kernel/posix-timers.c

   1 /*
   2  * linux/kernel/posix-timers.c
   3  *
   4  *
   5  * 2002-10-15  Posix Clocks & timers
   6  *                           by George Anzinger george@mvista.com
   7  *
   8  *                           Copyright (C) 2002 2003 by MontaVista Software.
   9  *
  10  * 2004-06-01  Fix CLOCK_REALTIME clock/timer TIMER_ABSTIME bug.
  11  *                           Copyright (C) 2004 Boris Hu
  12  *
  13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at
  16  * your option) any later version.
  17  *
  18  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  19  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  21  * General Public License for more details.
  22
  23  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  24  * along with this program; if not, write to the Free Software
  25  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  26  *
  27  * MontaVista Software | 1237 East Arques Avenue | Sunnyvale | CA 94085 | USA
  28  */
  29
  30 /* These are all the functions necessary to implement
  31  * POSIX clocks & timers
  32  */
  33 #include <linux/mm.h>
  34 #include <linux/interrupt.h>
  35 #include <linux/slab.h>
  36 #include <linux/time.h>
  37 #include <linux/mutex.h>
  38
  39 #include <asm/uaccess.h>
  40 #include <linux/list.h>
  41 #include <linux/init.h>
  42 #include <linux/compiler.h>
  43 #include <linux/idr.h>
  44 #include <linux/posix-clock.h>
  45 #include <linux/posix-timers.h>
  46 #include <linux/syscalls.h>
  47 #include <linux/wait.h>
  48 #include <linux/workqueue.h>
  49 #include <linux/export.h>
  50
  51 /*
  52  * Management arrays for POSIX timers.   Timers are kept in slab memory
  53  * Timer ids are allocated by an external routine that keeps track of the
  54  * id and the timer.  The external interface is:
  55  *
  56  * void *idr_find(struct idr *idp, int id);           to find timer_id <id>
  57  * int idr_get_new(struct idr *idp, void *ptr);       to get a new id and
  58  *                                                    related it to <ptr>
  59  * void idr_remove(struct idr *idp, int id);          to release <id>
  60  * void idr_init(struct idr *idp);                    to initialize <idp>
  61  *                                                    which we supply.
  62  * The idr_get_new *may* call slab for more memory so it must not be
  63  * called under a spin lock.  Likewise idr_remore may release memory
  64  * (but it may be ok to do this under a lock...).
  65  * idr_find is just a memory look up and is quite fast.  A -1 return
  66  * indicates that the requested id does not exist.
  67  */
  68
  69 /*
  70  * Lets keep our timers in a slab cache :-)
  71  */
  72 static struct kmem_cache *posix_timers_cache;
  73 static struct idr posix_timers_id;
  74 static DEFINE_SPINLOCK(idr_lock);
  75
  76 /*
  77  * we assume that the new SIGEV_THREAD_ID shares no bits with the other
  78  * SIGEV values.  Here we put out an error if this assumption fails.
  79  */
  80 #if SIGEV_THREAD_ID != (SIGEV_THREAD_ID & \
  81                        ~(SIGEV_SIGNAL | SIGEV_NONE | SIGEV_THREAD))
  82 #error "SIGEV_THREAD_ID must not share bit with other SIGEV values!"
  83 #endif
  84
  85 /*
  86  * parisc wants ENOTSUP instead of EOPNOTSUPP
  87  */
  88 #ifndef ENOTSUP
  89 # define ENANOSLEEP_NOTSUP EOPNOTSUPP
  90 #else
  91 # define ENANOSLEEP_NOTSUP ENOTSUP
  92 #endif
  93
  94 /*
  95  * The timer ID is turned into a timer address by idr_find().
  96  * Verifying a valid ID consists of:
  97  *
  98  * a) checking that idr_find() returns other than -1.
  99  * b) checking that the timer id matches the one in the timer itself.
 100  * c) that the timer owner is in the callers thread group.
 101  */
 102
 103 /*
 104  * CLOCKs: The POSIX standard calls for a couple of clocks and allows us
 105  *          to implement others.  This structure defines the various
 106  *          clocks.
 107  *
 108  * RESOLUTION: Clock resolution is used to round up timer and interval
 109  *          times, NOT to report clock times, which are reported with as
 110  *          much resolution as the system can muster.  In some cases this
 111  *          resolution may depend on the underlying clock hardware and
 112  *          may not be quantifiable until run time, and only then is the
 113  *          necessary code is written.  The standard says we should say
 114  *          something about this issue in the documentation...
 115  *
 116  * FUNCTIONS: The CLOCKs structure defines possible functions to
 117  *          handle various clock functions.
 118  *
 119  *          The standard POSIX timer management code assumes the
 120  *          following: 1.) The k_itimer struct (sched.h) is used for
 121  *          the timer.  2.) The list, it_lock, it_clock, it_id and
 122  *          it_pid fields are not modified by timer code.
 123  *
 124  * Permissions: It is assumed that the clock_settime() function defined
 125  *          for each clock will take care of permission checks.  Some
 126  *          clocks may be set able by any user (i.e. local process
 127  *          clocks) others not.  Currently the only set able clock we
 128  *          have is CLOCK_REALTIME and its high res counter part, both of
 129  *          which we beg off on and pass to do_sys_settimeofday().
