Merge tag 'docs-5.10' of git://git.lwn.net/linux
[platform/kernel/linux-rpi.git] / ipc / sem.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * linux/ipc/sem.c
4  * Copyright (C) 1992 Krishna Balasubramanian
5  * Copyright (C) 1995 Eric Schenk, Bruno Haible
6  *
7  * /proc/sysvipc/sem support (c) 1999 Dragos Acostachioaie <dragos@iname.com>
8  *
9  * SMP-threaded, sysctl's added
10  * (c) 1999 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
11  * Enforced range limit on SEM_UNDO
12  * (c) 2001 Red Hat Inc
13  * Lockless wakeup
14  * (c) 2003 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
15  * (c) 2016 Davidlohr Bueso <dave@stgolabs.net>
16  * Further wakeup optimizations, documentation
17  * (c) 2010 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
18  *
19  * support for audit of ipc object properties and permission changes
20  * Dustin Kirkland <dustin.kirkland@us.ibm.com>
21  *
22  * namespaces support
23  * OpenVZ, SWsoft Inc.
24  * Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
25  *
26  * Implementation notes: (May 2010)
27  * This file implements System V semaphores.
28  *
29  * User space visible behavior:
30  * - FIFO ordering for semop() operations (just FIFO, not starvation
31  *   protection)
32  * - multiple semaphore operations that alter the same semaphore in
33  *   one semop() are handled.
34  * - sem_ctime (time of last semctl()) is updated in the IPC_SET, SETVAL and
35  *   SETALL calls.
36  * - two Linux specific semctl() commands: SEM_STAT, SEM_INFO.
37  * - undo adjustments at process exit are limited to 0..SEMVMX.
38  * - namespace are supported.
39  * - SEMMSL, SEMMNS, SEMOPM and SEMMNI can be configured at runtine by writing
40  *   to /proc/sys/kernel/sem.
41  * - statistics about the usage are reported in /proc/sysvipc/sem.
42  *
43  * Internals:
44  * - scalability:
45  *   - all global variables are read-mostly.
46  *   - semop() calls and semctl(RMID) are synchronized by RCU.
47  *   - most operations do write operations (actually: spin_lock calls) to
48  *     the per-semaphore array structure.
49  *   Thus: Perfect SMP scaling between independent semaphore arrays.
50  *         If multiple semaphores in one array are used, then cache line
51  *         trashing on the semaphore array spinlock will limit the scaling.
52  * - semncnt and semzcnt are calculated on demand in count_semcnt()
53  * - the task that performs a successful semop() scans the list of all
54  *   sleeping tasks and completes any pending operations that can be fulfilled.
55  *   Semaphores are actively given to waiting tasks (necessary for FIFO).
56  *   (see update_queue())
57  * - To improve the scalability, the actual wake-up calls are performed after
58  *   dropping all locks. (see wake_up_sem_queue_prepare())
59  * - All work is done by the waker, the woken up task does not have to do
60  *   anything - not even acquiring a lock or dropping a refcount.
61  * - A woken up task may not even touch the semaphore array anymore, it may
62  *   have been destroyed already by a semctl(RMID).
63  * - UNDO values are stored in an array (one per process and per
64  *   semaphore array, lazily allocated). For backwards compatibility, multiple
65  *   modes for the UNDO variables are supported (per process, per thread)
66  *   (see copy_semundo, CLONE_SYSVSEM)
67  * - There are two lists of the pending operations: a per-array list
68  *   and per-semaphore list (stored in the array). This allows to achieve FIFO
69  *   ordering without always scanning all pending operations.
70  *   The worst-case behavior is nevertheless O(N^2) for N wakeups.
71  */
72
73 #include <linux/compat.h>
74 #include <linux/slab.h>
75 #include <linux/spinlock.h>
76 #include <linux/init.h>
77 #include <linux/proc_fs.h>
78 #include <linux/time.h>
79 #include <linux/security.h>
80 #include <linux/syscalls.h>
81 #include <linux/audit.h>
82 #include <linux/capability.h>
83 #include <linux/seq_file.h>
84 #include <linux/rwsem.h>
85 #include <linux/nsproxy.h>
86 #include <linux/ipc_namespace.h>
87 #include <linux/sched/wake_q.h>
88 #include <linux/nospec.h>
89 #include <linux/rhashtable.h>
90
91 #include <linux/uaccess.h>
92 #include "util.h"
93
94 /* One semaphore structure for each semaphore in the system. */
95 struct sem {
96         int     semval;         /* current value */
97         /*
98          * PID of the process that last modified the semaphore. For
99          * Linux, specifically these are:
100          *  - semop
101          *  - semctl, via SETVAL and SETALL.
102          *  - at task exit when performing undo adjustments (see exit_sem).
103          */
104         struct pid *sempid;
105         spinlock_t      lock;   /* spinlock for fine-grained semtimedop */
106         struct list_head pending_alter; /* pending single-sop operations */
107                                         /* that alter the semaphore */
108         struct list_head pending_const; /* pending single-sop operations */
109                                         /* that do not alter the semaphore*/
110         time64_t         sem_otime;     /* candidate for sem_otime */
111 } ____cacheline_aligned_in_smp;
112
113 /* One sem_array data structure for each set of semaphores in the system. */
114 struct sem_array {
115         struct kern_ipc_perm    sem_perm;       /* permissions .. see ipc.h */
116         time64_t                sem_ctime;      /* create/last semctl() time */
117         struct list_head        pending_alter;  /* pending operations */
118                                                 /* that alter the array */
119         struct list_head        pending_const;  /* pending complex operations */
120                                                 /* that do not alter semvals */
121         struct list_head        list_id;        /* undo requests on this array */
122         int                     sem_nsems;      /* no. of semaphores in array */
123         int                     complex_count;  /* pending complex operations */
124         unsigned int            use_global_lock;/* >0: global lock required */
125
126         struct sem              sems[];
127 } __randomize_layout;
128
129 /* One queue for each sleeping process in the system. */
130 struct sem_queue {
131         struct list_head        list;    /* queue of pending operations */
132         struct task_struct      *sleeper; /* this process */
133         struct sem_undo         *undo;   /* undo structure */
134         struct pid              *pid;    /* process id of requesting process */
135         int                     status;  /* completion status of operation */
136         struct sembuf           *sops;   /* array of pending operations */
137         struct sembuf           *blocking; /* the operation that blocked */
138         int                     nsops;   /* number of operations */
139         bool                    alter;   /* does *sops alter the array? */
140         bool                    dupsop;  /* sops on more than one sem_num */
141 };
142
143 /* Each task has a list of undo requests. They are executed automatically
144  * when the process exits.
145  */
146 struct sem_undo {
147         struct list_head        list_proc;      /* per-process list: *
148                                                  * all undos from one process
149                                                  * rcu protected */
150         struct rcu_head         rcu;            /* rcu struct for sem_undo */
151         struct sem_undo_list    *ulp;           /* back ptr to sem_undo_list */
152         struct list_head        list_id;        /* per semaphore array list:
153                                                  * all undos for one array */
154         int                     semid;          /* semaphore set identifier */
155         short                   *semadj;        /* array of adjustments */
156                                                 /* one per semaphore */
157 };
158
159 /* sem_undo_list controls shared access to the list of sem_undo structures
160  * that may be shared among all a CLONE_SYSVSEM task group.
161  */
162 struct sem_undo_list {
163         refcount_t              refcnt;
164         spinlock_t              lock;
165         struct list_head        list_proc;
166 };
167
168
169 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
170
171 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
172 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
173 #ifdef CONFIG_PROC_FS
174 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
175 #endif
176
177 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
178 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
179
180 /*
181  * Switching from the mode suitable for simple ops
182  * to the mode for complex ops is costly. Therefore:
183  * use some hysteresis
184  */
185 #define USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS      10
186
187 /*
188  * Locking:
189  * a) global sem_lock() for read/write
190  *      sem_undo.id_next,
191  *      sem_array.complex_count,
192  *      sem_array.pending{_alter,_const},
193  *      sem_array.sem_undo
194  *
195  * b) global or semaphore sem_lock() for read/write:
196  *      sem_array.sems[i].pending_{const,alter}:
197  *
198  * c) special:
199  *      sem_undo_list.list_proc:
200  *      * undo_list->lock for write
201  *      * rcu for read
202  *      use_global_lock:
203  *      * global sem_lock() for write
204  *      * either local or global sem_lock() for read.
205  *
206  * Memory ordering:
207  * Most ordering is enforced by using spin_lock() and spin_unlock().
