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