 130  */
 131
 132 static struct k_clock posix_clocks[MAX_CLOCKS];
 133
 134 /*
 135  * These ones are defined below.
 136  */
 137 static int common_nsleep(const clockid_t, int flags, struct timespec *t,
 138                          struct timespec __user *rmtp);
 139 static int common_timer_create(struct k_itimer *new_timer);
 140 static void common_timer_get(struct k_itimer *, struct itimerspec *);
 141 static int common_timer_set(struct k_itimer *, int,
 142                             struct itimerspec *, struct itimerspec *);
 143 static int common_timer_del(struct k_itimer *timer);
 144
 145 static enum hrtimer_restart posix_timer_fn(struct hrtimer *data);
 146
 147 static struct k_itimer *__lock_timer(timer_t timer_id, unsigned long *flags);
 148
 149 #define lock_timer(tid, flags)                                             \
 150 ({      struct k_itimer *__timr;                                           \
 151         __cond_lock(&__timr->it_lock, __timr = __lock_timer(tid, flags));  \
 152         __timr;                                                            \
 153 })
 154
 155 static inline void unlock_timer(struct k_itimer *timr, unsigned long flags)
 156 {
 157         spin_unlock_irqrestore(&timr->it_lock, flags);
 158 }
 159
 160 /* Get clock_realtime */
 161 static int posix_clock_realtime_get(clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
 162 {
 163         ktime_get_real_ts(tp);
 164         return 0;
 165 }
 166
 167 /* Set clock_realtime */
 168 static int posix_clock_realtime_set(const clockid_t which_clock,
 169                                     const struct timespec *tp)
 170 {
 171         return do_sys_settimeofday(tp, NULL);
 172 }
 173
 174 static int posix_clock_realtime_adj(const clockid_t which_clock,
 175                                     struct timex *t)
 176 {
 177         return do_adjtimex(t);
 178 }
 179
 180 /*
 181  * Get monotonic time for posix timers
 182  */
 183 static int posix_ktime_get_ts(clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
 184 {
 185         ktime_get_ts(tp);
 186         return 0;
 187 }
 188
 189 /*
 190  * Get monotonic-raw time for posix timers
 191  */
 192 static int posix_get_monotonic_raw(clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
 193 {
 194         getrawmonotonic(tp);
 195         return 0;
 196 }
 197
 198
 199 static int posix_get_realtime_coarse(clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
 200 {
 201         *tp = current_kernel_time();
 202         return 0;
 203 }
 204
 205 static int posix_get_monotonic_coarse(clockid_t which_clock,
 206                                                 struct timespec *tp)
 207 {
 208         *tp = get_monotonic_coarse();
 209         return 0;
 210 }
 211
 212 static int posix_get_coarse_res(const clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
 213 {
 214         *tp = ktime_to_timespec(KTIME_LOW_RES);
 215         return 0;
 216 }
 217
 218 static int posix_get_boottime(const clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
 219 {
 220         get_monotonic_boottime(tp);
 221         return 0;
 222 }
 223
 224
 225 /*
 226  * Initialize everything, well, just everything in Posix clocks/timers ;)
 227  */
 228 static __init int init_posix_timers(void)
 229 {
 230         struct k_clock clock_realtime = {
 231                 .clock_getres   = hrtimer_get_res,
 232                 .clock_get      = posix_clock_realtime_get,
 233                 .clock_set      = posix_clock_realtime_set,
 234                 .clock_adj      = posix_clock_realtime_adj,
 235                 .nsleep         = common_nsleep,
 236                 .nsleep_restart = hrtimer_nanosleep_restart,
 237                 .timer_create   = common_timer_create,
 238                 .timer_set      = common_timer_set,
 239                 .timer_get      = common_timer_get,
 240                 .timer_del      = common_timer_del,
 241         };
 242         struct k_clock clock_monotonic = {
 243                 .clock_getres   = hrtimer_get_res,
 244                 .clock_get      = posix_ktime_get_ts,
 245                 .nsleep         = common_nsleep,
 246                 .nsleep_restart = hrtimer_nanosleep_restart,
 247                 .timer_create   = common_timer_create,
 248                 .timer_set      = common_timer_set,
 249                 .timer_get      = common_timer_get,
 250                 .timer_del      = common_timer_del,
 251         };
 252         struct k_clock clock_monotonic_raw = {
 253                 .clock_getres   = hrtimer_get_res,
 254                 .clock_get      = posix_get_monotonic_raw,
 255         };
 256         struct k_clock clock_realtime_coarse = {
 257                 .clock_getres   = posix_get_coarse_res,
 258                 .clock_get      = posix_get_realtime_coarse,
 259         };
 260         struct k_clock clock_monotonic_coarse = {
 261                 .clock_getres   = posix_get_coarse_res,
 262                 .clock_get      = posix_get_monotonic_coarse,
 263         };
 264         struct k_clock clock_boottime = {
 265                 .clock_getres   = hrtimer_get_res,
 266                 .clock_get      = posix_get_boottime,
