ipc/sem.c

   1 /*
   2  * linux/ipc/sem.c
   3  * Copyright (C) 1992 Krishna Balasubramanian
   4  * Copyright (C) 1995 Eric Schenk, Bruno Haible
   5  *
   6  * IMPLEMENTATION NOTES ON CODE REWRITE (Eric Schenk, January 1995):
   7  * This code underwent a massive rewrite in order to solve some problems
   8  * with the original code. In particular the original code failed to
   9  * wake up processes that were waiting for semval to go to 0 if the
  10  * value went to 0 and was then incremented rapidly enough. In solving
  11  * this problem I have also modified the implementation so that it
  12  * processes pending operations in a FIFO manner, thus give a guarantee
  13  * that processes waiting for a lock on the semaphore won't starve
  14  * unless another locking process fails to unlock.
  15  * In addition the following two changes in behavior have been introduced:
  16  * - The original implementation of semop returned the value
  17  *   last semaphore element examined on success. This does not
  18  *   match the manual page specifications, and effectively
  19  *   allows the user to read the semaphore even if they do not
  20  *   have read permissions. The implementation now returns 0
  21  *   on success as stated in the manual page.
  22  * - There is some confusion over whether the set of undo adjustments
  23  *   to be performed at exit should be done in an atomic manner.
  24  *   That is, if we are attempting to decrement the semval should we queue
  25  *   up and wait until we can do so legally?
  26  *   The original implementation attempted to do this.
  27  *   The current implementation does not do so. This is because I don't
  28  *   think it is the right thing (TM) to do, and because I couldn't
  29  *   see a clean way to get the old behavior with the new design.
  30  *   The POSIX standard and SVID should be consulted to determine
  31  *   what behavior is mandated.
  32  *
  33  * Further notes on refinement (Christoph Rohland, December 1998):
  34  * - The POSIX standard says, that the undo adjustments simply should
  35  *   redo. So the current implementation is o.K.
  36  * - The previous code had two flaws:
  37  *   1) It actively gave the semaphore to the next waiting process
  38  *      sleeping on the semaphore. Since this process did not have the
  39  *      cpu this led to many unnecessary context switches and bad
  40  *      performance. Now we only check which process should be able to
  41  *      get the semaphore and if this process wants to reduce some
  42  *      semaphore value we simply wake it up without doing the
  43  *      operation. So it has to try to get it later. Thus e.g. the
  44  *      running process may reacquire the semaphore during the current
  45  *      time slice. If it only waits for zero or increases the semaphore,
  46  *      we do the operation in advance and wake it up.
  47  *   2) It did not wake up all zero waiting processes. We try to do
  48  *      better but only get the semops right which only wait for zero or
  49  *      increase. If there are decrement operations in the operations
  50  *      array we do the same as before.
  51  *
  52  * With the incarnation of O(1) scheduler, it becomes unnecessary to perform
  53  * check/retry algorithm for waking up blocked processes as the new scheduler
  54  * is better at handling thread switch than the old one.
  55  *
  56  * /proc/sysvipc/sem support (c) 1999 Dragos Acostachioaie <dragos@iname.com>
  57  *
  58  * SMP-threaded, sysctl's added
  59  * (c) 1999 Manfred Spraul <manfreds@colorfullife.com>
  60  * Enforced range limit on SEM_UNDO
  61  * (c) 2001 Red Hat Inc <alan@redhat.com>
  62  * Lockless wakeup
  63  * (c) 2003 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
  64  */
  65
  66 #include <linux/config.h>
  67 #include <linux/slab.h>
  68 #include <linux/spinlock.h>
  69 #include <linux/init.h>
  70 #include <linux/proc_fs.h>
  71 #include <linux/time.h>
  72 #include <linux/smp_lock.h>
  73 #include <linux/security.h>
  74 #include <asm/uaccess.h>
  75 #include "util.h"
  76
  77
  78 #define sem_lock(id)    ((struct sem_array*)ipc_lock(&sem_ids,id))
  79 #define sem_unlock(sma) ipc_unlock(&(sma)->sem_perm)
  80 #define sem_rmid(id)    ((struct sem_array*)ipc_rmid(&sem_ids,id))
  81 #define sem_checkid(sma, semid) \
  82         ipc_checkid(&sem_ids,&sma->sem_perm,semid)
  83 #define sem_buildid(id, seq) \
  84         ipc_buildid(&sem_ids, id, seq)
  85 static struct ipc_ids sem_ids;
  86
  87 static int newary (key_t, int, int);
  88 static void freeary (struct sem_array *sma, int id);
  89 #ifdef CONFIG_PROC_FS
  90 static int sysvipc_sem_read_proc(char *buffer, char **start, off_t offset, int length, int *eof, void *data);
  91 #endif
  92
  93 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
  94 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
  95
  96 /*
  97  * linked list protection:
  98  *      sem_undo.id_next,
  99  *      sem_array.sem_pending{,last},
 100  *      sem_array.sem_undo: sem_lock() for read/write
 101  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
 102  *
 103  */
 104
 105 int sem_ctls[4] = {SEMMSL, SEMMNS, SEMOPM, SEMMNI};
 106 #define sc_semmsl       (sem_ctls[0])
 107 #define sc_semmns       (sem_ctls[1])
 108 #define sc_semopm       (sem_ctls[2])
 109 #define sc_semmni       (sem_ctls[3])
 110
 111 static int used_sems;
 112
 113 void __init sem_init (void)
 114 {
 115         used_sems = 0;
 116         ipc_init_ids(&sem_ids,sc_semmni);
 117
 118 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 119         create_proc_read_entry("sysvipc/sem", 0, 0, sysvipc_sem_read_proc, NULL);
 120 #endif
 121 }
 122
 123 /*
 124  * Lockless wakeup algorithm:
 125  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
 126  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
 127  * - wakeup is performed by
 128  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
 129  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
 130  *        This is the notification for the blocked thread that a
 131  *        result value is imminent.
