kill dentry_update_name_case()
[sfrench/cifs-2.6.git] / ipc / sem.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * linux/ipc/sem.c
4  * Copyright (C) 1992 Krishna Balasubramanian
5  * Copyright (C) 1995 Eric Schenk, Bruno Haible
6  *
7  * /proc/sysvipc/sem support (c) 1999 Dragos Acostachioaie <dragos@iname.com>
8  *
9  * SMP-threaded, sysctl's added
10  * (c) 1999 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
11  * Enforced range limit on SEM_UNDO
12  * (c) 2001 Red Hat Inc
13  * Lockless wakeup
14  * (c) 2003 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
15  * (c) 2016 Davidlohr Bueso <dave@stgolabs.net>
16  * Further wakeup optimizations, documentation
17  * (c) 2010 Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
18  *
19  * support for audit of ipc object properties and permission changes
20  * Dustin Kirkland <dustin.kirkland@us.ibm.com>
21  *
22  * namespaces support
23  * OpenVZ, SWsoft Inc.
24  * Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
25  *
26  * Implementation notes: (May 2010)
27  * This file implements System V semaphores.
28  *
29  * User space visible behavior:
30  * - FIFO ordering for semop() operations (just FIFO, not starvation
31  *   protection)
32  * - multiple semaphore operations that alter the same semaphore in
33  *   one semop() are handled.
34  * - sem_ctime (time of last semctl()) is updated in the IPC_SET, SETVAL and
35  *   SETALL calls.
36  * - two Linux specific semctl() commands: SEM_STAT, SEM_INFO.
37  * - undo adjustments at process exit are limited to 0..SEMVMX.
38  * - namespace are supported.
39  * - SEMMSL, SEMMNS, SEMOPM and SEMMNI can be configured at runtine by writing
40  *   to /proc/sys/kernel/sem.
41  * - statistics about the usage are reported in /proc/sysvipc/sem.
42  *
43  * Internals:
44  * - scalability:
45  *   - all global variables are read-mostly.
46  *   - semop() calls and semctl(RMID) are synchronized by RCU.
47  *   - most operations do write operations (actually: spin_lock calls) to
48  *     the per-semaphore array structure.
49  *   Thus: Perfect SMP scaling between independent semaphore arrays.
50  *         If multiple semaphores in one array are used, then cache line
51  *         trashing on the semaphore array spinlock will limit the scaling.
52  * - semncnt and semzcnt are calculated on demand in count_semcnt()
53  * - the task that performs a successful semop() scans the list of all
54  *   sleeping tasks and completes any pending operations that can be fulfilled.
55  *   Semaphores are actively given to waiting tasks (necessary for FIFO).
56  *   (see update_queue())
57  * - To improve the scalability, the actual wake-up calls are performed after
58  *   dropping all locks. (see wake_up_sem_queue_prepare())
59  * - All work is done by the waker, the woken up task does not have to do
60  *   anything - not even acquiring a lock or dropping a refcount.
61  * - A woken up task may not even touch the semaphore array anymore, it may
62  *   have been destroyed already by a semctl(RMID).
63  * - UNDO values are stored in an array (one per process and per
64  *   semaphore array, lazily allocated). For backwards compatibility, multiple
65  *   modes for the UNDO variables are supported (per process, per thread)
66  *   (see copy_semundo, CLONE_SYSVSEM)
67  * - There are two lists of the pending operations: a per-array list
68  *   and per-semaphore list (stored in the array). This allows to achieve FIFO
69  *   ordering without always scanning all pending operations.
70  *   The worst-case behavior is nevertheless O(N^2) for N wakeups.
71  */
72
73 #include <linux/compat.h>
74 #include <linux/slab.h>
75 #include <linux/spinlock.h>
76 #include <linux/init.h>
77 #include <linux/proc_fs.h>
78 #include <linux/time.h>
79 #include <linux/security.h>
80 #include <linux/syscalls.h>
81 #include <linux/audit.h>
82 #include <linux/capability.h>
83 #include <linux/seq_file.h>
84 #include <linux/rwsem.h>
85 #include <linux/nsproxy.h>
86 #include <linux/ipc_namespace.h>
87 #include <linux/sched/wake_q.h>
88 #include <linux/nospec.h>
89
90 #include <linux/uaccess.h>
91 #include "util.h"
92
93 /* One semaphore structure for each semaphore in the system. */
94 struct sem {
95         int     semval;         /* current value */
96         /*
97          * PID of the process that last modified the semaphore. For
98          * Linux, specifically these are:
99          *  - semop
100          *  - semctl, via SETVAL and SETALL.
101          *  - at task exit when performing undo adjustments (see exit_sem).
102          */
103         struct pid *sempid;
104         spinlock_t      lock;   /* spinlock for fine-grained semtimedop */
105         struct list_head pending_alter; /* pending single-sop operations */
106                                         /* that alter the semaphore */
107         struct list_head pending_const; /* pending single-sop operations */
108                                         /* that do not alter the semaphore*/
109         time64_t         sem_otime;     /* candidate for sem_otime */
110 } ____cacheline_aligned_in_smp;
111
112 /* One sem_array data structure for each set of semaphores in the system. */
113 struct sem_array {
114         struct kern_ipc_perm    sem_perm;       /* permissions .. see ipc.h */
115         time64_t                sem_ctime;      /* create/last semctl() time */
116         struct list_head        pending_alter;  /* pending operations */
117                                                 /* that alter the array */
118         struct list_head        pending_const;  /* pending complex operations */
119                                                 /* that do not alter semvals */
120         struct list_head        list_id;        /* undo requests on this array */
121         int                     sem_nsems;      /* no. of semaphores in array */
122         int                     complex_count;  /* pending complex operations */
123         unsigned int            use_global_lock;/* >0: global lock required */
124
125         struct sem              sems[];
126 } __randomize_layout;
127
128 /* One queue for each sleeping process in the system. */
129 struct sem_queue {
130         struct list_head        list;    /* queue of pending operations */
131         struct task_struct      *sleeper; /* this process */
132         struct sem_undo         *undo;   /* undo structure */
133         struct pid              *pid;    /* process id of requesting process */
134         int                     status;  /* completion status of operation */
135         struct sembuf           *sops;   /* array of pending operations */
136         struct sembuf           *blocking; /* the operation that blocked */
137         int                     nsops;   /* number of operations */
138         bool                    alter;   /* does *sops alter the array? */
139         bool                    dupsop;  /* sops on more than one sem_num */
140 };
141
142 /* Each task has a list of undo requests. They are executed automatically
143  * when the process exits.
144  */
145 struct sem_undo {
146         struct list_head        list_proc;      /* per-process list: *
147                                                  * all undos from one process
148                                                  * rcu protected */
149         struct rcu_head         rcu;            /* rcu struct for sem_undo */
150         struct sem_undo_list    *ulp;           /* back ptr to sem_undo_list */
151         struct list_head        list_id;        /* per semaphore array list:
152                                                  * all undos for one array */
153         int                     semid;          /* semaphore set identifier */
154         short                   *semadj;        /* array of adjustments */
155                                                 /* one per semaphore */
156 };
157
158 /* sem_undo_list controls shared access to the list of sem_undo structures
159  * that may be shared among all a CLONE_SYSVSEM task group.
