sys/kern/sysv_sem.c

   1 /* $FreeBSD: src/sys/kern/sysv_sem.c,v 1.69 2004/03/17 09:37:13 cperciva Exp $ */
   2
   3 /*
   4  * Implementation of SVID semaphores
   5  *
   6  * Author:  Daniel Boulet
   7  *
   8  * This software is provided ``AS IS'' without any warranties of any kind.
   9  */
  10
  11 #include "opt_sysvipc.h"
  12
  13 #include <sys/param.h>
  14 #include <sys/systm.h>
  15 #include <sys/sysproto.h>
  16 #include <sys/kernel.h>
  17 #include <sys/proc.h>
  18 #include <sys/sem.h>
  19 #include <sys/sysent.h>
  20 #include <sys/sysctl.h>
  21 #include <sys/malloc.h>
  22 #include <sys/jail.h>
  23 #include <sys/thread.h>
  24
  25 static MALLOC_DEFINE(M_SEM, "sem", "SVID compatible semaphores");
  26
  27 static void seminit (void *);
  28
  29 static struct sem_undo *semu_alloc (struct proc *p);
  30 static int semundo_adjust (struct proc *p, int semid, int semnum, int adjval);
  31 static void semundo_clear (int semid, int semnum);
  32
  33 static struct lwkt_token semu_token = LWKT_TOKEN_INITIALIZER(semu_token);
  34 static int      semtot = 0;
  35 static struct semid_pool *sema; /* semaphore id pool */
  36 static TAILQ_HEAD(, sem_undo) semu_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(semu_list);
  37 static struct lock sema_lk;
  38
  39 struct sem {
  40         u_short semval;         /* semaphore value */
  41         pid_t   sempid;         /* pid of last operation */
  42         u_short semncnt;        /* # awaiting semval > cval */
  43         u_short semzcnt;        /* # awaiting semval = 0 */
  44 };
  45
  46 /*
  47  * Undo structure (one per process)
  48  */
  49 struct sem_undo {
  50         TAILQ_ENTRY(sem_undo) un_entry; /* linked list for semundo_clear() */
  51         struct  proc *un_proc;          /* owner of this structure */
  52         int     un_refs;                /* prevent unlink/kfree */
  53         short   un_cnt;                 /* # of active entries */
  54         short   un_unused;
  55         struct undo {
  56                 short   un_adjval;      /* adjust on exit values */
  57                 short   un_num;         /* semaphore # */
  58                 int     un_id;          /* semid */
  59         } un_ent[1];                    /* undo entries */
  60 };
  61
  62 /*
  63  * Configuration parameters
  64  */
  65 #ifndef SEMMNI
  66 #define SEMMNI  1024            /* # of semaphore identifiers */
  67 #endif
  68 #ifndef SEMMNS
  69 #define SEMMNS  32767           /* # of semaphores in system */
  70 #endif
  71 #ifndef SEMUME
  72 #define SEMUME  25              /* max # of undo entries per process */
  73 #endif
  74 #ifndef SEMMNU
  75 #define SEMMNU  1024            /* # of undo structures in system */
  76                                 /* NO LONGER USED */
  77 #endif
  78
  79 /* shouldn't need tuning */
  80 #ifndef SEMMAP
  81 #define SEMMAP  128             /* # of entries in semaphore map */
  82 #endif
  83 #ifndef SEMMSL
  84 #define SEMMSL  SEMMNS          /* max # of semaphores per id */
  85 #endif
  86 #ifndef SEMOPM
  87 #define SEMOPM  100             /* max # of operations per semop call */
  88 #endif
  89
  90 #define SEMVMX  32767           /* semaphore maximum value */
  91 #define SEMAEM  16384           /* adjust on exit max value */
  92
  93 /*
  94  * Due to the way semaphore memory is allocated, we have to ensure that
  95  * SEMUSZ is properly aligned.
  96  */
  97
  98 #define SEM_ALIGN(bytes) roundup2(bytes, sizeof(long))
  99
 100 /* actual size of an undo structure */
 101 #define SEMUSZ(nent)    SEM_ALIGN(offsetof(struct sem_undo, un_ent[nent]))
 102
 103 /*
 104  * semaphore info struct
 105  */
 106 struct seminfo seminfo = {
 107                 SEMMAP,         /* # of entries in semaphore map */
 108                 SEMMNI,         /* # of semaphore identifiers */
 109                 SEMMNS,         /* # of semaphores in system */
 110                 SEMMNU,         /* # of undo structures in system */
 111                 SEMMSL,         /* max # of semaphores per id */
 112                 SEMOPM,         /* max # of operations per semop call */
 113                 SEMUME,         /* max # of undo entries per process */
 114                 SEMUSZ(SEMUME), /* size in bytes of undo structure */
 115                 SEMVMX,         /* semaphore maximum value */
 116                 SEMAEM          /* adjust on exit max value */
 117 };
 118
 119 TUNABLE_INT("kern.ipc.semmap", &seminfo.semmap);
 120 TUNABLE_INT("kern.ipc.semmni", &seminfo.semmni);
 121 TUNABLE_INT("kern.ipc.semmns", &seminfo.semmns);
 122 TUNABLE_INT("kern.ipc.semmnu", &seminfo.semmnu);
 123 TUNABLE_INT("kern.ipc.semmsl", &seminfo.semmsl);
