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 <linux/vs_base.h>
  75
  76 #include <asm/uaccess.h>
  77 #include "util.h"
  78
  79
  80 #define sem_lock(id)    ((struct sem_array*)ipc_lock(&sem_ids,id))
  81 #define sem_unlock(sma) ipc_unlock(&(sma)->sem_perm)
  82 #define sem_rmid(id)    ((struct sem_array*)ipc_rmid(&sem_ids,id))
  83 #define sem_checkid(sma, semid) \
  84         ipc_checkid(&sem_ids,&sma->sem_perm,semid)
  85 #define sem_buildid(id, seq) \
  86         ipc_buildid(&sem_ids, id, seq)
  87 static struct ipc_ids sem_ids;
  88
  89 static int newary (key_t, int, int);
  90 static void freeary (struct sem_array *sma, int id);
  91 #ifdef CONFIG_PROC_FS
  92 static int sysvipc_sem_read_proc(char *buffer, char **start, off_t offset, int length, int *eof, void *data);
  93 #endif
  94
  95 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
  96 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
  97
  98 /*
  99  * linked list protection:
 100  *      sem_undo.id_next,
 101  *      sem_array.sem_pending{,last},
 102  *      sem_array.sem_undo: sem_lock() for read/write
 103  *      sem_undo.proc_next: only "current" is allowed to read/write that field.
 104  *
 105  */
 106
 107 int sem_ctls[4] = {SEMMSL, SEMMNS, SEMOPM, SEMMNI};
 108 #define sc_semmsl       (sem_ctls[0])
 109 #define sc_semmns       (sem_ctls[1])
 110 #define sc_semopm       (sem_ctls[2])
 111 #define sc_semmni       (sem_ctls[3])
 112
 113 static int used_sems;
 114
 115 void __init sem_init (void)
 116 {
 117         used_sems = 0;
 118         ipc_init_ids(&sem_ids,sc_semmni);
 119
 120 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 121         create_proc_read_entry("sysvipc/sem", 0, 0, sysvipc_sem_read_proc, NULL);
 122 #endif
 123 }
 124
 125 /*
 126  * Lockless wakeup algorithm:
 127  * Without the check/retry algorithm a lockless wakeup is possible:
 128  * - queue.status is initialized to -EINTR before blocking.
 129  * - wakeup is performed by
 130  *      * unlinking the queue entry from sma->sem_pending
 131  *      * setting queue.status to IN_WAKEUP
 132  *        This is the notification for the blocked thread that a
 133  *        result value is imminent.
 134  *      * call wake_up_process
 135  *      * set queue.status to the final value.
 136  * - the previously blocked thread checks queue.status:
 137  *      * if it's IN_WAKEUP, then it must wait until the value changes
 138  *      * if it's not -EINTR, then the operation was completed by
 139  *        update_queue. semtimedop can return queue.status without
 140  *        performing any operation on the semaphore array.
 141  *      * otherwise it must acquire the spinlock and check what's up.
 142  *
 143  * The two-stage algorithm is necessary to protect against the following
 144  * races:
 145  * - if queue.status is set after wake_up_process, then the woken up idle
 146  *   thread could race forward and try (and fail) to acquire sma->lock
 147  *   before update_queue had a chance to set queue.status
 148  * - if queue.status is written before wake_up_process and if the
 149  *   blocked process is woken up by a signal between writing
 150  *   queue.status and the wake_up_process, then the woken up
 151  *   process could return from semtimedop and die by calling
 152  *   sys_exit before wake_up_process is called. Then wake_up_process
 153  *   will oops, because the task structure is already invalid.
 154  *   (yes, this happened on s390 with sysv msg).