208  *
209  * Exceptions:
210  * 1) use_global_lock: (SEM_BARRIER_1)
211  * Setting it from non-zero to 0 is a RELEASE, this is ensured by
212  * using smp_store_release(): Immediately after setting it to 0,
213  * a simple op can start.
214  * Testing if it is non-zero is an ACQUIRE, this is ensured by using
215  * smp_load_acquire().
216  * Setting it from 0 to non-zero must be ordered with regards to
217  * this smp_load_acquire(), this is guaranteed because the smp_load_acquire()
218  * is inside a spin_lock() and after a write from 0 to non-zero a
219  * spin_lock()+spin_unlock() is done.
220  *
221  * 2) queue.status: (SEM_BARRIER_2)
222  * Initialization is done while holding sem_lock(), so no further barrier is
223  * required.
224  * Setting it to a result code is a RELEASE, this is ensured by both a
225  * smp_store_release() (for case a) and while holding sem_lock()
226  * (for case b).
227  * The AQUIRE when reading the result code without holding sem_lock() is
228  * achieved by using READ_ONCE() + smp_acquire__after_ctrl_dep().
229  * (case a above).
230  * Reading the result code while holding sem_lock() needs no further barriers,
231  * the locks inside sem_lock() enforce ordering (case b above)
232  *
233  * 3) current->state:
234  * current->state is set to TASK_INTERRUPTIBLE while holding sem_lock().
235  * The wakeup is handled using the wake_q infrastructure. wake_q wakeups may
236  * happen immediately after calling wake_q_add. As wake_q_add_safe() is called
237  * when holding sem_lock(), no further barriers are required.
238  *
239  * See also ipc/mqueue.c for more details on the covered races.
240  */
241
242 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
243 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
244 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
245 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
246
247 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
248 {
249         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
250         ns->sc_semmns = SEMMNS;
251         ns->sc_semopm = SEMOPM;
252         ns->sc_semmni = SEMMNI;
253         ns->used_sems = 0;
254         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
255 }
256
257 #ifdef CONFIG_IPC_NS
258 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
259 {
260         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
261         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
262         rhashtable_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].key_ht);
263 }
264 #endif
265
266 void __init sem_init(void)
267 {
268         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
269         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
270                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
271                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
272 }
273
274 /**
275  * unmerge_queues - unmerge queues, if possible.
276  * @sma: semaphore array
277  *
278  * The function unmerges the wait queues if complex_count is 0.
279  * It must be called prior to dropping the global semaphore array lock.
280  */
281 static void unmerge_queues(struct sem_array *sma)
282 {
283         struct sem_queue *q, *tq;
284
285         /* complex operations still around? */
286         if (sma->complex_count)
287                 return;
288         /*
289          * We will switch back to simple mode.
290          * Move all pending operation back into the per-semaphore
291          * queues.
292          */
293         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
294                 struct sem *curr;
295                 curr = &sma->sems[q->sops[0].sem_num];
296
297                 list_add_tail(&q->list, &curr->pending_alter);
298         }
299         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
300 }
301
302 /**
303  * merge_queues - merge single semop queues into global queue
304  * @sma: semaphore array
305  *
306  * This function merges all per-semaphore queues into the global queue.
307  * It is necessary to achieve FIFO ordering for the pending single-sop
308  * operations when a multi-semop operation must sleep.
309  * Only the alter operations must be moved, the const operations can stay.
310  */
311 static void merge_queues(struct sem_array *sma)
312 {
313         int i;
314         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
315                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
316
317                 list_splice_init(&sem->pending_alter, &sma->pending_alter);
318         }
319 }
320
321 static void sem_rcu_free(struct rcu_head *head)
322 {
323         struct kern_ipc_perm *p = container_of(head, struct kern_ipc_perm, rcu);
324         struct sem_array *sma = container_of(p, struct sem_array, sem_perm);
325
326         security_sem_free(&sma->sem_perm);
327         kvfree(sma);
328 }
329
330 /*
331  * Enter the mode suitable for non-simple operations:
332  * Caller must own sem_perm.lock.
333  */
334 static void complexmode_enter(struct sem_array *sma)
335 {
336         int i;
337         struct sem *sem;
338
339         if (sma->use_global_lock > 0)  {
340                 /*
341                  * We are already in global lock mode.
342                  * Nothing to do, just reset the
343                  * counter until we return to simple mode.
344                  */
345                 sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
346                 return;
347         }
348         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
349
350         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
351                 sem = &sma->sems[i];
352                 spin_lock(&sem->lock);
353                 spin_unlock(&sem->lock);
354         }
355 }
356
357 /*
358  * Try to leave the mode that disallows simple operations:
359  * Caller must own sem_perm.lock.
360  */
361 static void complexmode_tryleave(struct sem_array *sma)
362 {
363         if (sma->complex_count)  {
364                 /* Complex ops are sleeping.
365                  * We must stay in complex mode
366                  */
367                 return;
368         }
369         if (sma->use_global_lock == 1) {
370
371                 /* See SEM_BARRIER_1 for purpose/pairing */
372                 smp_store_release(&sma->use_global_lock, 0);
373         } else {
374                 sma->use_global_lock--;
375         }
376 }
377
378 #define SEM_GLOBAL_LOCK (-1)
379 /*
380  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
381  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
382  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
383  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
384  * semaphores from other pending complex operations.
385  */
386 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
387                               int nsops)
388 {
389         struct sem *sem;
390         int idx;
391
392         if (nsops != 1) {
393                 /* Complex operation - acquire a full lock */
394                 ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
395
396                 /* Prevent parallel simple ops */
397                 complexmode_enter(sma);
398                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
399         }
400
401         /*
402          * Only one semaphore affected - try to optimize locking.
403          * Optimized locking is possible if no complex operation
404          * is either enqueued or processed right now.
405          *
406          * Both facts are tracked by use_global_mode.
407          */
408         idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
409         sem = &sma->sems[idx];
410
411         /*
412          * Initial check for use_global_lock. Just an optimization,
413          * no locking, no memory barrier.
414          */
415         if (!sma->use_global_lock) {
416                 /*
417                  * It appears that no complex operation is around.
418                  * Acquire the per-semaphore lock.
419                  */
420                 spin_lock(&sem->lock);
421
422                 /* see SEM_BARRIER_1 for purpose/pairing */
423                 if (!smp_load_acquire(&sma->use_global_lock)) {
424                         /* fast path successful! */
425                         return sops->sem_num;
426                 }
427                 spin_unlock(&sem->lock);
428         }
429
430         /* slow path: acquire the full lock */
431         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
432
433         if (sma->use_global_lock == 0) {
434                 /*
435                  * The use_global_lock mode ended while we waited for
436                  * sma->sem_perm.lock. Thus we must switch to locking
437                  * with sem->lock.
438                  * Unlike in the fast path, there is no need to recheck
439                  * sma->use_global_lock after we have acquired sem->lock:
440                  * We own sma->sem_perm.lock, thus use_global_lock cannot
441                  * change.
442                  */
443                 spin_lock(&sem->lock);
444
445                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
446                 return sops->sem_num;
447         } else {
448                 /*
449                  * Not a false alarm, thus continue to use the global lock
450                  * mode. No need for complexmode_enter(), this was done by
451                  * the caller that has set use_global_mode to non-zero.
452                  */
453                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
454         }
455 }
456
457 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
458 {
459         if (locknum == SEM_GLOBAL_LOCK) {
460                 unmerge_queues(sma);
461                 complexmode_tryleave(sma);
462                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
463         } else {
464                 struct sem *sem = &sma->sems[locknum];
465                 spin_unlock(&sem->lock);
466         }
467 }
468
469 /*
470  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rwsem
471  * is not held.
472  *
473  * The caller holds the RCU read lock.
