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  * IMPLEMENTATION NOTES ON CODE REWRITE (Eric Schenk, January 1995):
   7  * This code underwent a massive rewrite in order to solve some problems
   8  * with the original code. In particular the original code failed to
   9  * wake up processes that were waiting for semval to go to 0 if the
  10  * value went to 0 and was then incremented rapidly enough. In solving
  11  * this problem I have also modified the implementation so that it
  12  * processes pending operations in a FIFO manner, thus give a guarantee
  13  * that processes waiting for a lock on the semaphore won't starve
  14  * unless another locking process fails to unlock.
  15  * In addition the following two changes in behavior have been introduced:
  16  * - The original implementation of semop returned the value
  17  *   last semaphore element examined on success. This does not
  18  *   match the manual page specifications, and effectively
  19  *   allows the user to read the semaphore even if they do not
  20  *   have read permissions. The implementation now returns 0
  21  *   on success as stated in the manual page.
  22  * - There is some confusion over whether the set of undo adjustments
  23  *   to be performed at exit should be done in an atomic manner.
  24  *   That is, if we are attempting to decrement the semval should we queue
  25  *   up and wait until we can do so legally?
  26  *   The original implementation attempted to do this.
  27  *   The current implementation does not do so. This is because I don't
  28  *   think it is the right thing (TM) to do, and because I couldn't
  29  *   see a clean way to get the old behavior with the new design.
  30  *   The POSIX standard and SVID should be consulted to determine
  31  *   what behavior is mandated.
  32  *
  33  * Further notes on refinement (Christoph Rohland, December 1998):
  34  * - The POSIX standard says, that the undo adjustments simply should
  35  *   redo. So the current implementation is o.K.
  36  * - The previous code had two flaws:
  37  *   1) It actively gave the semaphore to the next waiting process
  38  *      sleeping on the semaphore. Since this process did not have the
  39  *      cpu this led to many unnecessary context switches and bad
  40  *      performance. Now we only check which process should be able to
  41  *      get the semaphore and if this process wants to reduce some
  42  *      semaphore value we simply wake it up without doing the
  43  *      operation. So it has to try to get it later. Thus e.g. the
  44  *      running process may reacquire the semaphore during the current
  45  *      time slice. If it only waits for zero or increases the semaphore,
  46  *      we do the operation in advance and wake it up.
  47  *   2) It did not wake up all zero waiting processes. We try to do
  48  *      better but only get the semops right which only wait for zero or
  49  *      increase. If there are decrement operations in the operations
  50  *      array we do the same as before.
  51  *
  52  * With the incarnation of O(1) scheduler, it becomes unnecessary to perform
  53  * check/retry algorithm for waking up blocked processes as the new scheduler
  54  * is better at handling thread switch than the old one.
  55  *
  56  * /proc/sysvipc/sem support (c) 1999 Dragos Acostachioaie <dragos@iname.com>
  57  *
  58  * SMP-threaded, sysctl's added
  59  * (c) 1999 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
  60  * Enforced range limit on SEM_UNDO
  61  * (c) 2001 Red Hat Inc <alan@redhat.com>
  62  * Lockless wakeup
  63  * (c) 2003 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
  64  */
  65
  66 #include <linux/config.h>
  67 #include <linux/slab.h>
  68 #include <linux/spinlock.h>
  69 #include <linux/init.h>
  70 #include <linux/proc_fs.h>
  71 #include <linux/time.h>
  72 #include <linux/smp_lock.h>
  73 #include <linux/security.h>
  74 #include <linux/syscalls.h>
  75 #include <linux/audit.h>
  76 #include <linux/capability.h>
  77 #include <linux/seq_file.h>
  78 #include <linux/mutex.h>
  79
  80 #include <asm/uaccess.h>
  81 #include "util.h"
  82
  83
  84 #define sem_lock(id)    ((struct sem_array*)ipc_lock(&sem_ids,id))
  85 #define sem_unlock(sma) ipc_unlock(&(sma)->sem_perm)
  86 #define sem_rmid(id)    ((struct sem_array*)ipc_rmid(&sem_ids,id))
  87 #define sem_checkid(sma, semid) \
  88         ipc_checkid(&sem_ids,&sma->sem_perm,semid)
  89 #define sem_buildid(id, seq) \
  90         ipc_buildid(&sem_ids, id, seq)
  91 static struct ipc_ids sem_ids;
  92
  93 static int newary (key_t, int, int);
  94 static void freeary (struct sem_array *sma, int id);
  95 #ifdef CONFIG_PROC_FS
  96 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
  97 #endif
  98
  99 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
 100 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
 101
 102 /*
 103  * linked list protection:
 104  *      sem_undo.id_next,
 105  *      sem_array.sem_pending{,last},
 106  *      sem_array.sem_undo: sem_lock() for read/write
 107  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
 108  *
 109  */
 110
 111 int sem_ctls[4] = {SEMMSL, SEMMNS, SEMOPM, SEMMNI};
 112 #define sc_semmsl       (sem_ctls[0])
 113 #define sc_semmns       (sem_ctls[1])
 114 #define sc_semopm       (sem_ctls[2])
 115 #define sc_semmni       (sem_ctls[3])
 116
 117 static int used_sems;
 118
 119 void __init sem_init (void)
 120 {
 121         used_sems = 0;
 122         ipc_init_ids(&sem_ids,sc_semmni);
 123         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
 124                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
 125                                 &sem_ids,
 126                                 sysvipc_sem_proc_show);
 127 }
 128
 129 /*
 130  * Lockless wakeup algorithm:
 131  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
 132  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
 133  * - wakeup is performed by
 134  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
 135  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
 136  *        This is the notification for the blocked thread that a
 137  *        result value is imminent.
