Merge tag 'nfs-for-5.13-2' of git://git.linux-nfs.org/projects/trondmy/linux-nfs
[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  *
221  * 2) queue.status: (SEM_BARRIER_2)
222  * Initialization is done while holding sem_lock(), so no further barrier is
223  * required.
224  * Setting it to a result code is a RELEASE, this is ensured by both a
225  * smp_store_release() (for case a) and while holding sem_lock()
226  * (for case b).
227  * The ACQUIRE when reading the result code without holding sem_lock() is
228  * achieved by using READ_ONCE() + smp_acquire__after_ctrl_dep().
229  * (case a above).
230  * Reading the result code while holding sem_lock() needs no further barriers,
231  * the locks inside sem_lock() enforce ordering (case b above)
232  *
233  * 3) current->state:
234  * current->state is set to TASK_INTERRUPTIBLE while holding sem_lock().
235  * The wakeup is handled using the wake_q infrastructure. wake_q wakeups may
236  * happen immediately after calling wake_q_add. As wake_q_add_safe() is called
237  * when holding sem_lock(), no further barriers are required.
238  *
239  * See also ipc/mqueue.c for more details on the covered races.
240  */
241
242 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
243 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
244 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
245 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
246
247 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
248 {
249         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
250         ns->sc_semmns = SEMMNS;
251         ns->sc_semopm = SEMOPM;
252         ns->sc_semmni = SEMMNI;
253         ns->used_sems = 0;
254         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
255 }
256
257 #ifdef CONFIG_IPC_NS
258 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
259 {
260         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
261         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
262         rhashtable_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].key_ht);
263 }
264 #endif
265
266 void __init sem_init(void)
267 {
268         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
269         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
270                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
271                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
272 }
273
274 /**
275  * unmerge_queues - unmerge queues, if possible.
276  * @sma: semaphore array
277  *
278  * The function unmerges the wait queues if complex_count is 0.
279  * It must be called prior to dropping the global semaphore array lock.
280  */
281 static void unmerge_queues(struct sem_array *sma)
282 {
283         struct sem_queue *q, *tq;
284
285         /* complex operations still around? */
286         if (sma->complex_count)
287                 return;
288         /*
289          * We will switch back to simple mode.
290          * Move all pending operation back into the per-semaphore
291          * queues.
292          */
293         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
294                 struct sem *curr;
295                 curr = &sma->sems[q->sops[0].sem_num];
296
297                 list_add_tail(&q->list, &curr->pending_alter);
298         }
299         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
300 }
301
302 /**
303  * merge_queues - merge single semop queues into global queue
304  * @sma: semaphore array
305  *
306  * This function merges all per-semaphore queues into the global queue.
307  * It is necessary to achieve FIFO ordering for the pending single-sop
308  * operations when a multi-semop operation must sleep.
309  * Only the alter operations must be moved, the const operations can stay.
310  */
311 static void merge_queues(struct sem_array *sma)
312 {
313         int i;
314         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
315                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
316
317                 list_splice_init(&sem->pending_alter, &sma->pending_alter);
318         }
319 }
320
321 static void sem_rcu_free(struct rcu_head *head)
322 {
323         struct kern_ipc_perm *p = container_of(head, struct kern_ipc_perm, rcu);
324         struct sem_array *sma = container_of(p, struct sem_array, sem_perm);
325
326         security_sem_free(&sma->sem_perm);
327         kvfree(sma);
328 }
329
330 /*
331  * Enter the mode suitable for non-simple operations:
332  * Caller must own sem_perm.lock.
333  */
334 static void complexmode_enter(struct sem_array *sma)
335 {
336         int i;
337         struct sem *sem;
338
339         if (sma->use_global_lock > 0)  {
340                 /*
341                  * We are already in global lock mode.
342                  * Nothing to do, just reset the
343                  * counter until we return to simple mode.
344                  */
345                 sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
346                 return;
347         }
348         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
349
350         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
351                 sem = &sma->sems[i];
352                 spin_lock(&sem->lock);
353                 spin_unlock(&sem->lock);
354         }
355 }
356
357 /*
358  * Try to leave the mode that disallows simple operations:
359  * Caller must own sem_perm.lock.
360  */
361 static void complexmode_tryleave(struct sem_array *sma)
362 {
363         if (sma->complex_count)  {
364                 /* Complex ops are sleeping.
365                  * We must stay in complex mode
366                  */
367                 return;
368         }
369         if (sma->use_global_lock == 1) {
370
371                 /* See SEM_BARRIER_1 for purpose/pairing */
372                 smp_store_release(&sma->use_global_lock, 0);
373         } else {
374                 sma->use_global_lock--;
375         }
376 }
377
378 #define SEM_GLOBAL_LOCK (-1)
379 /*
380  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
381  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
382  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
383  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
384  * semaphores from other pending complex operations.
385  */
386 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
387                               int nsops)
388 {
389         struct sem *sem;
390         int idx;
391
392         if (nsops != 1) {
393                 /* Complex operation - acquire a full lock */
394                 ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
395
396                 /* Prevent parallel simple ops */
397                 complexmode_enter(sma);
398                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
399         }
400
401         /*
402          * Only one semaphore affected - try to optimize locking.
403          * Optimized locking is possible if no complex operation
404          * is either enqueued or processed right now.
405          *
406          * Both facts are tracked by use_global_mode.
407          */
408         idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
409         sem = &sma->sems[idx];
410
411         /*
412          * Initial check for use_global_lock. Just an optimization,
413          * no locking, no memory barrier.
414          */
415         if (!sma->use_global_lock) {
416                 /*
417                  * It appears that no complex operation is around.
418                  * Acquire the per-semaphore lock.
419                  */
420                 spin_lock(&sem->lock);
421
422                 /* see SEM_BARRIER_1 for purpose/pairing */
423                 if (!smp_load_acquire(&sma->use_global_lock)) {
424                         /* fast path successful! */
425                         return sops->sem_num;
426                 }
427                 spin_unlock(&sem->lock);
428         }
429
430         /* slow path: acquire the full lock */
431         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
432
433         if (sma->use_global_lock == 0) {
434                 /*
435                  * The use_global_lock mode ended while we waited for
436                  * sma->sem_perm.lock. Thus we must switch to locking
437                  * with sem->lock.
438                  * Unlike in the fast path, there is no need to recheck
439                  * sma->use_global_lock after we have acquired sem->lock:
440                  * We own sma->sem_perm.lock, thus use_global_lock cannot
441                  * change.
442                  */
443                 spin_lock(&sem->lock);
444
445                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
446                 return sops->sem_num;
447         } else {
448                 /*
449                  * Not a false alarm, thus continue to use the global lock
450                  * mode. No need for complexmode_enter(), this was done by
451                  * the caller that has set use_global_mode to non-zero.
452                  */
453                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
454         }
455 }
456
457 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
458 {
459         if (locknum == SEM_GLOBAL_LOCK) {
460                 unmerge_queues(sma);
461                 complexmode_tryleave(sma);
462                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
463         } else {
464                 struct sem *sem = &sma->sems[locknum];
465                 spin_unlock(&sem->lock);
466         }
467 }
468
469 /*
470  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rwsem
471  * is not held.
472  *
473  * The caller holds the RCU read lock.