 267                 .nsleep         = common_nsleep,
 268                 .nsleep_restart = hrtimer_nanosleep_restart,
 269                 .timer_create   = common_timer_create,
 270                 .timer_set      = common_timer_set,
 271                 .timer_get      = common_timer_get,
 272                 .timer_del      = common_timer_del,
 273         };
 274
 275         posix_timers_register_clock(CLOCK_REALTIME, &clock_realtime);
 276         posix_timers_register_clock(CLOCK_MONOTONIC, &clock_monotonic);
 277         posix_timers_register_clock(CLOCK_MONOTONIC_RAW, &clock_monotonic_raw);
 278         posix_timers_register_clock(CLOCK_REALTIME_COARSE, &clock_realtime_coarse);
 279         posix_timers_register_clock(CLOCK_MONOTONIC_COARSE, &clock_monotonic_coarse);
 280         posix_timers_register_clock(CLOCK_BOOTTIME, &clock_boottime);
 281
 282         posix_timers_cache = kmem_cache_create("posix_timers_cache",
 283                                         sizeof (struct k_itimer), 0, SLAB_PANIC,
 284                                         NULL);
 285         idr_init(&posix_timers_id);
 286         return 0;
 287 }
 288
 289 __initcall(init_posix_timers);
 290
 291 static void schedule_next_timer(struct k_itimer *timr)
 292 {
 293         struct hrtimer *timer = &timr->it.real.timer;
 294
 295         if (timr->it.real.interval.tv64 == 0)
 296                 return;
 297
 298         timr->it_overrun += (unsigned int) hrtimer_forward(timer,
 299                                                 timer->base->get_time(),
 300                                                 timr->it.real.interval);
 301
 302         timr->it_overrun_last = timr->it_overrun;
 303         timr->it_overrun = -1;
 304         ++timr->it_requeue_pending;
 305         hrtimer_restart(timer);
 306 }
 307
 308 /*
 309  * This function is exported for use by the signal deliver code.  It is
 310  * called just prior to the info block being released and passes that
 311  * block to us.  It's function is to update the overrun entry AND to
 312  * restart the timer.  It should only be called if the timer is to be
 313  * restarted (i.e. we have flagged this in the sys_private entry of the
 314  * info block).
 315  *
 316  * To protect against the timer going away while the interrupt is queued,
 317  * we require that the it_requeue_pending flag be set.
 318  */
 319 void do_schedule_next_timer(struct siginfo *info)
 320 {
 321         struct k_itimer *timr;
 322         unsigned long flags;
 323
 324         timr = lock_timer(info->si_tid, &flags);
 325
 326         if (timr && timr->it_requeue_pending == info->si_sys_private) {
 327                 if (timr->it_clock < 0)
 328                         posix_cpu_timer_schedule(timr);
 329                 else
 330                         schedule_next_timer(timr);
 331
 332                 info->si_overrun += timr->it_overrun_last;
 333         }
 334
 335         if (timr)
 336                 unlock_timer(timr, flags);
 337 }
 338
 339 int posix_timer_event(struct k_itimer *timr, int si_private)
 340 {
 341         struct task_struct *task;
 342         int shared, ret = -1;
 343         /*
 344          * FIXME: if ->sigq is queued we can race with
 345          * dequeue_signal()->do_schedule_next_timer().
 346          *
 347          * If dequeue_signal() sees the "right" value of
 348          * si_sys_private it calls do_schedule_next_timer().
 349          * We re-queue ->sigq and drop ->it_lock().
 350          * do_schedule_next_timer() locks the timer
 351          * and re-schedules it while ->sigq is pending.
 352          * Not really bad, but not that we want.
 353          */
 354         timr->sigq->info.si_sys_private = si_private;
 355
 356         rcu_read_lock();
 357         task = pid_task(timr->it_pid, PIDTYPE_PID);
 358         if (task) {
 359                 shared = !(timr->it_sigev_notify & SIGEV_THREAD_ID);
 360                 ret = send_sigqueue(timr->sigq, task, shared);
 361         }
 362         rcu_read_unlock();
 363         /* If we failed to send the signal the timer stops. */
 364         return ret > 0;
 365 }
 366 EXPORT_SYMBOL_GPL(posix_timer_event);
 367
 368 /*
 369  * This function gets called when a POSIX.1b interval timer expires.  It
 370  * is used as a callback from the kernel internal timer.  The
 371  * run_timer_list code ALWAYS calls with interrupts on.
 372
 373  * This code is for CLOCK_REALTIME* and CLOCK_MONOTONIC* timers.
 374  */
 375 static enum hrtimer_restart posix_timer_fn(struct hrtimer *timer)
 376 {
 377         struct k_itimer *timr;
 378         unsigned long flags;
 379         int si_private = 0;
 380         enum hrtimer_restart ret = HRTIMER_NORESTART;
 381
 382         timr = container_of(timer, struct k_itimer, it.real.timer);
 383         spin_lock_irqsave(&timr->it_lock, flags);
 384
 385         if (timr->it.real.interval.tv64 != 0)
 386                 si_private = ++timr->it_requeue_pending;
 387
 388         if (posix_timer_event(timr, si_private)) {
 389                 /*
 390                  * signal was not sent because of sig_ignor
 391                  * we will not get a call back to restart it AND
 392                  * it should be restarted.