 155  *
 156  */
 157 #define IN_WAKEUP       1
 158
 159 static int newary (key_t key, int nsems, int semflg)
 160 {
 161         int id;
 162         int retval;
 163         struct sem_array *sma;
 164         int size;
 165
 166         if (!nsems)
 167                 return -EINVAL;
 168         if (used_sems + nsems > sc_semmns)
 169                 return -ENOSPC;
 170
 171         size = sizeof (*sma) + nsems * sizeof (struct sem);
 172         sma = ipc_rcu_alloc(size);
 173         if (!sma) {
 174                 return -ENOMEM;
 175         }
 176         memset (sma, 0, size);
 177
 178         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
 179         sma->sem_perm.key = key;
 180         sma->sem_perm.xid = current->xid;
 181
 182         sma->sem_perm.security = NULL;
 183         retval = security_sem_alloc(sma);
 184         if (retval) {
 185                 ipc_rcu_free(sma, size);
 186                 return retval;
 187         }
 188
 189         id = ipc_addid(&sem_ids, &sma->sem_perm, sc_semmni);
 190         if(id == -1) {
 191                 security_sem_free(sma);
 192                 ipc_rcu_free(sma, size);
 193                 return -ENOSPC;
 194         }
 195         used_sems += nsems;
 196
 197         sma->sem_base = (struct sem *) &sma[1];
 198         /* sma->sem_pending = NULL; */
 199         sma->sem_pending_last = &sma->sem_pending;
 200         /* sma->undo = NULL; */
 201         sma->sem_nsems = nsems;
 202         sma->sem_ctime = get_seconds();
 203         sem_unlock(sma);
 204
 205         return sem_buildid(id, sma->sem_perm.seq);
 206 }
 207
 208 asmlinkage long sys_semget (key_t key, int nsems, int semflg)
 209 {
 210         int id, err = -EINVAL;
 211         struct sem_array *sma;
 212
 213         if (nsems < 0 || nsems > sc_semmsl)
 214                 return -EINVAL;
 215         down(&sem_ids.sem);
 216
 217         if (key == IPC_PRIVATE) {
 218                 err = newary(key, nsems, semflg);
 219         } else if ((id = ipc_findkey(&sem_ids, key)) == -1) {  /* key not used */
 220                 if (!(semflg & IPC_CREAT))
 221                         err = -ENOENT;
 222                 else
 223                         err = newary(key, nsems, semflg);
 224         } else if (semflg & IPC_CREAT && semflg & IPC_EXCL) {
 225                 err = -EEXIST;
 226         } else {
 227                 sma = sem_lock(id);
 228                 if(sma==NULL)
 229                         BUG();
 230                 if (nsems > sma->sem_nsems)
 231                         err = -EINVAL;
 232                 else if (ipcperms(&sma->sem_perm, semflg))
 233                         err = -EACCES;
 234                 else {
 235                         int semid = sem_buildid(id, sma->sem_perm.seq);
 236                         err = security_sem_associate(sma, semflg);
 237                         if (!err)
 238                                 err = semid;
 239                 }
 240                 sem_unlock(sma);
 241         }
 242
 243         up(&sem_ids.sem);
 244         return err;
 245 }
 246
 247 /* doesn't acquire the sem_lock on error! */
 248 static int sem_revalidate(int semid, struct sem_array* sma, int nsems, short flg)
 249 {
 250         struct sem_array* smanew;
 251
 252         smanew = sem_lock(semid);
 253         if(smanew==NULL)
 254                 return -EIDRM;
 255         if(smanew != sma || sem_checkid(sma,semid) || sma->sem_nsems != nsems) {
 256                 sem_unlock(smanew);
 257                 return -EIDRM;
 258         }
 259
 260         if (flg && ipcperms(&sma->sem_perm, flg)) {
 261                 sem_unlock(smanew);
 262                 return -EACCES;
 263         }
 264         return 0;
 265 }
 266 /* Manage the doubly linked list sma->sem_pending as a FIFO:
 267  * insert new queue elements at the tail sma->sem_pending_last.
 268  */
 269 static inline void append_to_queue (struct sem_array * sma,
 270                                     struct sem_queue * q)
 271 {
 272         *(q->prev = sma->sem_pending_last) = q;
 273         *(sma->sem_pending_last = &q->next) = NULL;
 274 }
 275
 276 static inline void prepend_to_queue (struct sem_array * sma,
 277                                      struct sem_queue * q)
 278 {
 279         q->next = sma->sem_pending;
 280         *(q->prev = &sma->sem_pending) = q;
 281         if (q->next)
 282                 q->next->prev = &q->next;
 283         else /* sma->sem_pending_last == &sma->sem_pending */
 284                 sma->sem_pending_last = &q->next;
 285 }
 286
 287 static inline void remove_from_queue (struct sem_array * sma,
 288                                       struct sem_queue * q)
 289 {
 290         *(q->prev) = q->next;
 291         if (q->next)
 292                 q->next->prev = q->prev;
 293         else /* sma->sem_pending_last == &q->next */
 294                 sma->sem_pending_last = q->prev;
 295         q->prev = NULL; /* mark as removed */
 296 }
 297
 298 /*
 299  * Determine whether a sequence of semaphore operations would succeed
 300  * all at once. Return 0 if yes, 1 if need to sleep, else return error code.
 301  */
 302
 303 static int try_atomic_semop (struct sem_array * sma, struct sembuf * sops,
 304                              int nsops, struct sem_undo *un, int pid)
 305 {
 306         int result, sem_op;
 307         struct sembuf *sop;
 308         struct sem * curr;
 309
 310         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
 311                 curr = sma->sem_base + sop->sem_num;
 312                 sem_op = sop->sem_op;
 313                 result = curr->semval;
 314
 315                 if (!sem_op && result)
 316                         goto would_block;
 317
 318                 result += sem_op;
 319                 if (result < 0)
 320                         goto would_block;
 321                 if (result > SEMVMX)
 322                         goto out_of_range;
 323                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
 324                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
 325                         /*
 326                          *      Exceeding the undo range is an error.
 327                          */
 328                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
 329                                 goto out_of_range;
 330                 }
 331                 curr->semval = result;
 332         }
 333
 334         sop--;
 335         while (sop >= sops) {
 336                 sma->sem_base[sop->sem_num].sempid = pid;
 337                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
 338                         un->semadj[sop->sem_num] -= sop->sem_op;
 339                 sop--;
 340         }
 341
 342         sma->sem_otime = get_seconds();
 343         return 0;
 344
 345 out_of_range:
 346         result = -ERANGE;
 347         goto undo;
 348
 349 would_block:
 350         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
 351                 result = -EAGAIN;
 352         else
 353                 result = 1;
 354
 355 undo:
 356         sop--;
 357         while (sop >= sops) {
 358                 sma->sem_base[sop->sem_num].semval -= sop->sem_op;
 359                 sop--;
 360         }
 361
 362         return result;
 363 }
 364
 365 /* Go through the pending queue for the indicated semaphore
 366  * looking for tasks that can be completed.
