ipc/sem: Fix dangling sem_array access in semtimedop race
[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 runtime 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  * To prevent the compiler/cpu temporarily writing 0 to use_global_lock,
221  * READ_ONCE()/WRITE_ONCE() is used.
222  *
223  * 2) queue.status: (SEM_BARRIER_2)
224  * Initialization is done while holding sem_lock(), so no further barrier is
225  * required.
226  * Setting it to a result code is a RELEASE, this is ensured by both a
227  * smp_store_release() (for case a) and while holding sem_lock()
228  * (for case b).
229  * The ACQUIRE when reading the result code without holding sem_lock() is
230  * achieved by using READ_ONCE() + smp_acquire__after_ctrl_dep().
231  * (case a above).
232  * Reading the result code while holding sem_lock() needs no further barriers,
233  * the locks inside sem_lock() enforce ordering (case b above)
234  *
235  * 3) current->state:
236  * current->state is set to TASK_INTERRUPTIBLE while holding sem_lock().
237  * The wakeup is handled using the wake_q infrastructure. wake_q wakeups may
238  * happen immediately after calling wake_q_add. As wake_q_add_safe() is called
239  * when holding sem_lock(), no further barriers are required.
240  *
241  * See also ipc/mqueue.c for more details on the covered races.
242  */
243
244 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
245 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
246 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
247 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
248
249 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
250 {
251         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
252         ns->sc_semmns = SEMMNS;
253         ns->sc_semopm = SEMOPM;
254         ns->sc_semmni = SEMMNI;
255         ns->used_sems = 0;
256         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
257 }
258
259 #ifdef CONFIG_IPC_NS
260 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
261 {
262         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
263         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
264         rhashtable_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].key_ht);
265 }
266 #endif
267
268 void __init sem_init(void)
269 {
270         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
271         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
272                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
273                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
274 }
275
276 /**
277  * unmerge_queues - unmerge queues, if possible.
278  * @sma: semaphore array
279  *
280  * The function unmerges the wait queues if complex_count is 0.
281  * It must be called prior to dropping the global semaphore array lock.
282  */
283 static void unmerge_queues(struct sem_array *sma)
284 {
285         struct sem_queue *q, *tq;
286
287         /* complex operations still around? */
288         if (sma->complex_count)
289                 return;
290         /*
291          * We will switch back to simple mode.
292          * Move all pending operation back into the per-semaphore
293          * queues.
294          */
295         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
296                 struct sem *curr;
297                 curr = &sma->sems[q->sops[0].sem_num];
298
299                 list_add_tail(&q->list, &curr->pending_alter);
300         }
301         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
302 }
303
304 /**
305  * merge_queues - merge single semop queues into global queue
306  * @sma: semaphore array
307  *
308  * This function merges all per-semaphore queues into the global queue.
309  * It is necessary to achieve FIFO ordering for the pending single-sop
310  * operations when a multi-semop operation must sleep.
311  * Only the alter operations must be moved, the const operations can stay.
312  */
313 static void merge_queues(struct sem_array *sma)
314 {
315         int i;
316         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
317                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
318
319                 list_splice_init(&sem->pending_alter, &sma->pending_alter);
320         }
321 }
322
323 static void sem_rcu_free(struct rcu_head *head)
324 {
325         struct kern_ipc_perm *p = container_of(head, struct kern_ipc_perm, rcu);
326         struct sem_array *sma = container_of(p, struct sem_array, sem_perm);
327
328         security_sem_free(&sma->sem_perm);
329         kvfree(sma);
330 }
331
332 /*
333  * Enter the mode suitable for non-simple operations:
334  * Caller must own sem_perm.lock.
335  */
336 static void complexmode_enter(struct sem_array *sma)
337 {
338         int i;
339         struct sem *sem;
340
341         if (sma->use_global_lock > 0)  {
342                 /*
343                  * We are already in global lock mode.
344                  * Nothing to do, just reset the
345                  * counter until we return to simple mode.
346                  */
347                 WRITE_ONCE(sma->use_global_lock, USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS);
348                 return;
349         }
350         WRITE_ONCE(sma->use_global_lock, USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS);
351
352         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
353                 sem = &sma->sems[i];
354                 spin_lock(&sem->lock);
355                 spin_unlock(&sem->lock);
356         }
357 }
358
359 /*
360  * Try to leave the mode that disallows simple operations:
361  * Caller must own sem_perm.lock.
362  */
363 static void complexmode_tryleave(struct sem_array *sma)
364 {
365         if (sma->complex_count)  {
366                 /* Complex ops are sleeping.
367                  * We must stay in complex mode
368                  */
369                 return;
370         }
371         if (sma->use_global_lock == 1) {
372
373                 /* See SEM_BARRIER_1 for purpose/pairing */
374                 smp_store_release(&sma->use_global_lock, 0);
375         } else {
376                 WRITE_ONCE(sma->use_global_lock,
377                                 sma->use_global_lock-1);
378         }
379 }
380
381 #define SEM_GLOBAL_LOCK (-1)
382 /*
383  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
384  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
385  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
386  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
387  * semaphores from other pending complex operations.
388  */
389 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
390                               int nsops)
391 {
392         struct sem *sem;
393         int idx;
394
395         if (nsops != 1) {
396                 /* Complex operation - acquire a full lock */
397                 ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
398
399                 /* Prevent parallel simple ops */
400                 complexmode_enter(sma);
401                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
402         }
403
404         /*
405          * Only one semaphore affected - try to optimize locking.
406          * Optimized locking is possible if no complex operation
407          * is either enqueued or processed right now.
408          *
409          * Both facts are tracked by use_global_mode.
410          */
411         idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
412         sem = &sma->sems[idx];
413
414         /*
415          * Initial check for use_global_lock. Just an optimization,
416          * no locking, no memory barrier.
417          */
418         if (!READ_ONCE(sma->use_global_lock)) {
419                 /*
420                  * It appears that no complex operation is around.
421                  * Acquire the per-semaphore lock.
422                  */
423                 spin_lock(&sem->lock);
424
425                 /* see SEM_BARRIER_1 for purpose/pairing */
426                 if (!smp_load_acquire(&sma->use_global_lock)) {
427                         /* fast path successful! */
428                         return sops->sem_num;
429                 }
430                 spin_unlock(&sem->lock);
431         }
432
433         /* slow path: acquire the full lock */
434         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
435
436         if (sma->use_global_lock == 0) {
437                 /*
438                  * The use_global_lock mode ended while we waited for
439                  * sma->sem_perm.lock. Thus we must switch to locking
440                  * with sem->lock.
441                  * Unlike in the fast path, there is no need to recheck
442                  * sma->use_global_lock after we have acquired sem->lock:
443                  * We own sma->sem_perm.lock, thus use_global_lock cannot
444                  * change.
445                  */
446                 spin_lock(&sem->lock);
447
448                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
449                 return sops->sem_num;
450         } else {
451                 /*
452                  * Not a false alarm, thus continue to use the global lock
453                  * mode. No need for complexmode_enter(), this was done by
454                  * the caller that has set use_global_mode to non-zero.
455                  */
456                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
457         }
458 }
459
460 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
461 {
462         if (locknum == SEM_GLOBAL_LOCK) {
463                 unmerge_queues(sma);
464                 complexmode_tryleave(sma);
465                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
466         } else {
467                 struct sem *sem = &sma->sems[locknum];
468                 spin_unlock(&sem->lock);
469         }
470 }
471
472 /*
473  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rwsem
474  * is not held.
475  *
476  * The caller holds the RCU read lock.