474  */
475 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
476 {
477         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_idr(&sem_ids(ns), id);
478
479         if (IS_ERR(ipcp))
480                 return ERR_CAST(ipcp);
481
482         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
483 }
484
485 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
486                                                         int id)
487 {
488         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
489
490         if (IS_ERR(ipcp))
491                 return ERR_CAST(ipcp);
492
493         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
494 }
495
496 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
497 {
498         sem_lock(sma, NULL, -1);
499         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
500 }
501
502 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
503 {
504         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
505 }
506
507 static struct sem_array *sem_alloc(size_t nsems)
508 {
509         struct sem_array *sma;
510
511         if (nsems > (INT_MAX - sizeof(*sma)) / sizeof(sma->sems[0]))
512                 return NULL;
513
514         sma = kvzalloc(struct_size(sma, sems, nsems), GFP_KERNEL);
515         if (unlikely(!sma))
516                 return NULL;
517
518         return sma;
519 }
520
521 /**
522  * newary - Create a new semaphore set
523  * @ns: namespace
524  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
525  *
526  * Called with sem_ids.rwsem held (as a writer)
527  */
528 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
529 {
530         int retval;
531         struct sem_array *sma;
532         key_t key = params->key;
533         int nsems = params->u.nsems;
534         int semflg = params->flg;
535         int i;
536
537         if (!nsems)
538                 return -EINVAL;
539         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
540                 return -ENOSPC;
541
542         sma = sem_alloc(nsems);
543         if (!sma)
544                 return -ENOMEM;
545
546         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
547         sma->sem_perm.key = key;
548
549         sma->sem_perm.security = NULL;
550         retval = security_sem_alloc(&sma->sem_perm);
551         if (retval) {
552                 kvfree(sma);
553                 return retval;
554         }
555
556         for (i = 0; i < nsems; i++) {
557                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_alter);
558                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_const);
559                 spin_lock_init(&sma->sems[i].lock);
560         }
561
562         sma->complex_count = 0;
563         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
564         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
565         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_const);
566         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
567         sma->sem_nsems = nsems;
568         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
569
570         /* ipc_addid() locks sma upon success. */
571         retval = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
572         if (retval < 0) {
573                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
574                 return retval;
575         }
576         ns->used_sems += nsems;
577
578         sem_unlock(sma, -1);
579         rcu_read_unlock();
580
581         return sma->sem_perm.id;
582 }
583
584
585 /*
586  * Called with sem_ids.rwsem and ipcp locked.
587  */
588 static int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp, struct ipc_params *params)
589 {
590         struct sem_array *sma;
591
592         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
593         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
594                 return -EINVAL;
595
596         return 0;
597 }
598
599 long ksys_semget(key_t key, int nsems, int semflg)
600 {
601         struct ipc_namespace *ns;
602         static const struct ipc_ops sem_ops = {
603                 .getnew = newary,
604                 .associate = security_sem_associate,
605                 .more_checks = sem_more_checks,
606         };
607         struct ipc_params sem_params;
608
609         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
610
611         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
612                 return -EINVAL;
613
614         sem_params.key = key;
615         sem_params.flg = semflg;
616         sem_params.u.nsems = nsems;
617
618         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
619 }
620
621 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
622 {
623         return ksys_semget(key, nsems, semflg);
624 }
625
626 /**
627  * perform_atomic_semop[_slow] - Attempt to perform semaphore
628  *                               operations on a given array.
629  * @sma: semaphore array
630  * @q: struct sem_queue that describes the operation
631  *
632  * Caller blocking are as follows, based the value
633  * indicated by the semaphore operation (sem_op):
634  *
635  *  (1) >0 never blocks.
636  *  (2)  0 (wait-for-zero operation): semval is non-zero.
637  *  (3) <0 attempting to decrement semval to a value smaller than zero.
638  *
639  * Returns 0 if the operation was possible.
640  * Returns 1 if the operation is impossible, the caller must sleep.
641  * Returns <0 for error codes.
642  */
643 static int perform_atomic_semop_slow(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
644 {
645         int result, sem_op, nsops;
646         struct pid *pid;
647         struct sembuf *sop;
648         struct sem *curr;
649         struct sembuf *sops;
650         struct sem_undo *un;
651
652         sops = q->sops;
653         nsops = q->nsops;
654         un = q->undo;
655
656         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
657                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
658                 curr = &sma->sems[idx];
659                 sem_op = sop->sem_op;
660                 result = curr->semval;
661
662                 if (!sem_op && result)
663                         goto would_block;
664
665                 result += sem_op;
666                 if (result < 0)
667                         goto would_block;
668                 if (result > SEMVMX)
669                         goto out_of_range;
670
671                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
672                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
673                         /* Exceeding the undo range is an error. */
674                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
675                                 goto out_of_range;
676                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
677                 }
678
679                 curr->semval = result;
680         }
681
682         sop--;
683         pid = q->pid;
684         while (sop >= sops) {
685                 ipc_update_pid(&sma->sems[sop->sem_num].sempid, pid);
686                 sop--;
687         }
688
689         return 0;
690
691 out_of_range:
692         result = -ERANGE;
693         goto undo;
694
695 would_block:
696         q->blocking = sop;
697
698         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
699                 result = -EAGAIN;
700         else
701                 result = 1;
702
703 undo:
704         sop--;
705         while (sop >= sops) {
706                 sem_op = sop->sem_op;
707                 sma->sems[sop->sem_num].semval -= sem_op;
708                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
709                         un->semadj[sop->sem_num] += sem_op;
710                 sop--;
711         }
712
713         return result;
714 }
715
716 static int perform_atomic_semop(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
717 {
718         int result, sem_op, nsops;
719         struct sembuf *sop;
720         struct sem *curr;
721         struct sembuf *sops;
722         struct sem_undo *un;
723
724         sops = q->sops;
725         nsops = q->nsops;
726         un = q->undo;
727
728         if (unlikely(q->dupsop))
729                 return perform_atomic_semop_slow(sma, q);
730
731         /*
732          * We scan the semaphore set twice, first to ensure that the entire
733          * operation can succeed, therefore avoiding any pointless writes
734          * to shared memory and having to undo such changes in order to block
735          * until the operations can go through.
736          */
737         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
738                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
739
740                 curr = &sma->sems[idx];
741                 sem_op = sop->sem_op;
742                 result = curr->semval;
743
744                 if (!sem_op && result)
745                         goto would_block; /* wait-for-zero */
746
747                 result += sem_op;
748                 if (result < 0)
749                         goto would_block;
750
751                 if (result > SEMVMX)
752                         return -ERANGE;
753
754                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
755                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
756
757                         /* Exceeding the undo range is an error. */
758                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
759                                 return -ERANGE;
760                 }
761         }
762
763         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
764                 curr = &sma->sems[sop->sem_num];
765                 sem_op = sop->sem_op;
766                 result = curr->semval;
767
768                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
769                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
770
771                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
772                 }
773                 curr->semval += sem_op;
774                 ipc_update_pid(&curr->sempid, q->pid);
775         }
776
777         return 0;
778
779 would_block:
780         q->blocking = sop;
781         return sop->sem_flg & IPC_NOWAIT ? -EAGAIN : 1;
782 }
783
784 static inline void wake_up_sem_queue_prepare(struct sem_queue *q, int error,
785                                              struct wake_q_head *wake_q)
786 {
787         get_task_struct(q->sleeper);
788
789         /* see SEM_BARRIER_2 for purpuse/pairing */
790         smp_store_release(&q->status, error);
791
792         wake_q_add_safe(wake_q, q->sleeper);
793 }
794
795 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
796 {
797         list_del(&q->list);
798         if (q->nsops > 1)
799                 sma->complex_count--;
800 }
801
802 /** check_restart(sma, q)
803  * @sma: semaphore array
804  * @q: the operation that just completed
805  *
806  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
807  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
808  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
809  * modified the array.
810  * Note that wait-for-zero operations are handled without restart.
811  */
812 static inline int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
813 {
814         /* pending complex alter operations are too difficult to analyse */
815         if (!list_empty(&sma->pending_alter))
816                 return 1;
817
818         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
819         if (q->nsops > 1)
820                 return 1;
821
822         /* It is impossible that someone waits for the new value:
823          * - complex operations always restart.
824          * - wait-for-zero are handled seperately.
825          * - q is a previously sleeping simple operation that
826          *   altered the array. It must be a decrement, because
827          *   simple increments never sleep.
828          * - If there are older (higher priority) decrements
829          *   in the queue, then they have observed the original
830          *   semval value and couldn't proceed. The operation
831          *   decremented to value - thus they won't proceed either.
832          */
833         return 0;
834 }
835
836 /**
837  * wake_const_ops - wake up non-alter tasks
838  * @sma: semaphore array.
839  * @semnum: semaphore that was modified.
840  * @wake_q: lockless wake-queue head.
841  *
842  * wake_const_ops must be called after a semaphore in a semaphore array
843  * was set to 0. If complex const operations are pending, wake_const_ops must
844  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
845  * semaphore.
846  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
847  * is stored in q->pid.
