ipc/sem.c

   1 /*
   2  * linux/ipc/sem.c
   3  * Copyright (C) 1992 Krishna Balasubramanian
   4  * Copyright (C) 1995 Eric Schenk, Bruno Haible
   5  *
   6  * /proc/sysvipc/sem support (c) 1999 Dragos Acostachioaie <dragos@iname.com>
   7  *
   8  * SMP-threaded, sysctl's added
   9  * (c) 1999 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
  10  * Enforced range limit on SEM_UNDO
  11  * (c) 2001 Red Hat Inc
  12  * Lockless wakeup
  13  * (c) 2003 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
  14  * Further wakeup optimizations, documentation
  15  * (c) 2010 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
  16  *
  17  * support for audit of ipc object properties and permission changes
  18  * Dustin Kirkland <dustin.kirkland@us.ibm.com>
  19  *
  20  * namespaces support
  21  * OpenVZ, SWsoft Inc.
  22  * Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
  23  *
  24  * Implementation notes: (May 2010)
  25  * This file implements System V semaphores.
  26  *
  27  * User space visible behavior:
  28  * - FIFO ordering for semop() operations (just FIFO, not starvation
  29  *   protection)
  30  * - multiple semaphore operations that alter the same semaphore in
  31  *   one semop() are handled.
  32  * - sem_ctime (time of last semctl()) is updated in the IPC_SET, SETVAL and
  33  *   SETALL calls.
  34  * - two Linux specific semctl() commands: SEM_STAT, SEM_INFO.
  35  * - undo adjustments at process exit are limited to 0..SEMVMX.
  36  * - namespace are supported.
  37  * - SEMMSL, SEMMNS, SEMOPM and SEMMNI can be configured at runtine by writing
  38  *   to /proc/sys/kernel/sem.
  39  * - statistics about the usage are reported in /proc/sysvipc/sem.
  40  *
  41  * Internals:
  42  * - scalability:
  43  *   - all global variables are read-mostly.
  44  *   - semop() calls and semctl(RMID) are synchronized by RCU.
  45  *   - most operations do write operations (actually: spin_lock calls) to
  46  *     the per-semaphore array structure.
  47  *   Thus: Perfect SMP scaling between independent semaphore arrays.
  48  *         If multiple semaphores in one array are used, then cache line
  49  *         trashing on the semaphore array spinlock will limit the scaling.
  50  * - semncnt and semzcnt are calculated on demand in count_semncnt() and
  51  *   count_semzcnt()
  52  * - the task that performs a successful semop() scans the list of all
  53  *   sleeping tasks and completes any pending operations that can be fulfilled.
  54  *   Semaphores are actively given to waiting tasks (necessary for FIFO).
  55  *   (see update_queue())
  56  * - To improve the scalability, the actual wake-up calls are performed after
  57  *   dropping all locks. (see wake_up_sem_queue_prepare(),
  58  *   wake_up_sem_queue_do())
  59  * - All work is done by the waker, the woken up task does not have to do
  60  *   anything - not even acquiring a lock or dropping a refcount.
  61  * - A woken up task may not even touch the semaphore array anymore, it may
  62  *   have been destroyed already by a semctl(RMID).
  63  * - The synchronizations between wake-ups due to a timeout/signal and a
  64  *   wake-up due to a completed semaphore operation is achieved by using an
  65  *   intermediate state (IN_WAKEUP).
  66  * - UNDO values are stored in an array (one per process and per
  67  *   semaphore array, lazily allocated). For backwards compatibility, multiple
  68  *   modes for the UNDO variables are supported (per process, per thread)
  69  *   (see copy_semundo, CLONE_SYSVSEM)
  70  * - There are two lists of the pending operations: a per-array list
  71  *   and per-semaphore list (stored in the array). This allows to achieve FIFO
  72  *   ordering without always scanning all pending operations.
  73  *   The worst-case behavior is nevertheless O(N^2) for N wakeups.
  74  */
  75
  76 #include <linux/slab.h>
  77 #include <linux/spinlock.h>
  78 #include <linux/init.h>
  79 #include <linux/proc_fs.h>
  80 #include <linux/time.h>
  81 #include <linux/security.h>
  82 #include <linux/syscalls.h>
  83 #include <linux/audit.h>
  84 #include <linux/capability.h>
  85 #include <linux/seq_file.h>
  86 #include <linux/rwsem.h>
  87 #include <linux/nsproxy.h>
  88 #include <linux/ipc_namespace.h>
  89
  90 #include <asm/uaccess.h>
  91 #include "util.h"
  92
  93 /* One semaphore structure for each semaphore in the system. */
  94 struct sem {
  95         int     semval;         /* current value */
  96         int     sempid;         /* pid of last operation */
  97         spinlock_t      lock;   /* spinlock for fine-grained semtimedop */
  98         struct list_head sem_pending; /* pending single-sop operations */
  99 };
 100
 101 /* One queue for each sleeping process in the system. */
 102 struct sem_queue {
 103         struct list_head        list;    /* queue of pending operations */
 104         struct task_struct      *sleeper; /* this process */
 105         struct sem_undo         *undo;   /* undo structure */
 106         int                     pid;     /* process id of requesting process */
 107         int                     status;  /* completion status of operation */
 108         struct sembuf           *sops;   /* array of pending operations */
 109         int                     nsops;   /* number of operations */
 110         int                     alter;   /* does *sops alter the array? */
 111 };
 112
 113 /* Each task has a list of undo requests. They are executed automatically
 114  * when the process exits.
 115  */
 116 struct sem_undo {
 117         struct list_head        list_proc;      /* per-process list: *
 118                                                  * all undos from one process
 119                                                  * rcu protected */
 120         struct rcu_head         rcu;            /* rcu struct for sem_undo */
 121         struct sem_undo_list    *ulp;           /* back ptr to sem_undo_list */
 122         struct list_head        list_id;        /* per semaphore array list:
 123                                                  * all undos for one array */
 124         int                     semid;          /* semaphore set identifier */
 125         short                   *semadj;        /* array of adjustments */
 126                                                 /* one per semaphore */
 127 };
 128
 129 /* sem_undo_list controls shared access to the list of sem_undo structures
 130  * that may be shared among all a CLONE_SYSVSEM task group.