477  */
478 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
479 {
480         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_idr(&sem_ids(ns), id);
481
482         if (IS_ERR(ipcp))
483                 return ERR_CAST(ipcp);
484
485         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
486 }
487
488 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
489                                                         int id)
490 {
491         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
492
493         if (IS_ERR(ipcp))
494                 return ERR_CAST(ipcp);
495
496         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
497 }
498
499 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
500 {
501         sem_lock(sma, NULL, -1);
502         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
503 }
504
505 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
506 {
507         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
508 }
509
510 static struct sem_array *sem_alloc(size_t nsems)
511 {
512         struct sem_array *sma;
513
514         if (nsems > (INT_MAX - sizeof(*sma)) / sizeof(sma->sems[0]))
515                 return NULL;
516
517         sma = kvzalloc(struct_size(sma, sems, nsems), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
518         if (unlikely(!sma))
519                 return NULL;
520
521         return sma;
522 }
523
524 /**
525  * newary - Create a new semaphore set
526  * @ns: namespace
527  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
528  *
529  * Called with sem_ids.rwsem held (as a writer)
530  */
531 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
532 {
533         int retval;
534         struct sem_array *sma;
535         key_t key = params->key;
536         int nsems = params->u.nsems;
537         int semflg = params->flg;
538         int i;
539
540         if (!nsems)
541                 return -EINVAL;
542         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
543                 return -ENOSPC;
544
545         sma = sem_alloc(nsems);
546         if (!sma)
547                 return -ENOMEM;
548
549         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
550         sma->sem_perm.key = key;
551
552         sma->sem_perm.security = NULL;
553         retval = security_sem_alloc(&sma->sem_perm);
554         if (retval) {
555                 kvfree(sma);
556                 return retval;
557         }
558
559         for (i = 0; i < nsems; i++) {
560                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_alter);
561                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_const);
562                 spin_lock_init(&sma->sems[i].lock);
563         }
564
565         sma->complex_count = 0;
566         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
567         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
568         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_const);
569         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
570         sma->sem_nsems = nsems;
571         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
572
573         /* ipc_addid() locks sma upon success. */
574         retval = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
575         if (retval < 0) {
576                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
577                 return retval;
578         }
579         ns->used_sems += nsems;
580
581         sem_unlock(sma, -1);
582         rcu_read_unlock();
583
584         return sma->sem_perm.id;
585 }
586
587
588 /*
589  * Called with sem_ids.rwsem and ipcp locked.
590  */
591 static int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp, struct ipc_params *params)
592 {
593         struct sem_array *sma;
594
595         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
596         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
597                 return -EINVAL;
598
599         return 0;
600 }
601
602 long ksys_semget(key_t key, int nsems, int semflg)
603 {
604         struct ipc_namespace *ns;
605         static const struct ipc_ops sem_ops = {
606                 .getnew = newary,
607                 .associate = security_sem_associate,
608                 .more_checks = sem_more_checks,
609         };
610         struct ipc_params sem_params;
611
612         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
613
614         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
615                 return -EINVAL;
616
617         sem_params.key = key;
618         sem_params.flg = semflg;
619         sem_params.u.nsems = nsems;
620
621         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
622 }
623
624 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
625 {
626         return ksys_semget(key, nsems, semflg);
627 }
628
629 /**
630  * perform_atomic_semop[_slow] - Attempt to perform semaphore
631  *                               operations on a given array.
632  * @sma: semaphore array
633  * @q: struct sem_queue that describes the operation
634  *
635  * Caller blocking are as follows, based the value
636  * indicated by the semaphore operation (sem_op):
637  *
638  *  (1) >0 never blocks.
639  *  (2)  0 (wait-for-zero operation): semval is non-zero.
640  *  (3) <0 attempting to decrement semval to a value smaller than zero.
641  *
642  * Returns 0 if the operation was possible.
643  * Returns 1 if the operation is impossible, the caller must sleep.
644  * Returns <0 for error codes.
645  */
646 static int perform_atomic_semop_slow(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
647 {
648         int result, sem_op, nsops;
649         struct pid *pid;
650         struct sembuf *sop;
651         struct sem *curr;
652         struct sembuf *sops;
653         struct sem_undo *un;
654
655         sops = q->sops;
656         nsops = q->nsops;
657         un = q->undo;
658
659         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
660                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
661                 curr = &sma->sems[idx];
662                 sem_op = sop->sem_op;
663                 result = curr->semval;
664
665                 if (!sem_op && result)
666                         goto would_block;
667
668                 result += sem_op;
669                 if (result < 0)
670                         goto would_block;
671                 if (result > SEMVMX)
672                         goto out_of_range;
673
674                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
675                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
676                         /* Exceeding the undo range is an error. */
677                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
678                                 goto out_of_range;
679                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
680                 }
681
682                 curr->semval = result;
683         }
684
685         sop--;
686         pid = q->pid;
687         while (sop >= sops) {
688                 ipc_update_pid(&sma->sems[sop->sem_num].sempid, pid);
689                 sop--;
690         }
691
692         return 0;
693
694 out_of_range:
695         result = -ERANGE;
696         goto undo;
697
698 would_block:
699         q->blocking = sop;
700
701         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
702                 result = -EAGAIN;
703         else
704                 result = 1;
705
706 undo:
707         sop--;
708         while (sop >= sops) {
709                 sem_op = sop->sem_op;
710                 sma->sems[sop->sem_num].semval -= sem_op;
711                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
712                         un->semadj[sop->sem_num] += sem_op;
713                 sop--;
714         }
715
716         return result;
717 }
718
719 static int perform_atomic_semop(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
720 {
721         int result, sem_op, nsops;
722         struct sembuf *sop;
723         struct sem *curr;
724         struct sembuf *sops;
725         struct sem_undo *un;
726
727         sops = q->sops;
728         nsops = q->nsops;
729         un = q->undo;
730
731         if (unlikely(q->dupsop))
732                 return perform_atomic_semop_slow(sma, q);
733
734         /*
735          * We scan the semaphore set twice, first to ensure that the entire
736          * operation can succeed, therefore avoiding any pointless writes
737          * to shared memory and having to undo such changes in order to block
738          * until the operations can go through.
739          */
740         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
741                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
742
743                 curr = &sma->sems[idx];
744                 sem_op = sop->sem_op;
745                 result = curr->semval;
746
747                 if (!sem_op && result)
748                         goto would_block; /* wait-for-zero */
749
750                 result += sem_op;
751                 if (result < 0)
752                         goto would_block;
753
754                 if (result > SEMVMX)
755                         return -ERANGE;
756
757                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
758                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
759
760                         /* Exceeding the undo range is an error. */
761                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
762                                 return -ERANGE;
763                 }
764         }
765
766         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
767                 curr = &sma->sems[sop->sem_num];
768                 sem_op = sop->sem_op;
769                 result = curr->semval;
770
771                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
772                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
773
774                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
775                 }
776                 curr->semval += sem_op;
777                 ipc_update_pid(&curr->sempid, q->pid);
778         }
779
780         return 0;
781
782 would_block:
783         q->blocking = sop;
784         return sop->sem_flg & IPC_NOWAIT ? -EAGAIN : 1;
785 }
786
787 static inline void wake_up_sem_queue_prepare(struct sem_queue *q, int error,
788                                              struct wake_q_head *wake_q)
789 {
790         struct task_struct *sleeper;
791
792         sleeper = get_task_struct(q->sleeper);
793
794         /* see SEM_BARRIER_2 for purpose/pairing */
795         smp_store_release(&q->status, error);
796
797         wake_q_add_safe(wake_q, sleeper);
798 }
799
800 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
801 {
802         list_del(&q->list);
803         if (q->nsops > 1)
804                 sma->complex_count--;
805 }
806
807 /** check_restart(sma, q)
808  * @sma: semaphore array
809  * @q: the operation that just completed
810  *
811  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
812  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
813  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
814  * modified the array.
