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 }
 268
 269 /*
 270  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rw_mutex
 271  * is not held.
 272  */
 273 static inline struct sem_array *sem_obtain_lock(struct ipc_namespace *ns,
 274                         int id, struct sembuf *sops, int nsops, int *locknum)
 275 {
 276         struct kern_ipc_perm *ipcp;
 277         struct sem_array *sma;
 278
 279         rcu_read_lock();
 280         ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
 281         if (IS_ERR(ipcp)) {
 282                 sma = ERR_CAST(ipcp);
 283                 goto err;
 284         }
 285
 286         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 287         *locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
 288
 289         /* ipc_rmid() may have already freed the ID while sem_lock
 290          * was spinning: verify that the structure is still valid
 291          */
 292         if (!ipcp->deleted)
 293                 return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 294
 295         sem_unlock(sma, *locknum);
 296         sma = ERR_PTR(-EINVAL);
 297 err:
 298         rcu_read_unlock();
 299         return sma;
 300 }
 301
 302 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
 303 {
 304         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object(&sem_ids(ns), id);
 305
 306         if (IS_ERR(ipcp))
 307                 return ERR_CAST(ipcp);
 308
 309         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 310 }
 311
 312 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
 313                                                         int id)
 314 {
 315         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
 316
 317         if (IS_ERR(ipcp))
 318                 return ERR_CAST(ipcp);
 319
 320         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 321 }
 322
 323 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
 324 {
 325         rcu_read_lock();
 326         sem_lock(sma, NULL, -1);
 327         ipc_rcu_putref(sma);
 328 }
 329
 330 static inline void sem_putref(struct sem_array *sma)
 331 {
 332         ipc_rcu_putref(sma);
 333 }
 334
 335 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
 336 {
 337         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
 338 }
 339
 340 /*
 341  * Lockless wakeup algorithm:
 342  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
 343  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
 344  * - wakeup is performed by
 345  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
 346  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
 347  *        This is the notification for the blocked thread that a
 348  *        result value is imminent.
 349  *      * call wake_up_process
 350  *      * set queue.status to the final value.
 351  * - the previously blocked thread checks queue.status:
 352  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
 353  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
 354  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
 355  *        performing any operation on the sem array.
 356  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
 357  *
 358  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
 359  * races:
 360  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
 361  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
 362  *   before update_queue had a chance to set queue.status
 363  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
 364  *   blocked process is woken up by a signal between writing
 365  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
 366  *   process could return from semtimedop and die by calling
 367  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
 368  *   will oops, because the task structure is already invalid.
 369  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
 370  *
 371  */
 372 #define IN_WAKEUP       1
 373
 374 /**
 375  * newary - Create a new semaphore set
 376  * @ns: namespace
 377  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
 378  *
 379  * Called with sem_ids.rw_mutex held (as a writer)
 380  */
 381
 382 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
 383 {
 384         int id;
 385         int retval;
 386         struct sem_array *sma;
 387         int size;
 388         key_t key = params->key;
 389         int nsems = params->u.nsems;
 390         int semflg = params->flg;
 391         int i;
 392
 393         if (!nsems)
 394                 return -EINVAL;
 395         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
 396                 return -ENOSPC;
 397
 398         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
 399         sma = ipc_rcu_alloc(size);
 400         if (!sma) {
 401                 return -ENOMEM;
 402         }
 403         memset (sma, 0, size);
 404
 405         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
 406         sma->sem_perm.key = key;
 407
 408         sma->sem_perm.security = NULL;
 409         retval = security_sem_alloc(sma);
 410         if (retval) {
 411                 ipc_rcu_putref(sma);
 412                 return retval;
 413         }
 414
 415         id = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
 416         if (id < 0) {
 417                 security_sem_free(sma);
 418                 ipc_rcu_putref(sma);
 419                 return id;
 420         }
 421         ns->used_sems += nsems;
 422
 423         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
 424
 425         for (i = 0; i < nsems; i++) {
 426                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_base[i].sem_pending);
 427                 spin_lock_init(&sma->sem_base[i].lock);
 428         }
 429
 430         sma->complex_count = 0;
 431         INIT_LIST_HEAD(&sma->sem_pending);
 432         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
 433         sma->sem_nsems = nsems;
 434         sma->sem_ctime = get_seconds();
 435         sem_unlock(sma, -1);
 436         rcu_read_unlock();
 437
 438         return sma->sem_perm.id;
 439 }
 440
 441
 442 /*
 443  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
 444  */
 445 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
 446 {
 447         struct sem_array *sma;
 448
 449         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 450         return security_sem_associate(sma, semflg);
 451 }
 452
 453 /*
 454  * Called with sem_ids.rw_mutex and ipcp locked.