474  */
475 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
476 {
477         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_idr(&sem_ids(ns), id);
478
479         if (IS_ERR(ipcp))
480                 return ERR_CAST(ipcp);
481
482         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
483 }
484
485 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
486                                                         int id)
487 {
488         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
489
490         if (IS_ERR(ipcp))
491                 return ERR_CAST(ipcp);
492
493         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
494 }
495
496 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
497 {
498         sem_lock(sma, NULL, -1);
499         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
500 }
501
502 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
503 {
504         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
505 }
506
507 static struct sem_array *sem_alloc(size_t nsems)
508 {
509         struct sem_array *sma;
510
511         if (nsems > (INT_MAX - sizeof(*sma)) / sizeof(sma->sems[0]))
512                 return NULL;
513
514         sma = kvzalloc(struct_size(sma, sems, nsems), GFP_KERNEL);
515         if (unlikely(!sma))
516                 return NULL;
517
518         return sma;
519 }
520
521 /**
522  * newary - Create a new semaphore set
523  * @ns: namespace
524  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
525  *
526  * Called with sem_ids.rwsem held (as a writer)
527  */
528 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
529 {
530         int retval;
531         struct sem_array *sma;
532         key_t key = params->key;
533         int nsems = params->u.nsems;
534         int semflg = params->flg;
535         int i;
536
537         if (!nsems)
538                 return -EINVAL;
539         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
540                 return -ENOSPC;
541
542         sma = sem_alloc(nsems);
543         if (!sma)
544                 return -ENOMEM;
545
546         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
547         sma->sem_perm.key = key;
548
549         sma->sem_perm.security = NULL;
550         retval = security_sem_alloc(&sma->sem_perm);
551         if (retval) {
552                 kvfree(sma);
553                 return retval;
554         }
555
556         for (i = 0; i < nsems; i++) {
557                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_alter);
558                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_const);
559                 spin_lock_init(&sma->sems[i].lock);
560         }
561
562         sma->complex_count = 0;
563         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
564         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
565         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_const);
566         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
567         sma->sem_nsems = nsems;
568         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
569
570         /* ipc_addid() locks sma upon success. */
571         retval = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
572         if (retval < 0) {
573                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
574                 return retval;
575         }
576         ns->used_sems += nsems;
577
578         sem_unlock(sma, -1);
579         rcu_read_unlock();
580
581         return sma->sem_perm.id;
582 }
583
584
585 /*
586  * Called with sem_ids.rwsem and ipcp locked.
587  */
588 static int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp, struct ipc_params *params)
589 {
590         struct sem_array *sma;
591
592         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
593         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
594                 return -EINVAL;
595
596         return 0;
597 }
598
599 long ksys_semget(key_t key, int nsems, int semflg)
600 {
601         struct ipc_namespace *ns;
602         static const struct ipc_ops sem_ops = {
603                 .getnew = newary,
604                 .associate = security_sem_associate,
605                 .more_checks = sem_more_checks,
606         };
607         struct ipc_params sem_params;
608
609         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
610
611         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
612                 return -EINVAL;
613
614         sem_params.key = key;
615         sem_params.flg = semflg;
616         sem_params.u.nsems = nsems;
617
618         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
619 }
620
621 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
622 {
623         return ksys_semget(key, nsems, semflg);
624 }
625
626 /**
627  * perform_atomic_semop[_slow] - Attempt to perform semaphore
628  *                               operations on a given array.
629  * @sma: semaphore array
630  * @q: struct sem_queue that describes the operation
631  *
632  * Caller blocking are as follows, based the value
633  * indicated by the semaphore operation (sem_op):
634  *
635  *  (1) >0 never blocks.
636  *  (2)  0 (wait-for-zero operation): semval is non-zero.
637  *  (3) <0 attempting to decrement semval to a value smaller than zero.
638  *
639  * Returns 0 if the operation was possible.
640  * Returns 1 if the operation is impossible, the caller must sleep.
641  * Returns <0 for error codes.
642  */
643 static int perform_atomic_semop_slow(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
644 {
645         int result, sem_op, nsops;
646         struct pid *pid;
647         struct sembuf *sop;
648         struct sem *curr;
649         struct sembuf *sops;
650         struct sem_undo *un;
651
652         sops = q->sops;
653         nsops = q->nsops;
654         un = q->undo;
655
656         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
657                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
658                 curr = &sma->sems[idx];
659                 sem_op = sop->sem_op;
660                 result = curr->semval;
661
662                 if (!sem_op && result)
663                         goto would_block;
664
665                 result += sem_op;
666                 if (result < 0)
667                         goto would_block;
668                 if (result > SEMVMX)
669                         goto out_of_range;
670
671                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
672                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
673                         /* Exceeding the undo range is an error. */
674                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
675                                 goto out_of_range;
676                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
677                 }
678
679                 curr->semval = result;
680         }
681
682         sop--;
683         pid = q->pid;
684         while (sop >= sops) {
685                 ipc_update_pid(&sma->sems[sop->sem_num].sempid, pid);
686                 sop--;
687         }
688
689         return 0;
690
691 out_of_range:
692         result = -ERANGE;
693         goto undo;
694
695 would_block:
696         q->blocking = sop;
697
698         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
699                 result = -EAGAIN;
700         else
701                 result = 1;
702
703 undo:
704         sop--;
705         while (sop >= sops) {
706                 sem_op = sop->sem_op;
707                 sma->sems[sop->sem_num].semval -= sem_op;
708                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
709                         un->semadj[sop->sem_num] += sem_op;
710                 sop--;
711         }
712
713         return result;
714 }
715
716 static int perform_atomic_semop(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
717 {
718         int result, sem_op, nsops;
719         struct sembuf *sop;
720         struct sem *curr;
721         struct sembuf *sops;
722         struct sem_undo *un;
723
724         sops = q->sops;
725         nsops = q->nsops;
726         un = q->undo;
727
728         if (unlikely(q->dupsop))
729                 return perform_atomic_semop_slow(sma, q);
730
731         /*
732          * We scan the semaphore set twice, first to ensure that the entire
733          * operation can succeed, therefore avoiding any pointless writes
734          * to shared memory and having to undo such changes in order to block
735          * until the operations can go through.
736          */
737         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
738                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
739
740                 curr = &sma->sems[idx];
741                 sem_op = sop->sem_op;
742                 result = curr->semval;
743
744                 if (!sem_op && result)
745                         goto would_block; /* wait-for-zero */
746
747                 result += sem_op;
748                 if (result < 0)
749                         goto would_block;
750
751                 if (result > SEMVMX)
752                         return -ERANGE;
753
754                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
755                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
756
757                         /* Exceeding the undo range is an error. */
758                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
759                                 return -ERANGE;
760                 }
761         }
762
763         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
764                 curr = &sma->sems[sop->sem_num];
765                 sem_op = sop->sem_op;
766                 result = curr->semval;
767
768                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
769                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
770
771                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
772                 }
773                 curr->semval += sem_op;
774                 ipc_update_pid(&curr->sempid, q->pid);
775         }
776
777         return 0;
778
779 would_block:
780         q->blocking = sop;
781         return sop->sem_flg & IPC_NOWAIT ? -EAGAIN : 1;
782 }
783
784 static inline void wake_up_sem_queue_prepare(struct sem_queue *q, int error,
785                                              struct wake_q_head *wake_q)
786 {
787         struct task_struct *sleeper;
788
789         sleeper = get_task_struct(q->sleeper);
790
791         /* see SEM_BARRIER_2 for purpose/pairing */
792         smp_store_release(&q->status, error);
793
794         wake_q_add_safe(wake_q, sleeper);
795 }
796
797 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
798 {
799         list_del(&q->list);
800         if (q->nsops > 1)
801                 sma->complex_count--;
802 }
803
804 /** check_restart(sma, q)
805  * @sma: semaphore array
806  * @q: the operation that just completed
807  *
808  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
809  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
810  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
811  * modified the array.