 367  */
 368 static void update_queue (struct sem_array * sma)
 369 {
 370         int error;
 371         struct sem_queue * q;
 372
 373         q = sma->sem_pending;
 374         while(q) {
 375                 error = try_atomic_semop(sma, q->sops, q->nsops,
 376                                          q->undo, q->pid);
 377
 378                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
 379                 if (error <= 0) {
 380                         struct sem_queue *n;
 381                         remove_from_queue(sma,q);
 382                         n = q->next;
 383                         q->status = IN_WAKEUP;
 384                         wake_up_process(q->sleeper);
 385                         /* hands-off: q will disappear immediately after
 386                          * writing q->status.
 387                          */
 388                         q->status = error;
 389                         q = n;
 390                 } else {
 391                         q = q->next;
 392                 }
 393         }
 394 }
 395
 396 /* The following counts are associated to each semaphore:
 397  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
 398  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
 399  * This model assumes that a task waits on exactly one semaphore.
 400  * Since semaphore operations are to be performed atomically, tasks actually
 401  * wait on a whole sequence of semaphores simultaneously.
 402  * The counts we return here are a rough approximation, but still
 403  * warrant that semncnt+semzcnt>0 if the task is on the pending queue.
 404  */
 405 static int count_semncnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
 406 {
 407         int semncnt;
 408         struct sem_queue * q;
 409
 410         semncnt = 0;
 411         for (q = sma->sem_pending; q; q = q->next) {
 412                 struct sembuf * sops = q->sops;
 413                 int nsops = q->nsops;
 414                 int i;
 415                 for (i = 0; i < nsops; i++)
 416                         if (sops[i].sem_num == semnum
 417                             && (sops[i].sem_op < 0)
 418                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
 419                                 semncnt++;
 420         }
 421         return semncnt;
 422 }
 423 static int count_semzcnt (struct sem_array * sma, ushort semnum)
 424 {
 425         int semzcnt;
 426         struct sem_queue * q;
 427
 428         semzcnt = 0;
 429         for (q = sma->sem_pending; q; q = q->next) {
 430                 struct sembuf * sops = q->sops;
 431                 int nsops = q->nsops;
 432                 int i;
 433                 for (i = 0; i < nsops; i++)
 434                         if (sops[i].sem_num == semnum
 435                             && (sops[i].sem_op == 0)
 436                             && !(sops[i].sem_flg & IPC_NOWAIT))
 437                                 semzcnt++;
 438         }
 439         return semzcnt;
 440 }
 441
 442 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.sem down and
 443  * the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.sem remains locked
 444  * on exit.
 445  */
 446 static void freeary (struct sem_array *sma, int id)
 447 {
 448         struct sem_undo *un;
 449         struct sem_queue *q;
 450         int size;
 451
 452         /* Invalidate the existing undo structures for this semaphore set.
 453          * (They will be freed without any further action in exit_sem()
 454          * or during the next semop.)
 455          */
 456         for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
 457                 un->semid = -1;
 458
 459         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
 460         q = sma->sem_pending;
 461         while(q) {
 462                 struct sem_queue *n;
 463                 /* lazy remove_from_queue: we are killing the whole queue */
 464                 q->prev = NULL;
 465                 n = q->next;
 466                 q->status = IN_WAKEUP;
 467                 wake_up_process(q->sleeper); /* doesn't sleep */
 468                 q->status = -EIDRM;     /* hands-off q */
 469                 q = n;
 470         }
 471
 472         /* Remove the semaphore set from the ID array*/
 473         sma = sem_rmid(id);
 474         sem_unlock(sma);
 475
 476         used_sems -= sma->sem_nsems;
 477         size = sizeof (*sma) + sma->sem_nsems * sizeof (struct sem);
 478         security_sem_free(sma);
 479         ipc_rcu_free(sma, size);
 480 }
 481
 482 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
 483 {
 484         switch(version) {
 485         case IPC_64:
 486                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
 487         case IPC_OLD:
 488             {
 489                 struct semid_ds out;
 490
 491                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
 492
 493                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
 494                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
 495                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
 496
 497                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
 498             }
 499         default:
 500                 return -EINVAL;
 501         }
 502 }
 503
 504 static int semctl_nolock(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
 505 {
 506         int err = -EINVAL;
 507         struct sem_array *sma;
 508
 509         switch(cmd) {
 510         case IPC_INFO:
 511         case SEM_INFO:
 512         {
 513                 struct seminfo seminfo;
 514                 int max_id;
 515
 516                 err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
 517                 if (err)
 518                         return err;
 519
 520                 memset(&seminfo,0,sizeof(seminfo));
 521                 seminfo.semmni = sc_semmni;
 522                 seminfo.semmns = sc_semmns;
 523                 seminfo.semmsl = sc_semmsl;
 524                 seminfo.semopm = sc_semopm;
 525                 seminfo.semvmx = SEMVMX;
 526                 seminfo.semmnu = SEMMNU;
 527                 seminfo.semmap = SEMMAP;
 528                 seminfo.semume = SEMUME;