 455  */
 456 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
 457                                 struct ipc_params *params)
 458 {
 459         struct sem_array *sma;
 460
 461         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 462         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
 463                 return -EINVAL;
 464
 465         return 0;
 466 }
 467
 468 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
 469 {
 470         struct ipc_namespace *ns;
 471         struct ipc_ops sem_ops;
 472         struct ipc_params sem_params;
 473
 474         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
 475
 476         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
 477                 return -EINVAL;
 478
 479         sem_ops.getnew = newary;
 480         sem_ops.associate = sem_security;
 481         sem_ops.more_checks = sem_more_checks;
 482
 483         sem_params.key = key;
 484         sem_params.flg = semflg;
 485         sem_params.u.nsems = nsems;
 486
 487         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
 488 }
 489
 490 /*
 491  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
 492  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
 493  */
 494
 495 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
 496                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
 497 {
 498         int result, sem_op;
 499         struct sembuf *sop;
 500         struct sem * curr;
 501
 502         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
 503                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
 504                 sem_op = sop->sem_op;
 505                 result = curr->semval;
 506
 507                 if (!sem_op && result)
 508                         goto would_block;
 509
 510                 result += sem_op;
 511                 if (result < 0)
 512                         goto would_block;
 513                 if (result > SEMVMX)
 514                         goto out_of_range;
 515                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
 516                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
 517                         /*
 518                          *      Exceeding the undo range is an error.
 519                          */
 520                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
 521                                 goto out_of_range;
 522                 }
 523                 curr->semval = result;
 524         }
 525
 526         sop--;
 527         while (sop >= sops) {
 528                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
 529                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
 530                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
 531                 sop--;
 532         }
 533
 534         return 0;
 535
 536 out_of_range:
 537         result = -ERANGE;
 538         goto undo;
 539
 540 would_block:
 541         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
 542                 result = -EAGAIN;
 543         else
 544                 result = 1;
 545
 546 undo:
 547         sop--;
 548         while (sop >= sops) {
 549                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
 550                 sop--;
 551         }
 552
 553         return result;
 554 }
 555
 556 /** wake_up_sem_queue_prepare(q, error): Prepare wake-up
 557  * @q: queue entry that must be signaled
 558  * @error: Error value for the signal
 559  *
 560  * Prepare the wake-up of the queue entry q.
 561  */
 562 static void wake_up_sem_queue_prepare(struct list_head *pt,
 563                                 struct sem_queue *q, int error)
 564 {
 565         if (list_empty(pt)) {
 566                 /*
 567                  * Hold preempt off so that we don't get preempted and have the
 568                  * wakee busy-wait until we're scheduled back on.
 569                  */
 570                 preempt_disable();
 571         }
 572         q->status = IN_WAKEUP;
 573         q->pid = error;
 574
 575         list_add_tail(&q->list, pt);
 576 }
 577
 578 /**
 579  * wake_up_sem_queue_do(pt) - do the actual wake-up
 580  * @pt: list of tasks to be woken up
 581  *
 582  * Do the actual wake-up.
 583  * The function is called without any locks held, thus the semaphore array
 584  * could be destroyed already and the tasks can disappear as soon as the
 585  * status is set to the actual return code.
 586  */
 587 static void wake_up_sem_queue_do(struct list_head *pt)
 588 {
 589         struct sem_queue *q, *t;
 590         int did_something;
 591
 592         did_something = !list_empty(pt);
 593         list_for_each_entry_safe(q, t, pt, list) {
 594                 wake_up_process(q->sleeper);
 595                 /* q can disappear immediately after writing q->status. */
 596                 smp_wmb();
 597                 q->status = q->pid;
 598         }
 599         if (did_something)
 600                 preempt_enable();
 601 }
 602
 603 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
 604 {
 605         list_del(&q->list);
 606         if (q->nsops > 1)
 607                 sma->complex_count--;
 608 }
 609
 610 /** check_restart(sma, q)
 611  * @sma: semaphore array
 612  * @q: the operation that just completed
 613  *
 614  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
 615  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
 616  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
 617  * was completed.