 124 TUNABLE_INT("kern.ipc.semopm", &seminfo.semopm);
 125 TUNABLE_INT("kern.ipc.semume", &seminfo.semume);
 126 TUNABLE_INT("kern.ipc.semusz", &seminfo.semusz);
 127 TUNABLE_INT("kern.ipc.semvmx", &seminfo.semvmx);
 128 TUNABLE_INT("kern.ipc.semaem", &seminfo.semaem);
 129
 130 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, semmap, CTLFLAG_RW, &seminfo.semmap, 0,
 131     "Number of entries in semaphore map");
 132 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, semmni, CTLFLAG_RD, &seminfo.semmni, 0,
 133     "Number of semaphore identifiers");
 134 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, semmns, CTLFLAG_RD, &seminfo.semmns, 0,
 135     "Total number of semaphores");
 136 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, semmnu, CTLFLAG_RD, &seminfo.semmnu, 0,
 137     "Total number of undo structures");
 138 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, semmsl, CTLFLAG_RW, &seminfo.semmsl, 0,
 139     "Max number of semaphores per id");
 140 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, semopm, CTLFLAG_RD, &seminfo.semopm, 0,
 141     "Max number of operations per semop call");
 142 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, semume, CTLFLAG_RD, &seminfo.semume, 0,
 143     "Max number of undo entries per process");
 144 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, semusz, CTLFLAG_RD, &seminfo.semusz, 0,
 145     "Size in bytes of undo structure");
 146 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, semvmx, CTLFLAG_RW, &seminfo.semvmx, 0,
 147     "Semaphore maximum value");
 148 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, semaem, CTLFLAG_RW, &seminfo.semaem, 0,
 149     "Adjust on exit max value");
 150
 151 #if 0
 152 RO seminfo.semmap       /* SEMMAP unused */
 153 RO seminfo.semmni
 154 RO seminfo.semmns
 155 RO seminfo.semmnu       /* undo entries per system */
 156 RW seminfo.semmsl
 157 RO seminfo.semopm       /* SEMOPM unused */
 158 RO seminfo.semume
 159 RO seminfo.semusz       /* param - derived from SEMUME for per-proc sizeof */
 160 RO seminfo.semvmx       /* SEMVMX unused - user param */
 161 RO seminfo.semaem       /* SEMAEM unused - user param */
 162 #endif
 163
 164 static void
 165 seminit(void *dummy)
 166 {
 167         int i;
 168
 169         sema = kmalloc(sizeof(struct semid_pool) * seminfo.semmni,
 170                       M_SEM, M_WAITOK | M_ZERO);
 171
 172         lockinit(&sema_lk, "semglb", 0, 0);
 173         for (i = 0; i < seminfo.semmni; i++) {
 174                 struct semid_pool *semaptr = &sema[i];
 175
 176                 lockinit(&semaptr->lk, "semary", 0, 0);
 177                 semaptr->ds.sem_base = NULL;
 178                 semaptr->ds.sem_perm.mode = 0;
 179         }
 180 }
 181 SYSINIT(sysv_sem, SI_SUB_SYSV_SEM, SI_ORDER_FIRST, seminit, NULL);
 182
 183 /*
 184  * Allocate a new sem_undo structure for a process
 185  * (returns ptr to structure or NULL if no more room)
 186  */
 187 static struct sem_undo *
 188 semu_alloc(struct proc *p)
 189 {
 190         struct sem_undo *semu;
 191
 192         /*
 193          * Allocate the semu structure and associate it with the process,
 194          * as necessary.
 195          */
 196         while ((semu = p->p_sem_undo) == NULL) {
 197                 semu = kmalloc(SEMUSZ(seminfo.semume), M_SEM,
 198                                M_WAITOK | M_ZERO);
 199                 lwkt_gettoken(&semu_token);
 200                 lwkt_gettoken(&p->p_token);
 201                 if (p->p_sem_undo == NULL) {
 202                         p->p_sem_undo = semu;
 203                         p->p_flags |= P_SYSVSEM;
 204                         semu->un_proc = p;
 205                         TAILQ_INSERT_TAIL(&semu_list, semu, un_entry);
 206                 } else {
 207                         kfree(semu, M_SEM);
 208                 }
 209                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
 210                 lwkt_reltoken(&semu_token);
 211         }
 212         return(semu);
 213 }
 214
 215 /*
 216  * Adjust a particular entry for a particular proc
 217  */
 218 static int
 219 semundo_adjust(struct proc *p, int semid, int semnum, int adjval)
 220 {
 221         struct sem_undo *suptr;
 222         struct undo *sunptr;
 223         int i;
 224         int error = 0;
 225
 226         /*
 227          * Look for and remember the sem_undo if the caller doesn't
 228          * provide it.
 229          */
 230         suptr = semu_alloc(p);
 231         lwkt_gettoken(&p->p_token);
 232
 233         /*
 234          * Look for the requested entry and adjust it (delete if adjval becomes
 235          * 0).