 132  *      * call wake_up_process
 133  *      * set queue.status to the final value.
 134  * - the previously blocked thread checks queue.status:
 135  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
 136  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
 137  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
 138  *        performing any operation on the semaphore array.
 139  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
 140  *
 141  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
 142  * races:
 143  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
 144  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
 145  *   before update_queue had a chance to set queue.status
 146  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
 147  *   blocked process is woken up by a signal between writing
 148  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
 149  *   process could return from semtimedop and die by calling
 150  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
 151  *   will oops, because the task structure is already invalid.
 152  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
 153  *
 154  */
 155 #define IN_WAKEUP       1
 156
 157 static int newary (key_t key, int nsems, int semflg)
 158 {
 159         int id;
 160         int retval;
 161         struct sem_array *sma;
 162         int size;
 163
 164         if (!nsems)
 165                 return -EINVAL;
 166         if (used_sems + nsems > sc_semmns)
 167                 return -ENOSPC;
 168
 169         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
 170         sma = ipc_rcu_alloc(size);
 171         if (!sma) {
 172                 return -ENOMEM;
 173         }
 174         memset (sma, 0, size);
 175
 176         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
 177         sma->sem_perm.key = key;
 178         sma->sem_perm.xid = current->xid;
 179
 180         sma->sem_perm.security = NULL;
 181         retval = security_sem_alloc(sma);
 182         if (retval) {
 183                 ipc_rcu_free(sma, size);
 184                 return retval;
 185         }
 186
 187         id = ipc_addid(&sem_ids, &sma->sem_perm, sc_semmni);
 188         if(id == -1) {
 189                 security_sem_free(sma);
 190                 ipc_rcu_free(sma, size);
 191                 return -ENOSPC;
 192         }
 193         used_sems += nsems;
 194
 195         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
 196         /* sma->sem_pending = NULL; */
 197         sma->sem_pending_last = &sma->sem_pending;
 198         /* sma->undo = NULL; */
 199         sma->sem_nsems = nsems;
 200         sma->sem_ctime = get_seconds();
 201         sem_unlock(sma);
 202
 203         return sem_buildid(id, sma->sem_perm.seq);
 204 }
 205
 206 asmlinkage long sys_semget (key_t key, int nsems, int semflg)
 207 {
 208         int id, err = -EINVAL;
 209         struct sem_array *sma;
 210
 211         if (nsems < 0 || nsems > sc_semmsl)
 212                 return -EINVAL;
 213         down(&sem_ids.sem);
 214
 215         if (key == IPC_PRIVATE) {
 216                 err = newary(key, nsems, semflg);
 217         } else if ((id = ipc_findkey(&sem_ids, key)) == -1) {  /* key not used */
 218                 if (!(semflg & IPC_CREAT))
 219                         err = -ENOENT;
 220                 else
 221                         err = newary(key, nsems, semflg);
 222         } else if (semflg & IPC_CREAT && semflg & IPC_EXCL) {
 223                 err = -EEXIST;
 224         } else {
 225                 sma = sem_lock(id);
 226                 if(sma==NULL)
 227                         BUG();
 228                 if (nsems > sma->sem_nsems)
 229                         err = -EINVAL;
 230                 else if (ipcperms(&sma->sem_perm, semflg))
 231                         err = -EACCES;
 232                 else {
 233                         int semid = sem_buildid(id, sma->sem_perm.seq);
 234                         err = security_sem_associate(sma, semflg);
 235                         if (!err)
 236                                 err = semid;
 237                 }
 238                 sem_unlock(sma);
 239         }
 240
 241         up(&sem_ids.sem);
 242         return err;
 243 }
 244
 245 /* doesn't acquire the sem_lock on error! */
 246 static int sem_revalidate(int semid, struct sem_array* sma, int nsems, short flg)
 247 {
 248         struct sem_array* smanew;
 249
 250         smanew = sem_lock(semid);
 251         if(smanew==NULL)
 252                 return -EIDRM;
 253         if(smanew != sma || sem_checkid(sma,semid) || sma->sem_nsems != nsems) {
 254                 sem_unlock(smanew);
 255                 return -EIDRM;
 256         }
 257
 258         if (flg && ipcperms(&sma->sem_perm, flg)) {
 259                 sem_unlock(smanew);
 260                 return -EACCES;
 261         }
 262         return 0;
 263 }
 264 /* Manage the doubly linked list sma->sem_pending as a FIFO:
 265  * insert new queue elements at the tail sma->sem_pending_last.