812  * Note that wait-for-zero operations are handled without restart.
813  */
814 static inline int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
815 {
816         /* pending complex alter operations are too difficult to analyse */
817         if (!list_empty(&sma->pending_alter))
818                 return 1;
819
820         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
821         if (q->nsops > 1)
822                 return 1;
823
824         /* It is impossible that someone waits for the new value:
825          * - complex operations always restart.
826          * - wait-for-zero are handled separately.
827          * - q is a previously sleeping simple operation that
828          *   altered the array. It must be a decrement, because
829          *   simple increments never sleep.
830          * - If there are older (higher priority) decrements
831          *   in the queue, then they have observed the original
832          *   semval value and couldn't proceed. The operation
833          *   decremented to value - thus they won't proceed either.
834          */
835         return 0;
836 }
837
838 /**
839  * wake_const_ops - wake up non-alter tasks
840  * @sma: semaphore array.
841  * @semnum: semaphore that was modified.
842  * @wake_q: lockless wake-queue head.
843  *
844  * wake_const_ops must be called after a semaphore in a semaphore array
845  * was set to 0. If complex const operations are pending, wake_const_ops must
846  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
847  * semaphore.
848  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
849  * is stored in q->pid.
850  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
851  */
852 static int wake_const_ops(struct sem_array *sma, int semnum,
853                           struct wake_q_head *wake_q)
854 {
855         struct sem_queue *q, *tmp;
856         struct list_head *pending_list;
857         int semop_completed = 0;
858
859         if (semnum == -1)
860                 pending_list = &sma->pending_const;
861         else
862                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_const;
863
864         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
865                 int error = perform_atomic_semop(sma, q);
866
867                 if (error > 0)
868                         continue;
869                 /* operation completed, remove from queue & wakeup */
870                 unlink_queue(sma, q);
871
872                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
873                 if (error == 0)
874                         semop_completed = 1;
875         }
876
877         return semop_completed;
878 }
879
880 /**
881  * do_smart_wakeup_zero - wakeup all wait for zero tasks
882  * @sma: semaphore array
883  * @sops: operations that were performed
884  * @nsops: number of operations
885  * @wake_q: lockless wake-queue head
886  *
887  * Checks all required queue for wait-for-zero operations, based
888  * on the actual changes that were performed on the semaphore array.
889  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
890  */
891 static int do_smart_wakeup_zero(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
892                                 int nsops, struct wake_q_head *wake_q)
893 {
894         int i;
895         int semop_completed = 0;
896         int got_zero = 0;
897
898         /* first: the per-semaphore queues, if known */
899         if (sops) {
900                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
901                         int num = sops[i].sem_num;
902
903                         if (sma->sems[num].semval == 0) {
904                                 got_zero = 1;
905                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, num, wake_q);
906                         }
907                 }
908         } else {
909                 /*
910                  * No sops means modified semaphores not known.
911                  * Assume all were changed.
912                  */
913                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
914                         if (sma->sems[i].semval == 0) {
915                                 got_zero = 1;
916                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, i, wake_q);
917                         }
918                 }
919         }
920         /*
921          * If one of the modified semaphores got 0,
922          * then check the global queue, too.
923          */
924         if (got_zero)
925                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, -1, wake_q);
926
927         return semop_completed;
928 }
929
930
931 /**
932  * update_queue - look for tasks that can be completed.
933  * @sma: semaphore array.
934  * @semnum: semaphore that was modified.
935  * @wake_q: lockless wake-queue head.
936  *
937  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
938  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
939  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
940  * semaphore.
941  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
942  * is stored in q->pid.
943  * The function internally checks if const operations can now succeed.
944  *
945  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
946  */
947 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct wake_q_head *wake_q)
948 {
949         struct sem_queue *q, *tmp;
950         struct list_head *pending_list;
951         int semop_completed = 0;
952
953         if (semnum == -1)
954                 pending_list = &sma->pending_alter;
955         else
956                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_alter;
957
958 again:
959         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
960                 int error, restart;
961
962                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
963                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
964                  * necessary to scan further: simple increments
965                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
966                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
967                  * cannot be successful if the value is already 0.
968                  */
969                 if (semnum != -1 && sma->sems[semnum].semval == 0)
970                         break;
971
972                 error = perform_atomic_semop(sma, q);
973
974                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
975                 if (error > 0)
976                         continue;
977
978                 unlink_queue(sma, q);
979
980                 if (error) {
981                         restart = 0;
982                 } else {
983                         semop_completed = 1;
984                         do_smart_wakeup_zero(sma, q->sops, q->nsops, wake_q);
985                         restart = check_restart(sma, q);
986                 }
987
988                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
989                 if (restart)
990                         goto again;
991         }
992         return semop_completed;
993 }
994
995 /**
996  * set_semotime - set sem_otime
997  * @sma: semaphore array
998  * @sops: operations that modified the array, may be NULL
999  *
1000  * sem_otime is replicated to avoid cache line trashing.
1001  * This function sets one instance to the current time.
1002  */
1003 static void set_semotime(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops)
1004 {
1005         if (sops == NULL) {
1006                 sma->sems[0].sem_otime = ktime_get_real_seconds();
1007         } else {
1008                 sma->sems[sops[0].sem_num].sem_otime =
1009                                                 ktime_get_real_seconds();
1010         }
1011 }
1012
1013 /**
1014  * do_smart_update - optimized update_queue
1015  * @sma: semaphore array
1016  * @sops: operations that were performed
1017  * @nsops: number of operations
1018  * @otime: force setting otime
1019  * @wake_q: lockless wake-queue head
1020  *
1021  * do_smart_update() does the required calls to update_queue and wakeup_zero,
1022  * based on the actual changes that were performed on the semaphore array.
1023  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
1024  * responsible for calling wake_up_q().
1025  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
1026  */
1027 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
1028                             int otime, struct wake_q_head *wake_q)
1029 {
1030         int i;
1031
1032         otime |= do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, wake_q);
1033
1034         if (!list_empty(&sma->pending_alter)) {
1035                 /* semaphore array uses the global queue - just process it. */
1036                 otime |= update_queue(sma, -1, wake_q);
1037         } else {
1038                 if (!sops) {
1039                         /*
1040                          * No sops, thus the modified semaphores are not
1041                          * known. Check all.
1042                          */
1043                         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1044                                 otime |= update_queue(sma, i, wake_q);
1045                 } else {
1046                         /*
1047                          * Check the semaphores that were increased:
1048                          * - No complex ops, thus all sleeping ops are
1049                          *   decrease.
1050                          * - if we decreased the value, then any sleeping
1051                          *   semaphore ops won't be able to run: If the
1052                          *   previous value was too small, then the new
1053                          *   value will be too small, too.