 131  */
 132 struct sem_undo_list {
 133         atomic_t                refcnt;
 134         spinlock_t              lock;
 135         struct list_head        list_proc;
 136 };
 137
 138
 139 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
 140
 141 #define sem_checkid(sma, semid) ipc_checkid(&sma->sem_perm, semid)
 142
 143 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
 144 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
 145 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 146 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
 147 #endif
 148
 149 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
 150 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
 151
 152 /*
 153  * linked list protection:
 154  *      sem_undo.id_next,
 155  *      sem_array.sem_pending{,last},
 156  *      sem_array.sem_undo: sem_lock() for read/write
 157  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
 158  *
 159  */
 160
 161 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
 162 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
 163 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
 164 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
 165
 166 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
 167 {
 168         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
 169         ns->sc_semmns = SEMMNS;
 170         ns->sc_semopm = SEMOPM;
 171         ns->sc_semmni = SEMMNI;
 172         ns->used_sems = 0;
 173         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
 174 }
 175
 176 #ifdef CONFIG_IPC_NS
 177 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
 178 {
 179         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
 180         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
 181 }
 182 #endif
 183
 184 void __init sem_init (void)
 185 {
 186         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
 187         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
 188                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
 189                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
 190 }
 191
 192 /*
 193  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
 194  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
 195  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
 196  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
 197  * semaphores from other pending complex operations.
 198  *
 199  * Carefully guard against sma->complex_count changing between zero
 200  * and non-zero while we are spinning for the lock. The value of
 201  * sma->complex_count cannot change while we are holding the lock,
 202  * so sem_unlock should be fine.
 203  *
 204  * The global lock path checks that all the local locks have been released,
 205  * checking each local lock once. This means that the local lock paths
 206  * cannot start their critical sections while the global lock is held.
 207  */
 208 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
 209                               int nsops)
 210 {
 211         int locknum;
 212  again:
 213         if (nsops == 1 && !sma->complex_count) {
 214                 struct sem *sem = sma->sem_base + sops->sem_num;
 215
 216                 /* Lock just the semaphore we are interested in. */
 217                 spin_lock(&sem->lock);
 218
 219                 /*
 220                  * If sma->complex_count was set while we were spinning,
 221                  * we may need to look at things we did not lock here.
 222                  */
 223                 if (unlikely(sma->complex_count)) {
 224                         spin_unlock(&sem->lock);
 225                         goto lock_array;
 226                 }
 227
 228                 /*
 229                  * Another process is holding the global lock on the
 230                  * sem_array; we cannot enter our critical section,
 231                  * but have to wait for the global lock to be released.
 232                  */
 233                 if (unlikely(spin_is_locked(&sma->sem_perm.lock))) {
 234                         spin_unlock(&sem->lock);
 235                         spin_unlock_wait(&sma->sem_perm.lock);
 236                         goto again;
 237                 }
 238
 239                 locknum = sops->sem_num;
 240         } else {
 241                 int i;
 242                 /*
 243                  * Lock the semaphore array, and wait for all of the
 244                  * individual semaphore locks to go away.  The code
 245                  * above ensures no new single-lock holders will enter
 246                  * their critical section while the array lock is held.
 247                  */
 248  lock_array:
 249                 spin_lock(&sma->sem_perm.lock);
 250                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
 251                         struct sem *sem = sma->sem_base + i;
 252                         spin_unlock_wait(&sem->lock);
 253                 }
 254                 locknum = -1;
 255         }
 256         return locknum;
 257 }
 258
 259 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
 260 {
 261         if (locknum == -1) {
 262                 spin_unlock(&sma->sem_perm.lock);
 263         } else {
 264                 struct sem *sem = sma->sem_base + locknum;
 265                 spin_unlock(&sem->lock);
 266         }
 267         rcu_read_unlock();
 268 }
 269
 270 /*
 271  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rw_mutex
 272  * is not held.
 273  */
 274 static inline struct sem_array *sem_obtain_lock(struct ipc_namespace *ns,
 275                         int id, struct sembuf *sops, int nsops, int *locknum)
 276 {
 277         struct kern_ipc_perm *ipcp;
 278         struct sem_array *sma;
 279
 280         rcu_read_lock();
 281         ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
 282         if (IS_ERR(ipcp)) {
 283                 sma = ERR_CAST(ipcp);
 284                 goto err;
 285         }
 286
 287         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 288         *locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
 289
 290         /* ipc_rmid() may have already freed the ID while sem_lock
 291          * was spinning: verify that the structure is still valid
 292          */
 293         if (!ipcp->deleted)
 294                 return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 295
 296         sem_unlock(sma, *locknum);
 297         sma = ERR_PTR(-EINVAL);
 298 err:
 299         rcu_read_unlock();
 300         return sma;
 301 }
 302
 303 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
 304 {
 305         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
 306
 307         if (IS_ERR(ipcp))
 308                 return ERR_CAST(ipcp);
 309
 310         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 311 }
 312
 313 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
 314                                                         int id)
 315 {
 316         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
 317
 318         if (IS_ERR(ipcp))
 319                 return ERR_CAST(ipcp);
 320
 321         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 322 }
 323
 324 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
 325 {
 326         rcu_read_lock();
 327         sem_lock(sma, NULL, -1);
 328         ipc_rcu_putref(sma);
 329 }
 330
 331 static inline void sem_putref(struct sem_array *sma)
 332 {
 333         sem_lock_and_putref(sma);
 334         sem_unlock(sma, -1);
 335 }
 336
 337 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
 338 {
 339         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
 340 }
 341
 342 /*
 343  * Lockless wakeup algorithm:
 344  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
 345  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
 346  * - wakeup is performed by
 347  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
 348  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
 349  *        This is the notification for the blocked thread that a
 350  *        result value is imminent.
 351  *      * call wake_up_process
 352  *      * set queue.status to the final value.
 353  * - the previously blocked thread checks queue.status:
 354  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
 355  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
 356  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
 357  *        performing any operation on the sem array.