 266  */
 267 static inline void append_to_queue (struct sem_array * sma,
 268                                     struct sem_queue * q)
 269 {
 270         *(q->prev = sma->sem_pending_last) = q;
 271         *(sma->sem_pending_last = &q->next) = NULL;
 272 }
 273
 274 static inline void prepend_to_queue (struct sem_array * sma,
 275                                      struct sem_queue * q)
 276 {
 277         q->next = sma->sem_pending;
 278         *(q->prev = &sma->sem_pending) = q;
 279         if (q->next)
 280                 q->next->prev = &q->next;
 281         else /* sma->sem_pending_last == &sma->sem_pending */
 282                 sma->sem_pending_last = &q->next;
 283 }
 284
 285 static inline void remove_from_queue (struct sem_array * sma,
 286                                       struct sem_queue * q)
 287 {
 288         *(q->prev) = q->next;
 289         if (q->next)
 290                 q->next->prev = q->prev;
 291         else /* sma->sem_pending_last == &q->next */
 292                 sma->sem_pending_last = q->prev;
 293         q->prev = NULL; /* mark as removed */
 294 }
 295
 296 /*
 297  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
 298  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
 299  */
 300
 301 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
 302                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
 303 {
 304         int result, sem_op;
 305         struct sembuf *sop;
 306         struct sem * curr;
 307
 308         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
 309                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
 310                 sem_op = sop->sem_op;
 311                 result = curr->semval;
 312
 313                 if (!sem_op && result)
 314                         goto would_block;
 315
 316                 result += sem_op;
 317                 if (result < 0)
 318                         goto would_block;
 319                 if (result > SEMVMX)
 320                         goto out_of_range;
 321                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
 322                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
 323                         /*
 324                          *      Exceeding the undo range is an error.
 325                          */
 326                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
 327                                 goto out_of_range;
 328                 }
 329                 curr->semval = result;
 330         }
 331
 332         sop--;
 333         while (sop >= sops) {
 334                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
 335                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
 336                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
 337                 sop--;
 338         }
 339
 340         sma->sem_otime = get_seconds();
 341         return 0;
 342
 343 out_of_range:
 344         result = -ERANGE;
 345         goto undo;
 346
 347 would_block:
 348         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
 349                 result = -EAGAIN;
 350         else
 351                 result = 1;
 352
 353 undo:
 354         sop--;
 355         while (sop >= sops) {
 356                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
 357                 sop--;
 358         }
 359
 360         return result;
 361 }
 362
 363 /* Go through the pending queue for the indicated semaphore
 364  * looking for tasks that can be completed.
 365  */
 366 static void update_queue (struct sem_array * sma)
 367 {
 368         int error;
 369         struct sem_queue * q;
 370
 371         q = sma->sem_pending;
 372         while(q) {
 373                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
 374                                          q->undo, q->pid);
 375
 376                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
 377                 if (error <= 0) {
 378                         struct sem_queue *n;
 379                         remove_from_queue(sma,q);
 380                         n = q->next;
 381                         q->status = IN_WAKEUP;
 382                         wake_up_process(q->sleeper);
 383                         /* hands-off: q will disappear immediately after
 384                          * writing q->status.
 385                          */
 386                         q->status = error;
 387                         q = n;
 388                 } else {
 389                         q = q->next;
 390                 }
 391         }
 392 }
 393
 394 /* The following counts are associated to each semaphore:
 395  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
 396  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
 397  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
 398  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
 399  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
 400  * The counts we return here are a rough approximation, but still
 401  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
 402  */
 403 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
 404 {
 405         int semncnt;
 406         struct sem_queue * q;
 407
 408         semncnt = 0;
 409         for (q = sma->sem_pending; q; q = q->next) {
 410                 struct sembuf * sops = q->sops;
 411                 int nsops = q->nsops;
 412                 int i;
 413                 for (i = 0; i < nsops; i++)
 414                         if (sops[i].sem_num == semnum
 415                             && (sops[i].sem_op < 0)
 416                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
 417                                 semncnt++;
 418         }
 419         return semncnt;
 420 }
 421 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
 422 {
 423         int semzcnt;
 424         struct sem_queue * q;
 425
 426         semzcnt = 0;
 427         for (q = sma->sem_pending; q; q = q->next) {
 428                 struct sembuf * sops = q->sops;
 429                 int nsops = q->nsops;
 430                 int i;
 431                 for (i = 0; i < nsops; i++)
 432                         if (sops[i].sem_num == semnum
 433                             && (sops[i].sem_op == 0)
 434                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
 435                                 semzcnt++;
 436         }
 437         return semzcnt;
 438 }
 439
 440 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.sem down and
 441  * the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.sem remains locked
 442  * on exit.
 443  */
 444 static void freeary (struct sem_array *sma, int id)
 445 {
 446         struct sem_undo *un;
 447         struct sem_queue *q;
 448         int size;
 449
 450         /* Invalidate the existing undo structures for this semaphore set.
