -EFAULT;
1339                         goto out_free;
1340                 }
1341
1342                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1343                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1344                                 sem_putref(sma);
1345                                 err = -ERANGE;
1346                                 goto out_free;
1347                         }
1348                 }
1349                 rcu_read_lock();
1350                 sem_lock_and_putref(sma);
1351                 if (sma->sem_perm.deleted) {
1352                         sem_unlock(sma, -1);
1353                         rcu_read_unlock();
1354                         err = -EIDRM;
1355                         goto out_free;
1356                 }
1357
1358                 for (i = 0; i < nsems; i++)
1359                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
1360
1361                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1362                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1363                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1364                                 un->semadj[i] = 0;
1365                 }
1366                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1367                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1368                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1369                 err = 0;
1370                 goto out_unlock;
1371         }
1372         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1373         }
1374         err = -EINVAL;
1375         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1376                 goto out_rcu_wakeup;
1377
1378         sem_lock(sma, NULL, -1);
1379         curr = &sma->sem_base[semnum];
1380
1381         switch (cmd) {
1382         case GETVAL:
1383                 err = curr->semval;
1384                 goto out_unlock;
1385         case GETPID:
1386                 err = curr->sempid;
1387                 goto out_unlock;
1388         case GETNCNT:
1389                 err = count_semncnt(sma,semnum);
1390                 goto out_unlock;
1391         case GETZCNT:
1392                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
1393                 goto out_unlock;
1394         }
1395
1396 out_unlock:
1397         sem_unlock(sma, -1);
1398 out_rcu_wakeup:
1399         rcu_read_unlock();
1400         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1401 out_free:
1402         if(sem_io != fast_sem_io)
1403                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
1404         return err;
1405 }
1406
1407 static inline unsigned long
1408 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1409 {
1410         switch(version) {
1411         case IPC_64:
1412                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1413                         return -EFAULT;
1414                 return 0;
1415         case IPC_OLD:
1416             {
1417                 struct semid_ds tbuf_old;
1418
1419                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1420                         return -EFAULT;
1421
1422                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1423                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1424                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1425
1426                 return 0;
1427             }
1428         default:
1429                 return -EINVAL;
1430         }
1431 }
1432
1433 /*
1434  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
1435  * to be held in write mode.
1436  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
1437  */
1438 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1439                        int cmd, int version, void __user *p)
1440 {
1441         struct sem_array *sma;
1442         int err;
1443         struct semid64_ds semid64;
1444         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1445
1446         if(cmd == IPC_SET) {
1447                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1448                         return -EFAULT;
1449         }
1450
1451         down_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1452         rcu_read_lock();
1453
1454         ipcp = ipcctl_pre_down_nolock(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1455                                       &semid64.sem_perm, 0);
1456         if (IS_ERR(ipcp)) {
1457                 err = PTR_ERR(ipcp);
1458                 goto out_unlock1;
1459         }
1460
1461         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1462
1463         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1464         if (err)
1465                 goto out_unlock1;
1466
1467         switch (cmd) {
1468         case IPC_RMID:
1469                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1470                 /* freeary unlocks the ipc object and rcu */
1471                 freeary(ns, ipcp);
1472                 goto out_up;
1473         case IPC_SET:
1474                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1475                 err = ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
1476                 if (err)
1477                         goto out_unlock0;
1478                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1479                 break;
1480         default:
1481                 err = -EINVAL;
1482                 goto out_unlock1;
1483         }
1484
1485 out_unlock0:
1486         sem_unlock(sma, -1);
1487 out_unlock1:
1488         rcu_read_unlock();
1489 out_up:
1490         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1491         return err;
1492 }
1493
1494 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1495 {
1496         int version;
1497         struct ipc_namespace *ns;
1498         void __user *p = (void __user *)arg;
1499
1500         if (semid < 0)
1501                 return -EINVAL;
1502
1503         version = ipc_parse_version(&cmd);
1504         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1505
1506         switch(cmd) {
1507         case IPC_INFO:
1508         case SEM_INFO:
1509         case IPC_STAT:
1510         case SEM_STAT:
1511                 return semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, p);
1512         case GETALL:
1513         case GETVAL:
1514         case GETPID:
1515         case GETNCNT:
1516         case GETZCNT:
1517         case SETALL:
1518                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1519         case SETVAL:
1520                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1521         case IPC_RMID:
1522         case IPC_SET:
1523                 return semctl_down(ns, semid, cmd, version, p);
1524         default:
1525                 return -EINVAL;
1526         }
1527 }
1528
1529 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1530  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1531  * and current is THE ONE
1532  *
1533  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1534  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1535  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1536  * at exit time.