848  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
849  */
850 static int wake_const_ops(struct sem_array *sma, int semnum,
851                           struct wake_q_head *wake_q)
852 {
853         struct sem_queue *q, *tmp;
854         struct list_head *pending_list;
855         int semop_completed = 0;
856
857         if (semnum == -1)
858                 pending_list = &sma->pending_const;
859         else
860                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_const;
861
862         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
863                 int error = perform_atomic_semop(sma, q);
864
865                 if (error > 0)
866                         continue;
867                 /* operation completed, remove from queue & wakeup */
868                 unlink_queue(sma, q);
869
870                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
871                 if (error == 0)
872                         semop_completed = 1;
873         }
874
875         return semop_completed;
876 }
877
878 /**
879  * do_smart_wakeup_zero - wakeup all wait for zero tasks
880  * @sma: semaphore array
881  * @sops: operations that were performed
882  * @nsops: number of operations
883  * @wake_q: lockless wake-queue head
884  *
885  * Checks all required queue for wait-for-zero operations, based
886  * on the actual changes that were performed on the semaphore array.
887  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
888  */
889 static int do_smart_wakeup_zero(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
890                                 int nsops, struct wake_q_head *wake_q)
891 {
892         int i;
893         int semop_completed = 0;
894         int got_zero = 0;
895
896         /* first: the per-semaphore queues, if known */
897         if (sops) {
898                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
899                         int num = sops[i].sem_num;
900
901                         if (sma->sems[num].semval == 0) {
902                                 got_zero = 1;
903                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, num, wake_q);
904                         }
905                 }
906         } else {
907                 /*
908                  * No sops means modified semaphores not known.
909                  * Assume all were changed.
910                  */
911                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
912                         if (sma->sems[i].semval == 0) {
913                                 got_zero = 1;
914                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, i, wake_q);
915                         }
916                 }
917         }
918         /*
919          * If one of the modified semaphores got 0,
920          * then check the global queue, too.
921          */
922         if (got_zero)
923                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, -1, wake_q);
924
925         return semop_completed;
926 }
927
928
929 /**
930  * update_queue - look for tasks that can be completed.
931  * @sma: semaphore array.
932  * @semnum: semaphore that was modified.
933  * @wake_q: lockless wake-queue head.
934  *
935  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
936  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
937  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
938  * semaphore.
939  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
940  * is stored in q->pid.
941  * The function internally checks if const operations can now succeed.
942  *
943  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
944  */
945 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct wake_q_head *wake_q)
946 {
947         struct sem_queue *q, *tmp;
948         struct list_head *pending_list;
949         int semop_completed = 0;
950
951         if (semnum == -1)
952                 pending_list = &sma->pending_alter;
953         else
954                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_alter;
955
956 again:
957         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
958                 int error, restart;
959
960                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
961                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
962                  * necessary to scan further: simple increments
963                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
964                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
965                  * cannot be successful if the value is already 0.
966                  */
967                 if (semnum != -1 && sma->sems[semnum].semval == 0)
968                         break;
969
970                 error = perform_atomic_semop(sma, q);
971
972                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
973                 if (error > 0)
974                         continue;
975
976                 unlink_queue(sma, q);
977
978                 if (error) {
979                         restart = 0;
980                 } else {
981                         semop_completed = 1;
982                         do_smart_wakeup_zero(sma, q->sops, q->nsops, wake_q);
983                         restart = check_restart(sma, q);
984                 }
985
986                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
987                 if (restart)
988                         goto again;
989         }
990         return semop_completed;
991 }
992
993 /**
994  * set_semotime - set sem_otime
995  * @sma: semaphore array
996  * @sops: operations that modified the array, may be NULL
997  *
998  * sem_otime is replicated to avoid cache line trashing.
999  * This function sets one instance to the current time.
1000  */
1001 static void set_semotime(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops)
1002 {
1003         if (sops == NULL) {
1004                 sma->sems[0].sem_otime = ktime_get_real_seconds();
1005         } else {
1006                 sma->sems[sops[0].sem_num].sem_otime =
1007                                                 ktime_get_real_seconds();
1008         }
1009 }
1010
1011 /**
1012  * do_smart_update - optimized update_queue
1013  * @sma: semaphore array
1014  * @sops: operations that were performed
1015  * @nsops: number of operations
1016  * @otime: force setting otime
1017  * @wake_q: lockless wake-queue head
1018  *
1019  * do_smart_update() does the required calls to update_queue and wakeup_zero,
1020  * based on the actual changes that were performed on the semaphore array.
1021  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
1022  * responsible for calling wake_up_q().
1023  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
1024  */
1025 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
1026                             int otime, struct wake_q_head *wake_q)
1027 {
1028         int i;
1029
1030         otime |= do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, wake_q);
1031
1032         if (!list_empty(&sma->pending_alter)) {
1033                 /* semaphore array uses the global queue - just process it. */
1034                 otime |= update_queue(sma, -1, wake_q);
1035         } else {
1036                 if (!sops) {
1037                         /*
1038                          * No sops, thus the modified semaphores are not
1039                          * known. Check all.
1040                          */
1041                         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1042                                 otime |= update_queue(sma, i, wake_q);
1043                 } else {
1044                         /*
1045                          * Check the semaphores that were increased:
1046                          * - No complex ops, thus all sleeping ops are
1047                          *   decrease.
1048                          * - if we decreased the value, then any sleeping
1049                          *   semaphore ops wont be able to run: If the
1050                          *   previous value was too small, then the new
1051                          *   value will be too small, too.
1052                          */
1053                         for (i = 0; i < nsops; i++) {
1054                                 if (sops[i].sem_op > 0) {
1055                                         otime |= update_queue(sma,
1056                                                               sops[i].sem_num, wake_q);
1057                                 }
1058                         }
1059                 }
1060         }
1061         if (otime)
1062                 set_semotime(sma, sops);
1063 }
1064
1065 /*
1066  * check_qop: Test if a queued operation sleeps on the semaphore semnum
1067  */
1068 static int check_qop(struct sem_array *sma, int semnum, struct sem_queue *q,
1069                         bool count_zero)
1070 {
1071         struct sembuf *sop = q->blocking;
1072
1073         /*
1074          * Linux always (since 0.99.10) reported a task as sleeping on all
1075          * semaphores. This violates SUS, therefore it was changed to the
1076          * standard compliant behavior.
1077          * Give the administrators a chance to notice that an application
1078          * might misbehave because it relies on the Linux behavior.
1079          */
1080         pr_info_once("semctl(GETNCNT/GETZCNT) is since 3.16 Single Unix Specification compliant.\n"
1081                         "The task %s (%d) triggered the difference, watch for misbehavior.\n",
1082                         current->comm, task_pid_nr(current));
1083
1084         if (sop->sem_num != semnum)
1085                 return 0;
1086
1087         if (count_zero && sop->sem_op == 0)
1088                 return 1;
1089         if (!count_zero && sop->sem_op < 0)
1090                 return 1;
1091
1092         return 0;
1093 }
1094
1095 /* The following counts are associated to each semaphore:
1096  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
1097  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
1098  *
1099  * Per definition, a task waits only on the semaphore of the first semop
1100  * that cannot proceed, even if additional operation would block, too.
1101  */
1102 static int count_semcnt(struct sem_array *sma, ushort semnum,
1103                         bool count_zero)
1104 {
1105         struct list_head *l;
1106         struct sem_queue *q;
1107         int semcnt;
1108
1109         semcnt = 0;
1110         /* First: check the simple operations. They are easy to evaluate */
1111         if (count_zero)
1112                 l = &sma->sems[semnum].pending_const;
1113         else
1114                 l = &sma->sems[semnum].pending_alter;
1115
1116         list_for_each_entry(q, l, list) {
1117                 /* all task on a per-semaphore list sleep on exactly
1118                  * that semaphore
1119                  */
1120                 semcnt++;
1121         }
1122
1123         /* Then: check the complex operations. */
1124         list_for_each_entry(q, &sma->pending_alter, list) {
1125                 semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1126         }
1127         if (count_zero) {
1128                 list_for_each_entry(q, &sma->pending_const, list) {
1129                         semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1130                 }
1131         }
1132         return semcnt;
1133 }
1134
1135 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rwsem locked
1136  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rwsem
1137  * remains locked on exit.