 451          * (They will be freed without any further action in exit_sem()
 452          * or during the next semop.)
 453          */
 454         for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
 455                 un->semid = -1;
 456
 457         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
 458         q = sma->sem_pending;
 459         while(q) {
 460                 struct sem_queue *n;
 461                 /* lazy remove_from_queue: we are killing the whole queue */
 462                 q->prev = NULL;
 463                 n = q->next;
 464                 q->status = IN_WAKEUP;
 465                 wake_up_process(q->sleeper); /* doesn't sleep */
 466                 q->status = -EIDRM;     /* hands-off q */
 467                 q = n;
 468         }
 469
 470         /* Remove the semaphore set from the ID array*/
 471         sma = sem_rmid(id);
 472         sem_unlock(sma);
 473
 474         used_sems -= sma->sem_nsems;
 475         size = sizeof (*sma) + sma->sem_nsems * sizeof (struct sem);
 476         security_sem_free(sma);
 477         ipc_rcu_free(sma, size);
 478 }
 479
 480 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
 481 {
 482         switch(version) {
 483         case IPC_64:
 484                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
 485         case IPC_OLD:
 486             {
 487                 struct semid_ds out;
 488
 489                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
 490
 491                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
 492                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
 493                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
 494
 495                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
 496             }
 497         default:
 498                 return -EINVAL;
 499         }
 500 }
 501
 502 static int semctl_nolock(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
 503 {
 504         int err = -EINVAL;
 505         struct sem_array *sma;
 506
 507         switch(cmd) {
 508         case IPC_INFO:
 509         case SEM_INFO:
 510         {
 511                 struct seminfo seminfo;
 512                 int max_id;
 513
 514                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
 515                 if (err)
 516                         return err;
 517
 518                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
 519                 seminfo.semmni = sc_semmni;
 520                 seminfo.semmns = sc_semmns;
 521                 seminfo.semmsl = sc_semmsl;
 522                 seminfo.semopm = sc_semopm;
 523                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
 524                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
 525                 seminfo.semmap = SEMMAP;
 526                 seminfo.semume = SEMUME;
 527                 down(&sem_ids.sem);
 528                 if (cmd == SEM_INFO) {
 529                         seminfo.semusz = sem_ids.in_use;
 530                         seminfo.semaem = used_sems;
 531                 } else {
 532                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
 533                         seminfo.semaem = SEMAEM;
 534                 }
 535                 max_id = sem_ids.max_id;
 536                 up(&sem_ids.sem);
 537                 if (copy_to_user (arg.__buf, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
 538                         return -EFAULT;
 539                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
 540         }
 541         case SEM_STAT:
 542         {
 543                 struct semid64_ds tbuf;
 544                 int id;
 545
 546                 if(semid >= sem_ids.size)
 547                         return -EINVAL;
 548
 549                 memset(&tbuf,0,sizeof(tbuf));
 550
 551                 sma = sem_lock(semid);
 552                 if(sma == NULL)
 553                         return -EINVAL;
 554
 555                 err = -EACCES;
 556                 if (ipcperms (&sma->sem_perm, S_IRUGO))
 557                         goto out_unlock;
 558
 559                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
 560                 if (err)
 561                         goto out_unlock;
 562
 563                 id = sem_buildid(semid, sma->sem_perm.seq);
 564
 565                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
 566                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
 567                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
 568                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
 569                 sem_unlock(sma);
 570                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
 571                         return -EFAULT;
 572                 return id;
 573         }
 574         default:
 575                 return -EINVAL;
 576         }
 577         return err;
 578 out_unlock:
 579         sem_unlock(sma);
 580         return err;
 581 }
 582
 583 static int semctl_main(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
 584 {
 585         struct sem_array *sma;
 586         struct sem* curr;
 587         int err;
 588         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
 589         ushort* sem_io = fast_sem_io;
 590         int nsems;
 591
 592         sma = sem_lock(semid);
 593         if(sma==NULL)
 594                 return -EINVAL;
 595
 596         nsems = sma->sem_nsems;
 597
 598         err=-EIDRM;
 599         if (sem_checkid(sma,semid))
 600                 goto out_unlock;
 601
 602         err = -EACCES;
 603         if (ipcperms (&sma->sem_perm, (cmd==SETVAL||cmd==SETALL)?S_IWUGO:S_IRUGO))
 604                 goto out_unlock;
 605
 606         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