 618  */
 619 static int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
 620 {
 621         struct sem *curr;
 622         struct sem_queue *h;
 623
 624         /* if the operation didn't modify the array, then no restart */
 625         if (q->alter == 0)
 626                 return 0;
 627
 628         /* pending complex operations are too difficult to analyse */
 629         if (sma->complex_count)
 630                 return 1;
 631
 632         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
 633         if (q->nsops > 1)
 634                 return 1;
 635
 636         curr = sma->sem_base + q->sops[0].sem_num;
 637
 638         /* No-one waits on this queue */
 639         if (list_empty(&curr->sem_pending))
 640                 return 0;
 641
 642         /* the new semaphore value */
 643         if (curr->semval) {
 644                 /* It is impossible that someone waits for the new value:
 645                  * - q is a previously sleeping simple operation that
 646                  *   altered the array. It must be a decrement, because
 647                  *   simple increments never sleep.
 648                  * - The value is not 0, thus wait-for-zero won't proceed.
 649                  * - If there are older (higher priority) decrements
 650                  *   in the queue, then they have observed the original
 651                  *   semval value and couldn't proceed. The operation
 652                  *   decremented to value - thus they won't proceed either.
 653                  */
 654                 BUG_ON(q->sops[0].sem_op >= 0);
 655                 return 0;
 656         }
 657         /*
 658          * semval is 0. Check if there are wait-for-zero semops.
 659          * They must be the first entries in the per-semaphore queue
 660          */
 661         h = list_first_entry(&curr->sem_pending, struct sem_queue, list);
 662         BUG_ON(h->nsops != 1);
 663         BUG_ON(h->sops[0].sem_num != q->sops[0].sem_num);
 664
 665         /* Yes, there is a wait-for-zero semop. Restart */
 666         if (h->sops[0].sem_op == 0)
 667                 return 1;
 668
 669         /* Again - no-one is waiting for the new value. */
 670         return 0;
 671 }
 672
 673
 674 /**
 675  * update_queue(sma, semnum): Look for tasks that can be completed.
 676  * @sma: semaphore array.
 677  * @semnum: semaphore that was modified.
 678  * @pt: list head for the tasks that must be woken up.
 679  *
 680  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
 681  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
 682  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
 683  * semaphore.
 684  * The tasks that must be woken up are added to @pt. The return code
 685  * is stored in q->pid.
 686  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
 687  */
 688 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct list_head *pt)
 689 {
 690         struct sem_queue *q;
 691         struct list_head *walk;
 692         struct list_head *pending_list;
 693         int semop_completed = 0;
 694
 695         if (semnum == -1)
 696                 pending_list = &sma->sem_pending;
 697         else
 698                 pending_list = &sma->sem_base[semnum].sem_pending;
 699
 700 again:
 701         walk = pending_list->next;
 702         while (walk != pending_list) {
 703                 int error, restart;
 704
 705                 q = container_of(walk, struct sem_queue, list);
 706                 walk = walk->next;
 707
 708                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
 709                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
 710                  * necessary to scan the "alter" entries: simple increments
 711                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
 712                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
 713                  * cannot be successful if the value is already 0.
 714                  */
 715                 if (semnum != -1 && sma->sem_base[semnum].semval == 0 &&
 716                                 q->alter)
 717                         break;
 718
 719                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
 720                                          q->undo, q->pid);
 721
 722                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
 723                 if (error > 0)
 724                         continue;
 725
 726                 unlink_queue(sma, q);
 727
 728                 if (error) {
 729                         restart = 0;
 730                 } else {
 731                         semop_completed = 1;
 732                         restart = check_restart(sma, q);
 733                 }
 734
 735                 wake_up_sem_queue_prepare(pt, q, error);
 736                 if (restart)
 737                         goto again;
 738         }
 739         return semop_completed;
 740 }
 741
 742 /**
 743  * do_smart_update(sma, sops, nsops, otime, pt) - optimized update_queue
 744  * @sma: semaphore array
 745  * @sops: operations that were performed
 746  * @nsops: number of operations
 747  * @otime: force setting otime
 748  * @pt: list head of the tasks that must be woken up.
 749  *
 750  * do_smart_update() does the required called to update_queue, based on the
 751  * actual changes that were performed on the semaphore array.
 752  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
 753  * responsible for calling wake_up_sem_queue_do(@pt).