 529                 down(&sem_ids.sem);
 530                 if (cmd == SEM_INFO) {
 531                         seminfo.semusz = sem_ids.in_use;
 532                         seminfo.semaem = used_sems;
 533                 } else {
 534                         seminfo.semusz = SEMUSZ;
 535                         seminfo.semaem = SEMAEM;
 536                 }
 537                 max_id = sem_ids.max_id;
 538                 up(&sem_ids.sem);
 539                 if (copy_to_user (arg.__buf, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
 540                         return -EFAULT;
 541                 return (max_id < 0) ? 0: max_id;
 542         }
 543         case SEM_STAT:
 544         {
 545                 struct semid64_ds tbuf;
 546                 int id;
 547
 548                 if(semid >= sem_ids.size)
 549                         return -EINVAL;
 550
 551                 memset(&tbuf,0,sizeof(tbuf));
 552
 553                 sma = sem_lock(semid);
 554                 if(sma == NULL)
 555                         return -EINVAL;
 556
 557                 err = -EACCES;
 558                 if (ipcperms (&sma->sem_perm, S_IRUGO))
 559                         goto out_unlock;
 560
 561                 err = security_sem_semctl(sma, cmd);
 562                 if (err)
 563                         goto out_unlock;
 564
 565                 id = sem_buildid(semid, sma->sem_perm.seq);
 566
 567                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
 568                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
 569                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
 570                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
 571                 sem_unlock(sma);
 572                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
 573                         return -EFAULT;
 574                 return id;
 575         }
 576         default:
 577                 return -EINVAL;
 578         }
 579         return err;
 580 out_unlock:
 581         sem_unlock(sma);
 582         return err;
 583 }
 584
 585 static int semctl_main(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
 586 {
 587         struct sem_array *sma;
 588         struct sem* curr;
 589         int err;
 590         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
 591         ushort* sem_io = fast_sem_io;
 592         int nsems;
 593
 594         sma = sem_lock(semid);
 595         if(sma==NULL)
 596                 return -EINVAL;
 597
 598         nsems = sma->sem_nsems;
 599
 600         err=-EIDRM;
 601         if (sem_checkid(sma,semid))
 602                 goto out_unlock;
 603
 604         err = -EACCES;
 605         if (ipcperms (&sma->sem_perm, (cmd==SETVAL||cmd==SETALL)?S_IWUGO:S_IRUGO))
 606                 goto out_unlock;
 607
 608         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
 609         if (err)
 610                 goto out_unlock;
 611
 612         err = -EACCES;
 613         switch (cmd) {
 614         case GETALL:
 615         {
 616                 ushort __user *array = arg.array;
 617                 int i;
 618
 619                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
 620                         sem_unlock(sma);
 621                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
 622                         if(sem_io == NULL)
 623                                 return -ENOMEM;
 624                         err = sem_revalidate(semid, sma, nsems, S_IRUGO);
 625                         if(err)
 626                                 goto out_free;
 627                 }
 628
 629                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
 630                         sem_io[i] = sma->sem_base[i].semval;
 631                 sem_unlock(sma);
 632                 err = 0;
 633                 if(copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
 634                         err = -EFAULT;
 635                 goto out_free;
 636         }
 637         case SETALL:
 638         {
 639                 int i;
 640                 struct sem_undo *un;
 641
 642                 sem_unlock(sma);
 643
 644                 if(nsems > SEMMSL_FAST) {
 645                         sem_io = ipc_alloc(sizeof(ushort)*nsems);
 646                         if(sem_io == NULL)
 647                                 return -ENOMEM;
 648                 }
 649
 650                 if (copy_from_user (sem_io, arg.array, nsems*sizeof(ushort))) {
 651                         err = -EFAULT;
 652                         goto out_free;
 653                 }
 654
 655                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
 656                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
 657                                 err = -ERANGE;
 658                                 goto out_free;
 659                         }
 660                 }
 661                 err = sem_revalidate(semid, sma, nsems, S_IWUGO);
 662                 if(err)
 663                         goto out_free;
 664
 665                 for (i = 0; i < nsems; i++)
 666                         sma->sem_base[i].semval = sem_io[i];
 667                 for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
 668                         for (i = 0; i < nsems; i++)
 669                                 un->semadj[i] = 0;
 670                 sma->sem_ctime = get_seconds();
 671                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
 672                 update_queue(sma);
 673                 err = 0;
 674                 goto out_unlock;
 675         }
 676         case IPC_STAT:
 677         {
 678                 struct semid64_ds tbuf;
 679                 memset(&tbuf,0,sizeof(tbuf));
 680                 kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &tbuf.sem_perm);
 681                 tbuf.sem_otime  = sma->sem_otime;
 682                 tbuf.sem_ctime  = sma->sem_ctime;
 683                 tbuf.sem_nsems  = sma->sem_nsems;
 684                 sem_unlock(sma);
 685                 if (copy_semid_to_user (arg.buf, &tbuf, version))
 686                         return -EFAULT;
 687                 return 0;
 688         }