 358  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
 359  *
 360  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
 361  * races:
 362  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
 363  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
 364  *   before update_queue had a chance to set queue.status
 365  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
 366  *   blocked process is woken up by a signal between writing
 367  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
 368  *   process could return from semtimedop and die by calling
 369  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
 370  *   will oops, because the task structure is already invalid.
 371  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
 372  *
 373  */
 374 #define IN_WAKEUP       1
 375
 376 /**
 377  * newary - Create a new semaphore set
 378  * @ns: namespace
 379  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
 380  *
 381  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
 382  */
 383
 384 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
 385 {
 386         int id;
 387         int retval;
 388         struct sem_array *sma;
 389         int size;
 390         key_t key = params->key;
 391         int nsems = params->u.nsems;
 392         int semflg = params->flg;
 393         int i;
 394
 395         if (!nsems)
 396                 return -EINVAL;
 397         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
 398                 return -ENOSPC;
 399
 400         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
 401         sma = ipc_rcu_alloc(size);
 402         if (!sma) {
 403                 return -ENOMEM;
 404         }
 405         memset (sma, 0, size);
 406
 407         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
 408         sma->sem_perm.key = key;
 409
 410         sma->sem_perm.security = NULL;
 411         retval = security_sem_alloc(sma);
 412         if (retval) {
 413                 ipc_rcu_putref(sma);
 414                 return retval;
 415         }
 416
 417         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
 418         if (id < 0) {
 419                 security_sem_free(sma);
 420                 ipc_rcu_putref(sma);
 421                 return id;
 422         }
 423         ns->used_sems += nsems;
 424
 425         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
 426
 427         for (i = 0; i < nsems; i++) {
 428                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_base[i].sem_pending);
 429                 spin_lock_init(&sma->sem_base[i].lock);
 430         }
 431
 432         sma->complex_count = 0;
 433         INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_pending);
 434         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
 435         sma->sem_nsems = nsems;
 436         sma->sem_ctime = get_seconds();
 437         sem_unlock(sma, -1);
 438
 439         return sma->sem_perm.id;
 440 }
 441
 442
 443 /*
 444  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
 445  */
 446 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
 447 {
 448         struct sem_array *sma;
 449
 450         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 451         return security_sem_associate(sma, semflg);
 452 }
 453
 454 /*
 455  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
 456  */
 457 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
 458                                 struct ipc_params *params)
 459 {
 460         struct sem_array *sma;
 461
 462         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 463         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
 464                 return -EINVAL;
 465
 466         return 0;
 467 }
 468
 469 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
 470 {
 471         struct ipc_namespace *ns;
 472         struct ipc_ops sem_ops;
 473         struct ipc_params sem_params;
 474
 475         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
 476
 477         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
 478                 return -EINVAL;
 479
 480         sem_ops.getnew = newary;
 481         sem_ops.associate = sem_security;
 482         sem_ops.more_checks = sem_more_checks;
 483
 484         sem_params.key = key;
 485         sem_params.flg = semflg;
 486         sem_params.u.nsems = nsems;
 487
 488         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
 489 }
 490
 491 /*
 492  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
 493  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
 494  */
 495
 496 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
 497                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
 498 {
 499         int result, sem_op;
 500         struct sembuf *sop;
 501         struct sem * curr;
 502
 503         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
 504                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
 505                 sem_op = sop->sem_op;
 506                 result = curr->semval;
 507
 508                 if (!sem_op && result)
 509                         goto would_block;
 510
 511                 result += sem_op;
 512                 if (result < 0)
 513                         goto would_block;
 514                 if (result > SEMVMX)
 515                         goto out_of_range;
 516                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
 517                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
 518                         /*
 519                          *      Exceeding the undo range is an error.
 520                          */
 521                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
 522                                 goto out_of_range;
 523                 }
 524                 curr->semval = result;
 525         }
 526
 527         sop--;
 528         while (sop >= sops) {
 529                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
 530                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
 531                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
 532                 sop--;
 533         }
 534
 535         return 0;
 536
 537 out_of_range:
 538         result = -ERANGE;
 539         goto undo;
 540
 541 would_block:
 542         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
 543                 result = -EAGAIN;
 544         else
 545                 result = 1;
 546
 547 undo:
 548         sop--;
 549         while (sop >= sops) {
 550                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
 551                 sop--;
 552         }
 553
 554         return result;
 555 }
 556
 557 /** wake_up_sem_queue_prepare(q, error): Prepare wake-up
 558  * @q: queue entry that must be signaled
 559  * @error: Error value for the signal
 560  *
 561  * Prepare the wake-up of the queue entry q.
 562  */
 563 static void wake_up_sem_queue_prepare(struct list_head *pt,
 564                                 struct sem_queue *q, int error)
 565 {
 566         if (list_empty(pt)) {
 567                 /*
 568                  * Hold preempt off so that we don't get preempted and have the
 569                  * wakee busy-wait until we're scheduled back on.
 570                  */
 571                 preempt_disable();
 572         }
 573         q->status = IN_WAKEUP;
 574         q->pid = error;
 575
 576         list_add_tail(&q->list, pt);
 577 }
 578
 579 /**
 580  * wake_up_sem_queue_do(pt) - do the actual wake-up
 581  * @pt: list of tasks to be woken up
 582  *
 583  * Do the actual wake-up.
 584  * The function is called without any locks held, thus the semaphore array
 585  * could be destroyed already and the tasks can disappear as soon as the
 586  * status is set to the actual return code.
 587  */
 588 static void wake_up_sem_queue_do(struct list_head *pt)
 589 {
 590         struct sem_queue *q, *t;
 591         int did_something;
 592
 593         did_something = !list_empty(pt);
 594         list_for_each_entry_safe(q, t, pt, list) {
 595                 wake_up_process(q->sleeper);
 596                 /* q can disappear immediately after writing q->status. */
 597                 smp_wmb();
 598                 q->status = q->pid;
 599         }
 600         if (did_something)
 601                 preempt_enable();
 602 }
 603
 604 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
 605 {
 606         list_del(&q->list);
 607         if (q->nsops > 1)
 608                 sma->complex_count--;
 609 }
 610
 611 /** check_restart(sma, q)
 612  * @sma: semaphore array
 613  * @q: the operation that just completed
 614  *
 615  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
 616  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
 617  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
 618  * was completed.