1537  *
1538  * This can block, so callers must hold no locks.
1539  */
1540 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1541 {
1542         struct sem_undo_list *undo_list;
1543
1544         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1545         if (!undo_list) {
1546                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1547                 if (undo_list == NULL)
1548                         return -ENOMEM;
1549                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1550                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
1551                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1552
1553                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1554         }
1555         *undo_listp = undo_list;
1556         return 0;
1557 }
1558
1559 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1560 {
1561         struct sem_undo *un;
1562
1563         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
1564                 if (un->semid == semid)
1565                         return un;
1566         }
1567         return NULL;
1568 }
1569
1570 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1571 {
1572         struct sem_undo *un;
1573
1574         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1575
1576         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1577         if (un) {
1578                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1579                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1580         }
1581         return un;
1582 }
1583
1584 /**
1585  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
1586  * @ns: namespace
1587  * @semid: semaphore array id
1588  *
1589  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1590  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1591  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1592  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1593  * performs a rcu_read_lock().
1594  */
1595 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1596 {
1597         struct sem_array *sma;
1598         struct sem_undo_list *ulp;
1599         struct sem_undo *un, *new;
1600         int nsems, error;
1601
1602         error = get_undo_list(&ulp);
1603         if (error)
1604                 return ERR_PTR(error);
1605
1606         rcu_read_lock();
1607         spin_lock(&ulp->lock);
1608         un = lookup_undo(ulp, semid);
1609         spin_unlock(&ulp->lock);
1610         if (likely(un!=NULL))
1611                 goto out;
1612
1613         /* no undo structure around - allocate one. */
1614         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1615         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1616         if (IS_ERR(sma)) {
1617                 rcu_read_unlock();
1618                 return ERR_CAST(sma);
1619         }
1620
1621         nsems = sma->sem_nsems;
1622         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1623                 rcu_read_unlock();
1624                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1625                 goto out;
1626         }
1627         rcu_read_unlock();
1628
1629         /* step 2: allocate new undo structure */
1630         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1631         if (!new) {
1632                 sem_putref(sma);
1633                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1634         }
1635
1636         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1637         rcu_read_lock();
1638         sem_lock_and_putref(sma);
1639         if (sma->sem_perm.deleted) {
1640                 sem_unlock(sma, -1);
1641                 rcu_read_unlock();
1642                 kfree(new);
1643                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1644                 goto out;
1645         }
1646         spin_lock(&ulp->lock);
1647
1648         /*
1649          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1650          */
1651         un = lookup_undo(ulp, semid);
1652         if (un) {
1653                 kfree(new);
1654                 goto success;
1655         }
1656         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1657         new->semadj = (short *) &new[1];
1658         new->ulp = ulp;
1659         new->semid = semid;
1660         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1661         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1662         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1663         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1664         un = new;
1665
1666 success:
1667         spin_unlock(&ulp->lock);
1668         sem_unlock(sma, -1);
1669 out:
1670         return un;
1671 }
1672
1673
1674 /**
1675  * get_queue_result - Retrieve the result code from sem_queue
1676  * @q: Pointer to queue structure
1677  *
1678  * Retrieve the return code from the pending queue. If IN_WAKEUP is found in
1679  * q->status, then we must loop until the value is replaced with the final
1680  * value: This may happen if a task is woken up by an unrelated event (e.g.
1681  * signal) and in parallel the task is woken up by another task because it got
1682  * the requested semaphores.
1683  *
1684  * The function can be called with or without holding the semaphore spinlock.