 689         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT, SETVAL: fall-through */
 690         }
 691         err = -EINVAL;
 692         if(semnum < 0 || semnum >= nsems)
 693                 goto out_unlock;
 694
 695         curr = &sma->sem_base[semnum];
 696
 697         switch (cmd) {
 698         case GETVAL:
 699                 err = curr->semval;
 700                 goto out_unlock;
 701         case GETPID:
 702                 err = curr->sempid;
 703                 goto out_unlock;
 704         case GETNCNT:
 705                 err = count_semncnt(sma,semnum);
 706                 goto out_unlock;
 707         case GETZCNT:
 708                 err = count_semzcnt(sma,semnum);
 709                 goto out_unlock;
 710         case SETVAL:
 711         {
 712                 int val = arg.val;
 713                 struct sem_undo *un;
 714                 err = -ERANGE;
 715                 if (val > SEMVMX || val < 0)
 716                         goto out_unlock;
 717
 718                 for (un = sma->undo; un; un = un->id_next)
 719                         un->semadj[semnum] = 0;
 720                 curr->semval = val;
 721                 curr->sempid = current->tgid;
 722                 sma->sem_ctime = get_seconds();
 723                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
 724                 update_queue(sma);
 725                 err = 0;
 726                 goto out_unlock;
 727         }
 728         }
 729 out_unlock:
 730         sem_unlock(sma);
 731 out_free:
 732         if(sem_io != fast_sem_io)
 733                 ipc_free(sem_io, sizeof(ushort)*nsems);
 734         return err;
 735 }
 736
 737 struct sem_setbuf {
 738         uid_t   uid;
 739         gid_t   gid;
 740         mode_t  mode;
 741 };
 742
 743 static inline unsigned long copy_semid_from_user(struct sem_setbuf *out, void __user *buf, int version)
 744 {
 745         switch(version) {
 746         case IPC_64:
 747             {
 748                 struct semid64_ds tbuf;
 749
 750                 if(copy_from_user(&tbuf, buf, sizeof(tbuf)))
 751                         return -EFAULT;
 752
 753                 out->uid        = tbuf.sem_perm.uid;
 754                 out->gid        = tbuf.sem_perm.gid;
 755                 out->mode       = tbuf.sem_perm.mode;
 756
 757                 return 0;
 758             }
 759         case IPC_OLD:
 760             {
 761                 struct semid_ds tbuf_old;
 762
 763                 if(copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
 764                         return -EFAULT;
 765
 766                 out->uid        = tbuf_old.sem_perm.uid;
 767                 out->gid        = tbuf_old.sem_perm.gid;
 768                 out->mode       = tbuf_old.sem_perm.mode;
 769
 770                 return 0;
 771             }
 772         default:
 773                 return -EINVAL;
 774         }
 775 }
 776
 777 static int semctl_down(int semid, int semnum, int cmd, int version, union semun arg)
 778 {
 779         struct sem_array *sma;
 780         int err;
 781         struct sem_setbuf setbuf;
 782         struct kern_ipc_perm *ipcp;
 783
 784         if(cmd == IPC_SET) {
 785                 if(copy_semid_from_user (&setbuf, arg.buf, version))
 786                         return -EFAULT;
 787         }
 788         sma = sem_lock(semid);
 789         if(sma==NULL)
 790                 return -EINVAL;
 791
 792         if (sem_checkid(sma,semid)) {
 793                 err=-EIDRM;
 794                 goto out_unlock;
 795         }
 796         ipcp = &sma->sem_perm;
 797
 798         if (current->euid != ipcp->cuid &&
 799             current->euid != ipcp->uid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
 800                 err=-EPERM;
 801                 goto out_unlock;
 802         }
 803
 804         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
 805         if (err)
 806                 goto out_unlock;
 807
 808         switch(cmd){
 809         case IPC_RMID:
 810                 freeary(sma, semid);
 811                 err = 0;
 812                 break;
 813         case IPC_SET:
 814                 ipcp->uid = setbuf.uid;
 815                 ipcp->gid = setbuf.gid;
 816                 ipcp->mode = (ipcp->mode & ~S_IRWXUGO)
 817                                 | (setbuf.mode & S_IRWXUGO);
 818                 sma->sem_ctime = get_seconds();
 819                 sem_unlock(sma);
 820                 err = 0;
 821                 break;
 822         default:
 823                 sem_unlock(sma);
 824                 err = -EINVAL;
 825                 break;
 826         }
 827         return err;
 828
 829 out_unlock:
 830         sem_unlock(sma);
 831         return err;
 832 }
 833
 834 asmlinkage long sys_semctl (int semid, int semnum, int cmd, union semun arg)
 835 {
 836         int err = -EINVAL;
 837         int version;
 838
 839         if (semid < 0)
 840                 return -EINVAL;
 841
 842         version = ipc_parse_version(&cmd);
 843
 844         switch(cmd) {
 845         case IPC_INFO:
 846         case SEM_INFO:
 847         case SEM_STAT:
 848                 err = semctl_nolock(semid,semnum,cmd,version,arg);
 849                 return err;
 850         case GETALL:
 851         case GETVAL:
 852         case GETPID:
 853         case GETNCNT:
 854         case GETZCNT:
 855         case IPC_STAT:
 856         case SETVAL:
 857         case SETALL:
 858                 err = semctl_main(semid,semnum,cmd,version,arg);
 859                 return err;
 860         case IPC_RMID:
 861         case IPC_SET:
 862                 down(&sem_ids.sem);
 863                 err = semctl_down(semid,semnum,cmd,version,arg);
 864                 up(&sem_ids.sem);
 865                 return err;
 866         default:
 867                 return -EINVAL;
 868         }
 869 }
 870
 871 static inline void lock_semundo(void)
 872 {
 873         struct sem_undo_list *undo_list;
 874
 875         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
 876         if ((undo_list != NULL) && (atomic_read(&undo_list->refcnt) != 1))
 877                 spin_lock(&undo_list->lock);
 878 }
 879
 880 /* This code has an interaction with copy_semundo().