 138  *      * call wake_up_process
 139  *      * set queue.status to the final value.
 140  * - the previously blocked thread checks queue.status:
 141  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
 142  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
 143  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
 144  *        performing any operation on the sem array.
 145  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
 146  *
 147  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
 148  * races:
 149  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
 150  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
 151  *   before update_queue had a chance to set queue.status
 152  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
 153  *   blocked process is woken up by a signal between writing
 154  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
 155  *   process could return from semtimedop and die by calling
 156  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
 157  *   will oops, because the task structure is already invalid.
 158  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
 159  *
 160  */
 161 #define IN_WAKEUP       1
 162
 163 static int newary (key_t key, int nsems, int semflg)
 164 {
 165         int id;
 166         int retval;
 167         struct sem_array *sma;
 168         int size;
 169
 170         if (!nsems)
 171                 return -EINVAL;
 172         if (used_sems + nsems > sc_semmns)
 173                 return -ENOSPC;
 174
 175         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
 176         sma = ipc_rcu_alloc(size);
 177         if (!sma) {
 178                 return -ENOMEM;
 179         }
 180         memset (sma, 0, size);
 181
 182         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
 183         sma->sem_perm.key = key;
 184
 185         sma->sem_perm.security = NULL;
 186         retval = security_sem_alloc(sma);
 187         if (retval) {
 188                 ipc_rcu_putref(sma);
 189                 return retval;
 190         }
 191
 192         id = ipc_addid(&sem_ids, &sma->sem_perm, sc_semmni);
 193         if(id == -1) {
 194                 security_sem_free(sma);
 195                 ipc_rcu_putref(sma);
 196                 return -ENOSPC;
 197         }
 198         used_sems += nsems;
 199
 200         sma->sem_id = sem_buildid(id, sma->sem_perm.seq);
 201         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
 202         /* sma->sem_pending = NULL; */
 203         sma->sem_pending_last = &sma->sem_pending;
 204         /* sma->undo = NULL; */
 205         sma->sem_nsems = nsems;
 206         sma->sem_ctime = get_seconds();
 207         sem_unlock(sma);
 208
 209         return sma->sem_id;
 210 }
 211
 212 asmlinkage long sys_semget (key_t key, int nsems, int semflg)
 213 {
 214         int id, err = -EINVAL;
 215         struct sem_array *sma;
 216
 217         if (nsems < 0 || nsems > sc_semmsl)
 218                 return -EINVAL;
 219         mutex_lock(&sem_ids.mutex);
 220
 221         if (key == IPC_PRIVATE) {
 222                 err = newary(key, nsems, semflg);
 223         } else if ((id = ipc_findkey(&sem_ids, key)) == -1) {  /* key not used */
 224                 if (!(semflg & IPC_CREAT))
 225                         err = -ENOENT;
 226                 else
 227                         err = newary(key, nsems, semflg);
 228         } else if (semflg & IPC_CREAT && semflg & IPC_EXCL) {
 229                 err = -EEXIST;
 230         } else {
 231                 sma = sem_lock(id);
 232                 BUG_ON(sma==NULL);
 233                 if (nsems > sma->sem_nsems)
 234                         err = -EINVAL;
 235                 else if (ipcperms(&sma->sem_perm, semflg))
 236                         err = -EACCES;
 237                 else {
 238                         int semid = sem_buildid(id, sma->sem_perm.seq);
 239                         err = security_sem_associate(sma, semflg);
 240                         if (!err)
 241                                 err = semid;
 242                 }
 243                 sem_unlock(sma);
 244         }
 245
 246         mutex_unlock(&sem_ids.mutex);
 247         return err;
 248 }
 249
 250 /* Manage the doubly linked list sma->sem_pending as a FIFO:
 251  * insert new queue elements at the tail sma->sem_pending_last.