 236          */
 237         sunptr = &suptr->un_ent[0];
 238         for (i = 0; i < suptr->un_cnt; i++, sunptr++) {
 239                 if (sunptr->un_id != semid || sunptr->un_num != semnum)
 240                         continue;
 241                 if (adjval == 0)
 242                         sunptr->un_adjval = 0;
 243                 else
 244                         sunptr->un_adjval += adjval;
 245                 if (sunptr->un_adjval == 0) {
 246                         suptr->un_cnt--;
 247                         if (i < suptr->un_cnt)
 248                                 suptr->un_ent[i] = suptr->un_ent[suptr->un_cnt];
 249                 }
 250                 goto done;
 251         }
 252
 253         /* Didn't find the right entry - create it */
 254         if (adjval == 0)
 255                 goto done;
 256         if (suptr->un_cnt != seminfo.semume) {
 257                 sunptr = &suptr->un_ent[suptr->un_cnt];
 258                 suptr->un_cnt++;
 259                 sunptr->un_adjval = adjval;
 260                 sunptr->un_id = semid;
 261                 sunptr->un_num = semnum;
 262         } else {
 263                 error = EINVAL;
 264         }
 265 done:
 266         lwkt_reltoken(&p->p_token);
 267
 268         return (error);
 269 }
 270
 271 /*
 272  * This is rather expensive
 273  */
 274 static void
 275 semundo_clear(int semid, int semnum)
 276 {
 277         struct proc *p;
 278         struct sem_undo *suptr;
 279         struct sem_undo *sunext;
 280         struct undo *sunptr;
 281         int i;
 282
 283         lwkt_gettoken(&semu_token);
 284         sunext = TAILQ_FIRST(&semu_list);
 285         while ((suptr = sunext) != NULL) {
 286                 if ((p = suptr->un_proc) == NULL) {
 287                         sunext = TAILQ_NEXT(suptr, un_entry);
 288                         continue;
 289                 }
 290                 ++suptr->un_refs;
 291                 PHOLD(p);
 292                 lwkt_gettoken(&p->p_token);
 293
 294                 sunptr = &suptr->un_ent[0];
 295                 i = 0;
 296
 297                 while (i < suptr->un_cnt) {
 298                         if (sunptr->un_id == semid) {
 299                                 if (semnum == -1 || sunptr->un_num == semnum) {
 300                                         suptr->un_cnt--;
 301                                         if (i < suptr->un_cnt) {
 302                                                 suptr->un_ent[i] =
 303                                                   suptr->un_ent[suptr->un_cnt];
 304                                                 /*
 305                                                  * do not increment i
 306                                                  * or sunptr after copydown.
 307                                                  */
 308                                                 continue;
 309                                         }
 310                                 }
 311                                 if (semnum != -1)
 312                                         break;
 313                         }
 314                         ++i;
 315                         ++sunptr;
 316                 }
 317
 318                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
 319                 PRELE(p);
 320
 321                 /*
 322                  * Handle deletion races
 323                  */
 324                 sunext = TAILQ_NEXT(suptr, un_entry);
 325                 if (--suptr->un_refs == 0 && suptr->un_proc == NULL) {
 326                         KKASSERT(suptr->un_cnt == 0);
 327                         TAILQ_REMOVE(&semu_list, suptr, un_entry);
 328                         kfree(suptr, M_SEM);
 329                 }
 330         }
 331         lwkt_reltoken(&semu_token);
 332 }
 333
 334 /*
 335  * Note that the user-mode half of this passes a union, not a pointer
 336  *
 337  * MPALMOSTSAFE
 338  */
 339 int
 340 sys___semctl(struct __semctl_args *uap)
 341 {
 342         struct thread *td = curthread;
 343         struct prison *pr = td->td_proc->p_ucred->cr_prison;
 344         int semid = uap->semid;
 345         int semnum = uap->semnum;
 346         int cmd = uap->cmd;
 347         union semun *arg = uap->arg;
 348         union semun real_arg;
 349         struct ucred *cred = td->td_ucred;
 350         int i, rval, eval;
 351         struct semid_ds sbuf;
 352         struct semid_pool *semaptr;
 353         struct sem *semptr;
 354
 355 #ifdef SEM_DEBUG
 356         kprintf("call to semctl(%d, %d, %d, 0x%x)\n", semid, semnum, cmd, arg);
 357 #endif
 358
 359         if (pr && !pr->pr_sysvipc_allowed)
 360                 return (ENOSYS);
 361
 362         semid = IPCID_TO_IX(semid);
 363         if (semid < 0 || semid >= seminfo.semmni) {
 364                 return(EINVAL);
 365         }
 366         semaptr = &sema[semid];
 367         lockmgr(&semaptr->lk, LK_EXCLUSIVE);
 368
 369         if ((semaptr->ds.sem_perm.mode & SEM_ALLOC) == 0 ||
 370             semaptr->ds.sem_perm.seq != IPCID_TO_SEQ(uap->semid)) {
 371                 lockmgr(&semaptr->lk, LK_RELEASE);
 372                 return(EINVAL);
 373         }
 374
 375         eval = 0;
 376         rval = 0;
 377
 378         switch (cmd) {
 379         case IPC_RMID:
 380                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_M);
 381                 if (eval != 0)
 382                         break;
 383                 semaptr->ds.sem_perm.cuid = cred->cr_uid;
 384                 semaptr->ds.sem_perm.uid = cred->cr_uid;
 385
 386                 /*
 387                  * NOTE: Nobody will be waiting on the semaphores since
 388                  *       we have an exclusive lock on semaptr->lk).
 389                  */
 390                 lockmgr(&sema_lk, LK_EXCLUSIVE);
 391                 semtot -= semaptr->ds.sem_nsems;
 392                 kfree(semaptr->ds.sem_base, M_SEM);
 393                 semaptr->ds.sem_base = NULL;
 394                 semaptr->ds.sem_perm.mode = 0;  /* clears SEM_ALLOC */
 395                 lockmgr(&sema_lk, LK_RELEASE);
 396
 397                 semundo_clear(semid, -1);
 398                 break;
 399
 400         case IPC_SET:
 401                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_M);
 402                 if (eval)
 403                         break;
 404                 if ((eval = copyin(arg, &real_arg, sizeof(real_arg))) != 0)
 405                         break;
 406                 if ((eval = copyin(real_arg.buf, (caddr_t)&sbuf,
 407                                    sizeof(sbuf))) != 0) {
 408                         break;
 409                 }
 410                 semaptr->ds.sem_perm.uid = sbuf.sem_perm.uid;
 411                 semaptr->ds.sem_perm.gid = sbuf.sem_perm.gid;
 412                 semaptr->ds.sem_perm.mode =
 413                         (semaptr->ds.sem_perm.mode & ~0777) |
 414                         (sbuf.sem_perm.mode & 0777);
 415                 semaptr->ds.sem_ctime = time_second;
 416                 break;
 417
 418         case IPC_STAT:
 419                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_R);
 420                 if (eval)
 421                         break;
 422                 if ((eval = copyin(arg, &real_arg, sizeof(real_arg))) != 0)
 423                         break;
 424                 eval = copyout(&semaptr->ds, real_arg.buf,
 425                                sizeof(struct semid_ds));
 426                 break;
 427         case SEM_STAT:
 428                 /*
 429                  * For this command we assume semid is an array index
 430                  * rather than an IPC id.  However, the conversion is
 431                  * just a mask so just validate that the passed-in semid
 432                  * matches the masked semid.