 393                  */
 394                 if (timr->it.real.interval.tv64 != 0) {
 395                         ktime_t now = hrtimer_cb_get_time(timer);
 396
 397                         /*
 398                          * FIXME: What we really want, is to stop this
 399                          * timer completely and restart it in case the
 400                          * SIG_IGN is removed. This is a non trivial
 401                          * change which involves sighand locking
 402                          * (sigh !), which we don't want to do late in
 403                          * the release cycle.
 404                          *
 405                          * For now we just let timers with an interval
 406                          * less than a jiffie expire every jiffie to
 407                          * avoid softirq starvation in case of SIG_IGN
 408                          * and a very small interval, which would put
 409                          * the timer right back on the softirq pending
 410                          * list. By moving now ahead of time we trick
 411                          * hrtimer_forward() to expire the timer
 412                          * later, while we still maintain the overrun
 413                          * accuracy, but have some inconsistency in
 414                          * the timer_gettime() case. This is at least
 415                          * better than a starved softirq. A more
 416                          * complex fix which solves also another related
 417                          * inconsistency is already in the pipeline.
 418                          */
 419 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 420                         {
 421                                 ktime_t kj = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC / HZ);
 422
 423                                 if (timr->it.real.interval.tv64 < kj.tv64)
 424                                         now = ktime_add(now, kj);
 425                         }
 426 #endif
 427                         timr->it_overrun += (unsigned int)
 428                                 hrtimer_forward(timer, now,
 429                                                 timr->it.real.interval);
 430                         ret = HRTIMER_RESTART;
 431                         ++timr->it_requeue_pending;
 432                 }
 433         }
 434
 435         unlock_timer(timr, flags);
 436         return ret;
 437 }
 438
 439 static struct pid *good_sigevent(sigevent_t * event)
 440 {
 441         struct task_struct *rtn = current->group_leader;
 442
 443         if ((event->sigev_notify & SIGEV_THREAD_ID ) &&
 444                 (!(rtn = find_task_by_vpid(event->sigev_notify_thread_id)) ||
 445                  !same_thread_group(rtn, current) ||
 446                  (event->sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) != SIGEV_SIGNAL))
 447                 return NULL;
 448
 449         if (((event->sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) != SIGEV_NONE) &&
 450             ((event->sigev_signo <= 0) || (event->sigev_signo > SIGRTMAX)))
 451                 return NULL;
 452
 453         return task_pid(rtn);
 454 }
 455
 456 void posix_timers_register_clock(const clockid_t clock_id,
 457                                  struct k_clock *new_clock)
 458 {
 459         if ((unsigned) clock_id >= MAX_CLOCKS) {
 460                 printk(KERN_WARNING "POSIX clock register failed for clock_id %d\n",
 461                        clock_id);
 462                 return;
 463         }
 464
 465         if (!new_clock->clock_get) {
 466                 printk(KERN_WARNING "POSIX clock id %d lacks clock_get()\n",
 467                        clock_id);
 468                 return;
 469         }
 470         if (!new_clock->clock_getres) {
 471                 printk(KERN_WARNING "POSIX clock id %d lacks clock_getres()\n",
 472                        clock_id);
 473                 return;
 474         }
 475
 476         posix_clocks[clock_id] = *new_clock;
 477 }
 478 EXPORT_SYMBOL_GPL(posix_timers_register_clock);
 479
 480 static struct k_itimer * alloc_posix_timer(void)
 481 {
 482         struct k_itimer *tmr;
 483         tmr = kmem_cache_zalloc(posix_timers_cache, GFP_KERNEL);
 484         if (!tmr)
 485                 return tmr;
 486         if (unlikely(!(tmr->sigq = sigqueue_alloc()))) {
 487                 kmem_cache_free(posix_timers_cache, tmr);
 488                 return NULL;
 489         }
 490         memset(&tmr->sigq->info, 0, sizeof(siginfo_t));
 491         return tmr;
 492 }
 493
 494 static void k_itimer_rcu_free(struct rcu_head *head)
 495 {
 496         struct k_itimer *tmr = container_of(head, struct k_itimer, it.rcu);
 497
 498         kmem_cache_free(posix_timers_cache, tmr);
 499 }
 500
 501 #define IT_ID_SET       1
 502 #define IT_ID_NOT_SET   0
 503 static void release_posix_timer(struct k_itimer *tmr, int it_id_set)
 504 {
 505         if (it_id_set) {
 506                 unsigned long flags;
 507                 spin_lock_irqsave(&idr_lock, flags);
 508                 idr_remove(&posix_timers_id, tmr->it_id);
 509                 spin_unlock_irqrestore(&idr_lock, flags);
 510         }
 511         put_pid(tmr->it_pid);
 512         sigqueue_free(tmr->sigq);
 513         call_rcu(&tmr->it.rcu, k_itimer_rcu_free);
 514 }
 515
 516 static struct k_clock *clockid_to_kclock(const clockid_t id)
 517 {
 518         if (id < 0)
 519                 return (id & CLOCKFD_MASK) == CLOCKFD ?