 619  */
 620 static int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
 621 {
 622         struct sem *curr;
 623         struct sem_queue *h;
 624
 625         /* if the operation didn't modify the array, then no restart */
 626         if (q->alter == 0)
 627                 return 0;
 628
 629         /* pending complex operations are too difficult to analyse */
 630         if (sma->complex_count)
 631                 return 1;
 632
 633         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
 634         if (q->nsops > 1)
 635                 return 1;
 636
 637         curr = sma->sem_base + q->sops[0].sem_num;
 638
 639         /* No-one waits on this queue */
 640         if (list_empty(&curr->sem_pending))
 641                 return 0;
 642
 643         /* the new semaphore value */
 644         if (curr->semval) {
 645                 /* It is impossible that someone waits for the new value:
 646                  * - q is a previously sleeping simple operation that
 647                  *   altered the array. It must be a decrement, because
 648                  *   simple increments never sleep.
 649                  * - The value is not 0, thus wait-for-zero won't proceed.
 650                  * - If there are older (higher priority) decrements
 651                  *   in the queue, then they have observed the original
 652                  *   semval value and couldn't proceed. The operation
 653                  *   decremented to value - thus they won't proceed either.
 654                  */
 655                 BUG_ON(q->sops[0].sem_op >= 0);
 656                 return 0;
 657         }
 658         /*
 659          * semval is 0. Check if there are wait-for-zero semops.
 660          * They must be the first entries in the per-semaphore queue
 661          */
 662         h = list_first_entry(&curr->sem_pending, struct sem_queue, list);
 663         BUG_ON(h->nsops != 1);
 664         BUG_ON(h->sops[0].sem_num != q->sops[0].sem_num);
 665
 666         /* Yes, there is a wait-for-zero semop. Restart */
 667         if (h->sops[0].sem_op == 0)
 668                 return 1;
 669
 670         /* Again - no-one is waiting for the new value. */
 671         return 0;
 672 }
 673
 674
 675 /**
 676  * update_queue(sma, semnum): Look for tasks that can be completed.
 677  * @sma: semaphore array.
 678  * @semnum: semaphore that was modified.
 679  * @pt: list head for the tasks that must be woken up.
 680  *
 681  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
 682  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
 683  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
 684  * semaphore.
 685  * The tasks that must be woken up are added to @pt. The return code
 686  * is stored in q->pid.
 687  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
 688  */
 689 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct list_head *pt)
 690 {
 691         struct sem_queue *q;
 692         struct list_head *walk;
 693         struct list_head *pending_list;
 694         int semop_completed = 0;
 695
 696         if (semnum == -1)
 697                 pending_list = &sma->sem_pending;
 698         else
 699                 pending_list = &sma->sem_base[semnum].sem_pending;
 700
 701 again:
 702         walk = pending_list->next;
 703         while (walk != pending_list) {
 704                 int error, restart;
 705
 706                 q = container_of(walk, struct sem_queue, list);
 707                 walk = walk->next;
 708
 709                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
 710                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
 711                  * necessary to scan the "alter" entries: simple increments
 712                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
 713                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
 714                  * cannot be successful if the value is already 0.
 715                  */
 716                 if (semnum != -1 && sma->sem_base[semnum].semval == 0 &&
 717                                 q->alter)
 718                         break;
 719
 720                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
 721                                          q->undo, q->pid);
 722
 723                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
 724                 if (error > 0)
 725                         continue;
 726
 727                 unlink_queue(sma, q);
 728
 729                 if (error) {
 730                         restart = 0;
 731                 } else {
 732                         semop_completed = 1;
 733                         restart = check_restart(sma, q);
 734                 }
 735
 736                 wake_up_sem_queue_prepare(pt, q, error);
 737                 if (restart)
 738                         goto again;
 739         }
 740         return semop_completed;
 741 }
 742
 743 /**
 744  * do_smart_update(sma, sops, nsops, otime, pt) - optimized update_queue
 745  * @sma: semaphore array
 746  * @sops: operations that were performed
 747  * @nsops: number of operations
 748  * @otime: force setting otime
 749  * @pt: list head of the tasks that must be woken up.
 750  *
 751  * do_smart_update() does the required called to update_queue, based on the
 752  * actual changes that were performed on the semaphore array.
 753  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
 754  * responsible for calling wake_up_sem_queue_do(@pt).
 755  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
 756  */
 757 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
 758                         int otime, struct list_head *pt)
 759 {
 760         int i;
 761
 762         if (sma->complex_count || sops == NULL) {
 763                 if (update_queue(sma, -1, pt))
 764                         otime = 1;
 765         }
 766
 767         if (!sops) {
 768                 /* No semops; something special is going on. */
 769                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
 770                         if (update_queue(sma, i, pt))
 771                                 otime = 1;
 772                 }
 773                 goto done;
 774         }
 775
 776         /* Check the semaphores that were modified. */
 777         for (i = 0; i < nsops; i++) {
 778                 if (sops[i].sem_op > 0 ||
 779                         (sops[i].sem_op < 0 &&
 780                                 sma->sem_base[sops[i].sem_num].semval == 0))
 781                         if (update_queue(sma, sops[i].sem_num, pt))
 782                                 otime = 1;
 783         }
 784 done:
 785         if (otime)
 786                 sma->sem_otime = get_seconds();
 787 }
 788
 789
 790 /* The following counts are associated to each semaphore:
 791  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
 792  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
 793  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
 794  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
 795  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
 796  * The counts we return here are a rough approximation, but still
 797  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
 798  */
 799 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
 800 {
 801         int semncnt;
 802         struct sem_queue * q;
 803
 804         semncnt = 0;
 805         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
 806                 struct sembuf * sops = q->sops;
 807                 int nsops = q->nsops;
 808                 int i;
 809                 for (i = 0; i < nsops; i++)
 810                         if (sops[i].sem_num == semnum
 811                             && (sops[i].sem_op < 0)
 812                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
 813                                 semncnt++;
 814         }
 815         return semncnt;
 816 }
 817
 818 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
 819 {
 820         int semzcnt;
 821         struct sem_queue * q;
 822
 823         semzcnt = 0;
 824         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
 825                 struct sembuf * sops = q->sops;
 826                 int nsops = q->nsops;
 827                 int i;
 828                 for (i = 0; i < nsops; i++)
 829                         if (sops[i].sem_num == semnum
 830                             && (sops[i].sem_op == 0)
 831                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
 832                                 semzcnt++;
 833         }
 834         return semzcnt;
 835 }
 836
 837 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rw_mutex locked
 838  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rw_mutex
 839  * remains locked on exit.