815  * Note that wait-for-zero operations are handled without restart.
816  */
817 static inline int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
818 {
819         /* pending complex alter operations are too difficult to analyse */
820         if (!list_empty(&sma->pending_alter))
821                 return 1;
822
823         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
824         if (q->nsops > 1)
825                 return 1;
826
827         /* It is impossible that someone waits for the new value:
828          * - complex operations always restart.
829          * - wait-for-zero are handled separately.
830          * - q is a previously sleeping simple operation that
831          *   altered the array. It must be a decrement, because
832          *   simple increments never sleep.
833          * - If there are older (higher priority) decrements
834          *   in the queue, then they have observed the original
835          *   semval value and couldn't proceed. The operation
836          *   decremented to value - thus they won't proceed either.
837          */
838         return 0;
839 }
840
841 /**
842  * wake_const_ops - wake up non-alter tasks
843  * @sma: semaphore array.
844  * @semnum: semaphore that was modified.
845  * @wake_q: lockless wake-queue head.
846  *
847  * wake_const_ops must be called after a semaphore in a semaphore array
848  * was set to 0. If complex const operations are pending, wake_const_ops must
849  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
850  * semaphore.
851  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
852  * is stored in q->pid.
853  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
854  */
855 static int wake_const_ops(struct sem_array *sma, int semnum,
856                           struct wake_q_head *wake_q)
857 {
858         struct sem_queue *q, *tmp;
859         struct list_head *pending_list;
860         int semop_completed = 0;
861
862         if (semnum == -1)
863                 pending_list = &sma->pending_const;
864         else
865                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_const;
866
867         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
868                 int error = perform_atomic_semop(sma, q);
869
870                 if (error > 0)
871                         continue;
872                 /* operation completed, remove from queue & wakeup */
873                 unlink_queue(sma, q);
874
875                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
876                 if (error == 0)
877                         semop_completed = 1;
878         }
879
880         return semop_completed;
881 }
882
883 /**
884  * do_smart_wakeup_zero - wakeup all wait for zero tasks
885  * @sma: semaphore array
886  * @sops: operations that were performed
887  * @nsops: number of operations
888  * @wake_q: lockless wake-queue head
889  *
890  * Checks all required queue for wait-for-zero operations, based
891  * on the actual changes that were performed on the semaphore array.
892  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
893  */
894 static int do_smart_wakeup_zero(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
895                                 int nsops, struct wake_q_head *wake_q)
896 {
897         int i;
898         int semop_completed = 0;
899         int got_zero = 0;
900
901         /* first: the per-semaphore queues, if known */
902         if (sops) {
903                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
904                         int num = sops[i].sem_num;
905
906                         if (sma->sems[num].semval == 0) {
907                                 got_zero = 1;
908                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, num, wake_q);
909                         }
910                 }
911         } else {
912                 /*
913                  * No sops means modified semaphores not known.
914                  * Assume all were changed.
915                  */
916                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
917                         if (sma->sems[i].semval == 0) {
918                                 got_zero = 1;
919                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, i, wake_q);
920                         }
921                 }
922         }
923         /*
924          * If one of the modified semaphores got 0,
925          * then check the global queue, too.
926          */
927         if (got_zero)
928                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, -1, wake_q);
929
930         return semop_completed;
931 }
932
933
934 /**
935  * update_queue - look for tasks that can be completed.
936  * @sma: semaphore array.
937  * @semnum: semaphore that was modified.
938  * @wake_q: lockless wake-queue head.
939  *
940  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
941  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
942  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
943  * semaphore.
944  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
945  * is stored in q->pid.
946  * The function internally checks if const operations can now succeed.
947  *
948  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
949  */
950 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct wake_q_head *wake_q)
951 {
952         struct sem_queue *q, *tmp;
953         struct list_head *pending_list;
954         int semop_completed = 0;
955
956         if (semnum == -1)
957                 pending_list = &sma->pending_alter;
958         else
959                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_alter;
960
961 again:
962         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
963                 int error, restart;
964
965                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
966                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
967                  * necessary to scan further: simple increments
968                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
969                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
970                  * cannot be successful if the value is already 0.
971                  */
972                 if (semnum != -1 && sma->sems[semnum].semval == 0)
973                         break;
974
975                 error = perform_atomic_semop(sma, q);
976
977                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
978                 if (error > 0)
979                         continue;
980
981                 unlink_queue(sma, q);
982
983                 if (error) {
984                         restart = 0;
985                 } else {
986                         semop_completed = 1;
987                         do_smart_wakeup_zero(sma, q->sops, q->nsops, wake_q);
988                         restart = check_restart(sma, q);
989                 }
990
991                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
992                 if (restart)
993                         goto again;
994         }
995         return semop_completed;
996 }
997
998 /**
999  * set_semotime - set sem_otime
1000  * @sma: semaphore array
1001  * @sops: operations that modified the array, may be NULL
1002  *
1003  * sem_otime is replicated to avoid cache line trashing.
1004  * This function sets one instance to the current time.
1005  */
1006 static void set_semotime(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops)
1007 {
1008         if (sops == NULL) {
1009                 sma->sems[0].sem_otime = ktime_get_real_seconds();
1010         } else {
1011                 sma->sems[sops[0].sem_num].sem_otime =
1012                                                 ktime_get_real_seconds();
1013         }
1014 }
1015
1016 /**
1017  * do_smart_update - optimized update_queue
1018  * @sma: semaphore array
1019  * @sops: operations that were performed
1020  * @nsops: number of operations
1021  * @otime: force setting otime
1022  * @wake_q: lockless wake-queue head
1023  *
1024  * do_smart_update() does the required calls to update_queue and wakeup_zero,
1025  * based on the actual changes that were performed on the semaphore array.
1026  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
1027  * responsible for calling wake_up_q().
1028  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
1029  */
1030 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
1031                             int otime, struct wake_q_head *wake_q)
1032 {
1033         int i;
1034
1035         otime |= do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, wake_q);
1036
1037         if (!list_empty(&sma->pending_alter)) {
1038                 /* semaphore array uses the global queue - just process it. */
1039                 otime |= update_queue(sma, -1, wake_q);
1040         } else {
1041                 if (!sops) {
1042                         /*
1043                          * No sops, thus the modified semaphores are not
1044                          * known. Check all.
1045                          */
1046                         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1047                                 otime |= update_queue(sma, i, wake_q);
1048                 } else {
1049                         /*
1050                          * Check the semaphores that were increased:
1051                          * - No complex ops, thus all sleeping ops are
1052                          *   decrease.
1053                          * - if we decreased the value, then any sleeping
1054                          *   semaphore ops won't be able to run: If the
1055                          *   previous value was too small, then the new
1056                          *   value will be too small, too.
1057                          */
1058                         for (i = 0; i < nsops; i++) {
1059                                 if (sops[i].sem_op > 0) {
1060                                         otime |= update_queue(sma,
1061                                                               sops[i].sem_num, wake_q);
1062                                 }
1063                         }
1064                 }
1065         }
1066         if (otime)
1067                 set_semotime(sma, sops);
1068 }
1069
1070 /*
1071  * check_qop: Test if a queued operation sleeps on the semaphore semnum
1072  */
1073 static int check_qop(struct sem_array *sma, int semnum, struct sem_queue *q,
1074                         bool count_zero)
1075 {
1076         struct sembuf *sop = q->blocking;
1077
1078         /*
1079          * Linux always (since 0.99.10) reported a task as sleeping on all
1080          * semaphores. This violates SUS, therefore it was changed to the
1081          * standard compliant behavior.