 607         if (err)
 608                 goto out_unlock;
 609
 610         err = -EACCES;
 611         switch (cmd) {
 612         case GETALL:
 613         {
 614                 ushort *array = arg.array;
 615                 int i;
 616
 617                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
 618                         sem_unlock(sma);
 619                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
 620                         if(sem_io == NULL)
 621                                 return -ENOMEM;
 622                         err = sem_revalidate(semid, sma, nsems, S_IRUGO);
 623                         if(err)
 624                                 goto out_free;
 625                 }
 626
 627                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
 628                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
 629                 sem_unlock(sma);
 630                 err = 0;
 631                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
 632                         err = -EFAULT;
 633                 goto out_free;
 634         }
 635         case SETALL:
 636         {
 637                 int i;
 638                 struct sem_undo *un;
 639
 640                 sem_unlock(sma);
 641
 642                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
 643                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
 644                         if(sem_io == NULL)
 645                                 return -ENOMEM;
 646                 }
 647
 648                 if (copy_from_user (sem_io, arg.array, nsems*sizeof(ushort))) {
 649                         err = -EFAULT;
 650                         goto out_free;
 651                 }
 652
 653                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
 654                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
 655                                 err = -ERANGE;
 656                                 goto out_free;
 657                         }
 658                 }
 659                 err = sem_revalidate(semid, sma, nsems, S_IWUGO);
 660                 if(err)
 661                         goto out_free;
 662
 663                 for (i = 0; i < nsems; i++)
 664                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
 665                 for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
 666                         for (i = 0; i < nsems; i++)
 667                                 un->semadj[i] = 0;
 668                 sma->sem_ctime = get_seconds();
 669                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
 670                 update_queue(sma);
 671                 err = 0;
 672                 goto out_unlock;
 673         }
 674         case IPC_STAT:
 675         {
 676                 struct semid64_ds tbuf;
 677                 memset(&tbuf,0,sizeof(tbuf));
 678                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
 679                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
 680                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
 681                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
 682                 sem_unlock(sma);
 683                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
 684                         return -EFAULT;
 685                 return 0;
 686         }
 687         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT, SETVAL: fall-through */
 688         }
 689         err = -EINVAL;
 690         if(semnum < 0 || semnum >= nsems)
 691                 goto out_unlock;
 692
 693         curr = &sma->sem_base[semnum];
 694
 695         switch (cmd) {
 696         case GETVAL:
 697                 err = curr->semval;
 698                 goto out_unlock;
 699         case GETPID:
 700                 err = curr->sempid;
 701                 goto out_unlock;
 702         case GETNCNT:
 703                 err = count_semncnt(sma,semnum);
 704                 goto out_unlock;
 705         case GETZCNT:
 706                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
 707                 goto out_unlock;
 708         case SETVAL:
 709         {
 710                 int val = arg.val;
 711                 struct sem_undo *un;
 712                 err = -ERANGE;
 713                 if (val > SEMVMX || val < 0)
 714                         goto out_unlock;
 715
 716                 for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
 717                         un->semadj[semnum] = 0;
 718                 curr->semval = val;
 719                 curr->sempid = current->tgid;
 720                 sma->sem_ctime = get_seconds();
 721                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
 722                 update_queue(sma);
 723                 err = 0;
 724                 goto out_unlock;
 725         }
 726         }
 727 out_unlock:
 728         sem_unlock(sma);
 729 out_free:
 730         if(sem_io != fast_sem_io)
 731                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
 732         return err;
 733 }
 734
 735 struct sem_setbuf {
 736         uid_t   uid;
 737         gid_t   gid;
 738         mode_t  mode;
 739 };
 740
 741 static inline unsigned long copy_semid_from_user(struct sem_setbuf *out, void __user *buf, int version)
 742 {
 743         switch(version) {
 744         case IPC_64:
 745             {
 746                 struct semid64_ds tbuf;
 747
 748                 if(copy_from_user(&tbuf, buf, sizeof(tbuf)))
 749                         return -EFAULT;
 750
 751                 out->uid        = tbuf.sem_perm.uid;
 752                 out->gid        = tbuf.sem_perm.gid;
 753                 out->mode       = tbuf.sem_perm.mode;
 754
 755                 return 0;
 756             }
 757         case IPC_OLD:
 758             {