 840  */
 841 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
 842 {
 843         struct sem_undo *un, *tu;
 844         struct sem_queue *q, *tq;
 845         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 846         struct list_head tasks;
 847         int i;
 848
 849         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
 850         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
 851         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
 852                 list_del(&un->list_id);
 853                 spin_lock(&un->ulp->lock);
 854                 un->semid = -1;
 855                 list_del_rcu(&un->list_proc);
 856                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
 857                 kfree_rcu(un, rcu);
 858         }
 859
 860         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
 861         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
 862         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->sem_pending, list) {
 863                 unlink_queue(sma, q);
 864                 wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
 865         }
 866         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
 867                 struct sem *sem = sma->sem_base + i;
 868                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->sem_pending, list) {
 869                         unlink_queue(sma, q);
 870                         wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
 871                 }
 872         }
 873
 874         /* Remove the semaphore set from the IDR */
 875         sem_rmid(ns, sma);
 876         sem_unlock(sma, -1);
 877
 878         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
 879         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
 880         security_sem_free(sma);
 881         ipc_rcu_putref(sma);
 882 }
 883
 884 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
 885 {
 886         switch(version) {
 887         case IPC_64:
 888                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
 889         case IPC_OLD:
 890             {
 891                 struct semid_ds out;
 892
 893                 memset(&out, 0, sizeof(out));
 894
 895                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
 896
 897                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
 898                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
 899                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
 900
 901                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
 902             }
 903         default:
 904                 return -EINVAL;
 905         }
 906 }
 907
 908 static int semctl_nolock(struct ipc_namespace *ns, int semid,
 909                          int cmd, int version, void __user *p)
 910 {
 911         int err;
 912         struct sem_array *sma;
 913
 914         switch(cmd) {
 915         case IPC_INFO:
 916         case SEM_INFO:
 917         {
 918                 struct seminfo seminfo;
 919                 int max_id;
 920
 921                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
 922                 if (err)
 923                         return err;
 924
 925                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
 926                 seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
 927                 seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
 928                 seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
 929                 seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
 930                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
 931                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
 932                 seminfo.semmap = SEMMAP;
 933                 seminfo.semume = SEMUME;
 934                 down_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
 935                 if (cmd == SEM_INFO) {
 936                         seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
 937                         seminfo.semaem = ns->used_sems;
 938                 } else {
 939                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
 940                         seminfo.semaem = SEMAEM;
 941                 }
 942                 max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
 943                 up_read(&sem_ids(ns).rw_mutex);
 944                 if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
 945                         return -EFAULT;
 946                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
 947         }
 948         case IPC_STAT:
 949         case SEM_STAT:
 950         {
 951                 struct semid64_ds tbuf;
 952                 int id = 0;
 953
 954                 memset(&tbuf, 0, sizeof(tbuf));
 955
 956                 if (cmd == SEM_STAT) {
 957                         rcu_read_lock();
 958                         sma = sem_obtain_object(ns, semid);
 959                         if (IS_ERR(sma)) {
 960                                 err = PTR_ERR(sma);
 961                                 goto out_unlock;
 962                         }
 963                         id = sma->sem_perm.id;
 964                 } else {
 965                         rcu_read_lock();
 966                         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
 967                         if (IS_ERR(sma)) {
 968                                 err = PTR_ERR(sma);
 969                                 goto out_unlock;
 970                         }
 971                 }
 972
 973                 err = -EACCES;
 974                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
 975                         goto out_unlock;
 976
 977                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
 978                 if (err)
 979                         goto out_unlock;
 980
 981                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
 982                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
 983                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
 984                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
 985                 rcu_read_unlock();
 986                 if (copy_semid_to_user(p, &tbuf, version))
 987                         return -EFAULT;
 988                 return id;
 989         }
 990         default:
 991                 return -EINVAL;
 992         }
 993 out_unlock:
 994         rcu_read_unlock();
 995         return err;
 996 }
 997
 998 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
 999                 unsigned long arg)
1000 {
1001         struct sem_undo *un;
1002         struct sem_array *sma;
1003         struct sem* curr;
1004         int err;
1005         struct list_head tasks;
1006         int val;
1007 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1008         /* big-endian 64bit */
1009         val = arg >> 32;
1010 #else
1011         /* 32bit or little-endian 64bit */
1012         val = arg;
1013 #endif
1014
1015         if (val > SEMVMX || val < 0)
1016                 return -ERANGE;
1017
1018         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1019
1020         rcu_read_lock();
1021         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1022         if (IS_ERR(sma)) {
1023                 rcu_read_unlock();
1024                 return PTR_ERR(sma);
1025         }
1026
1027         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1028                 rcu_read_unlock();
1029                 return -EINVAL;
1030         }
1031
1032
1033         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1034                 rcu_read_unlock();
1035                 return -EACCES;
1036         }
1037
1038         err = security_sem_semctl(sma, SETVAL);
1039         if (err) {
1040                 rcu_read_unlock();
1041                 return -EACCES;
1042         }
1043
1044         sem_lock(sma, NULL, -1);
1045
1046         curr = &sma->sem_base[semnum];
1047
1048         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1049         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1050                 un->semadj[semnum] = 0;
1051
1052         curr->semval = val;
1053         curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
1054         sma->sem_ctime = get_seconds();
1055         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1056         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1057         sem_unlock(sma, -1);
1058         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1059         return 0;
1060 }
1061
1062 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1063                 int cmd, void __user *p)
1064 {
1065         struct sem_array *sma;
1066         struct sem* curr;
1067         int err, nsems;
1068         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1069         ushort* sem_io = fast_sem_io;
1070         struct list_head tasks;
1071
1072         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1073
1074         rcu_read_lock();
1075         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1076         if (IS_ERR(sma)) {
1077                 rcu_read_unlock();
1078                 return PTR_ERR(sma);
1079         }
1080
1081         nsems = sma->sem_nsems;
1082
1083         err = -EACCES;
1084         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm,
1085                         cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
1086                 rcu_read_unlock();
1087                 goto out_wakeup;
1088         }