 520                         &clock_posix_dynamic : &clock_posix_cpu;
 521
 522         if (id >= MAX_CLOCKS || !posix_clocks[id].clock_getres)
 523                 return NULL;
 524         return &posix_clocks[id];
 525 }
 526
 527 static int common_timer_create(struct k_itimer *new_timer)
 528 {
 529         hrtimer_init(&new_timer->it.real.timer, new_timer->it_clock, 0);
 530         return 0;
 531 }
 532
 533 /* Create a POSIX.1b interval timer. */
 534
 535 SYSCALL_DEFINE3(timer_create, const clockid_t, which_clock,
 536                 struct sigevent __user *, timer_event_spec,
 537                 timer_t __user *, created_timer_id)
 538 {
 539         struct k_clock *kc = clockid_to_kclock(which_clock);
 540         struct k_itimer *new_timer;
 541         int error, new_timer_id;
 542         sigevent_t event;
 543         int it_id_set = IT_ID_NOT_SET;
 544
 545         if (!kc)
 546                 return -EINVAL;
 547         if (!kc->timer_create)
 548                 return -EOPNOTSUPP;
 549
 550         new_timer = alloc_posix_timer();
 551         if (unlikely(!new_timer))
 552                 return -EAGAIN;
 553
 554         spin_lock_init(&new_timer->it_lock);
 555  retry:
 556         if (unlikely(!idr_pre_get(&posix_timers_id, GFP_KERNEL))) {
 557                 error = -EAGAIN;
 558                 goto out;
 559         }
 560         spin_lock_irq(&idr_lock);
 561         error = idr_get_new(&posix_timers_id, new_timer, &new_timer_id);
 562         spin_unlock_irq(&idr_lock);
 563         if (error) {
 564                 if (error == -EAGAIN)
 565                         goto retry;
 566                 /*
 567                  * Weird looking, but we return EAGAIN if the IDR is
 568                  * full (proper POSIX return value for this)
 569                  */
 570                 error = -EAGAIN;
 571                 goto out;
 572         }
 573
 574         it_id_set = IT_ID_SET;
 575         new_timer->it_id = (timer_t) new_timer_id;
 576         new_timer->it_clock = which_clock;
 577         new_timer->it_overrun = -1;
 578
 579         if (timer_event_spec) {
 580                 if (copy_from_user(&event, timer_event_spec, sizeof (event))) {
 581                         error = -EFAULT;
 582                         goto out;
 583                 }
 584                 rcu_read_lock();
 585                 new_timer->it_pid = get_pid(good_sigevent(&event));
 586                 rcu_read_unlock();
 587                 if (!new_timer->it_pid) {
 588                         error = -EINVAL;
 589                         goto out;
 590                 }
 591         } else {
 592                 event.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
 593                 event.sigev_signo = SIGALRM;
 594                 event.sigev_value.sival_int = new_timer->it_id;
 595                 new_timer->it_pid = get_pid(task_tgid(current));
 596         }
 597
 598         new_timer->it_sigev_notify     = event.sigev_notify;
 599         new_timer->sigq->info.si_signo = event.sigev_signo;
 600         new_timer->sigq->info.si_value = event.sigev_value;
 601         new_timer->sigq->info.si_tid   = new_timer->it_id;
 602         new_timer->sigq->info.si_code  = SI_TIMER;
 603
 604         if (copy_to_user(created_timer_id,
 605                          &new_timer_id, sizeof (new_timer_id))) {
 606                 error = -EFAULT;
 607                 goto out;
 608         }
 609
 610         error = kc->timer_create(new_timer);
 611         if (error)
 612                 goto out;
 613
 614         spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
 615         new_timer->it_signal = current->signal;
 616         list_add(&new_timer->list, &current->signal->posix_timers);
 617         spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
 618
 619         return 0;
 620         /*
 621          * In the case of the timer belonging to another task, after
 622          * the task is unlocked, the timer is owned by the other task
 623          * and may cease to exist at any time.  Don't use or modify
 624          * new_timer after the unlock call.
 625          */
 626 out:
 627         release_posix_timer(new_timer, it_id_set);
 628         return error;
 629 }
 630
 631 /*
 632  * Locking issues: We need to protect the result of the id look up until
 633  * we get the timer locked down so it is not deleted under us.  The
 634  * removal is done under the idr spinlock so we use that here to bridge
 635  * the find to the timer lock.  To avoid a dead lock, the timer id MUST
 636  * be release with out holding the timer lock.
 637  */
 638 static struct k_itimer *__lock_timer(timer_t timer_id, unsigned long *flags)
 639 {
 640         struct k_itimer *timr;
 641
 642         /*
 643          * timer_t could be any type >= int and we want to make sure any
 644          * @timer_id outside positive int range fails lookup.
 645          */
 646         if ((unsigned long long)timer_id > INT_MAX)
 647                 return NULL;
 648
 649         rcu_read_lock();
 650         timr = idr_find(&posix_timers_id, (int)timer_id);
 651         if (timr) {
 652                 spin_lock_irqsave(&timr->it_lock, *flags);
 653                 if (timr->it_signal == current->signal) {
 654                         rcu_read_unlock();
 655                         return timr;
 656                 }
 657                 spin_unlock_irqrestore(&timr->it_lock, *flags);
 658         }
 659         rcu_read_unlock();
 660
 661         return NULL;
 662 }
 663
 664 /*
 665  * Get the time remaining on a POSIX.1b interval timer.  This function
 666  * is ALWAYS called with spin_lock_irq on the timer, thus it must not
 667  * mess with irq.