1054                          */
1055                         for (i = 0; i < nsops; i++) {
1056                                 if (sops[i].sem_op > 0) {
1057                                         otime |= update_queue(sma,
1058                                                               sops[i].sem_num, wake_q);
1059                                 }
1060                         }
1061                 }
1062         }
1063         if (otime)
1064                 set_semotime(sma, sops);
1065 }
1066
1067 /*
1068  * check_qop: Test if a queued operation sleeps on the semaphore semnum
1069  */
1070 static int check_qop(struct sem_array *sma, int semnum, struct sem_queue *q,
1071                         bool count_zero)
1072 {
1073         struct sembuf *sop = q->blocking;
1074
1075         /*
1076          * Linux always (since 0.99.10) reported a task as sleeping on all
1077          * semaphores. This violates SUS, therefore it was changed to the
1078          * standard compliant behavior.
1079          * Give the administrators a chance to notice that an application
1080          * might misbehave because it relies on the Linux behavior.
1081          */
1082         pr_info_once("semctl(GETNCNT/GETZCNT) is since 3.16 Single Unix Specification compliant.\n"
1083                         "The task %s (%d) triggered the difference, watch for misbehavior.\n",
1084                         current->comm, task_pid_nr(current));
1085
1086         if (sop->sem_num != semnum)
1087                 return 0;
1088
1089         if (count_zero && sop->sem_op == 0)
1090                 return 1;
1091         if (!count_zero && sop->sem_op < 0)
1092                 return 1;
1093
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 /* The following counts are associated to each semaphore:
1098  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
1099  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
1100  *
1101  * Per definition, a task waits only on the semaphore of the first semop
1102  * that cannot proceed, even if additional operation would block, too.
1103  */
1104 static int count_semcnt(struct sem_array *sma, ushort semnum,
1105                         bool count_zero)
1106 {
1107         struct list_head *l;
1108         struct sem_queue *q;
1109         int semcnt;
1110
1111         semcnt = 0;
1112         /* First: check the simple operations. They are easy to evaluate */
1113         if (count_zero)
1114                 l = &sma->sems[semnum].pending_const;
1115         else
1116                 l = &sma->sems[semnum].pending_alter;
1117
1118         list_for_each_entry(q, l, list) {
1119                 /* all task on a per-semaphore list sleep on exactly
1120                  * that semaphore
1121                  */
1122                 semcnt++;
1123         }
1124
1125         /* Then: check the complex operations. */
1126         list_for_each_entry(q, &sma->pending_alter, list) {
1127                 semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1128         }
1129         if (count_zero) {
1130                 list_for_each_entry(q, &sma->pending_const, list) {
1131                         semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1132                 }
1133         }
1134         return semcnt;
1135 }
1136
1137 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rwsem locked
1138  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rwsem
1139  * remains locked on exit.
1140  */
1141 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
1142 {
1143         struct sem_undo *un, *tu;
1144         struct sem_queue *q, *tq;
1145         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1146         int i;
1147         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1148
1149         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
1150         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1151         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
1152                 list_del(&un->list_id);
1153                 spin_lock(&un->ulp->lock);
1154                 un->semid = -1;
1155                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1156                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
1157                 kfree_rcu(un, rcu);
1158         }
1159
1160         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
1161         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_const, list) {
1162                 unlink_queue(sma, q);
1163                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1164         }
1165
1166         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
1167                 unlink_queue(sma, q);
1168                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1169         }
1170         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1171                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
1172                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_const, list) {
1173                         unlink_queue(sma, q);
1174                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1175                 }
1176                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_alter, list) {
1177                         unlink_queue(sma, q);
1178                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1179                 }
1180                 ipc_update_pid(&sem->sempid, NULL);
1181         }
1182
1183         /* Remove the semaphore set from the IDR */
1184         sem_rmid(ns, sma);
1185         sem_unlock(sma, -1);
1186         rcu_read_unlock();
1187
1188         wake_up_q(&wake_q);
1189         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
1190         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1191 }
1192
1193 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
1194 {
1195         switch (version) {
1196         case IPC_64:
1197                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
1198         case IPC_OLD:
1199             {
1200                 struct semid_ds out;
1201
1202                 memset(&out, 0, sizeof(out));
1203
1204                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
1205
1206                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
1207                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
1208                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
1209
1210                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
1211             }
1212         default:
1213                 return -EINVAL;
1214         }
1215 }
1216
1217 static time64_t get_semotime(struct sem_array *sma)
1218 {
1219         int i;
1220         time64_t res;
1221
1222         res = sma->sems[0].sem_otime;
1223         for (i = 1; i < sma->sem_nsems; i++) {
1224                 time64_t to = sma->sems[i].sem_otime;
1225
1226                 if (to > res)
1227                         res = to;
1228         }
1229         return res;
1230 }
1231
1232 static int semctl_stat(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1233                          int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1234 {
1235         struct sem_array *sma;
1236         time64_t semotime;
1237         int err;
1238
1239         memset(semid64, 0, sizeof(*semid64));
1240
1241         rcu_read_lock();
1242         if (cmd == SEM_STAT || cmd == SEM_STAT_ANY) {
1243                 sma = sem_obtain_object(ns, semid);
1244                 if (IS_ERR(sma)) {
1245                         err = PTR_ERR(sma);
1246                         goto out_unlock;
1247                 }
1248         } else { /* IPC_STAT */
1249                 sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1250                 if (IS_ERR(sma)) {
1251                         err = PTR_ERR(sma);
1252                         goto out_unlock;
1253                 }
1254         }
1255
1256         /* see comment for SHM_STAT_ANY */
1257         if (cmd == SEM_STAT_ANY)
1258                 audit_ipc_obj(&sma->sem_perm);
1259         else {
1260                 err = -EACCES;
1261                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
1262                         goto out_unlock;
1263         }
1264
1265         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1266         if (err)
1267                 goto out_unlock;
1268
1269         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
1270
1271         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1272                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1273                 err = -EIDRM;
1274                 goto out_unlock;
1275         }
1276
1277         kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &semid64->sem_perm);
1278         semotime = get_semotime(sma);
1279         semid64->sem_otime = semotime;
1280         semid64->sem_ctime = sma->sem_ctime;
1281 #ifndef CONFIG_64BIT
1282         semid64->sem_otime_high = semotime >> 32;
1283         semid64->sem_ctime_high = sma->sem_ctime >> 32;
1284 #endif
1285         semid64->sem_nsems = sma->sem_nsems;
1286
1287         if (cmd == IPC_STAT) {
1288                 /*
1289                  * As defined in SUS:
1290                  * Return 0 on success
1291                  */
1292                 err = 0;
1293         } else {
1294                 /*
1295                  * SEM_STAT and SEM_STAT_ANY (both Linux specific)
1296                  * Return the full id, including the sequence number
1297                  */
1298                 err = sma->sem_perm.id;
1299         }
1300         ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1301 out_unlock:
1302         rcu_read_unlock();
1303         return err;
1304 }
1305
1306 static int semctl_info(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1307                          int cmd, void __user *p)
1308 {
1309         struct seminfo seminfo;
1310         int max_idx;
1311         int err;
1312
1313         err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
1314         if (err)
1315                 return err;
1316
1317         memset(&seminfo, 0, sizeof(seminfo));
1318         seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
1319         seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
1320         seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
1321         seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
1322         seminfo.semvmx = SEMVMX;
1323         seminfo.semmnu = SEMMNU;
1324         seminfo.semmap = SEMMAP;