 252  */
 253 static inline void append_to_queue (struct sem_array * sma,
 254                                     struct sem_queue * q)
 255 {
 256         *(q->prev = sma->sem_pending_last) = q;
 257         *(sma->sem_pending_last = &q->next) = NULL;
 258 }
 259
 260 static inline void prepend_to_queue (struct sem_array * sma,
 261                                      struct sem_queue * q)
 262 {
 263         q->next = sma->sem_pending;
 264         *(q->prev = &sma->sem_pending) = q;
 265         if (q->next)
 266                 q->next->prev = &q->next;
 267         else /* sma->sem_pending_last == &sma->sem_pending */
 268                 sma->sem_pending_last = &q->next;
 269 }
 270
 271 static inline void remove_from_queue (struct sem_array * sma,
 272                                       struct sem_queue * q)
 273 {
 274         *(q->prev) = q->next;
 275         if (q->next)
 276                 q->next->prev = q->prev;
 277         else /* sma->sem_pending_last == &q->next */
 278                 sma->sem_pending_last = q->prev;
 279         q->prev = NULL; /* mark as removed */
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
 284  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
 285  */
 286
 287 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
 288                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
 289 {
 290         int result, sem_op;
 291         struct sembuf *sop;
 292         struct sem * curr;
 293
 294         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
 295                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
 296                 sem_op = sop->sem_op;
 297                 result = curr->semval;
 298
 299                 if (!sem_op && result)
 300                         goto would_block;
 301
 302                 result += sem_op;
 303                 if (result < 0)
 304                         goto would_block;
 305                 if (result > SEMVMX)
 306                         goto out_of_range;
 307                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
 308                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
 309                         /*
 310                          *      Exceeding the undo range is an error.
 311                          */
 312                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
 313                                 goto out_of_range;
 314                 }
 315                 curr->semval = result;
 316         }
 317
 318         sop--;
 319         while (sop >= sops) {
 320                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
 321                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
 322                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
 323                 sop--;
 324         }
 325
 326         sma->sem_otime = get_seconds();
 327         return 0;
 328
 329 out_of_range:
 330         result = -ERANGE;
 331         goto undo;
 332
 333 would_block:
 334         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
 335                 result = -EAGAIN;
 336         else
 337                 result = 1;
 338
 339 undo:
 340         sop--;
 341         while (sop >= sops) {
 342                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
 343                 sop--;
 344         }
 345
 346         return result;
 347 }
 348
 349 /* Go through the pending queue for the indicated semaphore
 350  * looking for tasks that can be completed.
 351  */
 352 static void update_queue (struct sem_array * sma)
 353 {
 354         int error;
 355         struct sem_queue * q;
 356
 357         q = sma->sem_pending;
 358         while(q) {
 359                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
 360                                          q->undo, q->pid);
 361
 362                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
 363                 if (error <= 0) {
 364                         struct sem_queue *n;
 365                         remove_from_queue(sma,q);
 366                         q->status = IN_WAKEUP;
 367                         /*
 368                          * Continue scanning. The next operation
 369                          * that must be checked depends on the type of the
 370                          * completed operation:
 371                          * - if the operation modified the array, then
 372                          *   restart from the head of the queue and
 373                          *   check for threads that might be waiting
 374                          *   for semaphore values to become 0.
 375                          * - if the operation didn't modify the array,
 376                          *   then just continue.
 377                          */
 378                         if (q->alter)
 379                                 n = sma->sem_pending;
 380                         else
 381                                 n = q->next;
 382                         wake_up_process(q->sleeper);
 383                         /* hands-off: q will disappear immediately after
 384                          * writing q->status.
 385                          */
 386                         smp_wmb();
 387                         q->status = error;
 388                         q = n;
 389                 } else {
 390                         q = q->next;
 391                 }
 392         }
 393 }
 394
 395 /* The following counts are associated to each semaphore:
 396  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
 397  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
 398  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
 399  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
 400  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
 401  * The counts we return here are a rough approximation, but still
 402  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
 403  */
 404 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
 405 {
 406         int semncnt;
 407         struct sem_queue * q;
 408
 409         semncnt = 0;
 410         for (q = sma->sem_pending; q; q = q->next) {
 411                 struct sembuf * sops = q->sops;
 412                 int nsops = q->nsops;
 413                 int i;
 414                 for (i = 0; i < nsops; i++)
 415                         if (sops[i].sem_num == semnum
 416                             && (sops[i].sem_op < 0)
 417                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
 418                                 semncnt++;
 419         }
 420         return semncnt;
 421 }
 422 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
 423 {
 424         int semzcnt;
 425         struct sem_queue * q;
 426
 427         semzcnt = 0;
 428         for (q = sma->sem_pending; q; q = q->next) {
 429                 struct sembuf * sops = q->sops;
 430                 int nsops = q->nsops;
 431                 int i;
 432                 for (i = 0; i < nsops; i++)
 433                         if (sops[i].sem_num == semnum
 434                             && (sops[i].sem_op == 0)
 435                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
 436                                 semzcnt++;
 437         }
 438         return semzcnt;
 439 }
 440
 441 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.mutex locked and
 442  * the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.mutex remains locked
 443  * on exit.
 444  */
 445 static void freeary (struct sem_array *sma, int id)
 446 {
 447         struct sem_undo *un;
 448         struct sem_queue *q;
 449         int size;
 450
 451         /* Invalidate the existing undo structures for this semaphore set.
 452          * (They will be freed without any further action in exit_sem()
 453          * or during the next semop.)