 668  *
 669  * We have a couple of messes to clean up here.  First there is the case
 670  * of a timer that has a requeue pending.  These timers should appear to
 671  * be in the timer list with an expiry as if we were to requeue them
 672  * now.
 673  *
 674  * The second issue is the SIGEV_NONE timer which may be active but is
 675  * not really ever put in the timer list (to save system resources).
 676  * This timer may be expired, and if so, we will do it here.  Otherwise
 677  * it is the same as a requeue pending timer WRT to what we should
 678  * report.
 679  */
 680 static void
 681 common_timer_get(struct k_itimer *timr, struct itimerspec *cur_setting)
 682 {
 683         ktime_t now, remaining, iv;
 684         struct hrtimer *timer = &timr->it.real.timer;
 685
 686         memset(cur_setting, 0, sizeof(struct itimerspec));
 687
 688         iv = timr->it.real.interval;
 689
 690         /* interval timer ? */
 691         if (iv.tv64)
 692                 cur_setting->it_interval = ktime_to_timespec(iv);
 693         else if (!hrtimer_active(timer) &&
 694                  (timr->it_sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) != SIGEV_NONE)
 695                 return;
 696
 697         now = timer->base->get_time();
 698
 699         /*
 700          * When a requeue is pending or this is a SIGEV_NONE
 701          * timer move the expiry time forward by intervals, so
 702          * expiry is > now.
 703          */
 704         if (iv.tv64 && (timr->it_requeue_pending & REQUEUE_PENDING ||
 705             (timr->it_sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) == SIGEV_NONE))
 706                 timr->it_overrun += (unsigned int) hrtimer_forward(timer, now, iv);
 707
 708         remaining = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), now);
 709         /* Return 0 only, when the timer is expired and not pending */
 710         if (remaining.tv64 <= 0) {
 711                 /*
 712                  * A single shot SIGEV_NONE timer must return 0, when
 713                  * it is expired !
 714                  */
 715                 if ((timr->it_sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) != SIGEV_NONE)
 716                         cur_setting->it_value.tv_nsec = 1;
 717         } else
 718                 cur_setting->it_value = ktime_to_timespec(remaining);
 719 }
 720
 721 /* Get the time remaining on a POSIX.1b interval timer. */
 722 SYSCALL_DEFINE2(timer_gettime, timer_t, timer_id,
 723                 struct itimerspec __user *, setting)
 724 {
 725         struct itimerspec cur_setting;
 726         struct k_itimer *timr;
 727         struct k_clock *kc;
 728         unsigned long flags;
 729         int ret = 0;
 730
 731         timr = lock_timer(timer_id, &flags);
 732         if (!timr)
 733                 return -EINVAL;
 734
 735         kc = clockid_to_kclock(timr->it_clock);
 736         if (WARN_ON_ONCE(!kc || !kc->timer_get))
 737                 ret = -EINVAL;
 738         else
 739                 kc->timer_get(timr, &cur_setting);
 740
 741         unlock_timer(timr, flags);
 742
 743         if (!ret && copy_to_user(setting, &cur_setting, sizeof (cur_setting)))
 744                 return -EFAULT;
 745
 746         return ret;
 747 }
 748
 749 /*
 750  * Get the number of overruns of a POSIX.1b interval timer.  This is to
 751  * be the overrun of the timer last delivered.  At the same time we are
 752  * accumulating overruns on the next timer.  The overrun is frozen when
 753  * the signal is delivered, either at the notify time (if the info block
 754  * is not queued) or at the actual delivery time (as we are informed by
 755  * the call back to do_schedule_next_timer().  So all we need to do is
 756  * to pick up the frozen overrun.
 757  */
 758 SYSCALL_DEFINE1(timer_getoverrun, timer_t, timer_id)
 759 {
 760         struct k_itimer *timr;
 761         int overrun;
 762         unsigned long flags;
 763
 764         timr = lock_timer(timer_id, &flags);
 765         if (!timr)
 766                 return -EINVAL;
 767
 768         overrun = timr->it_overrun_last;
 769         unlock_timer(timr, flags);
 770
 771         return overrun;
 772 }
 773
 774 /* Set a POSIX.1b interval timer. */
 775 /* timr->it_lock is taken. */
 776 static int
 777 common_timer_set(struct k_itimer *timr, int flags,
 778                  struct itimerspec *new_setting, struct itimerspec *old_setting)
 779 {
 780         struct hrtimer *timer = &timr->it.real.timer;
 781         enum hrtimer_mode mode;
 782
 783         if (old_setting)
 784                 common_timer_get(timr, old_setting);
 785
 786         /* disable the timer */
 787         timr->it.real.interval.tv64 = 0;
 788         /*
 789          * careful here.  If smp we could be in the "fire" routine which will
 790          * be spinning as we hold the lock.  But this is ONLY an SMP issue.