1685  */
1686 static int get_queue_result(struct sem_queue *q)
1687 {
1688         int error;
1689
1690         error = q->status;
1691         while (unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1692                 cpu_relax();
1693                 error = q->status;
1694         }
1695
1696         return error;
1697 }
1698
1699 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1700                 unsigned, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
1701 {
1702         int error = -EINVAL;
1703         struct sem_array *sma;
1704         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1705         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1706         struct sem_undo *un;
1707         int undos = 0, alter = 0, max, locknum;
1708         struct sem_queue queue;
1709         unsigned long jiffies_left = 0;
1710         struct ipc_namespace *ns;
1711         struct list_head tasks;
1712
1713         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1714
1715         if (nsops < 1 || semid < 0)
1716                 return -EINVAL;
1717         if (nsops > ns->sc_semopm)
1718                 return -E2BIG;
1719         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1720                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1721                 if(sops==NULL)
1722                         return -ENOMEM;
1723         }
1724         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1725                 error=-EFAULT;
1726                 goto out_free;
1727         }
1728         if (timeout) {
1729                 struct timespec _timeout;
1730                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1731                         error = -EFAULT;
1732                         goto out_free;
1733                 }
1734                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1735                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1736                         error = -EINVAL;
1737                         goto out_free;
1738                 }
1739                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1740         }
1741         max = 0;
1742         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1743                 if (sop->sem_num >= max)
1744                         max = sop->sem_num;
1745                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1746                         undos = 1;
1747                 if (sop->sem_op != 0)
1748                         alter = 1;
1749         }
1750
1751         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1752
1753         if (undos) {
1754                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
1755                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1756                 if (IS_ERR(un)) {
1757                         error = PTR_ERR(un);
1758                         goto out_free;
1759                 }
1760         } else {
1761                 un = NULL;
1762                 rcu_read_lock();
1763         }
1764
1765         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1766         if (IS_ERR(sma)) {
1767                 rcu_read_unlock();
1768                 error = PTR_ERR(sma);
1769                 goto out_free;
1770         }
1771
1772         error = -EFBIG;
1773         if (max >= sma->sem_nsems)
1774                 goto out_rcu_wakeup;
1775
1776         error = -EACCES;
1777         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1778                 goto out_rcu_wakeup;
1779
1780         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1781         if (error)
1782                 goto out_rcu_wakeup;
1783
1784         /*
1785          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1786          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1787          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1788          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
1789          * "un" itself is guaranteed by rcu.
1790          */
1791         error = -EIDRM;
1792         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
1793         if (un && un->semid == -1)
1794                 goto out_unlock_free;
1795
1796         error = perform_atomic_semop(sma, sops, nsops, un,
1797                                         task_tgid_vnr(current));
1798         if (error <= 0) {
1799                 if (alter && error == 0)
1800                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &tasks);
1801
1802                 goto out_unlock_free;
1803         }
1804
1805         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1806          * task into the pending queue and go to sleep.
1807          */
1808                 
1809         queue.sops = sops;
1810         queue.nsops = nsops;
1811         queue.undo = un;
1812         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1813         queue.alter = alter;
1814
1815         if (nsops == 1) {
1816                 struct sem *curr;
1817                 curr = &sma->sem_base[sops->sem_num];
1818
1819                 if (alter) {
1820                         if (sma->complex_count) {
1821                                 list_add_tail(&queue.list,
1822                                                 &sma->pending_alter);
1823                         } else {
1824
1825                                 list_add_tail(&queue.list,
1826                                                 &curr->pending_alter);
1827                         }
1828                 } else {
1829                         list_add_tail(&queue.list, &curr->pending_const);
1830                 }
1831         } else {
1832                 if (!sma->complex_count)
1833                         merge_queues(sma);
1834
1835                 if (alter)
1836                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_alter);
1837                 else
1838                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_const);
1839
1840                 sma->complex_count++;
1841         }
1842
1843         queue.status = -EINTR;
1844         queue.sleeper = current;
1845
1846 sleep_again:
1847         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1848         sem_unlock(sma, locknum);
1849         rcu_read_unlock();
1850
1851         if (timeout)
1852                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1853         else
1854                 schedule();
1855
1856         error = get_queue_result(&queue);
1857
1858         if (error != -EINTR) {
1859                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1860                  * resources.
1861                  * Perform a smp_mb(): User space could assume that semop()
1862                  * is a memory barrier: Without the mb(), the cpu could
1863                  * speculatively read in user space stale data that was
1864                  * overwritten by the previous owner of the semaphore.
1865                  */
1866                 smp_mb();
1867
1868                 goto out_free;
1869         }
1870
1871         rcu_read_lock();
1872         sma = sem_obtain_lock(ns, semid, sops, nsops, &locknum);
1873
1874         /*
1875          * Wait until it's guaranteed that no wakeup_sem_queue_do() is ongoing.
1876          */
1877         error = get_queue_result(&queue);
1878
1879         /*
1880          * Array removed? If yes, leave without sem_unlock().