160  */
161 struct sem_undo_list {
162         refcount_t              refcnt;
163         spinlock_t              lock;
164         struct list_head        list_proc;
165 };
166
167
168 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
169
170 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
171 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
172 #ifdef CONFIG_PROC_FS
173 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
174 #endif
175
176 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
177 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
178
179 /*
180  * Switching from the mode suitable for simple ops
181  * to the mode for complex ops is costly. Therefore:
182  * use some hysteresis
183  */
184 #define USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS      10
185
186 /*
187  * Locking:
188  * a) global sem_lock() for read/write
189  *      sem_undo.id_next,
190  *      sem_array.complex_count,
191  *      sem_array.pending{_alter,_const},
192  *      sem_array.sem_undo
193  *
194  * b) global or semaphore sem_lock() for read/write:
195  *      sem_array.sems[i].pending_{const,alter}:
196  *
197  * c) special:
198  *      sem_undo_list.list_proc:
199  *      * undo_list->lock for write
200  *      * rcu for read
201  *      use_global_lock:
202  *      * global sem_lock() for write
203  *      * either local or global sem_lock() for read.
204  *
205  * Memory ordering:
206  * Most ordering is enforced by using spin_lock() and spin_unlock().
207  * The special case is use_global_lock:
208  * Setting it from non-zero to 0 is a RELEASE, this is ensured by
209  * using smp_store_release().
210  * Testing if it is non-zero is an ACQUIRE, this is ensured by using
211  * smp_load_acquire().
212  * Setting it from 0 to non-zero must be ordered with regards to
213  * this smp_load_acquire(), this is guaranteed because the smp_load_acquire()
214  * is inside a spin_lock() and after a write from 0 to non-zero a
215  * spin_lock()+spin_unlock() is done.
216  */
217
218 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
219 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
220 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
221 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
222
223 int sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
224 {
225         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
226         ns->sc_semmns = SEMMNS;
227         ns->sc_semopm = SEMOPM;
228         ns->sc_semmni = SEMMNI;
229         ns->used_sems = 0;
230         return ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
231 }
232
233 #ifdef CONFIG_IPC_NS
234 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
235 {
236         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
237         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
238         rhashtable_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].key_ht);
239 }
240 #endif
241
242 int __init sem_init(void)
243 {
244         const int err = sem_init_ns(&init_ipc_ns);
245
246         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
247                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
248                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
249         return err;
250 }
251
252 /**
253  * unmerge_queues - unmerge queues, if possible.
254  * @sma: semaphore array
255  *
256  * The function unmerges the wait queues if complex_count is 0.
257  * It must be called prior to dropping the global semaphore array lock.
258  */
259 static void unmerge_queues(struct sem_array *sma)
260 {
261         struct sem_queue *q, *tq;
262
263         /* complex operations still around? */
264         if (sma->complex_count)
265                 return;
266         /*
267          * We will switch back to simple mode.
268          * Move all pending operation back into the per-semaphore
269          * queues.
270          */
271         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
272                 struct sem *curr;
273                 curr = &sma->sems[q->sops[0].sem_num];
274
275                 list_add_tail(&q->list, &curr->pending_alter);
276         }
277         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
278 }
279
280 /**
281  * merge_queues - merge single semop queues into global queue
282  * @sma: semaphore array
283  *
284  * This function merges all per-semaphore queues into the global queue.
285  * It is necessary to achieve FIFO ordering for the pending single-sop
286  * operations when a multi-semop operation must sleep.
287  * Only the alter operations must be moved, the const operations can stay.
288  */
289 static void merge_queues(struct sem_array *sma)
290 {
291         int i;
292         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
293                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
294
295                 list_splice_init(&sem->pending_alter, &sma->pending_alter);
296         }
297 }
298
299 static void sem_rcu_free(struct rcu_head *head)
300 {
301         struct kern_ipc_perm *p = container_of(head, struct kern_ipc_perm, rcu);
302         struct sem_array *sma = container_of(p, struct sem_array, sem_perm);
303
304         security_sem_free(&sma->sem_perm);
305         kvfree(sma);
306 }
307
308 /*
309  * Enter the mode suitable for non-simple operations:
310  * Caller must own sem_perm.lock.
311  */
312 static void complexmode_enter(struct sem_array *sma)
313 {
314         int i;
315         struct sem *sem;
316
317         if (sma->use_global_lock > 0)  {
318                 /*
319                  * We are already in global lock mode.
320                  * Nothing to do, just reset the
321                  * counter until we return to simple mode.
322                  */
323                 sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
324                 return;
325         }
326         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
327
328         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
329                 sem = &sma->sems[i];
330                 spin_lock(&sem->lock);
331                 spin_unlock(&sem->lock);
332         }
333 }
334
335 /*
336  * Try to leave the mode that disallows simple operations:
337  * Caller must own sem_perm.lock.
338  */
339 static void complexmode_tryleave(struct sem_array *sma)
340 {
341         if (sma->complex_count)  {
342                 /* Complex ops are sleeping.
343                  * We must stay in complex mode
344                  */
345                 return;
346         }
347         if (sma->use_global_lock == 1) {
348                 /*
349                  * Immediately after setting use_global_lock to 0,
350                  * a simple op can start. Thus: all memory writes
351                  * performed by the current operation must be visible
352                  * before we set use_global_lock to 0.
353                  */
354                 smp_store_release(&sma->use_global_lock, 0);
355         } else {
356                 sma->use_global_lock--;
357         }
358 }
359
360 #define SEM_GLOBAL_LOCK (-1)
361 /*
362  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
363  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
364  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
365  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
366  * semaphores from other pending complex operations.
367  */
368 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
369                               int nsops)
370 {
371         struct sem *sem;
372         int idx;
373
374         if (nsops != 1) {
375                 /* Complex operation - acquire a full lock */
376                 ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
377
378                 /* Prevent parallel simple ops */
379                 complexmode_enter(sma);
380                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
381         }
382
383         /*
384          * Only one semaphore affected - try to optimize locking.
385          * Optimized locking is possible if no complex operation
386          * is either enqueued or processed right now.
387          *
388          * Both facts are tracked by use_global_mode.
389          */
390         idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
391         sem = &sma->sems[idx];
392
393         /*
394          * Initial check for use_global_lock. Just an optimization,
395          * no locking, no memory barrier.
396          */
397         if (!sma->use_global_lock) {
398                 /*
399                  * It appears that no complex operation is around.
400                  * Acquire the per-semaphore lock.
401                  */
402                 spin_lock(&sem->lock);
403
404                 /* pairs with smp_store_release() */
405                 if (!smp_load_acquire(&sma->use_global_lock)) {
406                         /* fast path successful! */
407                         return sops->sem_num;
408                 }
409                 spin_unlock(&sem->lock);
410         }
411
412         /* slow path: acquire the full lock */
413         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
414
415         if (sma->use_global_lock == 0) {
416                 /*
417                  * The use_global_lock mode ended while we waited for
418                  * sma->sem_perm.lock. Thus we must switch to locking
419                  * with sem->lock.
420                  * Unlike in the fast path, there is no need to recheck
421                  * sma->use_global_lock after we have acquired sem->lock:
422                  * We own sma->sem_perm.lock, thus use_global_lock cannot
423                  * change.
424                  */
425                 spin_lock(&sem->lock);
426
427                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
428                 return sops->sem_num;
429         } else {
430                 /*
431                  * Not a false alarm, thus continue to use the global lock
432                  * mode. No need for complexmode_enter(), this was done by
433                  * the caller that has set use_global_mode to non-zero.