 754  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
 755  */
 756 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
 757                         int otime, struct list_head *pt)
 758 {
 759         int i;
 760
 761         if (sma->complex_count || sops == NULL) {
 762                 if (update_queue(sma, -1, pt))
 763                         otime = 1;
 764         }
 765
 766         if (!sops) {
 767                 /* No semops; something special is going on. */
 768                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
 769                         if (update_queue(sma, i, pt))
 770                                 otime = 1;
 771                 }
 772                 goto done;
 773         }
 774
 775         /* Check the semaphores that were modified. */
 776         for (i = 0; i < nsops; i++) {
 777                 if (sops[i].sem_op > 0 ||
 778                         (sops[i].sem_op < 0 &&
 779                                 sma->sem_base[sops[i].sem_num].semval == 0))
 780                         if (update_queue(sma, sops[i].sem_num, pt))
 781                                 otime = 1;
 782         }
 783 done:
 784         if (otime)
 785                 sma->sem_otime = get_seconds();
 786 }
 787
 788
 789 /* The following counts are associated to each semaphore:
 790  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
 791  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
 792  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
 793  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
 794  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
 795  * The counts we return here are a rough approximation, but still
 796  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
 797  */
 798 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
 799 {
 800         int semncnt;
 801         struct sem_queue * q;
 802
 803         semncnt = 0;
 804         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
 805                 struct sembuf * sops = q->sops;
 806                 int nsops = q->nsops;
 807                 int i;
 808                 for (i = 0; i < nsops; i++)
 809                         if (sops[i].sem_num == semnum
 810                             && (sops[i].sem_op < 0)
 811                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
 812                                 semncnt++;
 813         }
 814         return semncnt;
 815 }
 816
 817 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
 818 {
 819         int semzcnt;
 820         struct sem_queue * q;
 821
 822         semzcnt = 0;
 823         list_for_each_entry(q, &sma->sem_pending, list) {
 824                 struct sembuf * sops = q->sops;
 825                 int nsops = q->nsops;
 826                 int i;
 827                 for (i = 0; i < nsops; i++)
 828                         if (sops[i].sem_num == semnum
 829                             && (sops[i].sem_op == 0)
 830                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
 831                                 semzcnt++;
 832         }
 833         return semzcnt;
 834 }
 835
 836 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rw_mutex locked
 837  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rw_mutex
 838  * remains locked on exit.
 839  */
 840 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
 841 {
 842         struct sem_undo *un, *tu;
 843         struct sem_queue *q, *tq;
 844         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
 845         struct list_head tasks;
 846         int i;
 847
 848         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
 849         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
 850         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
 851                 list_del(&un->list_id);
 852                 spin_lock(&un->ulp->lock);
 853                 un->semid = -1;
 854                 list_del_rcu(&un->list_proc);
 855                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
 856                 kfree_rcu(un, rcu);
 857         }
 858
 859         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
 860         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
 861         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->sem_pending, list) {
 862                 unlink_queue(sma, q);
 863                 wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
 864         }
 865         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
 866                 struct sem *sem = sma->sem_base + i;
 867                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->sem_pending, list) {
 868                         unlink_queue(sma, q);
 869                         wake_up_sem_queue_prepare(&tasks, q, -EIDRM);
 870                 }
 871         }
 872
 873         /* Remove the semaphore set from the IDR */
 874         sem_rmid(ns, sma);
 875         sem_unlock(sma, -1);
 876         rcu_read_unlock();
 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         rcu_read_unlock();
1059         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1060         return 0;
1061 }
1062
1063 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1064                 int cmd, void __user *p)
1065 {
1066         struct sem_array *sma;
1067         struct sem* curr;
1068         int err, nsems;
1069         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1070         ushort* sem_io = fast_sem_io;
1071         struct list_head tasks;
1072
1073         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1074
1075         rcu_read_lock();
1076         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1077         if (IS_ERR(sma)) {
1078                 rcu_read_unlock();
1079                 return PTR_ERR(sma);
1080         }
1081
1082         nsems = sma->sem_nsems;
1083
1084         err = -EACCES;
1085         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm,
1086                         cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
1087                 rcu_read_unlock();
1088                 goto out_wakeup;
1089         }
1090
1091         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1092         if (err) {
1093                 rcu_read_unlock();
1094                 goto out_wakeup;
1095         }
1096
1097         err = -EACCES;
1098         switch (cmd) {
1099         case GETALL:
1100         {
1101                 ushort __user *array = p;
1102                 int i;
1103
1104                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1105                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1106                         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1107                                 sem_unlock(sma, -1);
1108                                 rcu_read_unlock();
1109                                 err = -EIDRM;
1110                                 goto out_free;
1111                         }
1112                         sem_unlock(sma, -1);
1113                         rcu_read_unlock();
1114                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1115                         if(sem_io == NULL) {
1116                                 sem_putref(sma);
1117                                 return -ENOMEM;
1118                         }
1119
1120                         sem_lock_and_putref(sma);
1121                         if (sma->sem_perm.deleted) {
1122                                 sem_unlock(sma, -1);
1123                                 rcu_read_unlock();
1124                                 err = -EIDRM;
1125                                 goto out_free;
1126                         }
1127                 }
1128                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1129                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
1130                 sem_unlock(sma, -1);
1131                 rcu_read_unlock();
1132                 err = 0;