1089
1090         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1091         if (err) {
1092                 rcu_read_unlock();
1093                 goto out_wakeup;
1094         }
1095
1096         err = -EACCES;
1097         switch (cmd) {
1098         case GETALL:
1099         {
1100                 ushort __user *array = p;
1101                 int i;
1102
1103                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1104                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1105                         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1106                                 sem_unlock(sma, -1);
1107                                 err = -EIDRM;
1108                                 goto out_free;
1109                         }
1110                         sem_unlock(sma, -1);
1111                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1112                         if(sem_io == NULL) {
1113                                 sem_putref(sma);
1114                                 return -ENOMEM;
1115                         }
1116
1117                         sem_lock_and_putref(sma);
1118                         if (sma->sem_perm.deleted) {
1119                                 sem_unlock(sma, -1);
1120                                 err = -EIDRM;
1121                                 goto out_free;
1122                         }
1123                 }
1124                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1125                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
1126                 sem_unlock(sma, -1);
1127                 err = 0;
1128                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1129                         err = -EFAULT;
1130                 goto out_free;
1131         }
1132         case SETALL:
1133         {
1134                 int i;
1135                 struct sem_undo *un;
1136
1137                 if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1138                         rcu_read_unlock();
1139                         return -EIDRM;
1140                 }
1141                 rcu_read_unlock();
1142
1143                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1144                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1145                         if(sem_io == NULL) {
1146                                 sem_putref(sma);
1147                                 return -ENOMEM;
1148                         }
1149                 }
1150
1151                 if (copy_from_user (sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1152                         sem_putref(sma);
1153                         err = -EFAULT;
1154                         goto out_free;
1155                 }
1156
1157                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1158                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1159                                 sem_putref(sma);
1160                                 err = -ERANGE;
1161                                 goto out_free;
1162                         }
1163                 }
1164                 sem_lock_and_putref(sma);
1165                 if (sma->sem_perm.deleted) {
1166                         sem_unlock(sma, -1);
1167                         err = -EIDRM;
1168                         goto out_free;
1169                 }
1170
1171                 for (i = 0; i < nsems; i++)
1172                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
1173
1174                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1175                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1176                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1177                                 un->semadj[i] = 0;
1178                 }
1179                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1180                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1181                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1182                 err = 0;
1183                 goto out_unlock;
1184         }
1185         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1186         }
1187         err = -EINVAL;
1188         if (semnum < 0 || semnum >= nsems) {
1189                 rcu_read_unlock();
1190                 goto out_wakeup;
1191         }
1192
1193         sem_lock(sma, NULL, -1);
1194         curr = &sma->sem_base[semnum];
1195
1196         switch (cmd) {
1197         case GETVAL:
1198                 err = curr->semval;
1199                 goto out_unlock;
1200         case GETPID:
1201                 err = curr->sempid;
1202                 goto out_unlock;
1203         case GETNCNT:
1204                 err = count_semncnt(sma,semnum);
1205                 goto out_unlock;
1206         case GETZCNT:
1207                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
1208                 goto out_unlock;
1209         }
1210
1211 out_unlock:
1212         sem_unlock(sma, -1);
1213 out_wakeup:
1214         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1215 out_free:
1216         if(sem_io != fast_sem_io)
1217                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
1218         return err;
1219 }
1220
1221 static inline unsigned long
1222 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1223 {
1224         switch(version) {
1225         case IPC_64:
1226                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1227                         return -EFAULT;
1228                 return 0;
1229         case IPC_OLD:
1230             {
1231                 struct semid_ds tbuf_old;
1232
1233                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1234                         return -EFAULT;
1235
1236                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1237                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1238                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1239
1240                 return 0;
1241             }
1242         default:
1243                 return -EINVAL;
1244         }
1245 }
1246
1247 /*
1248  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
1249  * to be held in write mode.
1250  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
1251  */
1252 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1253                        int cmd, int version, void __user *p)
1254 {
1255         struct sem_array *sma;
1256         int err;
1257         struct semid64_ds semid64;
1258         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1259
1260         if(cmd == IPC_SET) {
1261                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1262                         return -EFAULT;
1263         }
1264
1265         ipcp = ipcctl_pre_down_nolock(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1266                                       &semid64.sem_perm, 0);
1267         if (IS_ERR(ipcp))
1268                 return PTR_ERR(ipcp);
1269
1270         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1271
1272         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1273         if (err) {
1274                 rcu_read_unlock();
1275                 goto out_unlock;
1276         }
1277
1278         switch(cmd){
1279         case IPC_RMID:
1280                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1281                 freeary(ns, ipcp);
1282                 goto out_up;
1283         case IPC_SET:
1284                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1285                 err = ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
1286                 if (err)
1287                         goto out_unlock;
1288                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1289                 break;
1290         default:
1291                 rcu_read_unlock();
1292                 err = -EINVAL;
1293                 goto out_up;
1294         }
1295
1296 out_unlock:
1297         sem_unlock(sma, -1);
1298 out_up:
1299         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1300         return err;
1301 }
1302
1303 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1304 {
1305         int version;
1306         struct ipc_namespace *ns;
1307         void __user *p = (void __user *)arg;
1308
1309         if (semid < 0)
1310                 return -EINVAL;
1311
1312         version = ipc_parse_version(&cmd);
1313         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1314
1315         switch(cmd) {
1316         case IPC_INFO:
1317         case SEM_INFO:
1318         case IPC_STAT:
1319         case SEM_STAT:
1320                 return semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, p);
1321         case GETALL:
1322         case GETVAL:
1323         case GETPID:
1324         case GETNCNT:
1325         case GETZCNT:
1326         case SETALL:
1327                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1328         case SETVAL:
1329                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1330         case IPC_RMID:
1331         case IPC_SET:
1332                 return semctl_down(ns, semid, cmd, version, p);
1333         default:
1334                 return -EINVAL;
1335         }
1336 }
1337
1338 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1339  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1340  * and current is THE ONE
1341  *
1342  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1343  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1344  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1345  * at exit time.