434                  */
435                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
436         }
437 }
438
439 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
440 {
441         if (locknum == SEM_GLOBAL_LOCK) {
442                 unmerge_queues(sma);
443                 complexmode_tryleave(sma);
444                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
445         } else {
446                 struct sem *sem = &sma->sems[locknum];
447                 spin_unlock(&sem->lock);
448         }
449 }
450
451 /*
452  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rwsem
453  * is not held.
454  *
455  * The caller holds the RCU read lock.
456  */
457 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
458 {
459         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_idr(&sem_ids(ns), id);
460
461         if (IS_ERR(ipcp))
462                 return ERR_CAST(ipcp);
463
464         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
465 }
466
467 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
468                                                         int id)
469 {
470         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
471
472         if (IS_ERR(ipcp))
473                 return ERR_CAST(ipcp);
474
475         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
476 }
477
478 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
479 {
480         sem_lock(sma, NULL, -1);
481         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
482 }
483
484 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
485 {
486         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
487 }
488
489 static struct sem_array *sem_alloc(size_t nsems)
490 {
491         struct sem_array *sma;
492         size_t size;
493
494         if (nsems > (INT_MAX - sizeof(*sma)) / sizeof(sma->sems[0]))
495                 return NULL;
496
497         size = sizeof(*sma) + nsems * sizeof(sma->sems[0]);
498         sma = kvmalloc(size, GFP_KERNEL);
499         if (unlikely(!sma))
500                 return NULL;
501
502         memset(sma, 0, size);
503
504         return sma;
505 }
506
507 /**
508  * newary - Create a new semaphore set
509  * @ns: namespace
510  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
511  *
512  * Called with sem_ids.rwsem held (as a writer)
513  */
514 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
515 {
516         int retval;
517         struct sem_array *sma;
518         key_t key = params->key;
519         int nsems = params->u.nsems;
520         int semflg = params->flg;
521         int i;
522
523         if (!nsems)
524                 return -EINVAL;
525         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
526                 return -ENOSPC;
527
528         sma = sem_alloc(nsems);
529         if (!sma)
530                 return -ENOMEM;
531
532         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
533         sma->sem_perm.key = key;
534
535         sma->sem_perm.security = NULL;
536         retval = security_sem_alloc(&sma->sem_perm);
537         if (retval) {
538                 kvfree(sma);
539                 return retval;
540         }
541
542         for (i = 0; i < nsems; i++) {
543                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_alter);
544                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_const);
545                 spin_lock_init(&sma->sems[i].lock);
546         }
547
548         sma->complex_count = 0;
549         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
550         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
551         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_const);
552         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
553         sma->sem_nsems = nsems;
554         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
555
556         /* ipc_addid() locks sma upon success. */
557         retval = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
558         if (retval < 0) {
559                 call_rcu(&sma->sem_perm.rcu, sem_rcu_free);
560                 return retval;
561         }
562         ns->used_sems += nsems;
563
564         sem_unlock(sma, -1);
565         rcu_read_unlock();
566
567         return sma->sem_perm.id;
568 }
569
570
571 /*
572  * Called with sem_ids.rwsem and ipcp locked.
573  */
574 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
575                                 struct ipc_params *params)
576 {
577         struct sem_array *sma;
578
579         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
580         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
581                 return -EINVAL;
582
583         return 0;
584 }
585
586 long ksys_semget(key_t key, int nsems, int semflg)
587 {
588         struct ipc_namespace *ns;
589         static const struct ipc_ops sem_ops = {
590                 .getnew = newary,
591                 .associate = security_sem_associate,
592                 .more_checks = sem_more_checks,
593         };
594         struct ipc_params sem_params;
595
596         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
597
598         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
599                 return -EINVAL;
600
601         sem_params.key = key;
602         sem_params.flg = semflg;
603         sem_params.u.nsems = nsems;
604
605         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
606 }
607
608 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
609 {
610         return ksys_semget(key, nsems, semflg);
611 }
612
613 /**
614  * perform_atomic_semop[_slow] - Attempt to perform semaphore
615  *                               operations on a given array.
616  * @sma: semaphore array
617  * @q: struct sem_queue that describes the operation
618  *
619  * Caller blocking are as follows, based the value
620  * indicated by the semaphore operation (sem_op):
621  *
622  *  (1) >0 never blocks.
623  *  (2)  0 (wait-for-zero operation): semval is non-zero.
624  *  (3) <0 attempting to decrement semval to a value smaller than zero.
625  *
626  * Returns 0 if the operation was possible.
627  * Returns 1 if the operation is impossible, the caller must sleep.
628  * Returns <0 for error codes.
629  */
630 static int perform_atomic_semop_slow(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
631 {
632         int result, sem_op, nsops;
633         struct pid *pid;
634         struct sembuf *sop;
635         struct sem *curr;
636         struct sembuf *sops;
637         struct sem_undo *un;
638
639         sops = q->sops;
640         nsops = q->nsops;
641         un = q->undo;
642
643         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
644                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
645                 curr = &sma->sems[idx];
646                 sem_op = sop->sem_op;
647                 result = curr->semval;
648
649                 if (!sem_op && result)
650                         goto would_block;
651
652                 result += sem_op;
653                 if (result < 0)
654                         goto would_block;
655                 if (result > SEMVMX)
656                         goto out_of_range;
657
658                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
659                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
660                         /* Exceeding the undo range is an error. */
661                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
662                                 goto out_of_range;
663                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
664                 }
665
666                 curr->semval = result;
667         }
668
669         sop--;
670         pid = q->pid;
671         while (sop >= sops) {
672                 ipc_update_pid(&sma->sems[sop->sem_num].sempid, pid);
673                 sop--;
674         }
675
676         return 0;
677
678 out_of_range:
679         result = -ERANGE;
680         goto undo;
681
682 would_block:
683         q->blocking = sop;
684
685         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
686                 result = -EAGAIN;
687         else
688                 result = 1;
689
690 undo:
691         sop--;
692         while (sop >= sops) {
693                 sem_op = sop->sem_op;
694                 sma->sems[sop->sem_num].semval -= sem_op;
695                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
696                         un->semadj[sop->sem_num] += sem_op;
697                 sop--;
698         }
699
700         return result;
701 }
702
703 static int perform_atomic_semop(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
704 {
705         int result, sem_op, nsops;
706         struct sembuf *sop;
707         struct sem *curr;
708         struct sembuf *sops;
709         struct sem_undo *un;
710
711         sops = q->sops;
712         nsops = q->nsops;
713         un = q->undo;
714
715         if (unlikely(q->dupsop))
716                 return perform_atomic_semop_slow(sma, q);
717
718         /*
719          * We scan the semaphore set twice, first to ensure that the entire
720          * operation can succeed, therefore avoiding any pointless writes
721          * to shared memory and having to undo such changes in order to block
722          * until the operations can go through.