1325         seminfo.semume = SEMUME;
1326         down_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1327         if (cmd == SEM_INFO) {
1328                 seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
1329                 seminfo.semaem = ns->used_sems;
1330         } else {
1331                 seminfo.semusz = SEMUSZ;
1332                 seminfo.semaem = SEMAEM;
1333         }
1334         max_idx = ipc_get_maxidx(&sem_ids(ns));
1335         up_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1336         if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
1337                 return -EFAULT;
1338         return (max_idx < 0) ? 0 : max_idx;
1339 }
1340
1341 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1342                 int val)
1343 {
1344         struct sem_undo *un;
1345         struct sem_array *sma;
1346         struct sem *curr;
1347         int err;
1348         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1349
1350         if (val > SEMVMX || val < 0)
1351                 return -ERANGE;
1352
1353         rcu_read_lock();
1354         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1355         if (IS_ERR(sma)) {
1356                 rcu_read_unlock();
1357                 return PTR_ERR(sma);
1358         }
1359
1360         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1361                 rcu_read_unlock();
1362                 return -EINVAL;
1363         }
1364
1365
1366         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1367                 rcu_read_unlock();
1368                 return -EACCES;
1369         }
1370
1371         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, SETVAL);
1372         if (err) {
1373                 rcu_read_unlock();
1374                 return -EACCES;
1375         }
1376
1377         sem_lock(sma, NULL, -1);
1378
1379         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1380                 sem_unlock(sma, -1);
1381                 rcu_read_unlock();
1382                 return -EIDRM;
1383         }
1384
1385         semnum = array_index_nospec(semnum, sma->sem_nsems);
1386         curr = &sma->sems[semnum];
1387
1388         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1389         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1390                 un->semadj[semnum] = 0;
1391
1392         curr->semval = val;
1393         ipc_update_pid(&curr->sempid, task_tgid(current));
1394         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1395         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1396         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1397         sem_unlock(sma, -1);
1398         rcu_read_unlock();
1399         wake_up_q(&wake_q);
1400         return 0;
1401 }
1402
1403 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1404                 int cmd, void __user *p)
1405 {
1406         struct sem_array *sma;
1407         struct sem *curr;
1408         int err, nsems;
1409         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1410         ushort *sem_io = fast_sem_io;
1411         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1412
1413         rcu_read_lock();
1414         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1415         if (IS_ERR(sma)) {
1416                 rcu_read_unlock();
1417                 return PTR_ERR(sma);
1418         }
1419
1420         nsems = sma->sem_nsems;
1421
1422         err = -EACCES;
1423         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1424                 goto out_rcu_wakeup;
1425
1426         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1427         if (err)
1428                 goto out_rcu_wakeup;
1429
1430         err = -EACCES;
1431         switch (cmd) {
1432         case GETALL:
1433         {
1434                 ushort __user *array = p;
1435                 int i;
1436
1437                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1438                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1439                         err = -EIDRM;
1440                         goto out_unlock;
1441                 }
1442                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1443                         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1444                                 err = -EIDRM;
1445                                 goto out_unlock;
1446                         }
1447                         sem_unlock(sma, -1);
1448                         rcu_read_unlock();
1449                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1450                                                 GFP_KERNEL);
1451                         if (sem_io == NULL) {
1452                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1453                                 return -ENOMEM;
1454                         }
1455
1456                         rcu_read_lock();
1457                         sem_lock_and_putref(sma);
1458                         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1459                                 err = -EIDRM;
1460                                 goto out_unlock;
1461                         }
1462                 }
1463                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1464                         sem_io[i] = sma->sems[i].semval;
1465                 sem_unlock(sma, -1);
1466                 rcu_read_unlock();
1467                 err = 0;
1468                 if (copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1469                         err = -EFAULT;
1470                 goto out_free;
1471         }
1472         case SETALL:
1473         {
1474                 int i;
1475                 struct sem_undo *un;
1476
1477                 if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1478                         err = -EIDRM;
1479                         goto out_rcu_wakeup;
1480                 }
1481                 rcu_read_unlock();
1482
1483                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1484                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1485                                                 GFP_KERNEL);
1486                         if (sem_io == NULL) {
1487                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1488                                 return -ENOMEM;
1489                         }
1490                 }
1491
1492                 if (copy_from_user(sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1493                         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1494                         err = -EFAULT;
1495                         goto out_free;
1496                 }
1497
1498                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1499                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1500                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1501                                 err = -ERANGE;
1502                                 goto out_free;
1503                         }
1504                 }
1505                 rcu_read_lock();
1506                 sem_lock_and_putref(sma);
1507                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1508                         err = -EIDRM;
1509                         goto out_unlock;
1510                 }
1511
1512                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1513                         sma->sems[i].semval = sem_io[i];
1514                         ipc_update_pid(&sma->sems[i].sempid, task_tgid(current));
1515                 }
1516
1517                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1518                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1519                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1520                                 un->semadj[i] = 0;
1521                 }
1522                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1523                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1524                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1525                 err = 0;
1526                 goto out_unlock;
1527         }
1528         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1529         }
1530         err = -EINVAL;
1531         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1532                 goto out_rcu_wakeup;
1533
1534         sem_lock(sma, NULL, -1);
1535         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1536                 err = -EIDRM;
1537                 goto out_unlock;
1538         }
1539
1540         semnum = array_index_nospec(semnum, nsems);
1541         curr = &sma->sems[semnum];
1542
1543         switch (cmd) {
1544         case GETVAL:
1545                 err = curr->semval;
1546                 goto out_unlock;
1547         case GETPID:
1548                 err = pid_vnr(curr->sempid);
1549                 goto out_unlock;
1550         case GETNCNT:
1551                 err = count_semcnt(sma, semnum, 0);
1552                 goto out_unlock;
1553         case GETZCNT:
1554                 err = count_semcnt(sma, semnum, 1);
1555                 goto out_unlock;
1556         }
1557
1558 out_unlock:
1559         sem_unlock(sma, -1);
1560 out_rcu_wakeup:
1561         rcu_read_unlock();
1562         wake_up_q(&wake_q);
1563 out_free:
1564         if (sem_io != fast_sem_io)
1565                 kvfree(sem_io);
1566         return err;
1567 }
1568
1569 static inline unsigned long
1570 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1571 {
1572         switch (version) {
1573         case IPC_64:
1574                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1575                         return -EFAULT;
1576                 return 0;
1577         case IPC_OLD:
1578             {
1579                 struct semid_ds tbuf_old;
1580
1581                 if (copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1582                         return -EFAULT;
1583
1584                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1585                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1586                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1587
1588                 return 0;
1589             }
1590         default:
1591                 return -EINVAL;
1592         }
1593 }
1594
1595 /*
1596  * This function handles some semctl commands which require the rwsem
1597  * to be held in write mode.
1598  * NOTE: no locks must be held, the rwsem is taken inside this function.