1346  *
1347  * This can block, so callers must hold no locks.
1348  */
1349 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1350 {
1351         struct sem_undo_list *undo_list;
1352
1353         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1354         if (!undo_list) {
1355                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1356                 if (undo_list == NULL)
1357                         return -ENOMEM;
1358                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1359                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
1360                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1361
1362                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1363         }
1364         *undo_listp = undo_list;
1365         return 0;
1366 }
1367
1368 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1369 {
1370         struct sem_undo *un;
1371
1372         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
1373                 if (un->semid == semid)
1374                         return un;
1375         }
1376         return NULL;
1377 }
1378
1379 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1380 {
1381         struct sem_undo *un;
1382
1383         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1384
1385         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1386         if (un) {
1387                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1388                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1389         }
1390         return un;
1391 }
1392
1393 /**
1394  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
1395  * @ns: namespace
1396  * @semid: semaphore array id
1397  *
1398  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1399  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1400  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1401  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1402  * performs a rcu_read_lock().
1403  */
1404 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1405 {
1406         struct sem_array *sma;
1407         struct sem_undo_list *ulp;
1408         struct sem_undo *un, *new;
1409         int nsems, error;
1410
1411         error = get_undo_list(&ulp);
1412         if (error)
1413                 return ERR_PTR(error);
1414
1415         rcu_read_lock();
1416         spin_lock(&ulp->lock);
1417         un = lookup_undo(ulp, semid);
1418         spin_unlock(&ulp->lock);
1419         if (likely(un!=NULL))
1420                 goto out;
1421
1422         /* no undo structure around - allocate one. */
1423         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1424         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1425         if (IS_ERR(sma)) {
1426                 rcu_read_unlock();
1427                 return ERR_CAST(sma);
1428         }
1429
1430         nsems = sma->sem_nsems;
1431         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1432                 rcu_read_unlock();
1433                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1434                 goto out;
1435         }
1436         rcu_read_unlock();
1437
1438         /* step 2: allocate new undo structure */
1439         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1440         if (!new) {
1441                 sem_putref(sma);
1442                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1443         }
1444
1445         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1446         sem_lock_and_putref(sma);
1447         if (sma->sem_perm.deleted) {
1448                 sem_unlock(sma, -1);
1449                 kfree(new);
1450                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1451                 goto out;
1452         }
1453         spin_lock(&ulp->lock);
1454
1455         /*
1456          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1457          */
1458         un = lookup_undo(ulp, semid);
1459         if (un) {
1460                 kfree(new);
1461                 goto success;
1462         }
1463         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1464         new->semadj = (short *) &new[1];
1465         new->ulp = ulp;
1466         new->semid = semid;
1467         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1468         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1469         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1470         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1471         un = new;
1472
1473 success:
1474         spin_unlock(&ulp->lock);
1475         rcu_read_lock();
1476         sem_unlock(sma, -1);
1477 out:
1478         return un;
1479 }
1480
1481
1482 /**
1483  * get_queue_result - Retrieve the result code from sem_queue
1484  * @q: Pointer to queue structure
1485  *
1486  * Retrieve the return code from the pending queue. If IN_WAKEUP is found in
1487  * q->status, then we must loop until the value is replaced with the final
1488  * value: This may happen if a task is woken up by an unrelated event (e.g.
1489  * signal) and in parallel the task is woken up by another task because it got
1490  * the requested semaphores.
1491  *
1492  * The function can be called with or without holding the semaphore spinlock.
1493  */
1494 static int get_queue_result(struct sem_queue *q)
1495 {
1496         int error;
1497
1498         error = q->status;
1499         while (unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1500                 cpu_relax();
1501                 error = q->status;
1502         }
1503
1504         return error;
1505 }
1506
1507
1508 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1509                 unsigned, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
1510 {
1511         int error = -EINVAL;
1512         struct sem_array *sma;
1513         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1514         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1515         struct sem_undo *un;
1516         int undos = 0, alter = 0, max, locknum;
1517         struct sem_queue queue;
1518         unsigned long jiffies_left = 0;
1519         struct ipc_namespace *ns;
1520         struct list_head tasks;
1521
1522         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1523
1524         if (nsops < 1 || semid < 0)
1525                 return -EINVAL;
1526         if (nsops > ns->sc_semopm)
1527                 return -E2BIG;
1528         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1529                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1530                 if(sops==NULL)
1531                         return -ENOMEM;
1532         }
1533         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1534                 error=-EFAULT;
1535                 goto out_free;
1536         }
1537         if (timeout) {
1538                 struct timespec _timeout;
1539                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1540                         error = -EFAULT;
1541                         goto out_free;
1542                 }
1543                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1544                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1545                         error = -EINVAL;
1546                         goto out_free;
1547                 }
1548                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1549         }
1550         max = 0;
1551         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1552                 if (sop->sem_num >= max)
1553                         max = sop->sem_num;
1554                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1555                         undos = 1;
1556                 if (sop->sem_op != 0)
1557                         alter = 1;
1558         }
1559
1560         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1561
1562         if (undos) {
1563                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
1564                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1565                 if (IS_ERR(un)) {
1566                         error = PTR_ERR(un);
1567                         goto out_free;
1568                 }
1569         } else {
1570                 un = NULL;
1571                 rcu_read_lock();
1572         }
1573
1574         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1575         if (IS_ERR(sma)) {
1576                 rcu_read_unlock();
1577                 error = PTR_ERR(sma);
1578                 goto out_free;
1579         }
1580
1581         error = -EFBIG;
1582         if (max >= sma->sem_nsems) {
1583                 rcu_read_unlock();
1584                 goto out_wakeup;
1585         }
1586
1587         error = -EACCES;
1588         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
1589                 rcu_read_unlock();
1590                 goto out_wakeup;
1591         }
1592
1593         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1594         if (error) {
1595                 rcu_read_unlock();
1596                 goto out_wakeup;
1597         }
1598
1599         /*
1600          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1601          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1602          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1603          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
1604          * "un" itself is guaranteed by rcu.