723          */
724         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
725                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
726
727                 curr = &sma->sems[idx];
728                 sem_op = sop->sem_op;
729                 result = curr->semval;
730
731                 if (!sem_op && result)
732                         goto would_block; /* wait-for-zero */
733
734                 result += sem_op;
735                 if (result < 0)
736                         goto would_block;
737
738                 if (result > SEMVMX)
739                         return -ERANGE;
740
741                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
742                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
743
744                         /* Exceeding the undo range is an error. */
745                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
746                                 return -ERANGE;
747                 }
748         }
749
750         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
751                 curr = &sma->sems[sop->sem_num];
752                 sem_op = sop->sem_op;
753                 result = curr->semval;
754
755                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
756                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
757
758                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
759                 }
760                 curr->semval += sem_op;
761                 ipc_update_pid(&curr->sempid, q->pid);
762         }
763
764         return 0;
765
766 would_block:
767         q->blocking = sop;
768         return sop->sem_flg & IPC_NOWAIT ? -EAGAIN : 1;
769 }
770
771 static inline void wake_up_sem_queue_prepare(struct sem_queue *q, int error,
772                                              struct wake_q_head *wake_q)
773 {
774         wake_q_add(wake_q, q->sleeper);
775         /*
776          * Rely on the above implicit barrier, such that we can
777          * ensure that we hold reference to the task before setting
778          * q->status. Otherwise we could race with do_exit if the
779          * task is awoken by an external event before calling
780          * wake_up_process().
781          */
782         WRITE_ONCE(q->status, error);
783 }
784
785 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
786 {
787         list_del(&q->list);
788         if (q->nsops > 1)
789                 sma->complex_count--;
790 }
791
792 /** check_restart(sma, q)
793  * @sma: semaphore array
794  * @q: the operation that just completed
795  *
796  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
797  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
798  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
799  * modified the array.
800  * Note that wait-for-zero operations are handled without restart.
801  */
802 static inline int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
803 {
804         /* pending complex alter operations are too difficult to analyse */
805         if (!list_empty(&sma->pending_alter))
806                 return 1;
807
808         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
809         if (q->nsops > 1)
810                 return 1;
811
812         /* It is impossible that someone waits for the new value:
813          * - complex operations always restart.
814          * - wait-for-zero are handled seperately.
815          * - q is a previously sleeping simple operation that
816          *   altered the array. It must be a decrement, because
817          *   simple increments never sleep.
818          * - If there are older (higher priority) decrements
819          *   in the queue, then they have observed the original
820          *   semval value and couldn't proceed. The operation
821          *   decremented to value - thus they won't proceed either.
822          */
823         return 0;
824 }
825
826 /**
827  * wake_const_ops - wake up non-alter tasks
828  * @sma: semaphore array.
829  * @semnum: semaphore that was modified.
830  * @wake_q: lockless wake-queue head.
831  *
832  * wake_const_ops must be called after a semaphore in a semaphore array
833  * was set to 0. If complex const operations are pending, wake_const_ops must
834  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
835  * semaphore.
836  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
837  * is stored in q->pid.
838  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
839  */
840 static int wake_const_ops(struct sem_array *sma, int semnum,
841                           struct wake_q_head *wake_q)
842 {
843         struct sem_queue *q, *tmp;
844         struct list_head *pending_list;
845         int semop_completed = 0;
846
847         if (semnum == -1)
848                 pending_list = &sma->pending_const;
849         else
850                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_const;
851
852         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
853                 int error = perform_atomic_semop(sma, q);
854
855                 if (error > 0)
856                         continue;
857                 /* operation completed, remove from queue & wakeup */
858                 unlink_queue(sma, q);
859
860                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
861                 if (error == 0)
862                         semop_completed = 1;
863         }
864
865         return semop_completed;
866 }
867
868 /**
869  * do_smart_wakeup_zero - wakeup all wait for zero tasks
870  * @sma: semaphore array
871  * @sops: operations that were performed
872  * @nsops: number of operations
873  * @wake_q: lockless wake-queue head
874  *
875  * Checks all required queue for wait-for-zero operations, based
876  * on the actual changes that were performed on the semaphore array.
877  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
878  */
879 static int do_smart_wakeup_zero(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
880                                 int nsops, struct wake_q_head *wake_q)
881 {
882         int i;
883         int semop_completed = 0;
884         int got_zero = 0;
885
886         /* first: the per-semaphore queues, if known */
887         if (sops) {
888                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
889                         int num = sops[i].sem_num;
890
891                         if (sma->sems[num].semval == 0) {
892                                 got_zero = 1;
893                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, num, wake_q);
894                         }
895                 }
896         } else {
897                 /*
898                  * No sops means modified semaphores not known.
899                  * Assume all were changed.
900                  */
901                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
902                         if (sma->sems[i].semval == 0) {
903                                 got_zero = 1;
904                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, i, wake_q);
905                         }
906                 }
907         }
908         /*
909          * If one of the modified semaphores got 0,
910          * then check the global queue, too.
911          */
912         if (got_zero)
913                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, -1, wake_q);
914
915         return semop_completed;
916 }
917
918
919 /**
920  * update_queue - look for tasks that can be completed.
921  * @sma: semaphore array.
922  * @semnum: semaphore that was modified.
923  * @wake_q: lockless wake-queue head.
924  *
925  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
926  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
927  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
928  * semaphore.
929  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
930  * is stored in q->pid.
931  * The function internally checks if const operations can now succeed.
932  *
933  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
934  */
935 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct wake_q_head *wake_q)
936 {
937         struct sem_queue *q, *tmp;
938         struct list_head *pending_list;
939         int semop_completed = 0;
940
941         if (semnum == -1)
942                 pending_list = &sma->pending_alter;
943         else
944                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_alter;
945
946 again:
947         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
948                 int error, restart;
949
950                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
951                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
952                  * necessary to scan further: simple increments
953                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
954                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
955                  * cannot be successful if the value is already 0.
956                  */
957                 if (semnum != -1 && sma->sems[semnum].semval == 0)
958                         break;
959
960                 error = perform_atomic_semop(sma, q);
961
962                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
963                 if (error > 0)
964                         continue;
965
966                 unlink_queue(sma, q);
967
968                 if (error) {
969                         restart = 0;
970                 } else {
971                         semop_completed = 1;
972                         do_smart_wakeup_zero(sma, q->sops, q->nsops, wake_q);
973                         restart = check_restart(sma, q);
974                 }
975
976                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
977                 if (restart)
978                         goto again;
979         }
980         return semop_completed;
981 }
982
983 /**
984  * set_semotime - set sem_otime
985  * @sma: semaphore array
986  * @sops: operations that modified the array, may be NULL
987  *
988  * sem_otime is replicated to avoid cache line trashing.
989  * This function sets one instance to the current time.
990  */
991 static void set_semotime(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops)
992 {
993         if (sops == NULL) {
994                 sma->sems[0].sem_otime = ktime_get_real_seconds();
995         } else {
996                 sma->sems[sops[0].sem_num].sem_otime =
997                                                 ktime_get_real_seconds();
998         }
999 }
1000
1001 /**
1002  * do_smart_update - optimized update_queue
1003  * @sma: semaphore array
1004  * @sops: operations that were performed
1005  * @nsops: number of operations
1006  * @otime: force setting otime
1007  * @wake_q: lockless wake-queue head
1008  *
1009  * do_smart_update() does the required calls to update_queue and wakeup_zero,
1010  * based on the actual changes that were performed on the semaphore array.
1011  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
1012  * responsible for calling wake_up_q().
1013  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
1014  */
1015 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
1016                             int otime, struct wake_q_head *wake_q)
1017 {
1018         int i;
1019
1020         otime |= do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, wake_q);
1021
1022         if (!list_empty(&sma->pending_alter)) {
1023                 /* semaphore array uses the global queue - just process it. */
1024                 otime |= update_queue(sma, -1, wake_q);
1025         } else {
1026                 if (!sops) {
1027                         /*
1028                          * No sops, thus the modified semaphores are not
1029                          * known. Check all.