1138  */
1139 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
1140 {
1141         struct sem_undo *un, *tu;
1142         struct sem_queue *q, *tq;
1143         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1144         int i;
1145         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1146
1147         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
1148         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1149         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
1150                 list_del(&un->list_id);
1151                 spin_lock(&un->ulp->lock);
1152                 un->semid = -1;
1153                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1154                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
1155                 kfree_rcu(un, rcu);
1156         }
1157
1158         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
1159         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_const, list) {
1160                 unlink_queue(sma, q);
1161                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1162         }
1163
1164         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
1165                 unlink_queue(sma, q);
1166                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1167         }
1168         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1169                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
1170                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_const, list) {
1171                         unlink_queue(sma, q);
1172                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1173                 }
1174                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_alter, list) {
1175                         unlink_queue(sma, q);
1176                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1177                 }
1178                 ipc_update_pid(&sem->sempid, NULL);
1179         }
1180
1181         /* Remove the semaphore set from the IDR */
1182         sem_rmid(ns, sma);
1183         sem_unlock(sma, -1);
1184         rcu_read_unlock();
1185
1186         wake_up_q(&wake_q);
1187         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
1188         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1189 }
1190
1191 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
1192 {
1193         switch (version) {
1194         case IPC_64:
1195                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
1196         case IPC_OLD:
1197             {
1198                 struct semid_ds out;
1199
1200                 memset(&out, 0, sizeof(out));
1201
1202                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
1203
1204                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
1205                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
1206                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
1207
1208                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
1209             }
1210         default:
1211                 return -EINVAL;
1212         }
1213 }
1214
1215 static time64_t get_semotime(struct sem_array *sma)
1216 {
1217         int i;
1218         time64_t res;
1219
1220         res = sma->sems[0].sem_otime;
1221         for (i = 1; i < sma->sem_nsems; i++) {
1222                 time64_t to = sma->sems[i].sem_otime;
1223
1224                 if (to > res)
1225                         res = to;
1226         }
1227         return res;
1228 }
1229
1230 static int semctl_stat(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1231                          int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1232 {
1233         struct sem_array *sma;
1234         time64_t semotime;
1235         int err;
1236
1237         memset(semid64, 0, sizeof(*semid64));
1238
1239         rcu_read_lock();
1240         if (cmd == SEM_STAT || cmd == SEM_STAT_ANY) {
1241                 sma = sem_obtain_object(ns, semid);
1242                 if (IS_ERR(sma)) {
1243                         err = PTR_ERR(sma);
1244                         goto out_unlock;
1245                 }
1246         } else { /* IPC_STAT */
1247                 sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1248                 if (IS_ERR(sma)) {
1249                         err = PTR_ERR(sma);
1250                         goto out_unlock;
1251                 }
1252         }
1253
1254         /* see comment for SHM_STAT_ANY */
1255         if (cmd == SEM_STAT_ANY)
1256                 audit_ipc_obj(&sma->sem_perm);
1257         else {
1258                 err = -EACCES;
1259                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
1260                         goto out_unlock;
1261         }
1262
1263         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1264         if (err)
1265                 goto out_unlock;
1266
1267         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
1268
1269         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1270                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1271                 err = -EIDRM;
1272                 goto out_unlock;
1273         }
1274
1275         kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &semid64->sem_perm);
1276         semotime = get_semotime(sma);
1277         semid64->sem_otime = semotime;
1278         semid64->sem_ctime = sma->sem_ctime;
1279 #ifndef CONFIG_64BIT
1280         semid64->sem_otime_high = semotime >> 32;
1281         semid64->sem_ctime_high = sma->sem_ctime >> 32;
1282 #endif
1283         semid64->sem_nsems = sma->sem_nsems;
1284
1285         if (cmd == IPC_STAT) {
1286                 /*
1287                  * As defined in SUS:
1288                  * Return 0 on success
1289                  */
1290                 err = 0;
1291         } else {
1292                 /*
1293                  * SEM_STAT and SEM_STAT_ANY (both Linux specific)
1294                  * Return the full id, including the sequence number
1295                  */
1296                 err = sma->sem_perm.id;
1297         }
1298         ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1299 out_unlock:
1300         rcu_read_unlock();
1301         return err;
1302 }
1303
1304 static int semctl_info(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1305                          int cmd, void __user *p)
1306 {
1307         struct seminfo seminfo;
1308         int max_idx;
1309         int err;
1310
1311         err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
1312         if (err)
1313                 return err;
1314
1315         memset(&seminfo, 0, sizeof(seminfo));
1316         seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
1317         seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
1318         seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
1319         seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
1320         seminfo.semvmx = SEMVMX;
1321         seminfo.semmnu = SEMMNU;
1322         seminfo.semmap = SEMMAP;
1323         seminfo.semume = SEMUME;
1324         down_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1325         if (cmd == SEM_INFO) {
1326                 seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
1327                 seminfo.semaem = ns->used_sems;
1328         } else {
1329                 seminfo.semusz = SEMUSZ;
1330                 seminfo.semaem = SEMAEM;
1331         }
1332         max_idx = ipc_get_maxidx(&sem_ids(ns));
1333         up_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1334         if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
1335                 return -EFAULT;
1336         return (max_idx < 0) ? 0 : max_idx;
1337 }
1338
1339 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1340                 int val)
1341 {
1342         struct sem_undo *un;
1343         struct sem_array *sma;
1344         struct sem *curr;
1345         int err;
1346         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1347
1348         if (val > SEMVMX || val < 0)
1349                 return -ERANGE;
1350
1351         rcu_read_lock();
1352         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1353         if (IS_ERR(sma)) {
1354                 rcu_read_unlock();
1355                 return PTR_ERR(sma);
1356         }
1357
1358         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1359                 rcu_read_unlock();
1360                 return -EINVAL;
1361         }
1362
1363
1364         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1365                 rcu_read_unlock();
1366                 return -EACCES;
1367         }
1368
1369         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, SETVAL);
1370         if (err) {
1371                 rcu_read_unlock();
1372                 return -EACCES;
1373         }
1374
1375         sem_lock(sma, NULL, -1);
1376
1377         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1378                 sem_unlock(sma, -1);
1379                 rcu_read_unlock();
1380                 return -EIDRM;
1381         }
1382
1383         semnum = array_index_nospec(semnum, sma->sem_nsems);
1384         curr = &sma->sems[semnum];
1385
1386         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1387         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1388                 un->semadj[semnum] = 0;
1389
1390         curr->semval = val;
1391         ipc_update_pid(&curr->sempid, task_tgid(current));
1392         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1393         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1394         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1395         sem_unlock(sma, -1);
1396         rcu_read_unlock();
1397         wake_up_q(&wake_q);
1398         return 0;
1399 }
1400
1401 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1402                 int cmd, void __user *p)
1403 {
1404         struct sem_array *sma;
1405         struct sem *curr;
1406         int err, nsems;
1407         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1408         ushort *sem_io = fast_sem_io;
1409         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1410
1411         rcu_read_lock();
1412         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1413         if (IS_ERR(sma)) {
1414                 rcu_read_unlock();
1415                 return PTR_ERR(sma);
1416         }
1417
1418         nsems = sma->sem_nsems;
1419
1420         err = -EACCES;
1421         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1422                 goto out_rcu_wakeup;
1423
1424         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1425         if (err)
1426                 goto out_rcu_wakeup;
1427
1428         err = -EACCES;
1429         switch (cmd) {
1430         case GETALL:
1431         {
1432                 ushort __user *array = p;
1433                 int i;
1434
1435                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1436                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1437                         err = -EIDRM;
1438                         goto out_unlock;
1439                 }
1440                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1441                         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1442                                 err = -EIDRM;
1443                                 goto out_unlock;
1444                         }
1445                         sem_unlock(sma, -1);
1446                         rcu_read_unlock();
1447                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1448                                                 GFP_KERNEL);
1449                         if (sem_io == NULL) {
1450                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1451                                 return -ENOMEM;
1452                         }
1453
1454                         rcu_read_lock();
1455                         sem_lock_and_putref(sma);
1456                         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1457                                 err = -EIDRM;
1458                                 goto out_unlock;
1459                         }
1460                 }
1461                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1462                         sem_io[i] = sma->sems[i].semval;
1463                 sem_unlock(sma, -1);
1464                 rcu_read_unlock();
1465                 err = 0;
1466                 if (copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1467                         err = -EFAULT;
1468                 goto out_free;
1469         }
1470         case SETALL:
1471         {
1472                 int i;
1473                 struct sem_undo *un;
1474
1475                 if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1476                         err = -EIDRM;
1477                         goto out_rcu_wakeup;
1478                 }
1479                 rcu_read_unlock();
1480
1481                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1482                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1483                                                 GFP_KERNEL);
1484                         if (sem_io == NULL) {
1485                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1486                                 return -ENOMEM;
1487                         }
1488                 }
1489
1490                 if (copy_from_user(sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1491                         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1492                         err = -EFAULT;
1493                         goto out_free;
1494                 }
1495
1496                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1497                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1498                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1499                                 err = -ERANGE;
1500                                 goto out_free;
1501                         }
1502                 }
1503                 rcu_read_lock();
1504                 sem_lock_and_putref(sma);
1505                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1506                         err = -EIDRM;
1507                         goto out_unlock;
1508                 }
1509
1510                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1511                         sma->sems[i].semval = sem_io[i];
1512                         ipc_update_pid(&sma->sems[i].sempid, task_tgid(current));
1513                 }
1514
1515                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1516                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1517                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1518                                 un->semadj[i] = 0;
1519                 }
1520                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1521                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1522                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1523                 err = 0;
1524                 goto out_unlock;
1525         }
1526         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1527         }
1528         err = -EINVAL;
1529         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1530                 goto out_rcu_wakeup;
1531
1532         sem_lock(sma, NULL, -1);
1533         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1534                 err = -EIDRM;
1535                 goto out_unlock;
1536         }
1537
1538         semnum = array_index_nospec(semnum, nsems);
1539         curr = &sma->sems[semnum];
1540
1541         switch (cmd) {
1542         case GETVAL:
1543                 err = curr->semval;
1544                 goto out_unlock;
1545         case GETPID:
1546                 err = pid_vnr(curr->sempid);
1547                 goto out_unlock;
1548         case GETNCNT:
1549                 err = count_semcnt(sma, semnum, 0);
1550                 goto out_unlock;
1551         case GETZCNT:
1552                 err = count_semcnt(sma, semnum, 1);
1553                 goto out_unlock;
1554         }
1555
1556 out_unlock:
1557         sem_unlock(sma, -1);
1558 out_rcu_wakeup:
1559         rcu_read_unlock();
1560         wake_up_q(&wake_q);
1561 out_free:
1562         if (sem_io != fast_sem_io)
1563                 kvfree(sem_io);
1564         return err;
1565 }
1566
1567 static inline unsigned long
1568 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1569 {
1570         switch (version) {
1571         case IPC_64:
1572                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1573                         return -EFAULT;
1574                 return 0;
1575         case IPC_OLD:
1576             {
1577                 struct semid_ds tbuf_old;
1578
1579                 if (copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1580                         return -EFAULT;
1581
1582                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1583                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1584                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1585
1586                 return 0;
1587             }
1588         default:
1589                 return -EINVAL;
1590         }
1591 }
1592
1593 /*
1594  * This function handles some semctl commands which require the rwsem
1595  * to be held in write mode.