1133                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1134                         err = -EFAULT;
1135                 goto out_free;
1136         }
1137         case SETALL:
1138         {
1139                 int i;
1140                 struct sem_undo *un;
1141
1142                 if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1143                         rcu_read_unlock();
1144                         return -EIDRM;
1145                 }
1146                 rcu_read_unlock();
1147
1148                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
1149                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
1150                         if(sem_io == NULL) {
1151                                 sem_putref(sma);
1152                                 return -ENOMEM;
1153                         }
1154                 }
1155
1156                 if (copy_from_user (sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1157                         sem_putref(sma);
1158                         err = -EFAULT;
1159                         goto out_free;
1160                 }
1161
1162                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1163                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1164                                 sem_putref(sma);
1165                                 err = -ERANGE;
1166                                 goto out_free;
1167                         }
1168                 }
1169                 sem_lock_and_putref(sma);
1170                 if (sma->sem_perm.deleted) {
1171                         sem_unlock(sma, -1);
1172                         rcu_read_unlock();
1173                         err = -EIDRM;
1174                         goto out_free;
1175                 }
1176
1177                 for (i = 0; i < nsems; i++)
1178                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
1179
1180                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1181                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1182                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1183                                 un->semadj[i] = 0;
1184                 }
1185                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1186                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1187                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &tasks);
1188                 err = 0;
1189                 goto out_unlock;
1190         }
1191         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1192         }
1193         err = -EINVAL;
1194         if (semnum < 0 || semnum >= nsems) {
1195                 rcu_read_unlock();
1196                 goto out_wakeup;
1197         }
1198
1199         sem_lock(sma, NULL, -1);
1200         curr = &sma->sem_base[semnum];
1201
1202         switch (cmd) {
1203         case GETVAL:
1204                 err = curr->semval;
1205                 goto out_unlock;
1206         case GETPID:
1207                 err = curr->sempid;
1208                 goto out_unlock;
1209         case GETNCNT:
1210                 err = count_semncnt(sma,semnum);
1211                 goto out_unlock;
1212         case GETZCNT:
1213                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
1214                 goto out_unlock;
1215         }
1216
1217 out_unlock:
1218         sem_unlock(sma, -1);
1219         rcu_read_unlock();
1220 out_wakeup:
1221         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1222 out_free:
1223         if(sem_io != fast_sem_io)
1224                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
1225         return err;
1226 }
1227
1228 static inline unsigned long
1229 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1230 {
1231         switch(version) {
1232         case IPC_64:
1233                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1234                         return -EFAULT;
1235                 return 0;
1236         case IPC_OLD:
1237             {
1238                 struct semid_ds tbuf_old;
1239
1240                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1241                         return -EFAULT;
1242
1243                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1244                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1245                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1246
1247                 return 0;
1248             }
1249         default:
1250                 return -EINVAL;
1251         }
1252 }
1253
1254 /*
1255  * This function handles some semctl commands which require the rw_mutex
1256  * to be held in write mode.
1257  * NOTE: no locks must be held, the rw_mutex is taken inside this function.
1258  */
1259 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1260                        int cmd, int version, void __user *p)
1261 {
1262         struct sem_array *sma;
1263         int err;
1264         struct semid64_ds semid64;
1265         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1266
1267         if(cmd == IPC_SET) {
1268                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1269                         return -EFAULT;
1270         }
1271
1272         ipcp = ipcctl_pre_down_nolock(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1273                                       &semid64.sem_perm, 0);
1274         if (IS_ERR(ipcp))
1275                 return PTR_ERR(ipcp);
1276
1277         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1278
1279         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1280         if (err) {
1281                 rcu_read_unlock();
1282                 goto out_unlock;
1283         }
1284
1285         switch(cmd){
1286         case IPC_RMID:
1287                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1288                 freeary(ns, ipcp);
1289                 goto out_up;
1290         case IPC_SET:
1291                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1292                 err = ipc_update_perm(&semid64.sem_perm, ipcp);
1293                 if (err)
1294                         goto out_unlock;
1295                 sma->sem_ctime = get_seconds();
1296                 break;
1297         default:
1298                 rcu_read_unlock();
1299                 err = -EINVAL;
1300                 goto out_up;
1301         }
1302
1303 out_unlock:
1304         sem_unlock(sma, -1);
1305         rcu_read_unlock();
1306 out_up:
1307         up_write(&sem_ids(ns).rw_mutex);
1308         return err;
1309 }
1310
1311 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1312 {
1313         int version;
1314         struct ipc_namespace *ns;
1315         void __user *p = (void __user *)arg;
1316
1317         if (semid < 0)
1318                 return -EINVAL;
1319
1320         version = ipc_parse_version(&cmd);
1321         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1322
1323         switch(cmd) {
1324         case IPC_INFO:
1325         case SEM_INFO:
1326         case IPC_STAT:
1327         case SEM_STAT:
1328                 return semctl_nolock(ns, semid, cmd, version, p);
1329         case GETALL:
1330         case GETVAL:
1331         case GETPID:
1332         case GETNCNT:
1333         case GETZCNT:
1334         case SETALL:
1335                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1336         case SETVAL:
1337                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1338         case IPC_RMID:
1339         case IPC_SET:
1340                 return semctl_down(ns, semid, cmd, version, p);
1341         default:
1342                 return -EINVAL;
1343         }
1344 }
1345
1346 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1347  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1348  * and current is THE ONE
1349  *
1350  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1351  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1352  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1353  * at exit time.