1599  */
1600 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1601                        int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1602 {
1603         struct sem_array *sma;
1604         int err;
1605         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1606
1607         down_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1608         rcu_read_lock();
1609
1610         ipcp = ipcctl_obtain_check(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1611                                       &semid64->sem_perm, 0);
1612         if (IS_ERR(ipcp)) {
1613                 err = PTR_ERR(ipcp);
1614                 goto out_unlock1;
1615         }
1616
1617         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1618
1619         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1620         if (err)
1621                 goto out_unlock1;
1622
1623         switch (cmd) {
1624         case IPC_RMID:
1625                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1626                 /* freeary unlocks the ipc object and rcu */
1627                 freeary(ns, ipcp);
1628                 goto out_up;
1629         case IPC_SET:
1630                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1631                 err = ipc_update_perm(&semid64->sem_perm, ipcp);
1632                 if (err)
1633                         goto out_unlock0;
1634                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1635                 break;
1636         default:
1637                 err = -EINVAL;
1638                 goto out_unlock1;
1639         }
1640
1641 out_unlock0:
1642         sem_unlock(sma, -1);
1643 out_unlock1:
1644         rcu_read_unlock();
1645 out_up:
1646         up_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1647         return err;
1648 }
1649
1650 static long ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg, int version)
1651 {
1652         struct ipc_namespace *ns;
1653         void __user *p = (void __user *)arg;
1654         struct semid64_ds semid64;
1655         int err;
1656
1657         if (semid < 0)
1658                 return -EINVAL;
1659
1660         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1661
1662         switch (cmd) {
1663         case IPC_INFO:
1664         case SEM_INFO:
1665                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1666         case IPC_STAT:
1667         case SEM_STAT:
1668         case SEM_STAT_ANY:
1669                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1670                 if (err < 0)
1671                         return err;
1672                 if (copy_semid_to_user(p, &semid64, version))
1673                         err = -EFAULT;
1674                 return err;
1675         case GETALL:
1676         case GETVAL:
1677         case GETPID:
1678         case GETNCNT:
1679         case GETZCNT:
1680         case SETALL:
1681                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1682         case SETVAL: {
1683                 int val;
1684 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1685                 /* big-endian 64bit */
1686                 val = arg >> 32;
1687 #else
1688                 /* 32bit or little-endian 64bit */
1689                 val = arg;
1690 #endif
1691                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, val);
1692         }
1693         case IPC_SET:
1694                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1695                         return -EFAULT;
1696                 fallthrough;
1697         case IPC_RMID:
1698                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1699         default:
1700                 return -EINVAL;
1701         }
1702 }
1703
1704 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1705 {
1706         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, IPC_64);
1707 }
1708
1709 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_IPC_PARSE_VERSION
1710 long ksys_old_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg)
1711 {
1712         int version = ipc_parse_version(&cmd);
1713
1714         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, version);
1715 }
1716
1717 SYSCALL_DEFINE4(old_semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1718 {
1719         return ksys_old_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1720 }
1721 #endif
1722
1723 #ifdef CONFIG_COMPAT
1724
1725 struct compat_semid_ds {
1726         struct compat_ipc_perm sem_perm;
1727         old_time32_t sem_otime;
1728         old_time32_t sem_ctime;
1729         compat_uptr_t sem_base;
1730         compat_uptr_t sem_pending;
1731         compat_uptr_t sem_pending_last;
1732         compat_uptr_t undo;
1733         unsigned short sem_nsems;
1734 };
1735
1736 static int copy_compat_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf,
1737                                         int version)
1738 {
1739         memset(out, 0, sizeof(*out));
1740         if (version == IPC_64) {
1741                 struct compat_semid64_ds __user *p = buf;
1742                 return get_compat_ipc64_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1743         } else {
1744                 struct compat_semid_ds __user *p = buf;
1745                 return get_compat_ipc_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1746         }
1747 }
1748
1749 static int copy_compat_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in,
1750                                         int version)
1751 {
1752         if (version == IPC_64) {
1753                 struct compat_semid64_ds v;
1754                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1755                 to_compat_ipc64_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1756                 v.sem_otime      = lower_32_bits(in->sem_otime);
1757                 v.sem_otime_high = upper_32_bits(in->sem_otime);
1758                 v.sem_ctime      = lower_32_bits(in->sem_ctime);
1759                 v.sem_ctime_high = upper_32_bits(in->sem_ctime);
1760                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1761                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1762         } else {
1763                 struct compat_semid_ds v;
1764                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1765                 to_compat_ipc_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1766                 v.sem_otime = in->sem_otime;
1767                 v.sem_ctime = in->sem_ctime;
1768                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1769                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1770         }
1771 }
1772
1773 static long compat_ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg, int version)
1774 {
1775         void __user *p = compat_ptr(arg);
1776         struct ipc_namespace *ns;
1777         struct semid64_ds semid64;
1778         int err;
1779
1780         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1781
1782         if (semid < 0)
1783                 return -EINVAL;
1784
1785         switch (cmd & (~IPC_64)) {
1786         case IPC_INFO:
1787         case SEM_INFO:
1788                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1789         case IPC_STAT:
1790         case SEM_STAT:
1791         case SEM_STAT_ANY:
1792                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1793                 if (err < 0)
1794                         return err;
1795                 if (copy_compat_semid_to_user(p, &semid64, version))
1796                         err = -EFAULT;
1797                 return err;
1798         case GETVAL:
1799         case GETPID:
1800         case GETNCNT:
1801         case GETZCNT:
1802         case GETALL:
1803         case SETALL:
1804                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1805         case SETVAL:
1806                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1807         case IPC_SET:
1808                 if (copy_compat_semid_from_user(&semid64, p, version))
1809                         return -EFAULT;
1810                 fallthrough;
1811         case IPC_RMID:
1812                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1813         default:
1814                 return -EINVAL;
1815         }
1816 }
1817
1818 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1819 {
1820         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, IPC_64);
1821 }
1822
1823 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_COMPAT_IPC_PARSE_VERSION
1824 long compat_ksys_old_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg)
1825 {
1826         int version = compat_ipc_parse_version(&cmd);
1827
1828         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, version);
1829 }
1830
1831 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(old_semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1832 {
1833         return compat_ksys_old_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1834 }
1835 #endif
1836 #endif
1837
1838 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1839  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1840  * and current is THE ONE
1841  *
1842  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1843  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1844  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1845  * at exit time.
1846  *
1847  * This can block, so callers must hold no locks.
1848  */
1849 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1850 {
1851         struct sem_undo_list *undo_list;
1852
1853         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1854         if (!undo_list) {
1855                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1856                 if (undo_list == NULL)
1857                         return -ENOMEM;
1858                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1859                 refcount_set(&undo_list->refcnt, 1);
1860                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1861
1862                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1863         }
1864         *undo_listp = undo_list;
1865         return 0;
1866 }
1867
1868 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1869 {
1870         struct sem_undo *un;
1871
1872         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc,
1873                                 spin_is_locked(&ulp->lock)) {
1874                 if (un->semid == semid)
1875                         return un;
1876         }
1877         return NULL;
1878 }
1879
1880 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1881 {
1882         struct sem_undo *un;
1883
1884         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1885
1886         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1887         if (un) {
1888                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1889                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1890         }
1891         return un;
1892 }
1893
1894 /**
1895  * find_alloc_undo - lookup (and if not present create) undo array
1896  * @ns: namespace
1897  * @semid: semaphore array id
1898  *
1899  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1900  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1901  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1902  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1903  * performs a rcu_read_lock().