1596  * NOTE: no locks must be held, the rwsem is taken inside this function.
1597  */
1598 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1599                        int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1600 {
1601         struct sem_array *sma;
1602         int err;
1603         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1604
1605         down_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1606         rcu_read_lock();
1607
1608         ipcp = ipcctl_obtain_check(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1609                                       &semid64->sem_perm, 0);
1610         if (IS_ERR(ipcp)) {
1611                 err = PTR_ERR(ipcp);
1612                 goto out_unlock1;
1613         }
1614
1615         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1616
1617         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1618         if (err)
1619                 goto out_unlock1;
1620
1621         switch (cmd) {
1622         case IPC_RMID:
1623                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1624                 /* freeary unlocks the ipc object and rcu */
1625                 freeary(ns, ipcp);
1626                 goto out_up;
1627         case IPC_SET:
1628                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1629                 err = ipc_update_perm(&semid64->sem_perm, ipcp);
1630                 if (err)
1631                         goto out_unlock0;
1632                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1633                 break;
1634         default:
1635                 err = -EINVAL;
1636                 goto out_unlock1;
1637         }
1638
1639 out_unlock0:
1640         sem_unlock(sma, -1);
1641 out_unlock1:
1642         rcu_read_unlock();
1643 out_up:
1644         up_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1645         return err;
1646 }
1647
1648 static long ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg, int version)
1649 {
1650         struct ipc_namespace *ns;
1651         void __user *p = (void __user *)arg;
1652         struct semid64_ds semid64;
1653         int err;
1654
1655         if (semid < 0)
1656                 return -EINVAL;
1657
1658         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1659
1660         switch (cmd) {
1661         case IPC_INFO:
1662         case SEM_INFO:
1663                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1664         case IPC_STAT:
1665         case SEM_STAT:
1666         case SEM_STAT_ANY:
1667                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1668                 if (err < 0)
1669                         return err;
1670                 if (copy_semid_to_user(p, &semid64, version))
1671                         err = -EFAULT;
1672                 return err;
1673         case GETALL:
1674         case GETVAL:
1675         case GETPID:
1676         case GETNCNT:
1677         case GETZCNT:
1678         case SETALL:
1679                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1680         case SETVAL: {
1681                 int val;
1682 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1683                 /* big-endian 64bit */
1684                 val = arg >> 32;
1685 #else
1686                 /* 32bit or little-endian 64bit */
1687                 val = arg;
1688 #endif
1689                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, val);
1690         }
1691         case IPC_SET:
1692                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1693                         return -EFAULT;
1694                 fallthrough;
1695         case IPC_RMID:
1696                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1697         default:
1698                 return -EINVAL;
1699         }
1700 }
1701
1702 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1703 {
1704         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, IPC_64);
1705 }
1706
1707 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_IPC_PARSE_VERSION
1708 long ksys_old_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg)
1709 {
1710         int version = ipc_parse_version(&cmd);
1711
1712         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, version);
1713 }
1714
1715 SYSCALL_DEFINE4(old_semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1716 {
1717         return ksys_old_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1718 }
1719 #endif
1720
1721 #ifdef CONFIG_COMPAT
1722
1723 struct compat_semid_ds {
1724         struct compat_ipc_perm sem_perm;
1725         old_time32_t sem_otime;
1726         old_time32_t sem_ctime;
1727         compat_uptr_t sem_base;
1728         compat_uptr_t sem_pending;
1729         compat_uptr_t sem_pending_last;
1730         compat_uptr_t undo;
1731         unsigned short sem_nsems;
1732 };
1733
1734 static int copy_compat_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf,
1735                                         int version)
1736 {
1737         memset(out, 0, sizeof(*out));
1738         if (version == IPC_64) {
1739                 struct compat_semid64_ds __user *p = buf;
1740                 return get_compat_ipc64_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1741         } else {
1742                 struct compat_semid_ds __user *p = buf;
1743                 return get_compat_ipc_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1744         }
1745 }
1746
1747 static int copy_compat_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in,
1748                                         int version)
1749 {
1750         if (version == IPC_64) {
1751                 struct compat_semid64_ds v;
1752                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1753                 to_compat_ipc64_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1754                 v.sem_otime      = lower_32_bits(in->sem_otime);
1755                 v.sem_otime_high = upper_32_bits(in->sem_otime);
1756                 v.sem_ctime      = lower_32_bits(in->sem_ctime);
1757                 v.sem_ctime_high = upper_32_bits(in->sem_ctime);
1758                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1759                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1760         } else {
1761                 struct compat_semid_ds v;
1762                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1763                 to_compat_ipc_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1764                 v.sem_otime = in->sem_otime;
1765                 v.sem_ctime = in->sem_ctime;
1766                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1767                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1768         }
1769 }
1770
1771 static long compat_ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg, int version)
1772 {
1773         void __user *p = compat_ptr(arg);
1774         struct ipc_namespace *ns;
1775         struct semid64_ds semid64;
1776         int err;
1777
1778         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1779
1780         if (semid < 0)
1781                 return -EINVAL;
1782
1783         switch (cmd & (~IPC_64)) {
1784         case IPC_INFO:
1785         case SEM_INFO:
1786                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1787         case IPC_STAT:
1788         case SEM_STAT:
1789         case SEM_STAT_ANY:
1790                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1791                 if (err < 0)
1792                         return err;
1793                 if (copy_compat_semid_to_user(p, &semid64, version))
1794                         err = -EFAULT;
1795                 return err;
1796         case GETVAL:
1797         case GETPID:
1798         case GETNCNT:
1799         case GETZCNT:
1800         case GETALL:
1801         case SETALL:
1802                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1803         case SETVAL:
1804                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1805         case IPC_SET:
1806                 if (copy_compat_semid_from_user(&semid64, p, version))
1807                         return -EFAULT;
1808                 fallthrough;
1809         case IPC_RMID:
1810                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1811         default:
1812                 return -EINVAL;
1813         }
1814 }
1815
1816 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1817 {
1818         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, IPC_64);
1819 }
1820
1821 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_COMPAT_IPC_PARSE_VERSION
1822 long compat_ksys_old_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg)
1823 {
1824         int version = compat_ipc_parse_version(&cmd);
1825
1826         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, version);
1827 }
1828
1829 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(old_semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1830 {
1831         return compat_ksys_old_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1832 }
1833 #endif
1834 #endif
1835
1836 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1837  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1838  * and current is THE ONE
1839  *
1840  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1841  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1842  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1843  * at exit time.