 433                  */
 434                 if (uap->semid != semid) {
 435                         eval = EINVAL;
 436                         break;
 437                 }
 438                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_R);
 439                 if (eval)
 440                         break;
 441                 if ((eval = copyin(arg, &real_arg, sizeof(real_arg))) != 0)
 442                         break;
 443                 eval = copyout(&semaptr->ds, real_arg.buf,
 444                                sizeof(struct semid_ds));
 445                 rval = IXSEQ_TO_IPCID(semid, semaptr->ds.sem_perm);
 446                 break;
 447
 448         case GETNCNT:
 449                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_R);
 450                 if (eval)
 451                         break;
 452                 if (semnum < 0 || semnum >= semaptr->ds.sem_nsems) {
 453                         eval = EINVAL;
 454                         break;
 455                 }
 456                 rval = semaptr->ds.sem_base[semnum].semncnt;
 457                 break;
 458
 459         case GETPID:
 460                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_R);
 461                 if (eval)
 462                         break;
 463                 if (semnum < 0 || semnum >= semaptr->ds.sem_nsems) {
 464                         eval = EINVAL;
 465                         break;
 466                 }
 467                 rval = semaptr->ds.sem_base[semnum].sempid;
 468                 break;
 469
 470         case GETVAL:
 471                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_R);
 472                 if (eval)
 473                         break;
 474                 if (semnum < 0 || semnum >= semaptr->ds.sem_nsems) {
 475                         eval = EINVAL;
 476                         break;
 477                 }
 478                 rval = semaptr->ds.sem_base[semnum].semval;
 479                 break;
 480
 481         case GETALL:
 482                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_R);
 483                 if (eval)
 484                         break;
 485                 if ((eval = copyin(arg, &real_arg, sizeof(real_arg))) != 0)
 486                         break;
 487                 for (i = 0; i < semaptr->ds.sem_nsems; i++) {
 488                         eval = copyout(&semaptr->ds.sem_base[i].semval,
 489                                        &real_arg.array[i],
 490                                        sizeof(real_arg.array[0]));
 491                         if (eval)
 492                                 break;
 493                 }
 494                 break;
 495
 496         case GETZCNT:
 497                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_R);
 498                 if (eval)
 499                         break;
 500                 if (semnum < 0 || semnum >= semaptr->ds.sem_nsems) {
 501                         eval = EINVAL;
 502                         break;
 503                 }
 504                 rval = semaptr->ds.sem_base[semnum].semzcnt;
 505                 break;
 506
 507         case SETVAL:
 508                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_W);
 509                 if (eval)
 510                         break;
 511                 if (semnum < 0 || semnum >= semaptr->ds.sem_nsems) {
 512                         eval = EINVAL;
 513                         break;
 514                 }
 515                 if ((eval = copyin(arg, &real_arg, sizeof(real_arg))) != 0)
 516                         break;
 517
 518                 /*
 519                  * Because we hold semaptr->lk exclusively we can safely
 520                  * modify any semptr content without acquiring its token.
 521                  */
 522                 semptr = &semaptr->ds.sem_base[semnum];
 523                 semptr->semval = real_arg.val;
 524                 semundo_clear(semid, semnum);
 525                 if (semptr->semzcnt || semptr->semncnt)
 526                         wakeup(semptr);
 527                 break;
 528
 529         case SETALL:
 530                 eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_W);
 531                 if (eval)
 532                         break;
 533                 if ((eval = copyin(arg, &real_arg, sizeof(real_arg))) != 0)
 534                         break;
 535                 /*
 536                  * Because we hold semaptr->lk exclusively we can safely
 537                  * modify any semptr content without acquiring its token.