1904  */
1905 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1906 {
1907         struct sem_array *sma;
1908         struct sem_undo_list *ulp;
1909         struct sem_undo *un, *new;
1910         int nsems, error;
1911
1912         error = get_undo_list(&ulp);
1913         if (error)
1914                 return ERR_PTR(error);
1915
1916         rcu_read_lock();
1917         spin_lock(&ulp->lock);
1918         un = lookup_undo(ulp, semid);
1919         spin_unlock(&ulp->lock);
1920         if (likely(un != NULL))
1921                 goto out;
1922
1923         /* no undo structure around - allocate one. */
1924         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1925         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1926         if (IS_ERR(sma)) {
1927                 rcu_read_unlock();
1928                 return ERR_CAST(sma);
1929         }
1930
1931         nsems = sma->sem_nsems;
1932         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1933                 rcu_read_unlock();
1934                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1935                 goto out;
1936         }
1937         rcu_read_unlock();
1938
1939         /* step 2: allocate new undo structure */
1940         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1941         if (!new) {
1942                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1943                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1944         }
1945
1946         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1947         rcu_read_lock();
1948         sem_lock_and_putref(sma);
1949         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1950                 sem_unlock(sma, -1);
1951                 rcu_read_unlock();
1952                 kfree(new);
1953                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1954                 goto out;
1955         }
1956         spin_lock(&ulp->lock);
1957
1958         /*
1959          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1960          */
1961         un = lookup_undo(ulp, semid);
1962         if (un) {
1963                 kfree(new);
1964                 goto success;
1965         }
1966         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1967         new->semadj = (short *) &new[1];
1968         new->ulp = ulp;
1969         new->semid = semid;
1970         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1971         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1972         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1973         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1974         un = new;
1975
1976 success:
1977         spin_unlock(&ulp->lock);
1978         sem_unlock(sma, -1);
1979 out:
1980         return un;
1981 }
1982
1983 static long do_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
1984                 unsigned nsops, const struct timespec64 *timeout)
1985 {
1986         int error = -EINVAL;
1987         struct sem_array *sma;
1988         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1989         struct sembuf *sops = fast_sops, *sop;
1990         struct sem_undo *un;
1991         int max, locknum;
1992         bool undos = false, alter = false, dupsop = false;
1993         struct sem_queue queue;
1994         unsigned long dup = 0, jiffies_left = 0;
1995         struct ipc_namespace *ns;
1996
1997         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1998
1999         if (nsops < 1 || semid < 0)
2000                 return -EINVAL;
2001         if (nsops > ns->sc_semopm)
2002                 return -E2BIG;
2003         if (nsops > SEMOPM_FAST) {
2004                 sops = kvmalloc_array(nsops, sizeof(*sops), GFP_KERNEL);
2005                 if (sops == NULL)
2006                         return -ENOMEM;
2007         }
2008
2009         if (copy_from_user(sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
2010                 error =  -EFAULT;
2011                 goto out_free;
2012         }
2013
2014         if (timeout) {
2015                 if (timeout->tv_sec < 0 || timeout->tv_nsec < 0 ||
2016                         timeout->tv_nsec >= 1000000000L) {
2017                         error = -EINVAL;
2018                         goto out_free;
2019                 }
2020                 jiffies_left = timespec64_to_jiffies(timeout);
2021         }
2022
2023         max = 0;
2024         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
2025                 unsigned long mask = 1ULL << ((sop->sem_num) % BITS_PER_LONG);
2026
2027                 if (sop->sem_num >= max)
2028                         max = sop->sem_num;
2029                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
2030                         undos = true;
2031                 if (dup & mask) {
2032                         /*
2033                          * There was a previous alter access that appears
2034                          * to have accessed the same semaphore, thus use
2035                          * the dupsop logic. "appears", because the detection
2036                          * can only check % BITS_PER_LONG.
2037                          */
2038                         dupsop = true;
2039                 }
2040                 if (sop->sem_op != 0) {
2041                         alter = true;
2042                         dup |= mask;
2043                 }
2044         }
2045
2046         if (undos) {
2047                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
2048                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
2049                 if (IS_ERR(un)) {
2050                         error = PTR_ERR(un);
2051                         goto out_free;
2052                 }
2053         } else {
2054                 un = NULL;
2055                 rcu_read_lock();
2056         }
2057
2058         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
2059         if (IS_ERR(sma)) {
2060                 rcu_read_unlock();
2061                 error = PTR_ERR(sma);
2062                 goto out_free;
2063         }
2064
2065         error = -EFBIG;
2066         if (max >= sma->sem_nsems) {
2067                 rcu_read_unlock();
2068                 goto out_free;
2069         }
2070
2071         error = -EACCES;
2072         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
2073                 rcu_read_unlock();
2074                 goto out_free;
2075         }
2076
2077         error = security_sem_semop(&sma->sem_perm, sops, nsops, alter);
2078         if (error) {
2079                 rcu_read_unlock();
2080                 goto out_free;
2081         }
2082
2083         error = -EIDRM;
2084         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2085         /*
2086          * We eventually might perform the following check in a lockless
2087          * fashion, considering ipc_valid_object() locking constraints.
2088          * If nsops == 1 and there is no contention for sem_perm.lock, then
2089          * only a per-semaphore lock is held and it's OK to proceed with the
2090          * check below. More details on the fine grained locking scheme
2091          * entangled here and why it's RMID race safe on comments at sem_lock()
2092          */
2093         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2094                 goto out_unlock_free;
2095         /*
2096          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
2097          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
2098          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
2099          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
2100          * "un" itself is guaranteed by rcu.
2101          */
2102         if (un && un->semid == -1)
2103                 goto out_unlock_free;
2104
2105         queue.sops = sops;
2106         queue.nsops = nsops;
2107         queue.undo = un;
2108         queue.pid = task_tgid(current);
2109         queue.alter = alter;
2110         queue.dupsop = dupsop;
2111
2112         error = perform_atomic_semop(sma, &queue);
2113         if (error == 0) { /* non-blocking successful path */
2114                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2115
2116                 /*
2117                  * If the operation was successful, then do
2118                  * the required updates.
2119                  */
2120                 if (alter)
2121                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &wake_q);
2122                 else
2123                         set_semotime(sma, sops);
2124
2125                 sem_unlock(sma, locknum);
2126                 rcu_read_unlock();
2127                 wake_up_q(&wake_q);
2128
2129                 goto out_free;
2130         }
2131         if (error < 0) /* non-blocking error path */
2132                 goto out_unlock_free;
2133
2134         /*
2135          * We need to sleep on this operation, so we put the current
2136          * task into the pending queue and go to sleep.
2137          */
2138         if (nsops == 1) {
2139                 struct sem *curr;
2140                 int idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
2141                 curr = &sma->sems[idx];
2142
2143                 if (alter) {
2144                         if (sma->complex_count) {
2145                                 list_add_tail(&queue.list,
2146                                                 &sma->pending_alter);
2147                         } else {
2148
2149                                 list_add_tail(&queue.list,
2150                                                 &curr->pending_alter);
2151                         }
2152                 } else {
2153                         list_add_tail(&queue.list, &curr->pending_const);
2154                 }
2155         } else {
2156                 if (!sma->complex_count)
2157                         merge_queues(sma);
2158
2159                 if (alter)
2160                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_alter);
2161                 else
2162                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_const);
2163
2164                 sma->complex_count++;
2165         }
2166
2167         do {
2168                 /* memory ordering ensured by the lock in sem_lock() */
2169                 WRITE_ONCE(queue.status, -EINTR);
2170                 queue.sleeper = current;
2171
2172                 /* memory ordering is ensured by the lock in sem_lock() */
2173                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2174                 sem_unlock(sma, locknum);
2175                 rcu_read_unlock();
2176
2177                 if (timeout)
2178                         jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
2179                 else
2180                         schedule();
2181
2182                 /*
2183                  * fastpath: the semop has completed, either successfully or
2184                  * not, from the syscall pov, is quite irrelevant to us at this
2185                  * point; we're done.