1354  *
1355  * This can block, so callers must hold no locks.
1356  */
1357 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1358 {
1359         struct sem_undo_list *undo_list;
1360
1361         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1362         if (!undo_list) {
1363                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1364                 if (undo_list == NULL)
1365                         return -ENOMEM;
1366                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1367                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
1368                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1369
1370                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1371         }
1372         *undo_listp = undo_list;
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1377 {
1378         struct sem_undo *un;
1379
1380         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
1381                 if (un->semid == semid)
1382                         return un;
1383         }
1384         return NULL;
1385 }
1386
1387 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1388 {
1389         struct sem_undo *un;
1390
1391         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1392
1393         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1394         if (un) {
1395                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1396                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1397         }
1398         return un;
1399 }
1400
1401 /**
1402  * find_alloc_undo - Lookup (and if not present create) undo array
1403  * @ns: namespace
1404  * @semid: semaphore array id
1405  *
1406  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1407  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1408  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1409  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1410  * performs a rcu_read_lock().
1411  */
1412 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1413 {
1414         struct sem_array *sma;
1415         struct sem_undo_list *ulp;
1416         struct sem_undo *un, *new;
1417         int nsems, error;
1418
1419         error = get_undo_list(&ulp);
1420         if (error)
1421                 return ERR_PTR(error);
1422
1423         rcu_read_lock();
1424         spin_lock(&ulp->lock);
1425         un = lookup_undo(ulp, semid);
1426         spin_unlock(&ulp->lock);
1427         if (likely(un!=NULL))
1428                 goto out;
1429
1430         /* no undo structure around - allocate one. */
1431         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1432         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1433         if (IS_ERR(sma)) {
1434                 rcu_read_unlock();
1435                 return ERR_CAST(sma);
1436         }
1437
1438         nsems = sma->sem_nsems;
1439         if (!ipc_rcu_getref(sma)) {
1440                 rcu_read_unlock();
1441                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1442                 goto out;
1443         }
1444         rcu_read_unlock();
1445
1446         /* step 2: allocate new undo structure */
1447         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1448         if (!new) {
1449                 sem_putref(sma);
1450                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1451         }
1452
1453         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1454         /* This also does the rcu_read_lock() */
1455         sem_lock_and_putref(sma);
1456         if (sma->sem_perm.deleted) {
1457                 sem_unlock(sma, -1);
1458                 rcu_read_unlock();
1459                 kfree(new);
1460                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1461                 goto out;
1462         }
1463         spin_lock(&ulp->lock);
1464
1465         /*
1466          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1467          */
1468         un = lookup_undo(ulp, semid);
1469         if (un) {
1470                 kfree(new);
1471                 goto success;
1472         }
1473         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1474         new->semadj = (short *) &new[1];
1475         new->ulp = ulp;
1476         new->semid = semid;
1477         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1478         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1479         assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1480         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1481         un = new;
1482
1483 success:
1484         spin_unlock(&ulp->lock);
1485         sem_unlock(sma, -1);
1486 out:
1487         return un;
1488 }
1489
1490
1491 /**
1492  * get_queue_result - Retrieve the result code from sem_queue
1493  * @q: Pointer to queue structure
1494  *
1495  * Retrieve the return code from the pending queue. If IN_WAKEUP is found in
1496  * q->status, then we must loop until the value is replaced with the final
1497  * value: This may happen if a task is woken up by an unrelated event (e.g.
1498  * signal) and in parallel the task is woken up by another task because it got
1499  * the requested semaphores.
1500  *
1501  * The function can be called with or without holding the semaphore spinlock.