 759                 struct semid_ds tbuf_old;
 760
 761                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
 762                         return -EFAULT;
 763
 764                 out->uid        = tbuf_old.sem_perm.uid;
 765                 out->gid        = tbuf_old.sem_perm.gid;
 766                 out->mode       = tbuf_old.sem_perm.mode;
 767
 768                 return 0;
 769             }
 770         default:
 771                 return -EINVAL;
 772         }
 773 }
 774
 775 static int semctl_down(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
 776 {
 777         struct sem_array *sma;
 778         int err;
 779         struct sem_setbuf setbuf;
 780         struct kern_ipc_perm *ipcp;
 781
 782         if(cmd == IPC_SET) {
 783                 if(copy_semid_from_user (&setbuf, arg.buf, version))
 784                         return -EFAULT;
 785         }
 786         sma = sem_lock(semid);
 787         if(sma==NULL)
 788                 return -EINVAL;
 789
 790         if (sem_checkid(sma,semid)) {
 791                 err=-EIDRM;
 792                 goto out_unlock;
 793         }
 794         ipcp = &sma->sem_perm;
 795
 796         if (current->euid != ipcp->cuid &&
 797             current->euid != ipcp->uid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
 798                 err=-EPERM;
 799                 goto out_unlock;
 800         }
 801
 802         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
 803         if (err)
 804                 goto out_unlock;
 805
 806         switch(cmd){
 807         case IPC_RMID:
 808                 freeary(sma, semid);
 809                 err = 0;
 810                 break;
 811         case IPC_SET:
 812                 ipcp->uid = setbuf.uid;
 813                 ipcp->gid = setbuf.gid;
 814                 ipcp->mode = (ipcp->mode & ~S_IRWXUGO)
 815                                 | (setbuf.mode & S_IRWXUGO);
 816                 sma->sem_ctime = get_seconds();
 817                 sem_unlock(sma);
 818                 err = 0;
 819                 break;
 820         default:
 821                 sem_unlock(sma);
 822                 err = -EINVAL;
 823                 break;
 824         }
 825         return err;
 826
 827 out_unlock:
 828         sem_unlock(sma);
 829         return err;
 830 }
 831
 832 asmlinkage long sys_semctl (int semid, int semnum, int cmd, union semun arg)
 833 {
 834         int err = -EINVAL;
 835         int version;
 836
 837         if (semid < 0)
 838                 return -EINVAL;
 839
 840         version = ipc_parse_version(&cmd);
 841
 842         switch(cmd) {
 843         case IPC_INFO:
 844         case SEM_INFO:
 845         case SEM_STAT:
 846                 err = semctl_nolock(semid,semnum,cmd,version,arg);
 847                 return err;
 848         case GETALL:
 849         case GETVAL:
 850         case GETPID:
 851         case GETNCNT:
 852         case GETZCNT:
 853         case IPC_STAT:
 854         case SETVAL:
 855         case SETALL:
 856                 err = semctl_main(semid,semnum,cmd,version,arg);
 857                 return err;
 858         case IPC_RMID:
 859         case IPC_SET:
 860                 down(&sem_ids.sem);
 861                 err = semctl_down(semid,semnum,cmd,version,arg);
 862                 up(&sem_ids.sem);
 863                 return err;
 864         default:
 865                 return -EINVAL;
 866         }
 867 }
 868
 869 static inline void lock_semundo(void)
 870 {
 871         struct sem_undo_list *undo_list;
 872
 873         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
 874         if ((undo_list != NULL) && (atomic_read(&undo_list->refcnt) != 1))
 875                 spin_lock(&undo_list->lock);
 876 }
 877
 878 /* This code has an interaction with copy_semundo().
 879  * Consider; two tasks are sharing the undo_list. task1
 880  * acquires the undo_list lock in lock_semundo().  If task2 now
 881  * exits before task1 releases the lock (by calling
 882  * unlock_semundo()), then task1 will never call spin_unlock().
 883  * This leave the sem_undo_list in a locked state.  If task1 now creats task3
 884  * and once again shares the sem_undo_list, the sem_undo_list will still be
 885  * locked, and future SEM_UNDO operations will deadlock.  This case is
 886  * dealt with in copy_semundo() by having it reinitialize the spin lock when
 887  * the refcnt goes from 1 to 2.
 888  */
 889 static inline void unlock_semundo(void)
 890 {
 891         struct sem_undo_list *undo_list;
 892
 893         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
 894         if ((undo_list != NULL) && (atomic_read(&undo_list->refcnt) != 1))
 895                 spin_unlock(&undo_list->lock);
 896 }
 897
 898
 899 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
 900  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
 901  * and current is THE ONE
 902  *
 903  * If this allocation and assignment succeeds, but later
 904  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
 905  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
 906  * at exit time.
 907  *
 908  * This can block, so callers must hold no locks.
 909  */
 910 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
 911 {
 912         struct sem_undo_list *undo_list;
 913         int size;
 914
 915         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
 916         if (!undo_list) {
 917                 size = sizeof(struct sem_undo_list);
 918                 undo_list = (struct sem_undo_list *) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
 919                 if (undo_list == NULL)
 920                         return -ENOMEM;
 921                 memset(undo_list, 0, size);
 922                 /* don't initialize unodhd->lock here.  It's done
 923                  * in copy_semundo() instead.