1030                          */
1031                         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1032                                 otime |= update_queue(sma, i, wake_q);
1033                 } else {
1034                         /*
1035                          * Check the semaphores that were increased:
1036                          * - No complex ops, thus all sleeping ops are
1037                          *   decrease.
1038                          * - if we decreased the value, then any sleeping
1039                          *   semaphore ops wont be able to run: If the
1040                          *   previous value was too small, then the new
1041                          *   value will be too small, too.
1042                          */
1043                         for (i = 0; i < nsops; i++) {
1044                                 if (sops[i].sem_op > 0) {
1045                                         otime |= update_queue(sma,
1046                                                               sops[i].sem_num, wake_q);
1047                                 }
1048                         }
1049                 }
1050         }
1051         if (otime)
1052                 set_semotime(sma, sops);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * check_qop: Test if a queued operation sleeps on the semaphore semnum
1057  */
1058 static int check_qop(struct sem_array *sma, int semnum, struct sem_queue *q,
1059                         bool count_zero)
1060 {
1061         struct sembuf *sop = q->blocking;
1062
1063         /*
1064          * Linux always (since 0.99.10) reported a task as sleeping on all
1065          * semaphores. This violates SUS, therefore it was changed to the
1066          * standard compliant behavior.
1067          * Give the administrators a chance to notice that an application
1068          * might misbehave because it relies on the Linux behavior.
1069          */
1070         pr_info_once("semctl(GETNCNT/GETZCNT) is since 3.16 Single Unix Specification compliant.\n"
1071                         "The task %s (%d) triggered the difference, watch for misbehavior.\n",
1072                         current->comm, task_pid_nr(current));
1073
1074         if (sop->sem_num != semnum)
1075                 return 0;
1076
1077         if (count_zero && sop->sem_op == 0)
1078                 return 1;
1079         if (!count_zero && sop->sem_op < 0)
1080                 return 1;
1081
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 /* The following counts are associated to each semaphore:
1086  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
1087  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
1088  *
1089  * Per definition, a task waits only on the semaphore of the first semop
1090  * that cannot proceed, even if additional operation would block, too.
1091  */
1092 static int count_semcnt(struct sem_array *sma, ushort semnum,
1093                         bool count_zero)
1094 {
1095         struct list_head *l;
1096         struct sem_queue *q;
1097         int semcnt;
1098
1099         semcnt = 0;
1100         /* First: check the simple operations. They are easy to evaluate */
1101         if (count_zero)
1102                 l = &sma->sems[semnum].pending_const;
1103         else
1104                 l = &sma->sems[semnum].pending_alter;
1105
1106         list_for_each_entry(q, l, list) {
1107                 /* all task on a per-semaphore list sleep on exactly
1108                  * that semaphore
1109                  */
1110                 semcnt++;
1111         }
1112
1113         /* Then: check the complex operations. */
1114         list_for_each_entry(q, &sma->pending_alter, list) {
1115                 semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1116         }
1117         if (count_zero) {
1118                 list_for_each_entry(q, &sma->pending_const, list) {
1119                         semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1120                 }
1121         }
1122         return semcnt;
1123 }
1124
1125 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rwsem locked
1126  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rwsem
1127  * remains locked on exit.
1128  */
1129 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
1130 {
1131         struct sem_undo *un, *tu;
1132         struct sem_queue *q, *tq;
1133         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1134         int i;
1135         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1136
1137         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
1138         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1139         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
1140                 list_del(&un->list_id);
1141                 spin_lock(&un->ulp->lock);
1142                 un->semid = -1;
1143                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1144                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
1145                 kfree_rcu(un, rcu);
1146         }
1147
1148         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
1149         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_const, list) {
1150                 unlink_queue(sma, q);
1151                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1152         }
1153
1154         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
1155                 unlink_queue(sma, q);
1156                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1157         }
1158         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1159                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
1160                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_const, list) {
1161                         unlink_queue(sma, q);
1162                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1163                 }
1164                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_alter, list) {
1165                         unlink_queue(sma, q);
1166                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1167                 }
1168                 ipc_update_pid(&sem->sempid, NULL);
1169         }
1170
1171         /* Remove the semaphore set from the IDR */
1172         sem_rmid(ns, sma);
1173         sem_unlock(sma, -1);
1174         rcu_read_unlock();
1175
1176         wake_up_q(&wake_q);
1177         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
1178         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1179 }
1180
1181 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
1182 {
1183         switch (version) {
1184         case IPC_64:
1185                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
1186         case IPC_OLD:
1187             {
1188                 struct semid_ds out;
1189
1190                 memset(&out, 0, sizeof(out));
1191
1192                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
1193
1194                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
1195                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
1196                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
1197
1198                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
1199             }
1200         default:
1201                 return -EINVAL;
1202         }
1203 }
1204
1205 static time64_t get_semotime(struct sem_array *sma)
1206 {
1207         int i;
1208         time64_t res;
1209
1210         res = sma->sems[0].sem_otime;
1211         for (i = 1; i < sma->sem_nsems; i++) {
1212                 time64_t to = sma->sems[i].sem_otime;
1213
1214                 if (to > res)
1215                         res = to;
1216         }
1217         return res;
1218 }
1219
1220 static int semctl_stat(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1221                          int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1222 {
1223         struct sem_array *sma;
1224         time64_t semotime;
1225         int id = 0;
1226         int err;
1227
1228         memset(semid64, 0, sizeof(*semid64));
1229
1230         rcu_read_lock();
1231         if (cmd == SEM_STAT || cmd == SEM_STAT_ANY) {
1232                 sma = sem_obtain_object(ns, semid);
1233                 if (IS_ERR(sma)) {
1234                         err = PTR_ERR(sma);
1235                         goto out_unlock;
1236                 }
1237                 id = sma->sem_perm.id;
1238         } else { /* IPC_STAT */
1239                 sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1240                 if (IS_ERR(sma)) {
1241                         err = PTR_ERR(sma);
1242                         goto out_unlock;
1243                 }
1244         }
1245
1246         /* see comment for SHM_STAT_ANY */
1247         if (cmd == SEM_STAT_ANY)
1248                 audit_ipc_obj(&sma->sem_perm);
1249         else {
1250                 err = -EACCES;
1251                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
1252                         goto out_unlock;
1253         }
1254
1255         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1256         if (err)
1257                 goto out_unlock;
1258
1259         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
1260
1261         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1262                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1263                 err = -EIDRM;
1264                 goto out_unlock;
1265         }
1266
1267         kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &semid64->sem_perm);
1268         semotime = get_semotime(sma);
1269         semid64->sem_otime = semotime;
1270         semid64->sem_ctime = sma->sem_ctime;
1271 #ifndef CONFIG_64BIT
1272         semid64->sem_otime_high = semotime >> 32;
1273         semid64->sem_ctime_high = sma->sem_ctime >> 32;
1274 #endif
1275         semid64->sem_nsems = sma->sem_nsems;
1276
1277         ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1278         rcu_read_unlock();
1279         return id;
1280
1281 out_unlock:
1282         rcu_read_unlock();
1283         return err;
1284 }
1285
1286 static int semctl_info(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1287                          int cmd, void __user *p)
1288 {
1289         struct seminfo seminfo;
1290         int max_id;
1291         int err;
1292
1293         err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
1294         if (err)
1295                 return err;
1296
1297         memset(&seminfo, 0, sizeof(seminfo));
1298         seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
1299         seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
1300         seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