1082          * Give the administrators a chance to notice that an application
1083          * might misbehave because it relies on the Linux behavior.
1084          */
1085         pr_info_once("semctl(GETNCNT/GETZCNT) is since 3.16 Single Unix Specification compliant.\n"
1086                         "The task %s (%d) triggered the difference, watch for misbehavior.\n",
1087                         current->comm, task_pid_nr(current));
1088
1089         if (sop->sem_num != semnum)
1090                 return 0;
1091
1092         if (count_zero && sop->sem_op == 0)
1093                 return 1;
1094         if (!count_zero && sop->sem_op < 0)
1095                 return 1;
1096
1097         return 0;
1098 }
1099
1100 /* The following counts are associated to each semaphore:
1101  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
1102  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
1103  *
1104  * Per definition, a task waits only on the semaphore of the first semop
1105  * that cannot proceed, even if additional operation would block, too.
1106  */
1107 static int count_semcnt(struct sem_array *sma, ushort semnum,
1108                         bool count_zero)
1109 {
1110         struct list_head *l;
1111         struct sem_queue *q;
1112         int semcnt;
1113
1114         semcnt = 0;
1115         /* First: check the simple operations. They are easy to evaluate */
1116         if (count_zero)
1117                 l = &sma->sems[semnum].pending_const;
1118         else
1119                 l = &sma->sems[semnum].pending_alter;
1120
1121         list_for_each_entry(q, l, list) {
1122                 /* all task on a per-semaphore list sleep on exactly
1123                  * that semaphore
1124                  */
1125                 semcnt++;
1126         }
1127
1128         /* Then: check the complex operations. */
1129         list_for_each_entry(q, &sma->pending_alter, list) {
1130                 semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1131         }
1132         if (count_zero) {
1133                 list_for_each_entry(q, &sma->pending_const, list) {
1134                         semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1135                 }
1136         }
1137         return semcnt;
1138 }
1139
1140 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rwsem locked
1141  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rwsem
1142  * remains locked on exit.
1143  */
1144 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
1145 {
1146         struct sem_undo *un, *tu;
1147         struct sem_queue *q, *tq;
1148         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1149         int i;
1150         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1151
1152         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
1153         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1154         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
1155                 list_del(&un->list_id);
1156                 spin_lock(&un->ulp->lock);
1157                 un->semid = -1;
1158                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1159                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
1160                 kvfree_rcu(un, rcu);
1161         }
1162
1163         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
1164         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_const, list) {
1165                 unlink_queue(sma, q);
1166                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1167         }
1168
1169         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
1170                 unlink_queue(sma, q);
1171                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1172         }
1173         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1174                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
1175                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_const, list) {
1176                         unlink_queue(sma, q);
1177                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1178                 }
1179                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_alter, list) {
1180                         unlink_queue(sma, q);
1181                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1182                 }
1183                 ipc_update_pid(&sem->sempid, NULL);
1184         }
1185
1186         /* Remove the semaphore set from the IDR */
1187         sem_rmid(ns, sma);
1188         sem_unlock(sma, -1);
1189         rcu_read_unlock();
1190
1191         wake_up_q(&wake_q);
1192         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
1193         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1194 }
1195
1196 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
1197 {
1198         switch (version) {
1199         case IPC_64:
1200                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
1201         case IPC_OLD:
1202             {
1203                 struct semid_ds out;
1204
1205                 memset(&out, 0, sizeof(out));
1206
1207                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
1208
1209                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
1210                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
1211                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
1212
1213                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
1214             }
1215         default:
1216                 return -EINVAL;
1217         }
1218 }
1219
1220 static time64_t get_semotime(struct sem_array *sma)
1221 {
1222         int i;
1223         time64_t res;
1224
1225         res = sma->sems[0].sem_otime;
1226         for (i = 1; i < sma->sem_nsems; i++) {
1227                 time64_t to = sma->sems[i].sem_otime;
1228
1229                 if (to > res)
1230                         res = to;
1231         }
1232         return res;
1233 }
1234
1235 static int semctl_stat(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1236                          int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1237 {
1238         struct sem_array *sma;
1239         time64_t semotime;
1240         int err;
1241
1242         memset(semid64, 0, sizeof(*semid64));
1243
1244         rcu_read_lock();
1245         if (cmd == SEM_STAT || cmd == SEM_STAT_ANY) {
1246                 sma = sem_obtain_object(ns, semid);
1247                 if (IS_ERR(sma)) {
1248                         err = PTR_ERR(sma);
1249                         goto out_unlock;
1250                 }
1251         } else { /* IPC_STAT */
1252                 sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1253                 if (IS_ERR(sma)) {
1254                         err = PTR_ERR(sma);
1255                         goto out_unlock;
1256                 }
1257         }
1258
1259         /* see comment for SHM_STAT_ANY */
1260         if (cmd == SEM_STAT_ANY)
1261                 audit_ipc_obj(&sma->sem_perm);
1262         else {
1263                 err = -EACCES;
1264                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
1265                         goto out_unlock;
1266         }
1267
1268         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1269         if (err)
1270                 goto out_unlock;
1271
1272         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
1273
1274         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1275                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1276                 err = -EIDRM;
1277                 goto out_unlock;
1278         }
1279
1280         kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &semid64->sem_perm);
1281         semotime = get_semotime(sma);
1282         semid64->sem_otime = semotime;
1283         semid64->sem_ctime = sma->sem_ctime;
1284 #ifndef CONFIG_64BIT
1285         semid64->sem_otime_high = semotime >> 32;
1286         semid64->sem_ctime_high = sma->sem_ctime >> 32;
1287 #endif
1288         semid64->sem_nsems = sma->sem_nsems;
1289
1290         if (cmd == IPC_STAT) {
1291                 /*
1292                  * As defined in SUS:
1293                  * Return 0 on success
1294                  */
1295                 err = 0;
1296         } else {
1297                 /*
1298                  * SEM_STAT and SEM_STAT_ANY (both Linux specific)
1299                  * Return the full id, including the sequence number
1300                  */
1301                 err = sma->sem_perm.id;
1302         }
1303         ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1304 out_unlock:
1305         rcu_read_unlock();
1306         return err;
1307 }
1308
1309 static int semctl_info(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1310                          int cmd, void __user *p)
1311 {
1312         struct seminfo seminfo;
1313         int max_idx;
1314         int err;
1315
1316         err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
1317         if (err)
1318                 return err;
1319
1320         memset(&seminfo, 0, sizeof(seminfo));
1321         seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
1322         seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
1323         seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
1324         seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
1325         seminfo.semvmx = SEMVMX;
1326         seminfo.semmnu = SEMMNU;
1327         seminfo.semmap = SEMMAP;
1328         seminfo.semume = SEMUME;
1329         down_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1330         if (cmd == SEM_INFO) {
1331                 seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
1332                 seminfo.semaem = ns->used_sems;
1333         } else {
1334                 seminfo.semusz = SEMUSZ;
1335                 seminfo.semaem = SEMAEM;
1336         }
1337         max_idx = ipc_get_maxidx(&sem_ids(ns));