 924                  */
 925                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
 926                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
 927         }
 928         *undo_listp = undo_list;
 929         return 0;
 930 }
 931
 932 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
 933 {
 934         struct sem_undo **last, *un;
 935
 936         last = &ulp->proc_list;
 937         un = *last;
 938         while(un != NULL) {
 939                 if(un->semid==semid)
 940                         break;
 941                 if(un->semid==-1) {
 942                         *last=un->proc_next;
 943                         kfree(un);
 944                 } else {
 945                         last=&un->proc_next;
 946                 }
 947                 un=*last;
 948         }
 949         return un;
 950 }
 951
 952 static struct sem_undo *find_undo(int semid)
 953 {
 954         struct sem_array *sma;
 955         struct sem_undo_list *ulp;
 956         struct sem_undo *un, *new;
 957         int nsems;
 958         int error;
 959
 960         error = get_undo_list(&ulp);
 961         if (error)
 962                 return ERR_PTR(error);
 963
 964         lock_semundo();
 965         un = lookup_undo(ulp, semid);
 966         unlock_semundo();
 967         if (likely(un!=NULL))
 968                 goto out;
 969
 970         /* no undo structure around - allocate one. */
 971         sma = sem_lock(semid);
 972         un = ERR_PTR(-EINVAL);
 973         if(sma==NULL)
 974                 goto out;
 975         un = ERR_PTR(-EIDRM);
 976         if (sem_checkid(sma,semid)) {
 977                 sem_unlock(sma);
 978                 goto out;
 979         }
 980         nsems = sma->sem_nsems;
 981         sem_unlock(sma);
 982
 983         new = (struct sem_undo *) kmalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
 984         if (!new)
 985                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 986         memset(new, 0, sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems);
 987         new->semadj = (short *) &new[1];
 988         new->semid = semid;
 989
 990         lock_semundo();
 991         un = lookup_undo(ulp, semid);
 992         if (un) {
 993                 unlock_semundo();
 994                 kfree(new);
 995                 goto out;
 996         }
 997         error = sem_revalidate(semid, sma, nsems, 0);
 998         if (error) {
 999                 unlock_semundo();
1000                 kfree(new);
1001                 un = ERR_PTR(error);
1002                 goto out;
1003         }
1004         new->proc_next = ulp->proc_list;
1005         ulp->proc_list = new;
1006         new->id_next = sma->undo;
1007         sma->undo = new;
1008         sem_unlock(sma);
1009         un = new;
1010         unlock_semundo();
1011 out:
1012         return un;
1013 }
1014
1015 asmlinkage long sys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
1016                         unsigned nsops, const struct timespec __user *timeout)
1017 {
1018         int error = -EINVAL;
1019         struct sem_array *sma;
1020         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1021         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1022         struct sem_undo *un;
1023         int undos = 0, decrease = 0, alter = 0, max;
1024         struct sem_queue queue;
1025         unsigned long jiffies_left = 0;
1026
1027         if (nsops < 1 || semid < 0)
1028                 return -EINVAL;
1029         if (nsops > sc_semopm)
1030                 return -E2BIG;
1031         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1032                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1033                 if(sops==NULL)
1034                         return -ENOMEM;
1035         }
1036         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1037                 error=-EFAULT;
1038                 goto out_free;
1039         }
1040         if (timeout) {
1041                 struct timespec _timeout;
1042                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1043                         error = -EFAULT;
1044                         goto out_free;
1045                 }
1046                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1047                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1048                         error = -EINVAL;
1049                         goto out_free;
1050                 }
1051                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1052         }
1053         max = 0;
1054         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1055                 if (sop->sem_num >= max)
1056                         max = sop->sem_num;
1057                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1058                         undos++;
1059                 if (sop->sem_op < 0)
1060                         decrease = 1;
1061                 if (sop->sem_op > 0)
1062                         alter = 1;
1063         }
1064         alter |= decrease;
1065
1066 retry_undos:
1067         if (undos) {
1068                 un = find_undo(semid);
1069                 if (IS_ERR(un)) {
1070                         error = PTR_ERR(un);
1071                         goto out_free;
1072                 }
1073         } else
1074                 un = NULL;
1075
1076         sma = sem_lock(semid);
1077         error=-EINVAL;
1078         if(sma==NULL)
1079                 goto out_free;
1080         error = -EIDRM;
1081         if (sem_checkid(sma,semid))
1082                 goto out_unlock_free;
1083         /*
1084          * semid identifies are not unique - find_undo may have
1085          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1086          * and now a new array with received the same id. Check and retry.
1087          */
1088         if (un && un->semid == -1) {
1089                 sem_unlock(sma);
1090                 goto retry_undos;
1091         }
1092         error = -EFBIG;
1093         if (max >= sma->sem_nsems)
1094                 goto out_unlock_free;
1095
1096         error = -EACCES;
1097         if (ipcperms(&sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1098                 goto out_unlock_free;
1099
1100         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1101         if (error)
1102                 goto out_unlock_free;
1103
1104         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, current->tgid);
1105         if (error <= 0)
1106                 goto update;
1107
1108         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1109          * task into the pending queue and go to sleep.
1110          */
1111
1112         queue.sma = sma;
1113         queue.sops = sops;
1114         queue.nsops = nsops;
1115         queue.undo = un;
1116         queue.pid = current->tgid;
1117         queue.id = semid;
1118         if (alter)
1119                 append_to_queue(sma ,&queue);
1120         else
1121                 prepend_to_queue(sma ,&queue);
1122
1123         queue.status = -EINTR;
1124         queue.sleeper = current;
1125         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1126         sem_unlock(sma);
1127
1128         if (timeout)
1129                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1130         else
1131                 schedule();
1132
1133         error = queue.status;
1134         while(unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1135                 cpu_relax();
1136                 error = queue.status;
1137         }
1138
1139         if (error != -EINTR) {
1140                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1141                  * resources */
1142                 goto out_free;
1143         }
1144
1145         sma = sem_lock(semid);
1146         if(sma==NULL) {
1147                 if(queue.prev != NULL)
1148                         BUG();
1149                 error = -EIDRM;
1150                 goto out_free;
1151         }
1152
1153         /*
1154          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process
1155          */
1156         error = queue.status;
1157         if (error != -EINTR) {
1158                 goto out_unlock_free;
1159         }
1160
1161         /*
1162          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1163          */
1164         if (timeout && jiffies_left == 0)
1165                 error = -EAGAIN;
1166         remove_from_queue(sma,&queue);
1167         goto out_unlock_free;
1168
1169 update:
1170         if (alter)
1171                 update_queue (sma);
1172 out_unlock_free:
1173         sem_unlock(sma);
1174 out_free:
1175         if(sops != fast_sops)
1176                 kfree(sops);
1177         return error;
1178 }
1179
1180 asmlinkage long sys_semop (int semid, struct sembuf __user *tsops, unsigned nsops)
1181 {
1182         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1183 }
1184
1185 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1186  * parent and child tasks.