 454          */
 455         for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
 456                 un->semid = -1;
 457
 458         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
 459         q = sma->sem_pending;
 460         while(q) {
 461                 struct sem_queue *n;
 462                 /* lazy remove_from_queue: we are killing the whole queue */
 463                 q->prev = NULL;
 464                 n = q->next;
 465                 q->status = IN_WAKEUP;
 466                 wake_up_process(q->sleeper); /* doesn't sleep */
 467                 smp_wmb();
 468                 q->status = -EIDRM;     /* hands-off q */
 469                 q = n;
 470         }
 471
 472         /* Remove the semaphore set from the ID array*/
 473         sma = sem_rmid(id);
 474         sem_unlock(sma);
 475
 476         used_sems -= sma->sem_nsems;
 477         size = sizeof (*sma) + sma->sem_nsems * sizeof (struct sem);
 478         security_sem_free(sma);
 479         ipc_rcu_putref(sma);
 480 }
 481
 482 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
 483 {
 484         switch(version) {
 485         case IPC_64:
 486                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
 487         case IPC_OLD:
 488             {
 489                 struct semid_ds out;
 490
 491                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
 492
 493                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
 494                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
 495                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
 496
 497                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
 498             }
 499         default:
 500                 return -EINVAL;
 501         }
 502 }
 503
 504 static int semctl_nolock(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
 505 {
 506         int err = -EINVAL;
 507         struct sem_array *sma;
 508
 509         switch(cmd) {
 510         case IPC_INFO:
 511         case SEM_INFO:
 512         {
 513                 struct seminfo seminfo;
 514                 int max_id;
 515
 516                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
 517                 if (err)
 518                         return err;
 519
 520                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
 521                 seminfo.semmni = sc_semmni;
 522                 seminfo.semmns = sc_semmns;
 523                 seminfo.semmsl = sc_semmsl;
 524                 seminfo.semopm = sc_semopm;
 525                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
 526                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
 527                 seminfo.semmap = SEMMAP;
 528                 seminfo.semume = SEMUME;
 529                 mutex_lock(&sem_ids.mutex);
 530                 if (cmd == SEM_INFO) {
 531                         seminfo.semusz = sem_ids.in_use;
 532                         seminfo.semaem = used_sems;
 533                 } else {
 534                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
 535                         seminfo.semaem = SEMAEM;
 536                 }
 537                 max_id = sem_ids.max_id;
 538                 mutex_unlock(&sem_ids.mutex);
 539                 if (copy_to_user (arg.__buf, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
 540                         return -EFAULT;
 541                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
 542         }
 543         case SEM_STAT:
 544         {
 545                 struct semid64_ds tbuf;
 546                 int id;
 547
 548                 if(semid >= sem_ids.entries->size)
 549                         return -EINVAL;
 550
 551                 memset(&tbuf,0,sizeof(tbuf));
 552
 553                 sma = sem_lock(semid);
 554                 if(sma == NULL)
 555                         return -EINVAL;
 556
 557                 err = -EACCES;
 558                 if (ipcperms (&sma->sem_perm, S_IRUGO))
 559                         goto out_unlock;
 560
 561                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
 562                 if (err)
 563                         goto out_unlock;
 564
 565                 id = sem_buildid(semid, sma->sem_perm.seq);
 566
 567                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
 568                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
 569                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
 570                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
 571                 sem_unlock(sma);
 572                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
 573                         return -EFAULT;
 574                 return id;
 575         }
 576         default:
 577                 return -EINVAL;
 578         }
 579         return err;
 580 out_unlock:
 581         sem_unlock(sma);
 582         return err;
 583 }
 584
 585 static int semctl_main(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
 586 {
 587         struct sem_array *sma;
 588         struct sem* curr;
 589         int err;
 590         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
 591         ushort* sem_io = fast_sem_io;
 592         int nsems;
 593
 594         sma = sem_lock(semid);
 595         if(sma==NULL)
 596                 return -EINVAL;
 597
 598         nsems = sma->sem_nsems;
 599
 600         err=-EIDRM;
 601         if (sem_checkid(sma,semid))
 602                 goto out_unlock;
 603
 604         err = -EACCES;
 605         if (ipcperms (&sma->sem_perm, (cmd==SETVAL||cmd==SETALL)?S_IWUGO:S_IRUGO))
 606                 goto out_unlock;
 607
 608         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
 609         if (err)
 610                 goto out_unlock;
 611
 612         err = -EACCES;
 613         switch (cmd) {
 614         case GETALL:
 615         {
 616                 ushort __user *array = arg.array;
 617                 int i;
 618
 619                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