1338         up_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1339         if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
1340                 return -EFAULT;
1341         return (max_idx < 0) ? 0 : max_idx;
1342 }
1343
1344 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1345                 int val)
1346 {
1347         struct sem_undo *un;
1348         struct sem_array *sma;
1349         struct sem *curr;
1350         int err;
1351         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1352
1353         if (val > SEMVMX || val < 0)
1354                 return -ERANGE;
1355
1356         rcu_read_lock();
1357         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1358         if (IS_ERR(sma)) {
1359                 rcu_read_unlock();
1360                 return PTR_ERR(sma);
1361         }
1362
1363         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1364                 rcu_read_unlock();
1365                 return -EINVAL;
1366         }
1367
1368
1369         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1370                 rcu_read_unlock();
1371                 return -EACCES;
1372         }
1373
1374         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, SETVAL);
1375         if (err) {
1376                 rcu_read_unlock();
1377                 return -EACCES;
1378         }
1379
1380         sem_lock(sma, NULL, -1);
1381
1382         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1383                 sem_unlock(sma, -1);
1384                 rcu_read_unlock();
1385                 return -EIDRM;
1386         }
1387
1388         semnum = array_index_nospec(semnum, sma->sem_nsems);
1389         curr = &sma->sems[semnum];
1390
1391         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1392         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1393                 un->semadj[semnum] = 0;
1394
1395         curr->semval = val;
1396         ipc_update_pid(&curr->sempid, task_tgid(current));
1397         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1398         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1399         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1400         sem_unlock(sma, -1);
1401         rcu_read_unlock();
1402         wake_up_q(&wake_q);
1403         return 0;
1404 }
1405
1406 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1407                 int cmd, void __user *p)
1408 {
1409         struct sem_array *sma;
1410         struct sem *curr;
1411         int err, nsems;
1412         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1413         ushort *sem_io = fast_sem_io;
1414         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1415
1416         rcu_read_lock();
1417         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1418         if (IS_ERR(sma)) {
1419                 rcu_read_unlock();
1420                 return PTR_ERR(sma);
1421         }
1422
1423         nsems = sma->sem_nsems;
1424
1425         err = -EACCES;
1426         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1427                 goto out_rcu_wakeup;
1428
1429         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1430         if (err)
1431                 goto out_rcu_wakeup;
1432
1433         err = -EACCES;
1434         switch (cmd) {
1435         case GETALL:
1436         {
1437                 ushort __user *array = p;
1438                 int i;
1439
1440                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1441                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1442                         err = -EIDRM;
1443                         goto out_unlock;
1444                 }
1445                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1446                         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1447                                 err = -EIDRM;
1448                                 goto out_unlock;
1449                         }
1450                         sem_unlock(sma, -1);
1451                         rcu_read_unlock();
1452                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1453                                                 GFP_KERNEL);
1454                         if (sem_io == NULL) {
1455                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1456                                 return -ENOMEM;
1457                         }
1458
1459                         rcu_read_lock();
1460                         sem_lock_and_putref(sma);
1461                         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1462                                 err = -EIDRM;
1463                                 goto out_unlock;
1464                         }
1465                 }
1466                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1467                         sem_io[i] = sma->sems[i].semval;
1468                 sem_unlock(sma, -1);
1469                 rcu_read_unlock();
1470                 err = 0;
1471                 if (copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1472                         err = -EFAULT;
1473                 goto out_free;
1474         }
1475         case SETALL:
1476         {
1477                 int i;
1478                 struct sem_undo *un;
1479
1480                 if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1481                         err = -EIDRM;
1482                         goto out_rcu_wakeup;
1483                 }
1484                 rcu_read_unlock();
1485
1486                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1487                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1488                                                 GFP_KERNEL);
1489                         if (sem_io == NULL) {
1490                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1491                                 return -ENOMEM;
1492                         }
1493                 }
1494
1495                 if (copy_from_user(sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1496                         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1497                         err = -EFAULT;
1498                         goto out_free;
1499                 }
1500
1501                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1502                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1503                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1504                                 err = -ERANGE;
1505                                 goto out_free;
1506                         }
1507                 }
1508                 rcu_read_lock();
1509                 sem_lock_and_putref(sma);
1510                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1511                         err = -EIDRM;
1512                         goto out_unlock;
1513                 }
1514
1515                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1516                         sma->sems[i].semval = sem_io[i];
1517                         ipc_update_pid(&sma->sems[i].sempid, task_tgid(current));
1518                 }
1519
1520                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1521                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1522                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1523                                 un->semadj[i] = 0;
1524                 }
1525                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1526                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1527                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1528                 err = 0;
1529                 goto out_unlock;
1530         }
1531         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1532         }
1533         err = -EINVAL;
1534         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1535                 goto out_rcu_wakeup;
1536
1537         sem_lock(sma, NULL, -1);
1538         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1539                 err = -EIDRM;
1540                 goto out_unlock;
1541         }
1542
1543         semnum = array_index_nospec(semnum, nsems);
1544         curr = &sma->sems[semnum];
1545
1546         switch (cmd) {
1547         case GETVAL:
1548                 err = curr->semval;
1549                 goto out_unlock;
1550         case GETPID:
1551                 err = pid_vnr(curr->sempid);
1552                 goto out_unlock;
1553         case GETNCNT:
1554                 err = count_semcnt(sma, semnum, 0);
1555                 goto out_unlock;
1556         case GETZCNT:
1557                 err = count_semcnt(sma, semnum, 1);
1558                 goto out_unlock;
1559         }
1560
1561 out_unlock:
1562         sem_unlock(sma, -1);
1563 out_rcu_wakeup:
1564         rcu_read_unlock();
1565         wake_up_q(&wake_q);
1566 out_free:
1567         if (sem_io != fast_sem_io)
1568                 kvfree(sem_io);
1569         return err;
1570 }
1571
1572 static inline unsigned long
1573 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1574 {
1575         switch (version) {
1576         case IPC_64:
1577                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1578                         return -EFAULT;
1579                 return 0;
1580         case IPC_OLD:
1581             {
1582                 struct semid_ds tbuf_old;
1583
1584                 if (copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1585                         return -EFAULT;
1586
1587                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1588                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1589                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1590
1591                 return 0;
1592             }
1593         default:
1594                 return -EINVAL;
1595         }
1596 }
1597
1598 /*
1599  * This function handles some semctl commands which require the rwsem
1600  * to be held in write mode.
1601  * NOTE: no locks must be held, the rwsem is taken inside this function.