 538                  */
 539                 for (i = 0; i < semaptr->ds.sem_nsems; i++) {
 540                         semptr = &semaptr->ds.sem_base[i];
 541                         eval = copyin(&real_arg.array[i],
 542                                       (caddr_t)&semptr->semval,
 543                                       sizeof(real_arg.array[0]));
 544                         if (semptr->semzcnt || semptr->semncnt)
 545                                 wakeup(semptr);
 546                         if (eval != 0)
 547                                 break;
 548                 }
 549                 semundo_clear(semid, -1);
 550                 break;
 551
 552         default:
 553                 eval = EINVAL;
 554                 break;
 555         }
 556         lockmgr(&semaptr->lk, LK_RELEASE);
 557
 558         if (eval == 0)
 559                 uap->sysmsg_result = rval;
 560         return(eval);
 561 }
 562
 563 /*
 564  * MPALMOSTSAFE
 565  */
 566 int
 567 sys_semget(struct semget_args *uap)
 568 {
 569         struct thread *td = curthread;
 570         struct prison *pr = td->td_proc->p_ucred->cr_prison;
 571         int semid, eval;
 572         int key = uap->key;
 573         int nsems = uap->nsems;
 574         int semflg = uap->semflg;
 575         struct ucred *cred = td->td_ucred;
 576
 577 #ifdef SEM_DEBUG
 578         kprintf("semget(0x%x, %d, 0%o)\n", key, nsems, semflg);
 579 #endif
 580
 581         if (pr && !pr->pr_sysvipc_allowed)
 582                 return (ENOSYS);
 583
 584         eval = 0;
 585
 586         if (key != IPC_PRIVATE) {
 587                 for (semid = 0; semid < seminfo.semmni; semid++) {
 588                         if ((sema[semid].ds.sem_perm.mode & SEM_ALLOC) == 0 ||
 589                             sema[semid].ds.sem_perm.key != key) {
 590                                 continue;
 591                         }
 592                         lockmgr(&sema[semid].lk, LK_EXCLUSIVE);
 593                         if ((sema[semid].ds.sem_perm.mode & SEM_ALLOC) == 0 ||
 594                             sema[semid].ds.sem_perm.key != key) {
 595                                 lockmgr(&sema[semid].lk, LK_RELEASE);
 596                                 continue;
 597                         }
 598                         break;
 599                 }
 600                 if (semid < seminfo.semmni) {
 601                         /* sema[semid].lk still locked from above */
 602 #ifdef SEM_DEBUG
 603                         kprintf("found public key\n");
 604 #endif
 605                         if ((eval = ipcperm(td->td_proc,
 606                                             &sema[semid].ds.sem_perm,
 607                                             semflg & 0700))) {
 608                                 lockmgr(&sema[semid].lk, LK_RELEASE);
 609                                 goto done;
 610                         }
 611                         if (nsems > 0 && sema[semid].ds.sem_nsems < nsems) {
 612 #ifdef SEM_DEBUG
 613                                 kprintf("too small\n");
 614 #endif
 615                                 eval = EINVAL;
 616                                 lockmgr(&sema[semid].lk, LK_RELEASE);
 617                                 goto done;
 618                         }
 619                         if ((semflg & IPC_CREAT) && (semflg & IPC_EXCL)) {
 620 #ifdef SEM_DEBUG
 621                                 kprintf("not exclusive\n");
 622 #endif
 623                                 eval = EEXIST;
 624                                 lockmgr(&sema[semid].lk, LK_RELEASE);
 625                                 goto done;
 626                         }
 627
 628                         /*
 629                          * Return this one.
 630                          */
 631                         lockmgr(&sema[semid].lk, LK_RELEASE);
 632                         goto done;
 633                 }
 634         }
 635
 636 #ifdef SEM_DEBUG
 637         kprintf("need to allocate the semid_ds\n");
 638 #endif
 639         if (key == IPC_PRIVATE || (semflg & IPC_CREAT)) {
 640                 if (nsems <= 0 || nsems > seminfo.semmsl) {
 641 #ifdef SEM_DEBUG
 642                         kprintf("nsems out of range (0<%d<=%d)\n",
 643                                 nsems, seminfo.semmsl);
 644 #endif
 645                         eval = EINVAL;
 646                         goto done;
 647                 }
 648
 649                 /*
 650                  * SEM_ALLOC flag cannot be set unless sema_lk is locked.
 651                  * semtot field also protected by sema_lk.
 652                  */
 653                 lockmgr(&sema_lk, LK_EXCLUSIVE);
 654                 if (nsems > seminfo.semmns - semtot) {
 655 #ifdef SEM_DEBUG
 656                         kprintf("not enough semaphores left "
 657                                 "(need %d, got %d)\n",
 658                                 nsems, seminfo.semmns - semtot);
 659 #endif
 660                         eval = ENOSPC;
 661                         lockmgr(&sema_lk, LK_RELEASE);
 662                         goto done;
 663                 }
 664                 for (semid = 0; semid < seminfo.semmni; semid++) {
 665                         if ((sema[semid].ds.sem_perm.mode & SEM_ALLOC) == 0)
 666                                 break;
 667                 }
 668                 if (semid == seminfo.semmni) {
 669 #ifdef SEM_DEBUG
 670                         kprintf("no more semid_ds's available\n");
 671 #endif
 672                         eval = ENOSPC;
 673                         lockmgr(&sema_lk, LK_RELEASE);
 674                         goto done;
 675                 }
 676 #ifdef SEM_DEBUG
 677                 kprintf("semid %d is available\n", semid);
 678 #endif
 679                 lockmgr(&sema[semid].lk, LK_EXCLUSIVE);
 680                 sema[semid].ds.sem_perm.key = key;
 681                 sema[semid].ds.sem_perm.cuid = cred->cr_uid;
 682                 sema[semid].ds.sem_perm.uid = cred->cr_uid;
 683                 sema[semid].ds.sem_perm.cgid = cred->cr_gid;
 684                 sema[semid].ds.sem_perm.gid = cred->cr_gid;
 685                 sema[semid].ds.sem_perm.mode = (semflg & 0777) | SEM_ALLOC;
 686                 sema[semid].ds.sem_perm.seq =
 687                     (sema[semid].ds.sem_perm.seq + 1) & 0x7fff;
 688                 sema[semid].ds.sem_nsems = nsems;
 689                 sema[semid].ds.sem_otime = 0;