1844  *
1845  * This can block, so callers must hold no locks.
1846  */
1847 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1848 {
1849         struct sem_undo_list *undo_list;
1850
1851         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1852         if (!undo_list) {
1853                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1854                 if (undo_list == NULL)
1855                         return -ENOMEM;
1856                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1857                 refcount_set(&undo_list->refcnt, 1);
1858                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1859
1860                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1861         }
1862         *undo_listp = undo_list;
1863         return 0;
1864 }
1865
1866 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1867 {
1868         struct sem_undo *un;
1869
1870         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc,
1871                                 spin_is_locked(&ulp->lock)) {
1872                 if (un->semid == semid)
1873                         return un;
1874         }
1875         return NULL;
1876 }
1877
1878 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1879 {
1880         struct sem_undo *un;
1881
1882         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1883
1884         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1885         if (un) {
1886                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1887                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1888         }
1889         return un;
1890 }
1891
1892 /**
1893  * find_alloc_undo - lookup (and if not present create) undo array
1894  * @ns: namespace
1895  * @semid: semaphore array id
1896  *
1897  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1898  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1899  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1900  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1901  * performs a rcu_read_lock().
1902  */
1903 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1904 {
1905         struct sem_array *sma;
1906         struct sem_undo_list *ulp;
1907         struct sem_undo *un, *new;
1908         int nsems, error;
1909
1910         error = get_undo_list(&ulp);
1911         if (error)
1912                 return ERR_PTR(error);
1913
1914         rcu_read_lock();
1915         spin_lock(&ulp->lock);
1916         un = lookup_undo(ulp, semid);
1917         spin_unlock(&ulp->lock);
1918         if (likely(un != NULL))
1919                 goto out;
1920
1921         /* no undo structure around - allocate one. */
1922         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1923         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1924         if (IS_ERR(sma)) {
1925                 rcu_read_unlock();
1926                 return ERR_CAST(sma);
1927         }
1928
1929         nsems = sma->sem_nsems;
1930         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1931                 rcu_read_unlock();
1932                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1933                 goto out;
1934         }
1935         rcu_read_unlock();
1936
1937         /* step 2: allocate new undo structure */
1938         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1939         if (!new) {
1940                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1941                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1942         }
1943
1944         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1945         rcu_read_lock();
1946         sem_lock_and_putref(sma);
1947         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1948                 sem_unlock(sma, -1);
1949                 rcu_read_unlock();
1950                 kfree(new);
1951                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1952                 goto out;
1953         }
1954         spin_lock(&ulp->lock);
1955
1956         /*
1957          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1958          */
1959         un = lookup_undo(ulp, semid);
1960         if (un) {
1961                 kfree(new);
1962                 goto success;
1963         }
1964         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1965         new->semadj = (short *) &new[1];
1966         new->ulp = ulp;
1967         new->semid = semid;
1968         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1969         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1970         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1971         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1972         un = new;
1973
1974 success:
1975         spin_unlock(&ulp->lock);
1976         sem_unlock(sma, -1);
1977 out:
1978         return un;
1979 }
1980
1981 static long do_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
1982                 unsigned nsops, const struct timespec64 *timeout)
1983 {
1984         int error = -EINVAL;
1985         struct sem_array *sma;
1986         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1987         struct sembuf *sops = fast_sops, *sop;
1988         struct sem_undo *un;
1989         int max, locknum;
1990         bool undos = false, alter = false, dupsop = false;
1991         struct sem_queue queue;
1992         unsigned long dup = 0, jiffies_left = 0;
1993         struct ipc_namespace *ns;
1994
1995         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1996
1997         if (nsops < 1 || semid < 0)
1998                 return -EINVAL;
1999         if (nsops > ns->sc_semopm)
2000                 return -E2BIG;
2001         if (nsops > SEMOPM_FAST) {
2002                 sops = kvmalloc_array(nsops, sizeof(*sops), GFP_KERNEL);
2003                 if (sops == NULL)
2004                         return -ENOMEM;
2005         }
2006
2007         if (copy_from_user(sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
2008                 error =  -EFAULT;
2009                 goto out_free;
2010         }
2011
2012         if (timeout) {
2013                 if (timeout->tv_sec < 0 || timeout->tv_nsec < 0 ||
2014                         timeout->tv_nsec >= 1000000000L) {
2015                         error = -EINVAL;
2016                         goto out_free;
2017                 }
2018                 jiffies_left = timespec64_to_jiffies(timeout);
2019         }
2020
2021         max = 0;
2022         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
2023                 unsigned long mask = 1ULL << ((sop->sem_num) % BITS_PER_LONG);
2024
2025                 if (sop->sem_num >= max)
2026                         max = sop->sem_num;
2027                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
2028                         undos = true;
2029                 if (dup & mask) {
2030                         /*
2031                          * There was a previous alter access that appears
2032                          * to have accessed the same semaphore, thus use
2033                          * the dupsop logic. "appears", because the detection
2034                          * can only check % BITS_PER_LONG.
2035                          */
2036                         dupsop = true;
2037                 }
2038                 if (sop->sem_op != 0) {
2039                         alter = true;
2040                         dup |= mask;
2041                 }
2042         }
2043
2044         if (undos) {
2045                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
2046                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
2047                 if (IS_ERR(un)) {
2048                         error = PTR_ERR(un);
2049                         goto out_free;
2050                 }
2051         } else {
2052                 un = NULL;
2053                 rcu_read_lock();
2054         }
2055
2056         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
2057         if (IS_ERR(sma)) {
2058                 rcu_read_unlock();
2059                 error = PTR_ERR(sma);
2060                 goto out_free;
2061         }
2062
2063         error = -EFBIG;
2064         if (max >= sma->sem_nsems) {
2065                 rcu_read_unlock();
2066                 goto out_free;
2067         }
2068
2069         error = -EACCES;
2070         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
2071                 rcu_read_unlock();
2072                 goto out_free;
2073         }
2074
2075         error = security_sem_semop(&sma->sem_perm, sops, nsops, alter);
2076         if (error) {
2077                 rcu_read_unlock();
2078                 goto out_free;
2079         }
2080
2081         error = -EIDRM;
2082         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2083         /*
2084          * We eventually might perform the following check in a lockless
2085          * fashion, considering ipc_valid_object() locking constraints.
2086          * If nsops == 1 and there is no contention for sem_perm.lock, then
2087          * only a per-semaphore lock is held and it's OK to proceed with the
2088          * check below. More details on the fine grained locking scheme
2089          * entangled here and why it's RMID race safe on comments at sem_lock()
2090          */
2091         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2092                 goto out_unlock_free;
2093         /*
2094          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
2095          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
2096          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
2097          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
2098          * "un" itself is guaranteed by rcu.
2099          */
2100         if (un && un->semid == -1)
2101                 goto out_unlock_free;
2102
2103         queue.sops = sops;
2104         queue.nsops = nsops;
2105         queue.undo = un;
2106         queue.pid = task_tgid(current);
2107         queue.alter = alter;
2108         queue.dupsop = dupsop;
2109
2110         error = perform_atomic_semop(sma, &queue);
2111         if (error == 0) { /* non-blocking succesfull path */
2112                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2113
2114                 /*
2115                  * If the operation was successful, then do
2116                  * the required updates.
2117                  */
2118                 if (alter)
2119                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &wake_q);
2120                 else
2121                         set_semotime(sma, sops);
2122
2123                 sem_unlock(sma, locknum);
2124                 rcu_read_unlock();
2125                 wake_up_q(&wake_q);
2126
2127                 goto out_free;
2128         }
2129         if (error < 0) /* non-blocking error path */
2130                 goto out_unlock_free;
2131
2132         /*
2133          * We need to sleep on this operation, so we put the current
2134          * task into the pending queue and go to sleep.