1602  */
1603 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1604                        int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1605 {
1606         struct sem_array *sma;
1607         int err;
1608         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1609
1610         down_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1611         rcu_read_lock();
1612
1613         ipcp = ipcctl_obtain_check(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1614                                       &semid64->sem_perm, 0);
1615         if (IS_ERR(ipcp)) {
1616                 err = PTR_ERR(ipcp);
1617                 goto out_unlock1;
1618         }
1619
1620         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1621
1622         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1623         if (err)
1624                 goto out_unlock1;
1625
1626         switch (cmd) {
1627         case IPC_RMID:
1628                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1629                 /* freeary unlocks the ipc object and rcu */
1630                 freeary(ns, ipcp);
1631                 goto out_up;
1632         case IPC_SET:
1633                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1634                 err = ipc_update_perm(&semid64->sem_perm, ipcp);
1635                 if (err)
1636                         goto out_unlock0;
1637                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1638                 break;
1639         default:
1640                 err = -EINVAL;
1641                 goto out_unlock1;
1642         }
1643
1644 out_unlock0:
1645         sem_unlock(sma, -1);
1646 out_unlock1:
1647         rcu_read_unlock();
1648 out_up:
1649         up_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1650         return err;
1651 }
1652
1653 static long ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg, int version)
1654 {
1655         struct ipc_namespace *ns;
1656         void __user *p = (void __user *)arg;
1657         struct semid64_ds semid64;
1658         int err;
1659
1660         if (semid < 0)
1661                 return -EINVAL;
1662
1663         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1664
1665         switch (cmd) {
1666         case IPC_INFO:
1667         case SEM_INFO:
1668                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1669         case IPC_STAT:
1670         case SEM_STAT:
1671         case SEM_STAT_ANY:
1672                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1673                 if (err < 0)
1674                         return err;
1675                 if (copy_semid_to_user(p, &semid64, version))
1676                         err = -EFAULT;
1677                 return err;
1678         case GETALL:
1679         case GETVAL:
1680         case GETPID:
1681         case GETNCNT:
1682         case GETZCNT:
1683         case SETALL:
1684                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1685         case SETVAL: {
1686                 int val;
1687 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1688                 /* big-endian 64bit */
1689                 val = arg >> 32;
1690 #else
1691                 /* 32bit or little-endian 64bit */
1692                 val = arg;
1693 #endif
1694                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, val);
1695         }
1696         case IPC_SET:
1697                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1698                         return -EFAULT;
1699                 fallthrough;
1700         case IPC_RMID:
1701                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1702         default:
1703                 return -EINVAL;
1704         }
1705 }
1706
1707 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1708 {
1709         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, IPC_64);
1710 }
1711
1712 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_IPC_PARSE_VERSION
1713 long ksys_old_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg)
1714 {
1715         int version = ipc_parse_version(&cmd);
1716
1717         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, version);
1718 }
1719
1720 SYSCALL_DEFINE4(old_semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1721 {
1722         return ksys_old_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1723 }
1724 #endif
1725
1726 #ifdef CONFIG_COMPAT
1727
1728 struct compat_semid_ds {
1729         struct compat_ipc_perm sem_perm;
1730         old_time32_t sem_otime;
1731         old_time32_t sem_ctime;
1732         compat_uptr_t sem_base;
1733         compat_uptr_t sem_pending;
1734         compat_uptr_t sem_pending_last;
1735         compat_uptr_t undo;
1736         unsigned short sem_nsems;
1737 };
1738
1739 static int copy_compat_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf,
1740                                         int version)
1741 {
1742         memset(out, 0, sizeof(*out));
1743         if (version == IPC_64) {
1744                 struct compat_semid64_ds __user *p = buf;
1745                 return get_compat_ipc64_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1746         } else {
1747                 struct compat_semid_ds __user *p = buf;
1748                 return get_compat_ipc_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1749         }
1750 }
1751
1752 static int copy_compat_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in,
1753                                         int version)
1754 {
1755         if (version == IPC_64) {
1756                 struct compat_semid64_ds v;
1757                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1758                 to_compat_ipc64_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1759                 v.sem_otime      = lower_32_bits(in->sem_otime);
1760                 v.sem_otime_high = upper_32_bits(in->sem_otime);
1761                 v.sem_ctime      = lower_32_bits(in->sem_ctime);
1762                 v.sem_ctime_high = upper_32_bits(in->sem_ctime);
1763                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1764                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1765         } else {
1766                 struct compat_semid_ds v;
1767                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1768                 to_compat_ipc_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1769                 v.sem_otime = in->sem_otime;
1770                 v.sem_ctime = in->sem_ctime;
1771                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1772                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1773         }
1774 }
1775
1776 static long compat_ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg, int version)
1777 {
1778         void __user *p = compat_ptr(arg);
1779         struct ipc_namespace *ns;
1780         struct semid64_ds semid64;
1781         int err;
1782
1783         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1784
1785         if (semid < 0)
1786                 return -EINVAL;
1787
1788         switch (cmd & (~IPC_64)) {
1789         case IPC_INFO:
1790         case SEM_INFO:
1791                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1792         case IPC_STAT:
1793         case SEM_STAT:
1794         case SEM_STAT_ANY:
1795                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1796                 if (err < 0)
1797                         return err;
1798                 if (copy_compat_semid_to_user(p, &semid64, version))
1799                         err = -EFAULT;
1800                 return err;
1801         case GETVAL:
1802         case GETPID:
1803         case GETNCNT:
1804         case GETZCNT:
1805         case GETALL:
1806         case SETALL:
1807                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1808         case SETVAL:
1809                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1810         case IPC_SET:
1811                 if (copy_compat_semid_from_user(&semid64, p, version))
1812                         return -EFAULT;
1813                 fallthrough;
1814         case IPC_RMID:
1815                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1816         default:
1817                 return -EINVAL;
1818         }
1819 }
1820
1821 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1822 {
1823         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, IPC_64);
1824 }
1825
1826 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_COMPAT_IPC_PARSE_VERSION
1827 long compat_ksys_old_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg)
1828 {
1829         int version = compat_ipc_parse_version(&cmd);
1830
1831         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, version);
1832 }
1833
1834 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(old_semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1835 {
1836         return compat_ksys_old_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1837 }
1838 #endif
1839 #endif
1840
1841 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1842  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1843  * and current is THE ONE
1844  *
1845  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1846  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1847  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1848  * at exit time.
1849  *
1850  * This can block, so callers must hold no locks.
1851  */
1852 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1853 {
1854         struct sem_undo_list *undo_list;
1855
1856         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1857         if (!undo_list) {
1858                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
1859                 if (undo_list == NULL)
1860                         return -ENOMEM;
1861                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1862                 refcount_set(&undo_list->refcnt, 1);
1863                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1864
1865                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1866         }
1867         *undo_listp = undo_list;
1868         return 0;
1869 }
1870
1871 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1872 {
1873         struct sem_undo *un;
1874
1875         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc,
1876                                 spin_is_locked(&ulp->lock)) {
1877                 if (un->semid == semid)
1878                         return un;
1879         }
1880         return NULL;
1881 }
1882
1883 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1884 {
1885         struct sem_undo *un;
1886
1887         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1888
1889         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1890         if (un) {
1891                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1892                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1893         }
1894         return un;
1895 }
1896
1897 /**
1898  * find_alloc_undo - lookup (and if not present create) undo array
1899  * @ns: namespace
1900  * @semid: semaphore array id
1901  *
1902  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1903  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1904  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1905  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1906  * performs a rcu_read_lock().