 690                 sema[semid].ds.sem_ctime = time_second;
 691                 sema[semid].ds.sem_base = kmalloc(sizeof(struct sem) * nsems,
 692                                                M_SEM, M_WAITOK|M_ZERO);
 693                 semtot += nsems;
 694                 ++sema[semid].gen;
 695                 lockmgr(&sema[semid].lk, LK_RELEASE);
 696                 lockmgr(&sema_lk, LK_RELEASE);
 697 #ifdef SEM_DEBUG
 698                 kprintf("sembase = 0x%x, next = 0x%x\n",
 699                         sema[semid].ds.sem_base, &sem[semtot]);
 700 #endif
 701                 /* eval == 0 */
 702         } else {
 703 #ifdef SEM_DEBUG
 704                 kprintf("didn't find it and wasn't asked to create it\n");
 705 #endif
 706                 eval = ENOENT;
 707         }
 708
 709 done:
 710         if (eval == 0) {
 711                 uap->sysmsg_result =
 712                         IXSEQ_TO_IPCID(semid, sema[semid].ds.sem_perm);
 713         }
 714         return(eval);
 715 }
 716
 717 /*
 718  * MPSAFE
 719  */
 720 int
 721 sys_semop(struct semop_args *uap)
 722 {
 723         struct thread *td = curthread;
 724         struct prison *pr = td->td_proc->p_ucred->cr_prison;
 725         int semid = uap->semid;
 726         u_int nsops = uap->nsops;
 727         struct sembuf sops[MAX_SOPS];
 728         struct semid_pool *semaptr;
 729         struct sembuf *sopptr;
 730         struct sem *semptr;
 731         struct sem *xsemptr;
 732         int i, j, eval;
 733         int do_undos;
 734
 735 #ifdef SEM_DEBUG
 736         kprintf("call to semop(%d, 0x%x, %u)\n", semid, sops, nsops);
 737 #endif
 738         if (pr && !pr->pr_sysvipc_allowed)
 739                 return (ENOSYS);
 740
 741         semid = IPCID_TO_IX(semid);     /* Convert back to zero origin */
 742
 743         if (semid < 0 || semid >= seminfo.semmni) {
 744                 eval = EINVAL;
 745                 goto done2;
 746         }
 747
 748         wakeup_start_delayed();
 749         semaptr = &sema[semid];
 750         lockmgr(&semaptr->lk, LK_SHARED);
 751
 752         if ((semaptr->ds.sem_perm.mode & SEM_ALLOC) == 0) {
 753                 eval = EINVAL;
 754                 goto done;
 755         }
 756         if (semaptr->ds.sem_perm.seq != IPCID_TO_SEQ(uap->semid)) {
 757                 eval = EINVAL;
 758                 goto done;
 759         }
 760
 761         if ((eval = ipcperm(td->td_proc, &semaptr->ds.sem_perm, IPC_W))) {
 762 #ifdef SEM_DEBUG
 763                 kprintf("eval = %d from ipaccess\n", eval);
 764 #endif
 765                 goto done;
 766         }
 767
 768         if (nsops > MAX_SOPS) {
 769 #ifdef SEM_DEBUG
 770                 kprintf("too many sops (max=%d, nsops=%u)\n", MAX_SOPS, nsops);
 771 #endif
 772                 eval = E2BIG;
 773                 goto done;
 774         }
 775
 776         if ((eval = copyin(uap->sops, &sops, nsops * sizeof(sops[0]))) != 0) {
 777 #ifdef SEM_DEBUG
 778                 kprintf("eval = %d from copyin(%08x, %08x, %u)\n", eval,
 779                     uap->sops, &sops, nsops * sizeof(sops[0]));
 780 #endif
 781                 goto done;
 782         }
 783
 784         /*
 785          * Loop trying to satisfy the vector of requests.
 786          * If we reach a point where we must wait, any requests already
 787          * performed are rolled back and we go to sleep until some other
 788          * process wakes us up.  At this point, we start all over again.
 789          *
 790          * This ensures that from the perspective of other tasks, a set
 791          * of requests is atomic (never partially satisfied).
 792          */
 793         do_undos = 0;
 794
 795         for (;;) {
 796                 long gen;
 797
 798                 semptr = NULL;
 799
 800                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
 801                         sopptr = &sops[i];
 802
 803                         if (sopptr->sem_num >= semaptr->ds.sem_nsems) {
 804                                 eval = EFBIG;
 805                                 goto done;
 806                         }
 807
 808                         semptr = &semaptr->ds.sem_base[sopptr->sem_num];
 809                         lwkt_getpooltoken(semptr);
 810
 811 #ifdef SEM_DEBUG
 812                         kprintf("semop:  semaptr=%x, sem_base=%x, semptr=%x, "
 813                                 "sem[%d]=%d : op=%d, flag=%s\n",
 814                             semaptr, semaptr->ds.sem_base, semptr,
 815                             sopptr->sem_num, semptr->semval, sopptr->sem_op,
 816                             (sopptr->sem_flg & IPC_NOWAIT) ? "nowait" : "wait");
 817 #endif
 818
 819                         if (sopptr->sem_op < 0) {
 820                                 if (semptr->semval + sopptr->sem_op < 0) {
 821 #ifdef SEM_DEBUG
 822                                         kprintf("semop:  can't do it now\n");
 823 #endif
 824                                         break;
 825                                 } else {
 826                                         semptr->semval += sopptr->sem_op;
 827                                         if (semptr->semval == 0 &&
 828                                             semptr->semzcnt > 0) {
 829                                                 wakeup(semptr);
 830                                         }
 831                                 }
 832                                 if (sopptr->sem_flg & SEM_UNDO)
 833                                         do_undos = 1;
 834                         } else if (sopptr->sem_op == 0) {
 835                                 if (semptr->semval > 0) {
 836 #ifdef SEM_DEBUG
 837                                         kprintf("semop:  not zero now\n");
 838 #endif
 839                                         break;
 840                                 }
 841                         } else {
 842                                 semptr->semval += sopptr->sem_op;
 843                                 if (sopptr->sem_flg & SEM_UNDO)
 844                                         do_undos = 1;
 845                                 if (semptr->semncnt > 0)
 846                                         wakeup(semptr);
 847                         }
 848                         lwkt_relpooltoken(semptr);
 849                 }
 850
 851                 /*
 852                  * Did we get through the entire vector?