2186                  *
2187                  * We _do_ care, nonetheless, about being awoken by a signal or
2188                  * spuriously.  The queue.status is checked again in the
2189                  * slowpath (aka after taking sem_lock), such that we can detect
2190                  * scenarios where we were awakened externally, during the
2191                  * window between wake_q_add() and wake_up_q().
2192                  */
2193                 error = READ_ONCE(queue.status);
2194                 if (error != -EINTR) {
2195                         /* see SEM_BARRIER_2 for purpose/pairing */
2196                         smp_acquire__after_ctrl_dep();
2197                         goto out_free;
2198                 }
2199
2200                 rcu_read_lock();
2201                 locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2202
2203                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2204                         goto out_unlock_free;
2205
2206                 /*
2207                  * No necessity for any barrier: We are protect by sem_lock()
2208                  */
2209                 error = READ_ONCE(queue.status);
2210
2211                 /*
2212                  * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
2213                  * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
2214                  */
2215                 if (error != -EINTR)
2216                         goto out_unlock_free;
2217
2218                 /*
2219                  * If an interrupt occurred we have to clean up the queue.
2220                  */
2221                 if (timeout && jiffies_left == 0)
2222                         error = -EAGAIN;
2223         } while (error == -EINTR && !signal_pending(current)); /* spurious */
2224
2225         unlink_queue(sma, &queue);
2226
2227 out_unlock_free:
2228         sem_unlock(sma, locknum);
2229         rcu_read_unlock();
2230 out_free:
2231         if (sops != fast_sops)
2232                 kvfree(sops);
2233         return error;
2234 }
2235
2236 long ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
2237                      unsigned int nsops, const struct __kernel_timespec __user *timeout)
2238 {
2239         if (timeout) {
2240                 struct timespec64 ts;
2241                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2242                         return -EFAULT;
2243                 return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, &ts);
2244         }
2245         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2246 }
2247
2248 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2249                 unsigned int, nsops, const struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2250 {
2251         return ksys_semtimedop(semid, tsops, nsops, timeout);
2252 }
2253
2254 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
2255 long compat_ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsems,
2256                             unsigned int nsops,
2257                             const struct old_timespec32 __user *timeout)
2258 {
2259         if (timeout) {
2260                 struct timespec64 ts;
2261                 if (get_old_timespec32(&ts, timeout))
2262                         return -EFAULT;
2263                 return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, &ts);
2264         }
2265         return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, NULL);
2266 }
2267
2268 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop_time32, int, semid, struct sembuf __user *, tsems,
2269                        unsigned int, nsops,
2270                        const struct old_timespec32 __user *, timeout)
2271 {
2272         return compat_ksys_semtimedop(semid, tsems, nsops, timeout);
2273 }
2274 #endif
2275
2276 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2277                 unsigned, nsops)
2278 {
2279         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2280 }
2281
2282 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
2283  * parent and child tasks.
2284  */
2285
2286 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
2287 {
2288         struct sem_undo_list *undo_list;
2289         int error;
2290
2291         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
2292                 error = get_undo_list(&undo_list);
2293                 if (error)
2294                         return error;
2295                 refcount_inc(&undo_list->refcnt);
2296                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
2297         } else
2298                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2299
2300         return 0;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
2305  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
2306  * so some of them may be out of date.
2307  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
2308  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
2309  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
2310  * should we queue up and wait until we can do so legally?
2311  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
2312  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
2313  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
2314  */
2315 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
2316 {
2317         struct sem_undo_list *ulp;
2318
2319         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
2320         if (!ulp)
2321                 return;
2322         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2323
2324         if (!refcount_dec_and_test(&ulp->refcnt))
2325                 return;
2326
2327         for (;;) {
2328                 struct sem_array *sma;
2329                 struct sem_undo *un;
2330                 int semid, i;
2331                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2332
2333                 cond_resched();
2334
2335                 rcu_read_lock();
2336                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
2337                                     struct sem_undo, list_proc);
2338                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc) {
2339                         /*
2340                          * We must wait for freeary() before freeing this ulp,
2341                          * in case we raced with last sem_undo. There is a small
2342                          * possibility where we exit while freeary() didn't
2343                          * finish unlocking sem_undo_list.
2344                          */
2345                         spin_lock(&ulp->lock);
2346                         spin_unlock(&ulp->lock);
2347                         rcu_read_unlock();
2348                         break;
2349                 }
2350                 spin_lock(&ulp->lock);
2351                 semid = un->semid;
2352                 spin_unlock(&ulp->lock);
2353
2354                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2355                 if (semid == -1) {
2356                         rcu_read_unlock();
2357                         continue;
2358                 }
2359
2360                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, semid);
2361                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2362                 if (IS_ERR(sma)) {
2363                         rcu_read_unlock();
2364                         continue;
2365                 }
2366
2367                 sem_lock(sma, NULL, -1);
2368                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2369                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
2370                         sem_unlock(sma, -1);
2371                         rcu_read_unlock();
2372                         continue;
2373                 }
2374                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
2375                 if (un == NULL) {
2376                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
2377                          * exactly the same semid. Nothing to do.
2378                          */
2379                         sem_unlock(sma, -1);
2380                         rcu_read_unlock();
2381                         continue;
2382                 }
2383
2384                 /* remove un from the linked lists */
2385                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
2386                 list_del(&un->list_id);
2387
2388                 spin_lock(&ulp->lock);
2389                 list_del_rcu(&un->list_proc);
2390                 spin_unlock(&ulp->lock);
2391
2392                 /* perform adjustments registered in un */
2393                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
2394                         struct sem *semaphore = &sma->sems[i];
2395                         if (un->semadj[i]) {
2396                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
2397                                 /*
2398                                  * Range checks of the new semaphore value,
2399                                  * not defined by sus:
2400                                  * - Some unices ignore the undo entirely
2401                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
2402                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
2403                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
2404                                  *
2405                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
2406                                  * and at SEMVMX.
2407                                  *
2408                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
2409                                  */
2410                                 if (semaphore->semval < 0)
2411                                         semaphore->semval = 0;
2412                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
2413                                         semaphore->semval = SEMVMX;
2414                                 ipc_update_pid(&semaphore->sempid, task_tgid(current));
2415                         }
2416                 }
2417                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
2418                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &wake_q);
2419                 sem_unlock(sma, -1);
2420                 rcu_read_unlock();
2421                 wake_up_q(&wake_q);
2422
2423                 kfree_rcu(un, rcu);
2424         }
2425         kfree(ulp);
2426 }
2427
2428 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2429 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
2430 {
2431         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
2432         struct kern_ipc_perm *ipcp = it;
2433         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
2434         time64_t sem_otime;
2435
2436         /*
2437          * The proc interface isn't aware of sem_lock(), it calls
2438          * ipc_lock_object() directly (in sysvipc_find_ipc).
2439          * In order to stay compatible with sem_lock(), we must
2440          * enter / leave complex_mode.
2441          */
2442         complexmode_enter(sma);
2443
2444         sem_otime = get_semotime(sma);
2445
2446         seq_printf(s,
2447                    "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10llu %10llu\n",
2448                    sma->sem_perm.key,
2449                    sma->sem_perm.id,
2450                    sma->sem_perm.mode,
2451                    sma->sem_nsems,
2452                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
2453                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
2454                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
2455                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
2456                    sem_otime,
2457                    sma->sem_ctime);
2458
2459         complexmode_tryleave(sma);
2460
2461         return 0;
2462 }
2463 #endif