1301         seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
1302         seminfo.semvmx = SEMVMX;
1303         seminfo.semmnu = SEMMNU;
1304         seminfo.semmap = SEMMAP;
1305         seminfo.semume = SEMUME;
1306         down_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1307         if (cmd == SEM_INFO) {
1308                 seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
1309                 seminfo.semaem = ns->used_sems;
1310         } else {
1311                 seminfo.semusz = SEMUSZ;
1312                 seminfo.semaem = SEMAEM;
1313         }
1314         max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
1315         up_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1316         if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
1317                 return -EFAULT;
1318         return (max_id < 0) ? 0 : max_id;
1319 }
1320
1321 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1322                 int val)
1323 {
1324         struct sem_undo *un;
1325         struct sem_array *sma;
1326         struct sem *curr;
1327         int err;
1328         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1329
1330         if (val > SEMVMX || val < 0)
1331                 return -ERANGE;
1332
1333         rcu_read_lock();
1334         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1335         if (IS_ERR(sma)) {
1336                 rcu_read_unlock();
1337                 return PTR_ERR(sma);
1338         }
1339
1340         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1341                 rcu_read_unlock();
1342                 return -EINVAL;
1343         }
1344
1345
1346         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1347                 rcu_read_unlock();
1348                 return -EACCES;
1349         }
1350
1351         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, SETVAL);
1352         if (err) {
1353                 rcu_read_unlock();
1354                 return -EACCES;
1355         }
1356
1357         sem_lock(sma, NULL, -1);
1358
1359         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1360                 sem_unlock(sma, -1);
1361                 rcu_read_unlock();
1362                 return -EIDRM;
1363         }
1364
1365         semnum = array_index_nospec(semnum, sma->sem_nsems);
1366         curr = &sma->sems[semnum];
1367
1368         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1369         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1370                 un->semadj[semnum] = 0;
1371
1372         curr->semval = val;
1373         ipc_update_pid(&curr->sempid, task_tgid(current));
1374         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1375         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1376         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1377         sem_unlock(sma, -1);
1378         rcu_read_unlock();
1379         wake_up_q(&wake_q);
1380         return 0;
1381 }
1382
1383 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1384                 int cmd, void __user *p)
1385 {
1386         struct sem_array *sma;
1387         struct sem *curr;
1388         int err, nsems;
1389         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1390         ushort *sem_io = fast_sem_io;
1391         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1392
1393         rcu_read_lock();
1394         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1395         if (IS_ERR(sma)) {
1396                 rcu_read_unlock();
1397                 return PTR_ERR(sma);
1398         }
1399
1400         nsems = sma->sem_nsems;
1401
1402         err = -EACCES;
1403         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1404                 goto out_rcu_wakeup;
1405
1406         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1407         if (err)
1408                 goto out_rcu_wakeup;
1409
1410         err = -EACCES;
1411         switch (cmd) {
1412         case GETALL:
1413         {
1414                 ushort __user *array = p;
1415                 int i;
1416
1417                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1418                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1419                         err = -EIDRM;
1420                         goto out_unlock;
1421                 }
1422                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1423                         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1424                                 err = -EIDRM;
1425                                 goto out_unlock;
1426                         }
1427                         sem_unlock(sma, -1);
1428                         rcu_read_unlock();
1429                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1430                                                 GFP_KERNEL);
1431                         if (sem_io == NULL) {
1432                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1433                                 return -ENOMEM;
1434                         }
1435
1436                         rcu_read_lock();
1437                         sem_lock_and_putref(sma);
1438                         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1439                                 err = -EIDRM;
1440                                 goto out_unlock;
1441                         }
1442                 }
1443                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1444                         sem_io[i] = sma->sems[i].semval;
1445                 sem_unlock(sma, -1);
1446                 rcu_read_unlock();
1447                 err = 0;
1448                 if (copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1449                         err = -EFAULT;
1450                 goto out_free;
1451         }
1452         case SETALL:
1453         {
1454                 int i;
1455                 struct sem_undo *un;
1456
1457                 if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1458                         err = -EIDRM;
1459                         goto out_rcu_wakeup;
1460                 }
1461                 rcu_read_unlock();
1462
1463                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1464                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1465                                                 GFP_KERNEL);
1466                         if (sem_io == NULL) {
1467                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1468                                 return -ENOMEM;
1469                         }
1470                 }
1471
1472                 if (copy_from_user(sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1473                         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1474                         err = -EFAULT;
1475                         goto out_free;
1476                 }
1477
1478                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1479                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1480                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1481                                 err = -ERANGE;
1482                                 goto out_free;
1483                         }
1484                 }
1485                 rcu_read_lock();
1486                 sem_lock_and_putref(sma);
1487                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1488                         err = -EIDRM;
1489                         goto out_unlock;
1490                 }
1491
1492                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1493                         sma->sems[i].semval = sem_io[i];
1494                         ipc_update_pid(&sma->sems[i].sempid, task_tgid(current));
1495                 }
1496
1497                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1498                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1499                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1500                                 un->semadj[i] = 0;
1501                 }
1502                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1503                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1504                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1505                 err = 0;
1506                 goto out_unlock;
1507         }
1508         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1509         }
1510         err = -EINVAL;
1511         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1512                 goto out_rcu_wakeup;
1513
1514         sem_lock(sma, NULL, -1);
1515         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1516                 err = -EIDRM;
1517                 goto out_unlock;
1518         }
1519
1520         semnum = array_index_nospec(semnum, nsems);
1521         curr = &sma->sems[semnum];
1522
1523         switch (cmd) {
1524         case GETVAL:
1525                 err = curr->semval;
1526                 goto out_unlock;
1527         case GETPID:
1528                 err = pid_vnr(curr->sempid);
1529                 goto out_unlock;
1530         case GETNCNT:
1531                 err = count_semcnt(sma, semnum, 0);
1532                 goto out_unlock;
1533         case GETZCNT:
1534                 err = count_semcnt(sma, semnum, 1);
1535                 goto out_unlock;
1536         }
1537
1538 out_unlock:
1539         sem_unlock(sma, -1);
1540 out_rcu_wakeup:
1541         rcu_read_unlock();
1542         wake_up_q(&wake_q);
1543 out_free:
1544         if (sem_io != fast_sem_io)
1545                 kvfree(sem_io);
1546         return err;
1547 }
1548
1549 static inline unsigned long
1550 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1551 {
1552         switch (version) {
1553         case IPC_64:
1554                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1555                         return -EFAULT;
1556                 return 0;
1557         case IPC_OLD:
1558             {
1559                 struct semid_ds tbuf_old;
1560
1561                 if (copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1562                         return -EFAULT;
1563
1564                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1565                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1566                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1567
1568                 return 0;
1569             }
1570         default:
1571                 return -EINVAL;
1572         }
1573 }
1574
1575 /*
1576  * This function handles some semctl commands which require the rwsem
1577  * to be held in write mode.
1578  * NOTE: no locks must be held, the rwsem is taken inside this function.