 881  * Consider; two tasks are sharing the undo_list. task1
 882  * acquires the undo_list lock in lock_semundo().  If task2 now
 883  * exits before task1 releases the lock (by calling
 884  * unlock_semundo()), then task1 will never call spin_unlock().
 885  * This leave the sem_undo_list in a locked state.  If task1 now creats task3
 886  * and once again shares the sem_undo_list, the sem_undo_list will still be
 887  * locked, and future SEM_UNDO operations will deadlock.  This case is
 888  * dealt with in copy_semundo() by having it reinitialize the spin lock when
 889  * the refcnt goes from 1 to 2.
 890  */
 891 static inline void unlock_semundo(void)
 892 {
 893         struct sem_undo_list *undo_list;
 894
 895         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
 896         if ((undo_list != NULL) && (atomic_read(&undo_list->refcnt) != 1))
 897                 spin_unlock(&undo_list->lock);
 898 }
 899
 900
 901 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
 902  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
 903  * and current is THE ONE
 904  *
 905  * If this allocation and assignment succeeds, but later
 906  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
 907  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
 908  * at exit time.
 909  *
 910  * This can block, so callers must hold no locks.
 911  */
 912 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
 913 {
 914         struct sem_undo_list *undo_list;
 915         int size;
 916
 917         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
 918         if (!undo_list) {
 919                 size = sizeof(struct sem_undo_list);
 920                 undo_list = (struct sem_undo_list *) kmalloc(size, GFP_KERNEL);
 921                 if (undo_list == NULL)
 922                         return -ENOMEM;
 923                 memset(undo_list, 0, size);
 924                 /* don't initialize unodhd->lock here.  It's done
 925                  * in copy_semundo() instead.
 926                  */
 927                 atomic_set(&undo_list->refcnt, 1);
 928                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
 929         }
 930         *undo_listp = undo_list;
 931         return 0;
 932 }
 933
 934 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
 935 {
 936         struct sem_undo **last, *un;
 937
 938         last = &ulp->proc_list;
 939         un = *last;
 940         while(un != NULL) {
 941                 if(un->semid==semid)
 942                         break;
 943                 if(un->semid==-1) {
 944                         *last=un->proc_next;
 945                         kfree(un);
 946                 } else {
 947                         last=&un->proc_next;
 948                 }
 949                 un=*last;
 950         }
 951         return un;
 952 }
 953
 954 static struct sem_undo *find_undo(int semid)
 955 {
 956         struct sem_array *sma;
 957         struct sem_undo_list *ulp;
 958         struct sem_undo *un, *new;
 959         int nsems;
 960         int error;
 961
 962         error = get_undo_list(&ulp);
 963         if (error)
 964                 return ERR_PTR(error);
 965
 966         lock_semundo();
 967         un = lookup_undo(ulp, semid);
 968         unlock_semundo();
 969         if (likely(un!=NULL))
 970                 goto out;
 971
 972         /* no undo structure around - allocate one. */
 973         sma = sem_lock(semid);
 974         un = ERR_PTR(-EINVAL);
 975         if(sma==NULL)
 976                 goto out;
 977         un = ERR_PTR(-EIDRM);
 978         if (sem_checkid(sma,semid)) {
 979                 sem_unlock(sma);
 980                 goto out;
 981         }
 982         nsems = sma->sem_nsems;
 983         sem_unlock(sma);
 984
 985         new = (struct sem_undo *) kmalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
 986         if (!new)
 987                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 988         memset(new, 0, sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems);
 989         new->semadj = (short *) &new[1];
 990         new->semid = semid;
 991
 992         lock_semundo();
 993         un = lookup_undo(ulp, semid);
 994         if (un) {
 995                 unlock_semundo();
 996                 kfree(new);
 997                 goto out;
 998         }
 999         error = sem_revalidate(semid, sma, nsems, 0);
1000         if (error) {
1001                 unlock_semundo();
1002                 kfree(new);
1003                 un = ERR_PTR(error);
1004                 goto out;
1005         }
1006         new->proc_next = ulp->proc_list;
1007         ulp->proc_list = new;
1008         new->id_next = sma->undo;
1009         sma->undo = new;
1010         sem_unlock(sma);
1011         un = new;
1012         unlock_semundo();
1013 out:
1014         return un;
1015 }
1016
1017 asmlinkage long sys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
1018                         unsigned nsops, const struct timespec __user *timeout)
1019 {
1020         int error = -EINVAL;
1021         struct sem_array *sma;
1022         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1023         struct sembuf* sops = fast_sops, *sop;
1024         struct sem_undo *un;
1025         int undos = 0, decrease = 0, alter = 0, max;
1026         struct sem_queue queue;
1027         unsigned long jiffies_left = 0;
1028
1029         if (nsops < 1 || semid < 0)
1030                 return -EINVAL;
1031         if (nsops > sc_semopm)