1881          */
1882         if (IS_ERR(sma)) {
1883                 rcu_read_unlock();
1884                 goto out_free;
1885         }
1886
1887
1888         /*
1889          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
1890          * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
1891          */
1892
1893         if (error != -EINTR) {
1894                 goto out_unlock_free;
1895         }
1896
1897         /*
1898          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1899          */
1900         if (timeout && jiffies_left == 0)
1901                 error = -EAGAIN;
1902
1903         /*
1904          * If the wakeup was spurious, just retry
1905          */
1906         if (error == -EINTR && !signal_pending(current))
1907                 goto sleep_again;
1908
1909         unlink_queue(sma, &queue);
1910
1911 out_unlock_free:
1912         sem_unlock(sma, locknum);
1913 out_rcu_wakeup:
1914         rcu_read_unlock();
1915         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1916 out_free:
1917         if(sops != fast_sops)
1918                 kfree(sops);
1919         return error;
1920 }
1921
1922 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1923                 unsigned, nsops)
1924 {
1925         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1926 }
1927
1928 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1929  * parent and child tasks.
1930  */
1931
1932 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1933 {
1934         struct sem_undo_list *undo_list;
1935         int error;
1936
1937         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1938                 error = get_undo_list(&undo_list);
1939                 if (error)
1940                         return error;
1941                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1942                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1943         } else 
1944                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1945
1946         return 0;
1947 }
1948
1949 /*
1950  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1951  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1952  * so some of them may be out of date.
1953  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1954  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1955  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1956  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1957  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1958  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1959  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1960  */
1961 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1962 {
1963         struct sem_undo_list *ulp;
1964
1965         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1966         if (!ulp)
1967                 return;
1968         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1969
1970         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1971                 return;
1972
1973         for (;;) {
1974                 struct sem_array *sma;
1975                 struct sem_undo *un;
1976                 struct list_head tasks;
1977                 int semid, i;
1978
1979                 rcu_read_lock();
1980                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
1981                                     struct sem_undo, list_proc);
1982                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc)
1983                         semid = -1;
1984                  else
1985                         semid = un->semid;
1986
1987                 if (semid == -1) {
1988                         rcu_read_unlock();
1989                         break;
1990                 }
1991
1992                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1993                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
1994                 if (IS_ERR(sma)) {
1995                         rcu_read_unlock();
1996                         continue;
1997                 }
1998
1999                 sem_lock(sma, NULL, -1);
2000                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
2001                 if (un == NULL) {
2002                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
2003                          * exactly the same semid. Nothing to do.
2004                          */
2005                         sem_unlock(sma, -1);
2006                         rcu_read_unlock();
2007                         continue;
2008                 }
2009
2010                 /* remove un from the linked lists */
2011                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
2012                 list_del(&un->list_id);
2013
2014                 spin_lock(&ulp->lock);
2015                 list_del_rcu(&un->list_proc);
2016                 spin_unlock(&ulp->lock);
2017
2018                 /* perform adjustments registered in un */
2019                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
2020                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
2021                         if (un->semadj[i]) {
2022                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
2023                                 /*
2024                                  * Range checks of the new semaphore value,
2025                                  * not defined by sus:
2026                                  * - Some unices ignore the undo entirely
2027                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
2028                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
2029                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
2030                                  *
2031                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
2032                                  * and at SEMVMX.
2033                                  *
2034                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
2035                                  */
2036                                 if (semaphore->semval < 0)
2037                                         semaphore->semval = 0;
2038                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
2039                                         semaphore->semval = SEMVMX;
2040                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
2041                         }
2042                 }
2043                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
2044                 INIT_LIST_HEAD(&tasks);
2045                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &tasks);
2046                 sem_unlock(sma, -1);
2047                 rcu_read_unlock();
2048                 wake_up_sem_queue_do(&tasks);
2049
2050                 kfree_rcu(un, rcu);
2051         }
2052         kfree(ulp);
2053 }
2054
2055 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2056 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
2057 {
2058         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
2059         struct sem_array *sma = it;
2060         time_t sem_otime;
2061
2062         sem_otime = get_semotime(sma);
2063
2064         return seq_printf(s,
2065                           "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
2066                           sma->sem_perm.key,
2067                           sma->sem_perm.id,
2068                           sma->sem_perm.mode,
2069                           sma->sem_nsems,
2070                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
2071                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
2072                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
2073                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
2074                           sem_otime,
2075                           sma->sem_ctime);
2076 }
2077 #endif