1579  */
1580 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1581                        int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1582 {
1583         struct sem_array *sma;
1584         int err;
1585         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1586
1587         down_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1588         rcu_read_lock();
1589
1590         ipcp = ipcctl_pre_down_nolock(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1591                                       &semid64->sem_perm, 0);
1592         if (IS_ERR(ipcp)) {
1593                 err = PTR_ERR(ipcp);
1594                 goto out_unlock1;
1595         }
1596
1597         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1598
1599         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1600         if (err)
1601                 goto out_unlock1;
1602
1603         switch (cmd) {
1604         case IPC_RMID:
1605                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1606                 /* freeary unlocks the ipc object and rcu */
1607                 freeary(ns, ipcp);
1608                 goto out_up;
1609         case IPC_SET:
1610                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1611                 err = ipc_update_perm(&semid64->sem_perm, ipcp);
1612                 if (err)
1613                         goto out_unlock0;
1614                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1615                 break;
1616         default:
1617                 err = -EINVAL;
1618                 goto out_unlock1;
1619         }
1620
1621 out_unlock0:
1622         sem_unlock(sma, -1);
1623 out_unlock1:
1624         rcu_read_unlock();
1625 out_up:
1626         up_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1627         return err;
1628 }
1629
1630 long ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg)
1631 {
1632         int version;
1633         struct ipc_namespace *ns;
1634         void __user *p = (void __user *)arg;
1635         struct semid64_ds semid64;
1636         int err;
1637
1638         if (semid < 0)
1639                 return -EINVAL;
1640
1641         version = ipc_parse_version(&cmd);
1642         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1643
1644         switch (cmd) {
1645         case IPC_INFO:
1646         case SEM_INFO:
1647                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1648         case IPC_STAT:
1649         case SEM_STAT:
1650         case SEM_STAT_ANY:
1651                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1652                 if (err < 0)
1653                         return err;
1654                 if (copy_semid_to_user(p, &semid64, version))
1655                         err = -EFAULT;
1656                 return err;
1657         case GETALL:
1658         case GETVAL:
1659         case GETPID:
1660         case GETNCNT:
1661         case GETZCNT:
1662         case SETALL:
1663                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1664         case SETVAL: {
1665                 int val;
1666 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1667                 /* big-endian 64bit */
1668                 val = arg >> 32;
1669 #else
1670                 /* 32bit or little-endian 64bit */
1671                 val = arg;
1672 #endif
1673                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, val);
1674         }
1675         case IPC_SET:
1676                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1677                         return -EFAULT;
1678         case IPC_RMID:
1679                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1680         default:
1681                 return -EINVAL;
1682         }
1683 }
1684
1685 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1686 {
1687         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1688 }
1689
1690 #ifdef CONFIG_COMPAT
1691
1692 struct compat_semid_ds {
1693         struct compat_ipc_perm sem_perm;
1694         compat_time_t sem_otime;
1695         compat_time_t sem_ctime;
1696         compat_uptr_t sem_base;
1697         compat_uptr_t sem_pending;
1698         compat_uptr_t sem_pending_last;
1699         compat_uptr_t undo;
1700         unsigned short sem_nsems;
1701 };
1702
1703 static int copy_compat_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf,
1704                                         int version)
1705 {
1706         memset(out, 0, sizeof(*out));
1707         if (version == IPC_64) {
1708                 struct compat_semid64_ds __user *p = buf;
1709                 return get_compat_ipc64_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1710         } else {
1711                 struct compat_semid_ds __user *p = buf;
1712                 return get_compat_ipc_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1713         }
1714 }
1715
1716 static int copy_compat_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in,
1717                                         int version)
1718 {
1719         if (version == IPC_64) {
1720                 struct compat_semid64_ds v;
1721                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1722                 to_compat_ipc64_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1723                 v.sem_otime      = lower_32_bits(in->sem_otime);
1724                 v.sem_otime_high = upper_32_bits(in->sem_otime);
1725                 v.sem_ctime      = lower_32_bits(in->sem_ctime);
1726                 v.sem_ctime_high = upper_32_bits(in->sem_ctime);
1727                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1728                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1729         } else {
1730                 struct compat_semid_ds v;
1731                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1732                 to_compat_ipc_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1733                 v.sem_otime = in->sem_otime;
1734                 v.sem_ctime = in->sem_ctime;
1735                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1736                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1737         }
1738 }
1739
1740 long compat_ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg)
1741 {
1742         void __user *p = compat_ptr(arg);
1743         struct ipc_namespace *ns;
1744         struct semid64_ds semid64;
1745         int version = compat_ipc_parse_version(&cmd);
1746         int err;
1747
1748         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1749
1750         if (semid < 0)
1751                 return -EINVAL;
1752
1753         switch (cmd & (~IPC_64)) {
1754         case IPC_INFO:
1755         case SEM_INFO:
1756                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1757         case IPC_STAT:
1758         case SEM_STAT:
1759         case SEM_STAT_ANY:
1760                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1761                 if (err < 0)
1762                         return err;
1763                 if (copy_compat_semid_to_user(p, &semid64, version))
1764                         err = -EFAULT;
1765                 return err;
1766         case GETVAL:
1767         case GETPID:
1768         case GETNCNT:
1769         case GETZCNT:
1770         case GETALL:
1771         case SETALL:
1772                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1773         case SETVAL:
1774                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1775         case IPC_SET:
1776                 if (copy_compat_semid_from_user(&semid64, p, version))
1777                         return -EFAULT;
1778                 /* fallthru */
1779         case IPC_RMID:
1780                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1781         default:
1782                 return -EINVAL;
1783         }
1784 }
1785
1786 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1787 {
1788         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1789 }
1790 #endif
1791
1792 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1793  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1794  * and current is THE ONE
1795  *
1796  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1797  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1798  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1799  * at exit time.
1800  *
1801  * This can block, so callers must hold no locks.
1802  */
1803 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1804 {
1805         struct sem_undo_list *undo_list;
1806
1807         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1808         if (!undo_list) {
1809                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1810                 if (undo_list == NULL)
1811                         return -ENOMEM;
1812                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1813                 refcount_set(&undo_list->refcnt, 1);
1814                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1815
1816                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1817         }
1818         *undo_listp = undo_list;
1819         return 0;
1820 }
1821
1822 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1823 {
1824         struct sem_undo *un;
1825
1826         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
1827                 if (un->semid == semid)
1828                         return un;
1829         }
1830         return NULL;
1831 }
1832
1833 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1834 {
1835         struct sem_undo *un;
1836
1837         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1838
1839         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1840         if (un) {
1841                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1842                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1843         }
1844         return un;
1845 }
1846
1847 /**
1848  * find_alloc_undo - lookup (and if not present create) undo array
1849  * @ns: namespace
1850  * @semid: semaphore array id
1851  *
1852  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1853  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1854  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1855  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1856  * performs a rcu_read_lock().