 853                  */
 854                 if (i >= nsops)
 855                         goto donex;
 856
 857                 /*
 858                  * No, protect the semaphore request which also flags that
 859                  * a wakeup is needed, then release semptr since we know
 860                  * another process is likely going to need to access it
 861                  * soon.
 862                  */
 863                 if (sopptr->sem_op == 0)
 864                         semptr->semzcnt++;
 865                 else
 866                         semptr->semncnt++;
 867                 tsleep_interlock(semptr, PCATCH);
 868                 lwkt_relpooltoken(semptr);
 869
 870                 /*
 871                  * Rollback the semaphores we had acquired.
 872                  */
 873 #ifdef SEM_DEBUG
 874                 kprintf("semop:  rollback 0 through %d\n", i-1);
 875 #endif
 876                 for (j = 0; j < i; j++) {
 877                         xsemptr = &semaptr->ds.sem_base[sops[j].sem_num];
 878                         lwkt_getpooltoken(xsemptr);
 879                         xsemptr->semval -= sops[j].sem_op;
 880                         if (xsemptr->semval == 0 && xsemptr->semzcnt > 0)
 881                                 wakeup(xsemptr);
 882                         if (xsemptr->semval <= 0 && xsemptr->semncnt > 0)
 883                                 wakeup(xsemptr);
 884                         lwkt_relpooltoken(xsemptr);
 885                 }
 886
 887                 /*
 888                  * If the request that we couldn't satisfy has the
 889                  * NOWAIT flag set then return with EAGAIN.
 890                  */
 891                 if (sopptr->sem_flg & IPC_NOWAIT) {
 892                         eval = EAGAIN;
 893                         goto done;
 894                 }
 895
 896                 /*
 897                  * Release semaptr->lk while sleeping, allowing other
 898                  * semops (like SETVAL, SETALL, etc), which require an
 899                  * exclusive lock and might wake us up.
 900                  *
 901                  * Reload and recheck the validity of semaptr on return.
 902                  * Note that semptr itself might have changed too, but
 903                  * we've already interlocked for semptr and that is what
 904                  * will be woken up if it wakes up the tsleep on a MP
 905                  * race.
 906                  *
 907                  * gen protects against destroy/re-create races where the
 908                  * creds match.
 909                  */
 910 #ifdef SEM_DEBUG
 911                 kprintf("semop:  good night!\n");
 912 #endif
 913                 gen = semaptr->gen;
 914                 lockmgr(&semaptr->lk, LK_RELEASE);
 915                 eval = tsleep(semptr, PCATCH | PINTERLOCKED, "semwait", hz);
 916                 lockmgr(&semaptr->lk, LK_SHARED);
 917 #ifdef SEM_DEBUG
 918                 kprintf("semop:  good morning (eval=%d)!\n", eval);
 919 #endif
 920
 921                 /* return code is checked below, after sem[nz]cnt-- */
 922
 923                 /*
 924                  * Make sure that the semaphore still exists
 925                  */
 926                 if (semaptr->gen != gen ||
 927                     (semaptr->ds.sem_perm.mode & SEM_ALLOC) == 0 ||
 928                     semaptr->ds.sem_perm.seq != IPCID_TO_SEQ(uap->semid)) {
 929                         eval = EIDRM;
 930                         goto done;
 931                 }
 932
 933                 /*
 934                  * The semaphore is still alive.  Readjust the count of
 935                  * waiting processes.
 936                  */
 937                 semptr = &semaptr->ds.sem_base[sopptr->sem_num];
 938                 lwkt_getpooltoken(semptr);
 939                 if (sopptr->sem_op == 0)
 940                         semptr->semzcnt--;
 941                 else
 942                         semptr->semncnt--;
 943                 lwkt_relpooltoken(semptr);
 944
 945                 /*
 946                  * Is it really morning, or was our sleep interrupted?
 947                  * (Delayed check of tsleep() return code because we
 948                  * need to decrement sem[nz]cnt either way.)
 949                  */
 950                 if (eval) {
 951                         eval = EINTR;
 952                         goto done;
 953                 }
 954 #ifdef SEM_DEBUG
 955                 kprintf("semop:  good morning!\n");
 956 #endif
 957                 /* RETRY LOOP */
 958         }
 959
 960 donex:
 961         /*
 962          * Process any SEM_UNDO requests.
 963          */
 964         if (do_undos) {
 965                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
 966                         /*
 967                          * We only need to deal with SEM_UNDO's for non-zero
 968                          * op's.
 969                          */
 970                         int adjval;
 971
 972                         if ((sops[i].sem_flg & SEM_UNDO) == 0)
 973                                 continue;
 974                         adjval = sops[i].sem_op;
 975                         if (adjval == 0)
 976                                 continue;
 977                         eval = semundo_adjust(td->td_proc, semid,
 978                                               sops[i].sem_num, -adjval);
 979                         if (eval == 0)
 980                                 continue;
 981
 982                         /*
 983                          * Oh-Oh!  We ran out of either sem_undo's or undo's.
 984                          * Rollback the adjustments to this point and then
 985                          * rollback the semaphore ups and down so we can return
 986                          * with an error with all structures restored.  We
 987                          * rollback the undo's in the exact reverse order that
 988                          * we applied them.  This guarantees that we won't run
 989                          * out of space as we roll things back out.