2135          */
2136         if (nsops == 1) {
2137                 struct sem *curr;
2138                 int idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
2139                 curr = &sma->sems[idx];
2140
2141                 if (alter) {
2142                         if (sma->complex_count) {
2143                                 list_add_tail(&queue.list,
2144                                                 &sma->pending_alter);
2145                         } else {
2146
2147                                 list_add_tail(&queue.list,
2148                                                 &curr->pending_alter);
2149                         }
2150                 } else {
2151                         list_add_tail(&queue.list, &curr->pending_const);
2152                 }
2153         } else {
2154                 if (!sma->complex_count)
2155                         merge_queues(sma);
2156
2157                 if (alter)
2158                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_alter);
2159                 else
2160                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_const);
2161
2162                 sma->complex_count++;
2163         }
2164
2165         do {
2166                 /* memory ordering ensured by the lock in sem_lock() */
2167                 WRITE_ONCE(queue.status, -EINTR);
2168                 queue.sleeper = current;
2169
2170                 /* memory ordering is ensured by the lock in sem_lock() */
2171                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2172                 sem_unlock(sma, locknum);
2173                 rcu_read_unlock();
2174
2175                 if (timeout)
2176                         jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
2177                 else
2178                         schedule();
2179
2180                 /*
2181                  * fastpath: the semop has completed, either successfully or
2182                  * not, from the syscall pov, is quite irrelevant to us at this
2183                  * point; we're done.
2184                  *
2185                  * We _do_ care, nonetheless, about being awoken by a signal or
2186                  * spuriously.  The queue.status is checked again in the
2187                  * slowpath (aka after taking sem_lock), such that we can detect
2188                  * scenarios where we were awakened externally, during the
2189                  * window between wake_q_add() and wake_up_q().
2190                  */
2191                 error = READ_ONCE(queue.status);
2192                 if (error != -EINTR) {
2193                         /* see SEM_BARRIER_2 for purpose/pairing */
2194                         smp_acquire__after_ctrl_dep();
2195                         goto out_free;
2196                 }
2197
2198                 rcu_read_lock();
2199                 locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2200
2201                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2202                         goto out_unlock_free;
2203
2204                 /*
2205                  * No necessity for any barrier: We are protect by sem_lock()
2206                  */
2207                 error = READ_ONCE(queue.status);
2208
2209                 /*
2210                  * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
2211                  * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
2212                  */
2213                 if (error != -EINTR)
2214                         goto out_unlock_free;
2215
2216                 /*
2217                  * If an interrupt occurred we have to clean up the queue.
2218                  */
2219                 if (timeout && jiffies_left == 0)
2220                         error = -EAGAIN;
2221         } while (error == -EINTR && !signal_pending(current)); /* spurious */
2222
2223         unlink_queue(sma, &queue);
2224
2225 out_unlock_free:
2226         sem_unlock(sma, locknum);
2227         rcu_read_unlock();
2228 out_free:
2229         if (sops != fast_sops)
2230                 kvfree(sops);
2231         return error;
2232 }
2233
2234 long ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
2235                      unsigned int nsops, const struct __kernel_timespec __user *timeout)
2236 {
2237         if (timeout) {
2238                 struct timespec64 ts;
2239                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2240                         return -EFAULT;
2241                 return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, &ts);
2242         }
2243         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2244 }
2245
2246 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2247                 unsigned int, nsops, const struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2248 {
2249         return ksys_semtimedop(semid, tsops, nsops, timeout);
2250 }
2251
2252 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
2253 long compat_ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsems,
2254                             unsigned int nsops,
2255                             const struct old_timespec32 __user *timeout)
2256 {
2257         if (timeout) {
2258                 struct timespec64 ts;
2259                 if (get_old_timespec32(&ts, timeout))
2260                         return -EFAULT;
2261                 return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, &ts);
2262         }
2263         return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, NULL);
2264 }
2265
2266 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop_time32, int, semid, struct sembuf __user *, tsems,
2267                        unsigned int, nsops,
2268                        const struct old_timespec32 __user *, timeout)
2269 {
2270         return compat_ksys_semtimedop(semid, tsems, nsops, timeout);
2271 }
2272 #endif
2273
2274 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2275                 unsigned, nsops)
2276 {
2277         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2278 }
2279
2280 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
2281  * parent and child tasks.
2282  */
2283
2284 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
2285 {
2286         struct sem_undo_list *undo_list;
2287         int error;
2288
2289         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
2290                 error = get_undo_list(&undo_list);
2291                 if (error)
2292                         return error;
2293                 refcount_inc(&undo_list->refcnt);
2294                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
2295         } else
2296                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2297
2298         return 0;
2299 }
2300
2301 /*
2302  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
2303  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
2304  * so some of them may be out of date.
2305  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
2306  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
2307  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
2308  * should we queue up and wait until we can do so legally?
2309  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
2310  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
2311  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
2312  */
2313 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
2314 {
2315         struct sem_undo_list *ulp;
2316
2317         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
2318         if (!ulp)
2319                 return;
2320         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2321
2322         if (!refcount_dec_and_test(&ulp->refcnt))
2323                 return;
2324
2325         for (;;) {
2326                 struct sem_array *sma;
2327                 struct sem_undo *un;
2328                 int semid, i;
2329                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2330
2331                 cond_resched();
2332
2333                 rcu_read_lock();
2334                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
2335                                     struct sem_undo, list_proc);
2336                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc) {
2337                         /*
2338                          * We must wait for freeary() before freeing this ulp,
2339                          * in case we raced with last sem_undo. There is a small
2340                          * possibility where we exit while freeary() didn't
2341                          * finish unlocking sem_undo_list.
2342                          */
2343                         spin_lock(&ulp->lock);
2344                         spin_unlock(&ulp->lock);
2345                         rcu_read_unlock();
2346                         break;
2347                 }
2348                 spin_lock(&ulp->lock);
2349                 semid = un->semid;
2350                 spin_unlock(&ulp->lock);
2351
2352                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2353                 if (semid == -1) {
2354                         rcu_read_unlock();
2355                         continue;
2356                 }
2357
2358                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, semid);
2359                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2360                 if (IS_ERR(sma)) {
2361                         rcu_read_unlock();
2362                         continue;
2363                 }
2364
2365                 sem_lock(sma, NULL, -1);
2366                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2367                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
2368                         sem_unlock(sma, -1);
2369                         rcu_read_unlock();
2370                         continue;
2371                 }
2372                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
2373                 if (un == NULL) {
2374                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
2375                          * exactly the same semid. Nothing to do.
2376                          */
2377                         sem_unlock(sma, -1);
2378                         rcu_read_unlock();
2379                         continue;
2380                 }
2381
2382                 /* remove un from the linked lists */
2383                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
2384                 list_del(&un->list_id);
2385
2386                 spin_lock(&ulp->lock);
2387                 list_del_rcu(&un->list_proc);
2388                 spin_unlock(&ulp->lock);
2389
2390                 /* perform adjustments registered in un */
2391                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
2392                         struct sem *semaphore = &sma->sems[i];
2393                         if (un->semadj[i]) {
2394                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
2395                                 /*
2396                                  * Range checks of the new semaphore value,
2397                                  * not defined by sus:
2398                                  * - Some unices ignore the undo entirely
2399                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
2400                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
2401                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
2402                                  *
2403                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
2404                                  * and at SEMVMX.
2405                                  *
2406                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
2407                                  */
2408                                 if (semaphore->semval < 0)
2409                                         semaphore->semval = 0;
2410                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
2411                                         semaphore->semval = SEMVMX;
2412                                 ipc_update_pid(&semaphore->sempid, task_tgid(current));
2413                         }
2414                 }
2415                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
2416                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &wake_q);
2417                 sem_unlock(sma, -1);
2418                 rcu_read_unlock();
2419                 wake_up_q(&wake_q);
2420
2421                 kfree_rcu(un, rcu);
2422         }
2423         kfree(ulp);
2424 }
2425
2426 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2427 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
2428 {
2429         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
2430         struct kern_ipc_perm *ipcp = it;
2431         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
2432         time64_t sem_otime;
2433
2434         /*
2435          * The proc interface isn't aware of sem_lock(), it calls
2436          * ipc_lock_object() directly (in sysvipc_find_ipc).
2437          * In order to stay compatible with sem_lock(), we must
2438          * enter / leave complex_mode.
2439          */
2440         complexmode_enter(sma);
2441
2442         sem_otime = get_semotime(sma);
2443
2444         seq_printf(s,
2445                    "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10llu %10llu\n",
2446                    sma->sem_perm.key,
2447                    sma->sem_perm.id,
2448                    sma->sem_perm.mode,
2449                    sma->sem_nsems,
2450                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
2451                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
2452                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
2453                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
2454                    sem_otime,
2455                    sma->sem_ctime);
2456
2457         complexmode_tryleave(sma);
2458
2459         return 0;
2460 }
2461 #endif