1502  */
1503 static int get_queue_result(struct sem_queue *q)
1504 {
1505         int error;
1506
1507         error = q->status;
1508         while (unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1509                 cpu_relax();
1510                 error = q->status;
1511         }
1512
1513         return error;
1514 }
1515
1516
1517 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1518                 unsigned, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
1519 {
1520         int error = -EINVAL;
1521         struct sem_array *sma;
1522         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1523         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1524         struct sem_undo *un;
1525         int undos = 0, alter = 0, max, locknum;
1526         struct sem_queue queue;
1527         unsigned long jiffies_left = 0;
1528         struct ipc_namespace *ns;
1529         struct list_head tasks;
1530
1531         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1532
1533         if (nsops < 1 || semid < 0)
1534                 return -EINVAL;
1535         if (nsops > ns->sc_semopm)
1536                 return -E2BIG;
1537         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1538                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1539                 if(sops==NULL)
1540                         return -ENOMEM;
1541         }
1542         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1543                 error=-EFAULT;
1544                 goto out_free;
1545         }
1546         if (timeout) {
1547                 struct timespec _timeout;
1548                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1549                         error = -EFAULT;
1550                         goto out_free;
1551                 }
1552                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1553                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1554                         error = -EINVAL;
1555                         goto out_free;
1556                 }
1557                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1558         }
1559         max = 0;
1560         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1561                 if (sop->sem_num >= max)
1562                         max = sop->sem_num;
1563                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1564                         undos = 1;
1565                 if (sop->sem_op != 0)
1566                         alter = 1;
1567         }
1568
1569         INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1570
1571         if (undos) {
1572                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
1573                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1574                 if (IS_ERR(un)) {
1575                         error = PTR_ERR(un);
1576                         goto out_free;
1577                 }
1578         } else {
1579                 un = NULL;
1580                 rcu_read_lock();
1581         }
1582
1583         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1584         if (IS_ERR(sma)) {
1585                 rcu_read_unlock();
1586                 error = PTR_ERR(sma);
1587                 goto out_free;
1588         }
1589
1590         error = -EFBIG;
1591         if (max >= sma->sem_nsems) {
1592                 rcu_read_unlock();
1593                 goto out_wakeup;
1594         }
1595
1596         error = -EACCES;
1597         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
1598                 rcu_read_unlock();
1599                 goto out_wakeup;
1600         }
1601
1602         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1603         if (error) {
1604                 rcu_read_unlock();
1605                 goto out_wakeup;
1606         }
1607
1608         /*
1609          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
1610          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1611          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
1612          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
1613          * "un" itself is guaranteed by rcu.
1614          */
1615         error = -EIDRM;
1616         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
1617         if (un && un->semid == -1)
1618                 goto out_unlock_free;
1619
1620         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, task_tgid_vnr(current));
1621         if (error <= 0) {
1622                 if (alter && error == 0)
1623                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &tasks);
1624
1625                 goto out_unlock_free;
1626         }
1627
1628         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1629          * task into the pending queue and go to sleep.
1630          */
1631
1632         queue.sops = sops;
1633         queue.nsops = nsops;
1634         queue.undo = un;
1635         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
1636         queue.alter = alter;
1637
1638         if (nsops == 1) {
1639                 struct sem *curr;
1640                 curr = &sma->sem_base[sops->sem_num];
1641
1642                 if (alter)
1643                         list_add_tail(&queue.list, &curr->sem_pending);
1644                 else
1645                         list_add(&queue.list, &curr->sem_pending);
1646         } else {
1647                 if (alter)
1648                         list_add_tail(&queue.list, &sma->sem_pending);
1649                 else
1650                         list_add(&queue.list, &sma->sem_pending);
1651                 sma->complex_count++;
1652         }
1653
1654         queue.status = -EINTR;
1655         queue.sleeper = current;
1656
1657 sleep_again:
1658         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1659         sem_unlock(sma, locknum);
1660         rcu_read_unlock();
1661
1662         if (timeout)
1663                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1664         else
1665                 schedule();
1666
1667         error = get_queue_result(&queue);
1668
1669         if (error != -EINTR) {
1670                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1671                  * resources.
1672                  * Perform a smp_mb(): User space could assume that semop()
1673                  * is a memory barrier: Without the mb(), the cpu could
1674                  * speculatively read in user space stale data that was
1675                  * overwritten by the previous owner of the semaphore.
1676                  */
1677                 smp_mb();
1678
1679                 goto out_free;
1680         }
1681
1682         sma = sem_obtain_lock(ns, semid, sops, nsops, &locknum);
1683
1684         /*
1685          * Wait until it's guaranteed that no wakeup_sem_queue_do() is ongoing.