 791          */
 792         if (hrtimer_try_to_cancel(timer) < 0)
 793                 return TIMER_RETRY;
 794
 795         timr->it_requeue_pending = (timr->it_requeue_pending + 2) &
 796                 ~REQUEUE_PENDING;
 797         timr->it_overrun_last = 0;
 798
 799         /* switch off the timer when it_value is zero */
 800         if (!new_setting->it_value.tv_sec && !new_setting->it_value.tv_nsec)
 801                 return 0;
 802
 803         mode = flags & TIMER_ABSTIME ? HRTIMER_MODE_ABS : HRTIMER_MODE_REL;
 804         hrtimer_init(&timr->it.real.timer, timr->it_clock, mode);
 805         timr->it.real.timer.function = posix_timer_fn;
 806
 807         hrtimer_set_expires(timer, timespec_to_ktime(new_setting->it_value));
 808
 809         /* Convert interval */
 810         timr->it.real.interval = timespec_to_ktime(new_setting->it_interval);
 811
 812         /* SIGEV_NONE timers are not queued ! See common_timer_get */
 813         if (((timr->it_sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) == SIGEV_NONE)) {
 814                 /* Setup correct expiry time for relative timers */
 815                 if (mode == HRTIMER_MODE_REL) {
 816                         hrtimer_add_expires(timer, timer->base->get_time());
 817                 }
 818                 return 0;
 819         }
 820
 821         hrtimer_start_expires(timer, mode);
 822         return 0;
 823 }
 824
 825 /* Set a POSIX.1b interval timer */
 826 SYSCALL_DEFINE4(timer_settime, timer_t, timer_id, int, flags,
 827                 const struct itimerspec __user *, new_setting,
 828                 struct itimerspec __user *, old_setting)
 829 {
 830         struct k_itimer *timr;
 831         struct itimerspec new_spec, old_spec;
 832         int error = 0;
 833         unsigned long flag;
 834         struct itimerspec *rtn = old_setting ? &old_spec : NULL;
 835         struct k_clock *kc;
 836
 837         if (!new_setting)
 838                 return -EINVAL;
 839
 840         if (copy_from_user(&new_spec, new_setting, sizeof (new_spec)))
 841                 return -EFAULT;
 842
 843         if (!timespec_valid(&new_spec.it_interval) ||
 844             !timespec_valid(&new_spec.it_value))
 845                 return -EINVAL;
 846 retry:
 847         timr = lock_timer(timer_id, &flag);
 848         if (!timr)
 849                 return -EINVAL;
 850
 851         kc = clockid_to_kclock(timr->it_clock);
 852         if (WARN_ON_ONCE(!kc || !kc->timer_set))
 853                 error = -EINVAL;
 854         else
 855                 error = kc->timer_set(timr, flags, &new_spec, rtn);
 856
 857         unlock_timer(timr, flag);
 858         if (error == TIMER_RETRY) {
 859                 rtn = NULL;     // We already got the old time...
 860                 goto retry;
 861         }
 862
 863         if (old_setting && !error &&
 864             copy_to_user(old_setting, &old_spec, sizeof (old_spec)))
 865                 error = -EFAULT;
 866
 867         return error;
 868 }
 869
 870 static int common_timer_del(struct k_itimer *timer)
 871 {
 872         timer->it.real.interval.tv64 = 0;
 873
 874         if (hrtimer_try_to_cancel(&timer->it.real.timer) < 0)
 875                 return TIMER_RETRY;
 876         return 0;
 877 }
 878
 879 static inline int timer_delete_hook(struct k_itimer *timer)
 880 {
 881         struct k_clock *kc = clockid_to_kclock(timer->it_clock);
 882
 883         if (WARN_ON_ONCE(!kc || !kc->timer_del))
 884                 return -EINVAL;
 885         return kc->timer_del(timer);
 886 }
 887
 888 /* Delete a POSIX.1b interval timer. */
 889 SYSCALL_DEFINE1(timer_delete, timer_t, timer_id)
 890 {
 891         struct k_itimer *timer;
 892         unsigned long flags;
 893
 894 retry_delete:
 895         timer = lock_timer(timer_id, &flags);
 896         if (!timer)
 897                 return -EINVAL;
 898
 899         if (timer_delete_hook(timer) == TIMER_RETRY) {
 900                 unlock_timer(timer, flags);
 901                 goto retry_delete;
 902         }
 903
 904         spin_lock(&current->sighand->siglock);
 905         list_del(&timer->list);
 906         spin_unlock(&current->sighand->siglock);
 907         /*
 908          * This keeps any tasks waiting on the spin lock from thinking
 909          * they got something (see the lock code above).
 910          */
 911         timer->it_signal = NULL;
 912
 913         unlock_timer(timer, flags);
 914         release_posix_timer(timer, IT_ID_SET);
 915         return 0;
 916 }
 917
 918 /*
 919  * return timer owned by the process, used by exit_itimers
 920  */
 921 static void itimer_delete(struct k_itimer *timer)
 922 {
 923         unsigned long flags;
 924
 925 retry_delete:
 926         spin_lock_irqsave(&timer->it_lock, flags);
 927
 928         if (timer_delete_hook(timer) == TIMER_RETRY) {
 929                 unlock_timer(timer, flags);
 930                 goto retry_delete;
 931         }
 932         list_del(&timer->list);
 933         /*
 934          * This keeps any tasks waiting on the spin lock from thinking
 935          * they got something (see the lock code above).