 620                         ipc_rcu_getref(sma);
 621                         sem_unlock(sma);
 622
 623                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
 624                         if(sem_io == NULL) {
 625                                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
 626                                 ipc_rcu_putref(sma);
 627                                 sem_unlock(sma);
 628                                 return -ENOMEM;
 629                         }
 630
 631                         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
 632                         ipc_rcu_putref(sma);
 633                         if (sma->sem_perm.deleted) {
 634                                 sem_unlock(sma);
 635                                 err = -EIDRM;
 636                                 goto out_free;
 637                         }
 638                 }
 639
 640                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
 641                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
 642                 sem_unlock(sma);
 643                 err = 0;
 644                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
 645                         err = -EFAULT;
 646                 goto out_free;
 647         }
 648         case SETALL:
 649         {
 650                 int i;
 651                 struct sem_undo *un;
 652
 653                 ipc_rcu_getref(sma);
 654                 sem_unlock(sma);
 655
 656                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
 657                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
 658                         if(sem_io == NULL) {
 659                                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
 660                                 ipc_rcu_putref(sma);
 661                                 sem_unlock(sma);
 662                                 return -ENOMEM;
 663                         }
 664                 }
 665
 666                 if (copy_from_user (sem_io, arg.array, nsems*sizeof(ushort))) {
 667                         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
 668                         ipc_rcu_putref(sma);
 669                         sem_unlock(sma);
 670                         err = -EFAULT;
 671                         goto out_free;
 672                 }
 673
 674                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
 675                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
 676                                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
 677                                 ipc_rcu_putref(sma);
 678                                 sem_unlock(sma);
 679                                 err = -ERANGE;
 680                                 goto out_free;
 681                         }
 682                 }
 683                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
 684                 ipc_rcu_putref(sma);
 685                 if (sma->sem_perm.deleted) {
 686                         sem_unlock(sma);
 687                         err = -EIDRM;
 688                         goto out_free;
 689                 }
 690
 691                 for (i = 0; i < nsems; i++)
 692                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
 693                 for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
 694                         for (i = 0; i < nsems; i++)
 695                                 un->semadj[i] = 0;
 696                 sma->sem_ctime = get_seconds();
 697                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
 698                 update_queue(sma);
 699                 err = 0;
 700                 goto out_unlock;
 701         }
 702         case IPC_STAT:
 703         {
 704                 struct semid64_ds tbuf;
 705                 memset(&tbuf,0,sizeof(tbuf));
 706                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
 707                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
 708                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
 709                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
 710                 sem_unlock(sma);
 711                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
 712                         return -EFAULT;
 713                 return 0;
 714         }
 715         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT, SETVAL: fall-through */
 716         }
 717         err = -EINVAL;
 718         if(semnum < 0 || semnum >= nsems)
 719                 goto out_unlock;
 720
 721         curr = &sma->sem_base[semnum];
 722
 723         switch (cmd) {
 724         case GETVAL:
 725                 err = curr->semval;
 726                 goto out_unlock;
 727         case GETPID:
 728                 err = curr->sempid;
 729                 goto out_unlock;
 730         case GETNCNT:
 731                 err = count_semncnt(sma,semnum);
 732                 goto out_unlock;
 733         case GETZCNT:
 734                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
 735                 goto out_unlock;
 736         case SETVAL:
 737         {
 738                 int val = arg.val;
 739                 struct sem_undo *un;
 740                 err = -ERANGE;
 741                 if (val > SEMVMX || val < 0)
 742                         goto out_unlock;
 743
 744                 for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
 745                         un->semadj[semnum] = 0;
 746                 curr->semval = val;
 747                 curr->sempid = current->tgid;
 748                 sma->sem_ctime = get_seconds();
 749                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
 750                 update_queue(sma);
 751                 err = 0;
 752                 goto out_unlock;
 753         }
 754         }
 755 out_unlock:
 756         sem_unlock(sma);
 757 out_free:
 758         if(sem_io != fast_sem_io)