1032                 return -E2BIG;
1033         if(nsops > SEMOPM_FAST) {
1034                 sops = kmalloc(sizeof(*sops)*nsops,GFP_KERNEL);
1035                 if(sops==NULL)
1036                         return -ENOMEM;
1037         }
1038         if (copy_from_user (sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1039                 error=-EFAULT;
1040                 goto out_free;
1041         }
1042         if (timeout) {
1043                 struct timespec _timeout;
1044                 if (copy_from_user(&_timeout, timeout, sizeof(*timeout))) {
1045                         error = -EFAULT;
1046                         goto out_free;
1047                 }
1048                 if (_timeout.tv_sec < 0 || _timeout.tv_nsec < 0 ||
1049                         _timeout.tv_nsec >= 1000000000L) {
1050                         error = -EINVAL;
1051                         goto out_free;
1052                 }
1053                 jiffies_left = timespec_to_jiffies(&_timeout);
1054         }
1055         max = 0;
1056         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1057                 if (sop->sem_num >= max)
1058                         max = sop->sem_num;
1059                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1060                         undos++;
1061                 if (sop->sem_op < 0)
1062                         decrease = 1;
1063                 if (sop->sem_op > 0)
1064                         alter = 1;
1065         }
1066         alter |= decrease;
1067
1068 retry_undos:
1069         if (undos) {
1070                 un = find_undo(semid);
1071                 if (IS_ERR(un)) {
1072                         error = PTR_ERR(un);
1073                         goto out_free;
1074                 }
1075         } else
1076                 un = NULL;
1077
1078         sma = sem_lock(semid);
1079         error=-EINVAL;
1080         if(sma==NULL)
1081                 goto out_free;
1082         error = -EIDRM;
1083         if (sem_checkid(sma,semid))
1084                 goto out_unlock_free;
1085         /*
1086          * semid identifies are not unique - find_undo may have
1087          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
1088          * and now a new array with received the same id. Check and retry.
1089          */
1090         if (un && un->semid == -1) {
1091                 sem_unlock(sma);
1092                 goto retry_undos;
1093         }
1094         error = -EFBIG;
1095         if (max >= sma->sem_nsems)
1096                 goto out_unlock_free;
1097
1098         error = -EACCES;
1099         if (ipcperms(&sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1100                 goto out_unlock_free;
1101
1102         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1103         if (error)
1104                 goto out_unlock_free;
1105
1106         error = try_atomic_semop (sma, sops, nsops, un, current->tgid);
1107         if (error <= 0)
1108                 goto update;
1109
1110         /* We need to sleep on this operation, so we put the current
1111          * task into the pending queue and go to sleep.
1112          */
1113
1114         queue.sma = sma;
1115         queue.sops = sops;
1116         queue.nsops = nsops;
1117         queue.undo = un;
1118         queue.pid = current->tgid;
1119         queue.id = semid;
1120         if (alter)
1121                 append_to_queue(sma ,&queue);
1122         else
1123                 prepend_to_queue(sma ,&queue);
1124
1125         queue.status = -EINTR;
1126         queue.sleeper = current;
1127         current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
1128         sem_unlock(sma);
1129
1130         if (timeout)
1131                 jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
1132         else
1133                 schedule();
1134
1135         error = queue.status;
1136         while(unlikely(error == IN_WAKEUP)) {
1137                 cpu_relax();
1138                 error = queue.status;
1139         }
1140
1141         if (error != -EINTR) {
1142                 /* fast path: update_queue already obtained all requested
1143                  * resources */
1144                 goto out_free;
1145         }
1146
1147         sma = sem_lock(semid);
1148         if(sma==NULL) {
1149                 if(queue.prev != NULL)
1150                         BUG();
1151                 error = -EIDRM;
1152                 goto out_free;
1153         }
1154
1155         /*
1156          * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process
1157          */
1158         error = queue.status;
1159         if (error != -EINTR) {
1160                 goto out_unlock_free;
1161         }
1162
1163         /*
1164          * If an interrupt occurred we have to clean up the queue
1165          */
1166         if (timeout && jiffies_left == 0)
1167                 error = -EAGAIN;
1168         remove_from_queue(sma,&queue);
1169         goto out_unlock_free;
1170
1171 update:
1172         if (alter)
1173                 update_queue (sma);
1174 out_unlock_free:
1175         sem_unlock(sma);
1176 out_free:
1177         if(sops != fast_sops)
1178                 kfree(sops);
1179         return error;
1180 }
1181
1182 asmlinkage long sys_semop (int semid, struct sembuf __user *tsops, unsigned nsops)
1183 {
1184         return sys_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
1185 }
1186
1187 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
1188  * parent and child tasks.