1907  */
1908 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1909 {
1910         struct sem_array *sma;
1911         struct sem_undo_list *ulp;
1912         struct sem_undo *un, *new;
1913         int nsems, error;
1914
1915         error = get_undo_list(&ulp);
1916         if (error)
1917                 return ERR_PTR(error);
1918
1919         rcu_read_lock();
1920         spin_lock(&ulp->lock);
1921         un = lookup_undo(ulp, semid);
1922         spin_unlock(&ulp->lock);
1923         if (likely(un != NULL))
1924                 goto out;
1925
1926         /* no undo structure around - allocate one. */
1927         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1928         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1929         if (IS_ERR(sma)) {
1930                 rcu_read_unlock();
1931                 return ERR_CAST(sma);
1932         }
1933
1934         nsems = sma->sem_nsems;
1935         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1936                 rcu_read_unlock();
1937                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1938                 goto out;
1939         }
1940         rcu_read_unlock();
1941
1942         /* step 2: allocate new undo structure */
1943         new = kvzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems,
1944                        GFP_KERNEL_ACCOUNT);
1945         if (!new) {
1946                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1947                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1948         }
1949
1950         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1951         rcu_read_lock();
1952         sem_lock_and_putref(sma);
1953         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1954                 sem_unlock(sma, -1);
1955                 rcu_read_unlock();
1956                 kvfree(new);
1957                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1958                 goto out;
1959         }
1960         spin_lock(&ulp->lock);
1961
1962         /*
1963          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1964          */
1965         un = lookup_undo(ulp, semid);
1966         if (un) {
1967                 spin_unlock(&ulp->lock);
1968                 kvfree(new);
1969                 goto success;
1970         }
1971         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1972         new->semadj = (short *) &new[1];
1973         new->ulp = ulp;
1974         new->semid = semid;
1975         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1976         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1977         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1978         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1979         un = new;
1980         spin_unlock(&ulp->lock);
1981 success:
1982         sem_unlock(sma, -1);
1983 out:
1984         return un;
1985 }
1986
1987 long __do_semtimedop(int semid, struct sembuf *sops,
1988                 unsigned nsops, const struct timespec64 *timeout,
1989                 struct ipc_namespace *ns)
1990 {
1991         int error = -EINVAL;
1992         struct sem_array *sma;
1993         struct sembuf *sop;
1994         struct sem_undo *un;
1995         int max, locknum;
1996         bool undos = false, alter = false, dupsop = false;
1997         struct sem_queue queue;
1998         unsigned long dup = 0, jiffies_left = 0;
1999
2000         if (nsops < 1 || semid < 0)
2001                 return -EINVAL;
2002         if (nsops > ns->sc_semopm)
2003                 return -E2BIG;
2004
2005         if (timeout) {
2006                 if (timeout->tv_sec < 0 || timeout->tv_nsec < 0 ||
2007                         timeout->tv_nsec >= 1000000000L) {
2008                         error = -EINVAL;
2009                         goto out;
2010                 }
2011                 jiffies_left = timespec64_to_jiffies(timeout);
2012         }
2013
2014
2015         max = 0;
2016         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
2017                 unsigned long mask = 1ULL << ((sop->sem_num) % BITS_PER_LONG);
2018
2019                 if (sop->sem_num >= max)
2020                         max = sop->sem_num;
2021                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
2022                         undos = true;
2023                 if (dup & mask) {
2024                         /*
2025                          * There was a previous alter access that appears
2026                          * to have accessed the same semaphore, thus use
2027                          * the dupsop logic. "appears", because the detection
2028                          * can only check % BITS_PER_LONG.
2029                          */
2030                         dupsop = true;
2031                 }
2032                 if (sop->sem_op != 0) {
2033                         alter = true;
2034                         dup |= mask;
2035                 }
2036         }
2037
2038         if (undos) {
2039                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
2040                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
2041                 if (IS_ERR(un)) {
2042                         error = PTR_ERR(un);
2043                         goto out;
2044                 }
2045         } else {
2046                 un = NULL;
2047                 rcu_read_lock();
2048         }
2049
2050         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
2051         if (IS_ERR(sma)) {
2052                 rcu_read_unlock();
2053                 error = PTR_ERR(sma);
2054                 goto out;
2055         }
2056
2057         error = -EFBIG;
2058         if (max >= sma->sem_nsems) {
2059                 rcu_read_unlock();
2060                 goto out;
2061         }
2062
2063         error = -EACCES;
2064         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
2065                 rcu_read_unlock();
2066                 goto out;
2067         }
2068
2069         error = security_sem_semop(&sma->sem_perm, sops, nsops, alter);
2070         if (error) {
2071                 rcu_read_unlock();
2072                 goto out;
2073         }
2074
2075         error = -EIDRM;
2076         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2077         /*
2078          * We eventually might perform the following check in a lockless
2079          * fashion, considering ipc_valid_object() locking constraints.
2080          * If nsops == 1 and there is no contention for sem_perm.lock, then
2081          * only a per-semaphore lock is held and it's OK to proceed with the
2082          * check below. More details on the fine grained locking scheme
2083          * entangled here and why it's RMID race safe on comments at sem_lock()
2084          */
2085         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2086                 goto out_unlock;
2087         /*
2088          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
2089          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
2090          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
2091          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
2092          * "un" itself is guaranteed by rcu.
2093          */
2094         if (un && un->semid == -1)
2095                 goto out_unlock;
2096
2097         queue.sops = sops;
2098         queue.nsops = nsops;
2099         queue.undo = un;
2100         queue.pid = task_tgid(current);
2101         queue.alter = alter;
2102         queue.dupsop = dupsop;
2103
2104         error = perform_atomic_semop(sma, &queue);
2105         if (error == 0) { /* non-blocking successful path */
2106                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2107
2108                 /*
2109                  * If the operation was successful, then do
2110                  * the required updates.
2111                  */
2112                 if (alter)
2113                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &wake_q);
2114                 else
2115                         set_semotime(sma, sops);
2116
2117                 sem_unlock(sma, locknum);
2118                 rcu_read_unlock();
2119                 wake_up_q(&wake_q);
2120
2121                 goto out;
2122         }
2123         if (error < 0) /* non-blocking error path */
2124                 goto out_unlock;
2125
2126         /*
2127          * We need to sleep on this operation, so we put the current
2128          * task into the pending queue and go to sleep.
2129          */
2130         if (nsops == 1) {
2131                 struct sem *curr;
2132                 int idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
2133                 curr = &sma->sems[idx];
2134
2135                 if (alter) {
2136                         if (sma->complex_count) {
2137                                 list_add_tail(&queue.list,
2138                                                 &sma->pending_alter);
2139                         } else {
2140
2141                                 list_add_tail(&queue.list,
2142                                                 &curr->pending_alter);
2143                         }
2144                 } else {
2145                         list_add_tail(&queue.list, &curr->pending_const);
2146                 }
2147         } else {
2148                 if (!sma->complex_count)
2149                         merge_queues(sma);
2150
2151                 if (alter)
2152                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_alter);
2153                 else
2154                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_const);
2155
2156                 sma->complex_count++;
2157         }
2158
2159         do {
2160                 /* memory ordering ensured by the lock in sem_lock() */
2161                 WRITE_ONCE(queue.status, -EINTR);
2162                 queue.sleeper = current;
2163
2164                 /* memory ordering is ensured by the lock in sem_lock() */
2165                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2166                 sem_unlock(sma, locknum);
2167                 rcu_read_unlock();
2168
2169                 if (timeout)
2170                         jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
2171                 else
2172                         schedule();
2173
2174                 /*
2175                  * fastpath: the semop has completed, either successfully or
2176                  * not, from the syscall pov, is quite irrelevant to us at this
2177                  * point; we're done.
2178                  *
2179                  * We _do_ care, nonetheless, about being awoken by a signal or
2180                  * spuriously.  The queue.status is checked again in the
2181                  * slowpath (aka after taking sem_lock), such that we can detect
2182                  * scenarios where we were awakened externally, during the
2183                  * window between wake_q_add() and wake_up_q().
2184                  */
2185                 rcu_read_lock();
2186                 error = READ_ONCE(queue.status);
2187                 if (error != -EINTR) {
2188                         /* see SEM_BARRIER_2 for purpose/pairing */
2189                         smp_acquire__after_ctrl_dep();
2190                         rcu_read_unlock();
2191                         goto out;
2192                 }
2193
2194                 locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2195
2196                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2197                         goto out_unlock;
2198
2199                 /*
2200                  * No necessity for any barrier: We are protect by sem_lock()
2201                  */
2202                 error = READ_ONCE(queue.status);
2203
2204                 /*
2205                  * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
2206                  * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
2207                  */
2208                 if (error != -EINTR)
2209                         goto out_unlock;
2210
2211                 /*
2212                  * If an interrupt occurred we have to clean up the queue.