 990                          */
 991                         for (j = i - 1; j >= 0; j--) {
 992                                 if ((sops[j].sem_flg & SEM_UNDO) == 0)
 993                                         continue;
 994                                 adjval = sops[j].sem_op;
 995                                 if (adjval == 0)
 996                                         continue;
 997                                 if (semundo_adjust(td->td_proc, semid,
 998                                                sops[j].sem_num, adjval) != 0)
 999                                         panic("semop - can't undo undos");
1000                         }
1001
1002                         for (j = 0; j < nsops; j++) {
1003                                 xsemptr = &semaptr->ds.sem_base[
1004                                                         sops[j].sem_num];
1005                                 lwkt_getpooltoken(xsemptr);
1006                                 xsemptr->semval -= sops[j].sem_op;
1007                                 if (xsemptr->semval == 0 &&
1008                                     xsemptr->semzcnt > 0)
1009                                         wakeup(xsemptr);
1010                                 if (xsemptr->semval <= 0 &&
1011                                     xsemptr->semncnt > 0)
1012                                         wakeup(xsemptr);
1013                                 lwkt_relpooltoken(xsemptr);
1014                         }
1015
1016 #ifdef SEM_DEBUG
1017                         kprintf("eval = %d from semundo_adjust\n", eval);
1018 #endif
1019                         goto done;
1020                 } /* loop through the sops */
1021         } /* if (do_undos) */
1022
1023         /* We're definitely done - set the sempid's */
1024         for (i = 0; i < nsops; i++) {
1025                 sopptr = &sops[i];
1026                 semptr = &semaptr->ds.sem_base[sopptr->sem_num];
1027                 lwkt_getpooltoken(semptr);
1028                 semptr->sempid = td->td_proc->p_pid;
1029                 lwkt_relpooltoken(semptr);
1030         }
1031
1032         /* Do a wakeup if any semaphore was up'd. */
1033 #ifdef SEM_DEBUG
1034         kprintf("semop:  done\n");
1035 #endif
1036         uap->sysmsg_result = 0;
1037         eval = 0;
1038 done:
1039         lockmgr(&semaptr->lk, LK_RELEASE);
1040         wakeup_end_delayed();
1041 done2:
1042         return(eval);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Go through the undo structures for this process and apply the adjustments to
1047  * semaphores.
1048  *
1049  * (p->p_token is held by the caller)
1050  */
1051 void
1052 semexit(struct proc *p)
1053 {
1054         struct sem_undo *suptr;
1055         struct sem *semptr;
1056
1057         /*
1058          * We're getting a global token, don't do it if we couldn't
1059          * possibly have any semaphores.
1060          */
1061         if ((p->p_flags & P_SYSVSEM) == 0)
1062                 return;
1063         suptr = p->p_sem_undo;
1064         KKASSERT(suptr != NULL);
1065
1066         /*
1067          * Disconnect suptr from the process and increment un_refs to
1068          * prevent anyone else from being able to destroy the structure.
1069          * Do not remove it from the linked list until after we are through
1070          * scanning it as other semaphore calls might still effect it.
1071          */
1072         lwkt_gettoken(&semu_token);
1073         p->p_sem_undo = NULL;
1074         p->p_flags &= ~P_SYSVSEM;
1075         suptr->un_proc = NULL;
1076         ++suptr->un_refs;
1077         lwkt_reltoken(&semu_token);
1078
1079         while (suptr->un_cnt) {
1080                 struct semid_pool *semaptr;
1081                 int semid;
1082                 int semnum;
1083                 int adjval;
1084                 int ix;
1085
1086                 /*
1087                  * These values are stable because we hold p->p_token.
1088                  * However, they can get ripped out from under us when
1089                  * we block or obtain other tokens so we have to re-check.
1090                  */
1091                 ix = suptr->un_cnt - 1;
1092                 semid = suptr->un_ent[ix].un_id;
1093                 semnum = suptr->un_ent[ix].un_num;
1094                 adjval = suptr->un_ent[ix].un_adjval;
1095
1096                 semaptr = &sema[semid];
1097
1098                 /*
1099                  * Recheck after locking, then execute the undo
1100                  * operation.  semptr remains valid due to the
1101                  * semaptr->lk.
1102                  */
1103                 lockmgr(&semaptr->lk, LK_SHARED);
1104                 semptr = &semaptr->ds.sem_base[semnum];
1105                 lwkt_getpooltoken(semptr);
1106
1107                 if (ix == suptr->un_cnt - 1 &&
1108                     semid == suptr->un_ent[ix].un_id &&
1109                     semnum == suptr->un_ent[ix].un_num &&
1110                     adjval == suptr->un_ent[ix].un_adjval) {
1111                         /*
1112                          * Only do assertions when we aren't in a SMP race.
1113                          */
1114                         if ((semaptr->ds.sem_perm.mode & SEM_ALLOC) == 0)
1115                                 panic("semexit - semid not allocated");
1116                         if (semnum >= semaptr->ds.sem_nsems)
1117                                 panic("semexit - semnum out of range");
1118                         --suptr->un_cnt;
1119
1120                         if (adjval < 0) {
1121                                 if (semptr->semval < -adjval)
1122                                         semptr->semval = 0;
1123                                 else
1124                                         semptr->semval += adjval;
1125                         } else {
1126                                 semptr->semval += adjval;
1127                         }
1128                         wakeup(semptr);
1129                 }
1130                 lwkt_relpooltoken(semptr);
1131                 lockmgr(&semaptr->lk, LK_RELEASE);
1132         }
1133
1134         /*
1135          * Final cleanup, remove from the list and deallocate on the
1136          * last ref only.
1137          */
1138         lwkt_gettoken(&semu_token);
1139         if (--suptr->un_refs == 0) {
1140                 TAILQ_REMOVE(&semu_list, suptr, un_entry);
1141                 KKASSERT(suptr->un_cnt == 0);
1142                 kfree(suptr, M_SEM);
1143         }
1144         lwkt_reltoken(&semu_token);
1145 }