 759                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
 760         return err;
 761 }
 762
 763 struct sem_setbuf {
 764         uid_t   uid;
 765         gid_t   gid;
 766         mode_t  mode;
 767 };
 768
 769 static inline unsigned long copy_semid_from_user(struct sem_setbuf *out, void __user *buf, int version)
 770 {
 771         switch(version) {
 772         case IPC_64:
 773             {
 774                 struct semid64_ds tbuf;
 775
 776                 if(copy_from_user(&tbuf, buf, sizeof(tbuf)))
 777                         return -EFAULT;
 778
 779                 out->uid        = tbuf.sem_perm.uid;
 780                 out->gid        = tbuf.sem_perm.gid;
 781                 out->mode       = tbuf.sem_perm.mode;
 782
 783                 return 0;
 784             }
 785         case IPC_OLD:
 786             {
 787                 struct semid_ds tbuf_old;
 788
 789                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
 790                         return -EFAULT;
 791
 792                 out->uid        = tbuf_old.sem_perm.uid;
 793                 out->gid        = tbuf_old.sem_perm.gid;
 794                 out->mode       = tbuf_old.sem_perm.mode;
 795
 796                 return 0;
 797             }
 798         default:
 799                 return -EINVAL;
 800         }
 801 }
 802
 803 static int semctl_down(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
 804 {
 805         struct sem_array *sma;
 806         int err;
 807         struct sem_setbuf setbuf;
 808         struct kern_ipc_perm *ipcp;
 809
 810         if(cmd == IPC_SET) {
 811                 if(copy_semid_from_user (&setbuf, arg.buf, version))
 812                         return -EFAULT;
 813         }
 814         sma = sem_lock(semid);
 815         if(sma==NULL)
 816                 return -EINVAL;
 817
 818         if (sem_checkid(sma,semid)) {
 819                 err=-EIDRM;
 820                 goto out_unlock;
 821         }
 822         ipcp = &sma->sem_perm;
 823         if (current->euid != ipcp->cuid &&
 824             current->euid != ipcp->uid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
 825                 err=-EPERM;
 826                 goto out_unlock;
 827         }
 828
 829         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
 830         if (err)
 831                 goto out_unlock;
 832
 833         switch(cmd){
 834         case IPC_RMID:
 835                 freeary(sma, semid);
 836                 err = 0;
 837                 break;
 838         case IPC_SET:
 839                 if ((err = audit_ipc_perms(0, setbuf.uid, setbuf.gid, setbuf.mode, ipcp)))
 840                         goto out_unlock;
 841                 ipcp->uid = setbuf.uid;
 842                 ipcp->gid = setbuf.gid;
 843                 ipcp->mode = (ipcp->mode & ~S_IRWXUGO)
 844                                 | (setbuf.mode & S_IRWXUGO);
 845                 sma->sem_ctime = get_seconds();
 846                 sem_unlock(sma);
 847                 err = 0;
 848                 break;
 849         default:
 850                 sem_unlock(sma);
 851                 err = -EINVAL;
 852                 break;
 853         }
 854         return err;
 855
 856 out_unlock:
 857         sem_unlock(sma);
 858         return err;
 859 }
 860
 861 asmlinkage long sys_semctl (int semid, int semnum, int cmd, union semun arg)
 862 {
 863         int err = -EINVAL;
 864         int version;
 865
 866         if (semid < 0)
 867                 return -EINVAL;
 868
 869         version = ipc_parse_version(&cmd);
 870
 871         switch(cmd) {
 872         case IPC_INFO:
 873         case SEM_INFO:
 874         case SEM_STAT:
 875                 err = semctl_nolock(semid,semnum,cmd,version,arg);
 876                 return err;
 877         case GETALL:
 878         case GETVAL:
 879         case GETPID:
 880         case GETNCNT:
 881         case GETZCNT:
 882         case IPC_STAT:
 883         case SETVAL:
 884         case SETALL:
 885                 err = semctl_main(semid,semnum,cmd,version,arg);
 886                 return err;
 887         case IPC_RMID:
 888         case IPC_SET:
 889                 mutex_lock(&sem_ids.mutex);
 890                 err = semctl_down(semid,semnum,cmd,version,arg);
 891                 mutex_unlock(&sem_ids.mutex);
 892                 return err;
 893         default:
 894                 return -EINVAL;
 895         }
 896 }
 897
 898 static inline void lock_semundo(void)
 899 {
 900         struct sem_undo_list *undo_list;
 901
 902         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
 903         if (undo_list)
 904                 spin_lock(&undo_list->lock);
 905 }
 906
 907 /* This code has an interaction with copy_semundo().
 908  * Consider; two tasks are sharing the undo_list. task1
 909  * acquires the undo_list lock in lock_semundo().  If task2 now
 910  * exits before task1 releases the lock (by calling
 911  * unlock_semundo()), then task1 will never call spin_unlock().
 912  * This leave the sem_undo_list in a locked state.  If task1 now creats task3
 913  * and once again shares the sem_undo_list, the sem_undo_list will still be
 914  * locked, and future SEM_UNDO operations will deadlock.  This case is
 915  * dealt with in copy_semundo() by having it reinitialize the spin lock when
 916  * the refcnt goes from 1 to 2.
 917  */
 918 static inline void unlock_semundo(void)
 919 {
 920         struct sem_undo_list *undo_list;
 921
 922         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
 923         if (undo_list)
 924                 spin_unlock(&undo_list->lock);
 925 }
 926
 927
 928 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
 929  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
 930  * and current is THE ONE
 931  *
 932  * If this allocation and assignment succeeds, but later
 933  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
 934  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
 935  * at exit time.
 936  *
 937  * This can block, so callers must hold no locks.