1189  *
1190  * See the notes above unlock_semundo() regarding the spin_lock_init()
1191  * in this code.  Initialize the undo_list->lock here instead of get_undo_list()
1192  * because of the reasoning in the comment above unlock_semundo.
1193  */
1194
1195 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
1196 {
1197         struct sem_undo_list *undo_list;
1198         int error;
1199
1200         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
1201                 error = get_undo_list(&undo_list);
1202                 if (error)
1203                         return error;
1204                 if (atomic_read(&undo_list->refcnt) == 1)
1205                         spin_lock_init(&undo_list->lock);
1206                 atomic_inc(&undo_list->refcnt);
1207                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
1208         } else
1209                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
1210
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 /*
1215  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
1216  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
1217  * so some of them may be out of date.
1218  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
1219  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
1220  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
1221  * should we queue up and wait until we can do so legally?
1222  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
1223  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
1224  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
1225  */
1226 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
1227 {
1228         struct sem_undo_list *undo_list;
1229         struct sem_undo *u, **up;
1230
1231         undo_list = tsk->sysvsem.undo_list;
1232         if (!undo_list)
1233                 return;
1234
1235         if (!atomic_dec_and_test(&undo_list->refcnt))
1236                 return;
1237
1238         /* There's no need to hold the semundo list lock, as current
1239          * is the last task exiting for this undo list.
1240          */
1241         for (up = &undo_list->proc_list; (u = *up); *up = u->proc_next, kfree(u)) {
1242                 struct sem_array *sma;
1243                 int nsems, i;
1244                 struct sem_undo *un, **unp;
1245                 int semid;
1246
1247                 semid = u->semid;
1248
1249                 if(semid == -1)
1250                         continue;
1251                 sma = sem_lock(semid);
1252                 if (sma == NULL)
1253                         continue;
1254
1255                 if (u->semid == -1)
1256                         goto next_entry;
1257
1258                 BUG_ON(sem_checkid(sma,u->semid));
1259
1260                 /* remove u from the sma->undo list */
1261                 for (unp = &sma->undo; (un = *unp); unp = &un->id_next) {
1262                         if (u == un)
1263                                 goto found;
1264                 }
1265                 printk ("exit_sem undo list error id=%d\n", u->semid);
1266                 goto next_entry;
1267 found:
1268                 *unp = un->id_next;
1269                 /* perform adjustments registered in u */
1270                 nsems = sma->sem_nsems;
1271                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1272                         struct sem * sem = &sma->sem_base[i];
1273                         if (u->semadj[i]) {
1274                                 sem->semval += u->semadj[i];
1275                                 if (sem->semval < 0)
1276                                         sem->semval = 0; /* shouldn't happen */
1277                                 sem->sempid = current->tgid;
1278                         }
1279                 }
1280                 sma->sem_otime = get_seconds();
1281                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1282                 update_queue(sma);
1283 next_entry:
1284                 sem_unlock(sma);
1285         }
1286         kfree(undo_list);
1287 }
1288
1289 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1290 static int sysvipc_sem_read_proc(char *buffer, char **start, off_t offset, int length, int *eof, void *data)
1291 {
1292         off_t pos = 0;
1293         off_t begin = 0;
1294         int i, len = 0;
1295
1296         len += sprintf(buffer, "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n");
1297         down(&sem_ids.sem);
1298
1299         for(i = 0; i <= sem_ids.max_id; i++) {
1300                 struct sem_array *sma;
1301                 sma = sem_lock(i);
1302                 if (sma) {
1303                         if (!vx_check(sma->sem_perm.xid, VX_IDENT)) {
1304                                 sem_unlock(sma);
1305                                 continue;
1306                         }
1307                         len += sprintf(buffer + len, "%10d %10d  %4o %10lu %5u %5u %5u %5u %10lu %10lu\n",
1308                                 sma->sem_perm.key,
1309                                 sem_buildid(i,sma->sem_perm.seq),
1310                                 sma->sem_perm.mode,
1311                                 sma->sem_nsems,
1312                                 sma->sem_perm.uid,
1313                                 sma->sem_perm.gid,
1314                                 sma->sem_perm.cuid,
1315                                 sma->sem_perm.cgid,
1316                                 sma->sem_otime,
1317                                 sma->sem_ctime);
1318                         sem_unlock(sma);
1319
1320                         pos += len;
1321                         if(pos < offset) {
1322                                 len = 0;
1323                                 begin = pos;
1324                         }
1325                         if(pos > offset + length)
1326                                 goto done;
1327                 }
1328         }
1329         *eof = 1;
1330 done:
1331         up(&sem_ids.sem);
1332         *start = buffer + (offset - begin);
1333         len -= (offset - begin);
1334         if(len > length)
1335                 len = length;
1336         if(len < 0)
1337                 len = 0;
1338         return len;
1339 }
1340 #endif