2213                  */
2214                 if (timeout && jiffies_left == 0)
2215                         error = -EAGAIN;
2216         } while (error == -EINTR && !signal_pending(current)); /* spurious */
2217
2218         unlink_queue(sma, &queue);
2219
2220 out_unlock:
2221         sem_unlock(sma, locknum);
2222         rcu_read_unlock();
2223 out:
2224         return error;
2225 }
2226
2227 static long do_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
2228                 unsigned nsops, const struct timespec64 *timeout)
2229 {
2230         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
2231         struct sembuf *sops = fast_sops;
2232         struct ipc_namespace *ns;
2233         int ret;
2234
2235         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
2236         if (nsops > ns->sc_semopm)
2237                 return -E2BIG;
2238         if (nsops < 1)
2239                 return -EINVAL;
2240
2241         if (nsops > SEMOPM_FAST) {
2242                 sops = kvmalloc_array(nsops, sizeof(*sops), GFP_KERNEL);
2243                 if (sops == NULL)
2244                         return -ENOMEM;
2245         }
2246
2247         if (copy_from_user(sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
2248                 ret =  -EFAULT;
2249                 goto out_free;
2250         }
2251
2252         ret = __do_semtimedop(semid, sops, nsops, timeout, ns);
2253
2254 out_free:
2255         if (sops != fast_sops)
2256                 kvfree(sops);
2257
2258         return ret;
2259 }
2260
2261 long ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
2262                      unsigned int nsops, const struct __kernel_timespec __user *timeout)
2263 {
2264         if (timeout) {
2265                 struct timespec64 ts;
2266                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2267                         return -EFAULT;
2268                 return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, &ts);
2269         }
2270         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2271 }
2272
2273 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2274                 unsigned int, nsops, const struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2275 {
2276         return ksys_semtimedop(semid, tsops, nsops, timeout);
2277 }
2278
2279 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
2280 long compat_ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsems,
2281                             unsigned int nsops,
2282                             const struct old_timespec32 __user *timeout)
2283 {
2284         if (timeout) {
2285                 struct timespec64 ts;
2286                 if (get_old_timespec32(&ts, timeout))
2287                         return -EFAULT;
2288                 return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, &ts);
2289         }
2290         return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, NULL);
2291 }
2292
2293 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop_time32, int, semid, struct sembuf __user *, tsems,
2294                        unsigned int, nsops,
2295                        const struct old_timespec32 __user *, timeout)
2296 {
2297         return compat_ksys_semtimedop(semid, tsems, nsops, timeout);
2298 }
2299 #endif
2300
2301 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2302                 unsigned, nsops)
2303 {
2304         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2305 }
2306
2307 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
2308  * parent and child tasks.
2309  */
2310
2311 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
2312 {
2313         struct sem_undo_list *undo_list;
2314         int error;
2315
2316         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
2317                 error = get_undo_list(&undo_list);
2318                 if (error)
2319                         return error;
2320                 refcount_inc(&undo_list->refcnt);
2321                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
2322         } else
2323                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2324
2325         return 0;
2326 }
2327
2328 /*
2329  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
2330  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
2331  * so some of them may be out of date.
2332  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
2333  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
2334  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
2335  * should we queue up and wait until we can do so legally?
2336  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
2337  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
2338  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
2339  */
2340 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
2341 {
2342         struct sem_undo_list *ulp;
2343
2344         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
2345         if (!ulp)
2346                 return;
2347         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2348
2349         if (!refcount_dec_and_test(&ulp->refcnt))
2350                 return;
2351
2352         for (;;) {
2353                 struct sem_array *sma;
2354                 struct sem_undo *un;
2355                 int semid, i;
2356                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2357
2358                 cond_resched();
2359
2360                 rcu_read_lock();
2361                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
2362                                     struct sem_undo, list_proc);
2363                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc) {
2364                         /*
2365                          * We must wait for freeary() before freeing this ulp,
2366                          * in case we raced with last sem_undo. There is a small
2367                          * possibility where we exit while freeary() didn't
2368                          * finish unlocking sem_undo_list.
2369                          */
2370                         spin_lock(&ulp->lock);
2371                         spin_unlock(&ulp->lock);
2372                         rcu_read_unlock();
2373                         break;
2374                 }
2375                 spin_lock(&ulp->lock);
2376                 semid = un->semid;
2377                 spin_unlock(&ulp->lock);
2378
2379                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2380                 if (semid == -1) {
2381                         rcu_read_unlock();
2382                         continue;
2383                 }
2384
2385                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, semid);
2386                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2387                 if (IS_ERR(sma)) {
2388                         rcu_read_unlock();
2389                         continue;
2390                 }
2391
2392                 sem_lock(sma, NULL, -1);
2393                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2394                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
2395                         sem_unlock(sma, -1);
2396                         rcu_read_unlock();
2397                         continue;
2398                 }
2399                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
2400                 if (un == NULL) {
2401                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
2402                          * exactly the same semid. Nothing to do.
2403                          */
2404                         sem_unlock(sma, -1);
2405                         rcu_read_unlock();
2406                         continue;
2407                 }
2408
2409                 /* remove un from the linked lists */
2410                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
2411                 list_del(&un->list_id);
2412
2413                 spin_lock(&ulp->lock);
2414                 list_del_rcu(&un->list_proc);
2415                 spin_unlock(&ulp->lock);
2416
2417                 /* perform adjustments registered in un */
2418                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
2419                         struct sem *semaphore = &sma->sems[i];
2420                         if (un->semadj[i]) {
2421                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
2422                                 /*
2423                                  * Range checks of the new semaphore value,
2424                                  * not defined by sus:
2425                                  * - Some unices ignore the undo entirely
2426                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
2427                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
2428                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
2429                                  *
2430                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
2431                                  * and at SEMVMX.
2432                                  *
2433                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
2434                                  */
2435                                 if (semaphore->semval < 0)
2436                                         semaphore->semval = 0;
2437                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
2438                                         semaphore->semval = SEMVMX;
2439                                 ipc_update_pid(&semaphore->sempid, task_tgid(current));
2440                         }
2441                 }
2442                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
2443                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &wake_q);
2444                 sem_unlock(sma, -1);
2445                 rcu_read_unlock();
2446                 wake_up_q(&wake_q);
2447
2448                 kvfree_rcu(un, rcu);
2449         }
2450         kfree(ulp);
2451 }
2452
2453 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2454 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
2455 {
2456         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
2457         struct kern_ipc_perm *ipcp = it;
2458         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
2459         time64_t sem_otime;
2460
2461         /*
2462          * The proc interface isn't aware of sem_lock(), it calls
2463          * ipc_lock_object(), i.e. spin_lock(&sma->sem_perm.lock).
2464          * (in sysvipc_find_ipc)
2465          * In order to stay compatible with sem_lock(), we must
2466          * enter / leave complex_mode.
2467          */
2468         complexmode_enter(sma);
2469
2470         sem_otime = get_semotime(sma);
2471
2472         seq_printf(s,
2473                    "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10llu %10llu\n",
2474                    sma->sem_perm.key,
2475                    sma->sem_perm.id,
2476                    sma->sem_perm.mode,
2477                    sma->sem_nsems,
2478                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
2479                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
2480                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
2481                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
2482                    sem_otime,
2483                    sma->sem_ctime);
2484
2485         complexmode_tryleave(sma);
2486
2487         return 0;
2488 }
2489 #endif