1187  *
1188  * See the notes above unlock_semundo() regarding the spin_lock_init()
1189  * in this code.  Initialize the undo_list->lock here instead of get_undo_list()
1190  * because of the reasoning in the comment above unlock_semundo.
1191  */
1192
1193 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1194 {
1195         struct sem_undo_list *undo_list;
1196         int error;
1197
1198         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1199                 error = get_undo_list(&undo_list);
1200                 if (error)
1201                         return error;
1202                 if (atomic_read(&undo_list->refcnt) == 1)
1203                         spin_lock_init(&undo_list->lock);
1204                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1205                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1206         } else
1207                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1208
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 /*
1213  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1214  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1215  * so some of them may be out of date.
1216  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1217  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1218  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1219  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1220  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1221  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1222  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1223  */
1224 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1225 {
1226         struct sem_undo_list *undo_list;
1227         struct sem_undo *u, **up;
1228
1229         undo_list = tsk->sysvsem.undo_list;
1230         if (!undo_list)
1231                 return;
1232
1233         if (!atomic_dec_and_test(&undo_list->refcnt))
1234                 return;
1235
1236         /* There's no need to hold the semundo list lock, as current
1237          * is the last task exiting for this undo list.
1238          */
1239         for (up = &undo_list->proc_list; (u = *up); *up = u->proc_next, kfree(u)) {
1240                 struct sem_array *sma;
1241                 int nsems, i;
1242                 struct sem_undo *un, **unp;
1243                 int semid;
1244
1245                 semid = u->semid;
1246
1247                 if(semid == -1)
1248                         continue;
1249                 sma = sem_lock(semid);
1250                 if (sma == NULL)
1251                         continue;
1252
1253                 if (u->semid == -1)
1254                         goto next_entry;
1255
1256                 BUG_ON(sem_checkid(sma,u->semid));
1257
1258                 /* remove u from the sma->undo list */
1259                 for (unp = &sma->undo; (un = *unp); unp = &un->id_next) {
1260                         if (u == un)
1261                                 goto found;
1262                 }
1263                 printk ("exit_sem undo list error id=%d\n", u->semid);
1264                 goto next_entry;
1265 found:
1266                 *unp = un->id_next;
1267                 /* perform adjustments registered in u */
1268                 nsems = sma->sem_nsems;
1269                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1270                         struct sem * sem = &sma->sem_base[i];
1271                         if (u->semadj[i]) {
1272                                 sem->semval += u->semadj[i];
1273                                 if (sem->semval < 0)
1274                                         sem->semval = 0; /* shouldn't happen */
1275                                 sem->sempid = current->tgid;
1276                         }
1277                 }
1278                 sma->sem_otime = get_seconds();
1279                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1280                 update_queue(sma);
1281 next_entry:
1282                 sem_unlock(sma);
1283         }
1284         kfree(undo_list);
1285 }
1286
1287 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1288 static int sysvipc_sem_read_proc(char *buffer, char **start, off_t offset, int length, int *eof, void *data)
1289 {
1290         off_t pos = 0;
1291         off_t begin = 0;
1292         int i, len = 0;
1293
1294         len += sprintf(buffer, "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n");
1295         down(&sem_ids.sem);
1296
1297         for(i = 0; i <= sem_ids.max_id; i++) {
1298                 struct sem_array *sma;
1299                 sma = sem_lock(i);
1300                 if (sma) {
1301                         if (!vx_check(sma->sem_perm.xid, VX_IDENT)) {
1302                                 sem_unlock(sma);
1303                                 continue;
1304                         }
1305                         len += sprintf(buffer + len, "%10d %10d  %4o %10lu %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1306                                 sma->sem_perm.key,
1307                                 sem_buildid(i,sma->sem_perm.seq),
1308                                 sma->sem_perm.mode,
1309                                 sma->sem_nsems,
1310                                 sma->sem_perm.uid,
1311                                 sma->sem_perm.gid,
1312                                 sma->sem_perm.cuid,
1313                                 sma->sem_perm.cgid,
1314                                 sma->sem_otime,
1315                                 sma->sem_ctime);
1316                         sem_unlock(sma);
1317
1318                         pos += len;
1319                         if(pos < offset) {
1320                                 len = 0;
1321                                 begin = pos;
1322                         }
1323                         if(pos > offset + length)
1324                                 goto done;
1325                 }
1326         }
1327         *eof = 1;
1328 done:
1329         up(&sem_ids.sem);
1330         *start = buffer + (offset - begin);
1331         len -= (offset - begin);
1332         if(len > length)
1333                 len = length;
1334         if(len < 0)
1335                 len = 0;
1336         return len;
1337 }
1338 #endif