1686          */
1687         error = get_queue_result(&queue);
1688
1689         /*
1690          * Array removed? If yes, leave without sem_unlock().
1691          */
1692         if (IS_ERR(sma)) {
1693                 goto out_free;
1694         }
1695
1696
1697         /*
1698          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
1699          * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
1700          */
1701
1702         if (error != -EINTR) {
1703                 goto out_unlock_free;
1704         }
1705
1706         /*
1707          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1708          */
1709         if (timeout && jiffies_left == 0)
1710                 error = -EAGAIN;
1711
1712         /*
1713          * If the wakeup was spurious, just retry
1714          */
1715         if (error == -EINTR && !signal_pending(current))
1716                 goto sleep_again;
1717
1718         unlink_queue(sma, &queue);
1719
1720 out_unlock_free:
1721         sem_unlock(sma, locknum);
1722         rcu_read_unlock();
1723 out_wakeup:
1724         wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1725 out_free:
1726         if(sops != fast_sops)
1727                 kfree(sops);
1728         return error;
1729 }
1730
1731 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
1732                 unsigned, nsops)
1733 {
1734         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1735 }
1736
1737 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1738  * parent and child tasks.
1739  */
1740
1741 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1742 {
1743         struct sem_undo_list *undo_list;
1744         int error;
1745
1746         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1747                 error = get_undo_list(&undo_list);
1748                 if (error)
1749                         return error;
1750                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1751                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1752         } else
1753                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1754
1755         return 0;
1756 }
1757
1758 /*
1759  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1760  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1761  * so some of them may be out of date.
1762  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1763  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1764  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1765  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1766  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1767  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1768  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1769  */
1770 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1771 {
1772         struct sem_undo_list *ulp;
1773
1774         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
1775         if (!ulp)
1776                 return;
1777         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1778
1779         if (!atomic_dec_and_test(&ulp->refcnt))
1780                 return;
1781
1782         for (;;) {
1783                 struct sem_array *sma;
1784                 struct sem_undo *un;
1785                 struct list_head tasks;
1786                 int semid, i;
1787
1788                 rcu_read_lock();
1789                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
1790                                     struct sem_undo, list_proc);
1791                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc)
1792                         semid = -1;
1793                  else
1794                         semid = un->semid;
1795
1796                 if (semid == -1) {
1797                         rcu_read_unlock();
1798                         break;
1799                 }
1800
1801                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, un->semid);
1802                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
1803                 if (IS_ERR(sma)) {
1804                         rcu_read_unlock();
1805                         continue;
1806                 }
1807
1808                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1809                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
1810                 if (un == NULL) {
1811                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
1812                          * exactly the same semid. Nothing to do.
1813                          */
1814                         sem_unlock(sma, -1);
1815                         rcu_read_unlock();
1816                         continue;
1817                 }
1818
1819                 /* remove un from the linked lists */
1820                 assert_spin_locked(&sma->sem_perm.lock);
1821                 list_del(&un->list_id);
1822
1823                 spin_lock(&ulp->lock);
1824                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1825                 spin_unlock(&ulp->lock);
1826
1827                 /* perform adjustments registered in un */
1828                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1829                         struct sem * semaphore = &sma->sem_base[i];
1830                         if (un->semadj[i]) {
1831                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
1832                                 /*
1833                                  * Range checks of the new semaphore value,
1834                                  * not defined by sus:
1835                                  * - Some unices ignore the undo entirely
1836                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
1837                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
1838                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
1839                                  *
1840                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
1841                                  * and at SEMVMX.
1842                                  *
1843                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
1844                                  */
1845                                 if (semaphore->semval < 0)
1846                                         semaphore->semval = 0;
1847                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
1848                                         semaphore->semval = SEMVMX;
1849                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
1850                         }
1851                 }
1852                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1853                 INIT_LIST_HEAD(&tasks);
1854                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &tasks);
1855                 sem_unlock(sma, -1);
1856                 rcu_read_unlock();
1857                 wake_up_sem_queue_do(&tasks);
1858
1859                 kfree_rcu(un, rcu);
1860         }
1861         kfree(ulp);
1862 }
1863
1864 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1865 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
1866 {
1867         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
1868         struct sem_array *sma = it;
1869
1870         return seq_printf(s,
1871                           "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1872                           sma->sem_perm.key,
1873                           sma->sem_perm.id,
1874                           sma->sem_perm.mode,
1875                           sma->sem_nsems,
1876                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
1877                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
1878                           from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
1879                           from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
1880                           sma->sem_otime,
1881                           sma->sem_ctime);
1882 }
1883 #endif