 938  */
 939 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
 940 {
 941         struct sem_undo_list *undo_list;
 942         int size;
 943
 944         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
 945         if (!undo_list) {
 946                 size = sizeof(struct sem_undo_list);
 947                 undo_list = (struct sem_undo_list *) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
 948                 if (undo_list == NULL)
 949                         return -ENOMEM;
 950                 memset(undo_list, 0, size);
 951                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
 952                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
 953                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
 954         }
 955         *undo_listp = undo_list;
 956         return 0;
 957 }
 958
 959 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
 960 {
 961         struct sem_undo **last, *un;
 962
 963         last = &ulp->proc_list;
 964         un = *last;
 965         while(un != NULL) {
 966                 if(un->semid==semid)
 967                         break;
 968                 if(un->semid==-1) {
 969                         *last=un->proc_next;
 970                         kfree(un);
 971                 } else {
 972                         last=&un->proc_next;
 973                 }
 974                 un=*last;
 975         }
 976         return un;
 977 }
 978
 979 static struct sem_undo *find_undo(int semid)
 980 {
 981         struct sem_array *sma;
 982         struct sem_undo_list *ulp;
 983         struct sem_undo *un, *new;
 984         int nsems;
 985         int error;
 986
 987         error = get_undo_list(&ulp);
 988         if (error)
 989                 return ERR_PTR(error);
 990
 991         lock_semundo();
 992         un = lookup_undo(ulp, semid);
 993         unlock_semundo();
 994         if (likely(un!=NULL))
 995                 goto out;
 996
 997         /* no undo structure around - allocate one. */
 998         sma = sem_lock(semid);
 999         un = ERR_PTR(-EINVAL);
1000         if(sma==NULL)
1001                 goto out;
1002         un = ERR_PTR(-EIDRM);
1003         if (sem_checkid(sma,semid)) {
1004                 sem_unlock(sma);
1005                 goto out;
1006         }
1007         nsems = sma->sem_nsems;
1008         ipc_rcu_getref(sma);
1009         sem_unlock(sma);
1010
1011         new = (struct sem_undo *) kmalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1012         if (!new) {
1013                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
1014                 ipc_rcu_putref(sma);
1015                 sem_unlock(sma);
1016                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1017         }
1018         memset(new, 0, sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems);
1019         new->semadj = (short *) &new[1];
1020         new->semid = semid;
1021
1022         lock_semundo();
1023         un = lookup_undo(ulp, semid);
1024         if (un) {
1025                 unlock_semundo();
1026                 kfree(new);
1027                 ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
1028                 ipc_rcu_putref(sma);
1029                 sem_unlock(sma);
1030                 goto out;
1031         }
1032         ipc_lock_by_ptr(&sma->sem_perm);
1033         ipc_rcu_putref(sma);
1034         if (sma->sem_perm.deleted) {
1035                 sem_unlock(sma);
1036                 unlock_semundo();
1037                 kfree(new);
1038                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1039                 goto out;
1040         }
1041         new->proc_next = ulp->proc_list;
1042         ulp->proc_list = new;
1043         new->id_next = sma->undo;
1044         sma->undo = new;
1045         sem_unlock(sma);
1046         un = new;
1047         unlock_semundo();
1048 out:
1049         return un;
1050 }
1051
1052 asmlinkage long sys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
1053                         unsigned nsops, const struct timespec __user *timeout)
1054 {
1055         int error = -EINVAL;
1056         struct sem_array *sma;
1057         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1058         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1059         struct sem_undo *un;
1060         int undos = 0, alter = 0, max;
1061         struct sem_queue queue;
1062         unsigned long jiffies_left = 0;
1063
1064         if (nsops < 1 || semid < 0)
1065                 return -EINVAL;
1066         if (nsops > sc_semopm)
1067                 return -E2BIG;
1068         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1069                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1070                 if(sops==NULL)
1071                         return -ENOMEM;
1072         }
1073         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1074                 error=-EFAULT;
1075                 goto out_free;
1076         }
1077         if (timeout) {
1078                 struct timespec _timeout;
1079                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1080                         error = -EFAULT;
1081                         goto out_free;
1082                 }
1083                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1084                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1085                         error = -EINVAL;
1086                         goto out_free;
1087                 }
1088                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1089         }
1090         max = 0;
1091         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1092                 if (sop->sem_num >= max)
1093                         max = sop->sem_num;
1094                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1095                         undos = 1;
1096                 if (sop->sem_op != 0)
1097                         alter = 1;
1098         }
1099
1100 retry_undos:
1101         if (undos) {
1102                 un = find_undo(semid);
1103                 if (IS_ERR(un)) {
1104                         error = PTR_ERR(un);
1105                         goto out_free;
1106                 }
1107         } else
1108                 un = NULL;
1109
1110         sma = sem_lock(semid);
1111         error=-EINVAL;
1112         if(sma==NULL)
1113                 goto out_free;
1114         error = -EIDRM;
1115         if (sem_checkid(sma,semid))
1116                 goto out_unlock_free;
1117         /*
1118          * semid identifies are not unique - find_undo may have
1119          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1120          * and now a new array with received the same id. Check and retry.
1121          */
1122         if (un && un->semid == -1) {
1123                 sem_unlock(sma);
1124                 goto retry_undos;
1125         }
1126         error = -EFBIG;
1127         if (max >= sma->sem_nsems)
1128                 goto out_unlock_free;
1129
1130         error = -EACCES;
1131         if (ipcperms(&sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1132                 goto out_unlock_free;
1133
1134         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1135         if (error)
1136                 goto out_unlock_free;
1137
1138         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, current->tgid);
1139         if (error <= 0) {
1140                 if (alter && error == 0)
1141                         update_queue (sma);
1142                 goto out_unlock_free;
1143         }
1144
1145         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1146          * task into the pending queue and go to sleep.