1605          */
1606         error = -EIDRM;
1607         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
1608         if (un && un->semid == -1)
1609                 goto out_unlock_free;
1610
1611         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, task_tgid_vnr(current));
1612         if (error <= 0) {
1613                 if (alter && error == 0)
1614                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &tasks);
1615
1616                 goto out_unlock_free;
1617         }
1618
1619         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1620          * task into the pending queue and go to sleep.
1621          */
1622
1623         queue.sops = sops;
1624         queue.nsops = nsops;
1625         queue.undo = un;
1626         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1627         queue.alter = alter;
1628
1629         if (nsops == 1) {
1630                 struct sem *curr;
1631                 curr = &sma->sem_base[sops->sem_num];
1632
1633                 if (alter)
1634                         list_add_tail(&queue.list, &curr->sem_pending);
1635                 else
1636                         list_add(&queue.list, &curr->sem_pending);
1637         } else {
1638                 if (alter)
1639                         list_add_tail(&queue.list, &sma->sem_pending);
1640                 else
1641                         list_add(&queue.list, &sma->sem_pending);
1642                 sma->complex_count++;
1643         }
1644
1645         queue.status = -EINTR;
1646         queue.sleeper = current;
1647
1648 sleep_again:
1649         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1650         sem_unlock(sma, locknum);
1651
1652         if (timeout)
1653                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1654         else
1655                 schedule();
1656
1657         error = get_queue_result(&queue);
1658
1659         if (error != -EINTR) {
1660                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1661                  * resources.
1662                  * Perform a smp_mb(): User space could assume that semop()
1663                  * is a memory barrier: Without the mb(), the cpu could
1664                  * speculatively read in user space stale data that was
1665                  * overwritten by the previous owner of the semaphore.
1666                  */
1667                 smp_mb();
1668
1669                 goto out_free;
1670         }
1671
1672         sma = sem_obtain_lock(ns, semid, sops, nsops, &locknum);
1673
1674         /*
1675          * Wait until it's guaranteed that no wakeup_sem_queue_do() is ongoing.
1676          */
1677         error = get_queue_result(&queue);
1678
1679         /*
1680          * Array removed? If yes, leave without sem_unlock().
1681          */
1682         if (IS_ERR(sma)) {
1683                 goto out_free;
1684         }
1685
1686
1687         /*
1688          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
1689          * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
1690          */
1691
1692         if (error != -EINTR) {
1693                 goto out_unlock_free;
1694         }
1695
1696         /*
1697          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1698          */
1699         if (timeout && jiffies_left == 0)
1700                 error = -EAGAIN;
1701
1702         /*
1703          * If the wakeup was spurious, just retry
1704          */
1705         if (error == -EINTR && !signal_pending(current))
1706                 goto sleep_again;
1707
1708         unlink_queue(sma, &queue);
1709
1710 out_unlock_free:
1711         sem_unlock(sma, locknum);
1712 out_wakeup:
1713         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1714 out_free:
1715         if(sops != fast_sops)
1716                 kfree(sops);
1717         return error;
1718 }
1719
1720 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1721                 unsigned, nsops)
1722 {
1723         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1724 }
1725
1726 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1727  * parent and child tasks.
1728  */
1729
1730 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1731 {
1732         struct sem_undo_list *undo_list;
1733         int error;
1734
1735         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1736                 error = get_undo_list(&undo_list);
1737                 if (error)
1738                         return error;
1739                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1740                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1741         } else
1742                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1743
1744         return 0;
1745 }
1746
1747 /*
1748  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1749  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1750  * so some of them may be out of date.
1751  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1752  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1753  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1754  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1755  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1756  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1757  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1758  */
1759 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1760 {
1761         struct sem_undo_list *ulp;
1762
1763         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1764         if (!ulp)
1765                 return;
1766         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1767
1768         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1769                 return;
1770
1771         for (;;) {
1772                 struct sem_array *sma;
1773                 struct sem_undo *un;
1774                 struct list_head tasks;
1775                 int semid, i;
1776
1777                 rcu_read_lock();
1778                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
1779                                     struct sem_undo, list_proc);
1780                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc)
1781                         semid = -1;
1782                  else
1783                         semid = un->semid;
1784
1785                 if (semid == -1) {
1786                         rcu_read_unlock();
1787                         break;
1788                 }
1789
1790                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1791                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
1792                 if (IS_ERR(sma)) {
1793                         rcu_read_unlock();
1794                         continue;
1795                 }
1796
1797                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1798                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
1799                 if (un == NULL) {
1800                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
1801                          * exactly the same semid. Nothing to do.
1802                          */
1803                         sem_unlock(sma, -1);
1804                         continue;
1805                 }
1806
1807                 /* remove un from the linked lists */
1808                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1809                 list_del(&un->list_id);
1810
1811                 spin_lock(&ulp->lock);
1812                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1813                 spin_unlock(&ulp->lock);
1814
1815                 /* perform adjustments registered in un */
1816                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1817                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1818                         if (un->semadj[i]) {
1819                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
1820                                 /*
1821                                  * Range checks of the new semaphore value,
1822                                  * not defined by sus:
1823                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1824                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1825                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1826                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1827                                  *
1828                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1829                                  * and at SEMVMX.
1830                                  *
1831                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1832                                  */
1833                                 if (semaphore->semval < 0)
1834                                         semaphore->semval = 0;
1835                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1836                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1837                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
1838                         }
1839                 }
1840                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1841                 INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1842                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &tasks);
1843                 sem_unlock(sma, -1);
1844                 wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1845
1846                 kfree_rcu(un, rcu);
1847         }
1848         kfree(ulp);
1849 }
1850
1851 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1852 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1853 {
1854         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
1855         struct sem_array *sma = it;
1856
1857         return seq_printf(s,
1858                           "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1859                           sma->sem_perm.key,
1860                           sma->sem_perm.id,
1861                           sma->sem_perm.mode,
1862                           sma->sem_nsems,
1863                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
1864                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
1865                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
1866                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
1867                           sma->sem_otime,
1868                           sma->sem_ctime);
1869 }
1870 #endif