 936          */
 937         timer->it_signal = NULL;
 938
 939         unlock_timer(timer, flags);
 940         release_posix_timer(timer, IT_ID_SET);
 941 }
 942
 943 /*
 944  * This is called by do_exit or de_thread, only when there are no more
 945  * references to the shared signal_struct.
 946  */
 947 void exit_itimers(struct signal_struct *sig)
 948 {
 949         struct k_itimer *tmr;
 950
 951         while (!list_empty(&sig->posix_timers)) {
 952                 tmr = list_entry(sig->posix_timers.next, struct k_itimer, list);
 953                 itimer_delete(tmr);
 954         }
 955 }
 956
 957 SYSCALL_DEFINE2(clock_settime, const clockid_t, which_clock,
 958                 const struct timespec __user *, tp)
 959 {
 960         struct k_clock *kc = clockid_to_kclock(which_clock);
 961         struct timespec new_tp;
 962
 963         if (!kc || !kc->clock_set)
 964                 return -EINVAL;
 965
 966         if (copy_from_user(&new_tp, tp, sizeof (*tp)))
 967                 return -EFAULT;
 968
 969         return kc->clock_set(which_clock, &new_tp);
 970 }
 971
 972 SYSCALL_DEFINE2(clock_gettime, const clockid_t, which_clock,
 973                 struct timespec __user *,tp)
 974 {
 975         struct k_clock *kc = clockid_to_kclock(which_clock);
 976         struct timespec kernel_tp;
 977         int error;
 978
 979         if (!kc)
 980                 return -EINVAL;
 981
 982         error = kc->clock_get(which_clock, &kernel_tp);
 983
 984         if (!error && copy_to_user(tp, &kernel_tp, sizeof (kernel_tp)))
 985                 error = -EFAULT;
 986
 987         return error;
 988 }
 989
 990 SYSCALL_DEFINE2(clock_adjtime, const clockid_t, which_clock,
 991                 struct timex __user *, utx)
 992 {
 993         struct k_clock *kc = clockid_to_kclock(which_clock);
 994         struct timex ktx;
 995         int err;
 996
 997         if (!kc)
 998                 return -EINVAL;
 999         if (!kc->clock_adj)
1000                 return -EOPNOTSUPP;
1001
1002         if (copy_from_user(&ktx, utx, sizeof(ktx)))
1003                 return -EFAULT;
1004
1005         err = kc->clock_adj(which_clock, &ktx);
1006
1007         if (err >= 0 && copy_to_user(utx, &ktx, sizeof(ktx)))
1008                 return -EFAULT;
1009
1010         return err;
1011 }
1012
1013 SYSCALL_DEFINE2(clock_getres, const clockid_t, which_clock,
1014                 struct timespec __user *, tp)
1015 {
1016         struct k_clock *kc = clockid_to_kclock(which_clock);
1017         struct timespec rtn_tp;
1018         int error;
1019
1020         if (!kc)
1021                 return -EINVAL;
1022
1023         error = kc->clock_getres(which_clock, &rtn_tp);
1024
1025         if (!error && tp && copy_to_user(tp, &rtn_tp, sizeof (rtn_tp)))
1026                 error = -EFAULT;
1027
1028         return error;
1029 }
1030
1031 /*
1032  * nanosleep for monotonic and realtime clocks
1033  */
1034 static int common_nsleep(const clockid_t which_clock, int flags,
1035                          struct timespec *tsave, struct timespec __user *rmtp)
1036 {
1037         return hrtimer_nanosleep(tsave, rmtp, flags & TIMER_ABSTIME ?
1038                                  HRTIMER_MODE_ABS : HRTIMER_MODE_REL,
1039                                  which_clock);
1040 }
1041
1042 SYSCALL_DEFINE4(clock_nanosleep, const clockid_t, which_clock, int, flags,
1043                 const struct timespec __user *, rqtp,
1044                 struct timespec __user *, rmtp)
1045 {
1046         struct k_clock *kc = clockid_to_kclock(which_clock);
1047         struct timespec t;
1048
1049         if (!kc)
1050                 return -EINVAL;
1051         if (!kc->nsleep)
1052                 return -ENANOSLEEP_NOTSUP;
1053
1054         if (copy_from_user(&t, rqtp, sizeof (struct timespec)))
1055                 return -EFAULT;
1056
1057         if (!timespec_valid(&t))
1058                 return -EINVAL;
1059
1060         return kc->nsleep(which_clock, flags, &t, rmtp);
1061 }
1062
1063 /*
1064  * This will restart clock_nanosleep. This is required only by
1065  * compat_clock_nanosleep_restart for now.
1066  */
1067 long clock_nanosleep_restart(struct restart_block *restart_block)
1068 {
1069         clockid_t which_clock = restart_block->nanosleep.clockid;
1070         struct k_clock *kc = clockid_to_kclock(which_clock);
1071
1072         if (WARN_ON_ONCE(!kc || !kc->nsleep_restart))
1073                 return -EINVAL;
1074
1075         return kc->nsleep_restart(restart_block);
1076 }