1147          */
1148
1149         queue.sma = sma;
1150         queue.sops = sops;
1151         queue.nsops = nsops;
1152         queue.undo = un;
1153         queue.pid = current->tgid;
1154         queue.id = semid;
1155         queue.alter = alter;
1156         if (alter)
1157                 append_to_queue(sma ,&queue);
1158         else
1159                 prepend_to_queue(sma ,&queue);
1160
1161         queue.status = -EINTR;
1162         queue.sleeper = current;
1163         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1164         sem_unlock(sma);
1165
1166         if (timeout)
1167                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1168         else
1169                 schedule();
1170
1171         error = queue.status;
1172         while(unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1173                 cpu_relax();
1174                 error = queue.status;
1175         }
1176
1177         if (error != -EINTR) {
1178                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1179                  * resources */
1180                 goto out_free;
1181         }
1182
1183         sma = sem_lock(semid);
1184         if(sma==NULL) {
1185                 BUG_ON(queue.prev != NULL);
1186                 error = -EIDRM;
1187                 goto out_free;
1188         }
1189
1190         /*
1191          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process
1192          */
1193         error = queue.status;
1194         if (error != -EINTR) {
1195                 goto out_unlock_free;
1196         }
1197
1198         /*
1199          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1200          */
1201         if (timeout && jiffies_left == 0)
1202                 error = -EAGAIN;
1203         remove_from_queue(sma,&queue);
1204         goto out_unlock_free;
1205
1206 out_unlock_free:
1207         sem_unlock(sma);
1208 out_free:
1209         if(sops != fast_sops)
1210                 kfree(sops);
1211         return error;
1212 }
1213
1214 asmlinkage long sys_semop (int semid, struct sembuf __user *tsops, unsigned nsops)
1215 {
1216         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1217 }
1218
1219 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1220  * parent and child tasks.
1221  *
1222  * See the notes above unlock_semundo() regarding the spin_lock_init()
1223  * in this code.  Initialize the undo_list->lock here instead of get_undo_list()
1224  * because of the reasoning in the comment above unlock_semundo.
1225  */
1226
1227 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1228 {
1229         struct sem_undo_list *undo_list;
1230         int error;
1231
1232         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1233                 error = get_undo_list(&undo_list);
1234                 if (error)
1235                         return error;
1236                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1237                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1238         } else
1239                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1240
1241         return 0;
1242 }
1243
1244 /*
1245  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1246  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1247  * so some of them may be out of date.
1248  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1249  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1250  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1251  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1252  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1253  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1254  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1255  */
1256 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1257 {
1258         struct sem_undo_list *undo_list;
1259         struct sem_undo *u, **up;
1260
1261         undo_list = tsk->sysvsem.undo_list;
1262         if (!undo_list)
1263                 return;
1264
1265         if (!atomic_dec_and_test(&undo_list->refcnt))
1266                 return;
1267
1268         /* There's no need to hold the semundo list lock, as current
1269          * is the last task exiting for this undo list.
1270          */
1271         for (up = &undo_list->proc_list; (u = *up); *up = u->proc_next, kfree(u)) {
1272                 struct sem_array *sma;
1273                 int nsems, i;
1274                 struct sem_undo *un, **unp;
1275                 int semid;
1276
1277                 semid = u->semid;
1278
1279                 if(semid == -1)
1280                         continue;
1281                 sma = sem_lock(semid);
1282                 if (sma == NULL)
1283                         continue;
1284
1285                 if (u->semid == -1)
1286                         goto next_entry;
1287
1288                 BUG_ON(sem_checkid(sma,u->semid));
1289
1290                 /* remove u from the sma->undo list */
1291                 for (unp = &sma->undo; (un = *unp); unp = &un->id_next) {
1292                         if (u == un)
1293                                 goto found;
1294                 }
1295                 printk ("exit_sem undo list error id=%d\n", u->semid);
1296                 goto next_entry;
1297 found:
1298                 *unp = un->id_next;
1299                 /* perform adjustments registered in u */
1300                 nsems = sma->sem_nsems;
1301                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1302                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1303                         if (u->semadj[i]) {
1304                                 semaphore->semval += u->semadj[i];
1305                                 /*
1306                                  * Range checks of the new semaphore value,
1307                                  * not defined by sus:
1308                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1309                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1310                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1311                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1312                                  *
1313                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1314                                  * and at SEMVMX.
1315                                  *
1316                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1317                                  */
1318                                 if (semaphore->semval < 0)
1319                                         semaphore->semval = 0;
1320                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1321                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1322                                 semaphore->sempid = current->tgid;
1323                         }
1324                 }
1325                 sma->sem_otime = get_seconds();
1326                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1327                 update_queue(sma);
1328 next_entry:
1329                 sem_unlock(sma);
1330         }
1331         kfree(undo_list);
1332 }
1333
1334 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1335 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1336 {
1337         struct sem_array *sma = it;
1338
1339         return seq_printf(s,
1340                           "%10d %10d  %4o %10lu %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1341                           sma->sem_perm.key,
1342                           sma->sem_id,
1343                           sma->sem_perm.mode,
1344                           sma->sem_nsems,
1345                           sma->sem_perm.uid,
1346                           sma->sem_perm.gid,
1347                           sma->sem_perm.cuid,
1348                           sma->sem_perm.cgid,
1349                           sma->sem_otime,
1350                           sma->sem_ctime);
1351 }
1352 #endif