1857  */
1858 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1859 {
1860         struct sem_array *sma;
1861         struct sem_undo_list *ulp;
1862         struct sem_undo *un, *new;
1863         int nsems, error;
1864
1865         error = get_undo_list(&ulp);
1866         if (error)
1867                 return ERR_PTR(error);
1868
1869         rcu_read_lock();
1870         spin_lock(&ulp->lock);
1871         un = lookup_undo(ulp, semid);
1872         spin_unlock(&ulp->lock);
1873         if (likely(un != NULL))
1874                 goto out;
1875
1876         /* no undo structure around - allocate one. */
1877         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1878         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1879         if (IS_ERR(sma)) {
1880                 rcu_read_unlock();
1881                 return ERR_CAST(sma);
1882         }
1883
1884         nsems = sma->sem_nsems;
1885         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1886                 rcu_read_unlock();
1887                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1888                 goto out;
1889         }
1890         rcu_read_unlock();
1891
1892         /* step 2: allocate new undo structure */
1893         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1894         if (!new) {
1895                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1896                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1897         }
1898
1899         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1900         rcu_read_lock();
1901         sem_lock_and_putref(sma);
1902         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1903                 sem_unlock(sma, -1);
1904                 rcu_read_unlock();
1905                 kfree(new);
1906                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1907                 goto out;
1908         }
1909         spin_lock(&ulp->lock);
1910
1911         /*
1912          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1913          */
1914         un = lookup_undo(ulp, semid);
1915         if (un) {
1916                 kfree(new);
1917                 goto success;
1918         }
1919         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1920         new->semadj = (short *) &new[1];
1921         new->ulp = ulp;
1922         new->semid = semid;
1923         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1924         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1925         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1926         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1927         un = new;
1928
1929 success:
1930         spin_unlock(&ulp->lock);
1931         sem_unlock(sma, -1);
1932 out:
1933         return un;
1934 }
1935
1936 static long do_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
1937                 unsigned nsops, const struct timespec64 *timeout)
1938 {
1939         int error = -EINVAL;
1940         struct sem_array *sma;
1941         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1942         struct sembuf *sops = fast_sops, *sop;
1943         struct sem_undo *un;
1944         int max, locknum;
1945         bool undos = false, alter = false, dupsop = false;
1946         struct sem_queue queue;
1947         unsigned long dup = 0, jiffies_left = 0;
1948         struct ipc_namespace *ns;
1949
1950         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1951
1952         if (nsops < 1 || semid < 0)
1953                 return -EINVAL;
1954         if (nsops > ns->sc_semopm)
1955                 return -E2BIG;
1956         if (nsops > SEMOPM_FAST) {
1957                 sops = kvmalloc_array(nsops, sizeof(*sops), GFP_KERNEL);
1958                 if (sops == NULL)
1959                         return -ENOMEM;
1960         }
1961
1962         if (copy_from_user(sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1963                 error =  -EFAULT;
1964                 goto out_free;
1965         }
1966
1967         if (timeout) {
1968                 if (timeout->tv_sec < 0 || timeout->tv_nsec < 0 ||
1969                         timeout->tv_nsec >= 1000000000L) {
1970                         error = -EINVAL;
1971                         goto out_free;
1972                 }
1973                 jiffies_left = timespec64_to_jiffies(timeout);
1974         }
1975
1976         max = 0;
1977         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1978                 unsigned long mask = 1ULL << ((sop->sem_num) % BITS_PER_LONG);
1979
1980                 if (sop->sem_num >= max)
1981                         max = sop->sem_num;
1982                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1983                         undos = true;
1984                 if (dup & mask) {
1985                         /*
1986                          * There was a previous alter access that appears
1987                          * to have accessed the same semaphore, thus use
1988                          * the dupsop logic. "appears", because the detection
1989                          * can only check % BITS_PER_LONG.
1990                          */
1991                         dupsop = true;
1992                 }
1993                 if (sop->sem_op != 0) {
1994                         alter = true;
1995                         dup |= mask;
1996                 }
1997         }
1998
1999         if (undos) {
2000                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
2001                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
2002                 if (IS_ERR(un)) {
2003                         error = PTR_ERR(un);
2004                         goto out_free;
2005                 }
2006         } else {
2007                 un = NULL;
2008                 rcu_read_lock();
2009         }
2010
2011         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
2012         if (IS_ERR(sma)) {
2013                 rcu_read_unlock();
2014                 error = PTR_ERR(sma);
2015                 goto out_free;
2016         }
2017
2018         error = -EFBIG;
2019         if (max >= sma->sem_nsems) {
2020                 rcu_read_unlock();
2021                 goto out_free;
2022         }
2023
2024         error = -EACCES;
2025         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
2026                 rcu_read_unlock();
2027                 goto out_free;
2028         }
2029
2030         error = security_sem_semop(&sma->sem_perm, sops, nsops, alter);
2031         if (error) {
2032                 rcu_read_unlock();
2033                 goto out_free;
2034         }
2035
2036         error = -EIDRM;
2037         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2038         /*
2039          * We eventually might perform the following check in a lockless
2040          * fashion, considering ipc_valid_object() locking constraints.
2041          * If nsops == 1 and there is no contention for sem_perm.lock, then
2042          * only a per-semaphore lock is held and it's OK to proceed with the
2043          * check below. More details on the fine grained locking scheme
2044          * entangled here and why it's RMID race safe on comments at sem_lock()
2045          */
2046         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2047                 goto out_unlock_free;
2048         /*
2049          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
2050          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
2051          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
2052          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
2053          * "un" itself is guaranteed by rcu.
2054          */
2055         if (un && un->semid == -1)
2056                 goto out_unlock_free;
2057
2058         queue.sops = sops;
2059         queue.nsops = nsops;
2060         queue.undo = un;
2061         queue.pid = task_tgid(current);
2062         queue.alter = alter;
2063         queue.dupsop = dupsop;
2064
2065         error = perform_atomic_semop(sma, &queue);
2066         if (error == 0) { /* non-blocking succesfull path */
2067                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2068
2069                 /*
2070                  * If the operation was successful, then do
2071                  * the required updates.
2072                  */
2073                 if (alter)
2074                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &wake_q);
2075                 else
2076                         set_semotime(sma, sops);
2077
2078                 sem_unlock(sma, locknum);
2079                 rcu_read_unlock();
2080                 wake_up_q(&wake_q);
2081
2082                 goto out_free;
2083         }
2084         if (error < 0) /* non-blocking error path */
2085                 goto out_unlock_free;
2086
2087         /*
2088          * We need to sleep on this operation, so we put the current
2089          * task into the pending queue and go to sleep.
2090          */
2091         if (nsops == 1) {
2092                 struct sem *curr;
2093                 int idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
2094                 curr = &sma->sems[idx];
2095
2096                 if (alter) {
2097                         if (sma->complex_count) {
2098                                 list_add_tail(&queue.list,
2099                                                 &sma->pending_alter);
2100                         } else {
2101
2102                                 list_add_tail(&queue.list,
2103                                                 &curr->pending_alter);
2104                         }
2105                 } else {
2106                         list_add_tail(&queue.list, &curr->pending_const);
2107                 }
2108         } else {
2109                 if (!sma->complex_count)
2110                         merge_queues(sma);
2111
2112                 if (alter)
2113                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_alter);
2114                 else
2115                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_const);
2116
2117                 sma->complex_count++;
2118         }
2119
2120         do {
2121                 queue.status = -EINTR;
2122                 queue.sleeper = current;
2123
2124                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2125                 sem_unlock(sma, locknum);
2126                 rcu_read_unlock();
2127
2128                 if (timeout)
2129                         jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
2130                 else
2131                         schedule();
2132
2133                 /*
2134                  * fastpath: the semop has completed, either successfully or
2135                  * not, from the syscall pov, is quite irrelevant to us at this
2136                  * point; we're done.
2137                  *
2138                  * We _do_ care, nonetheless, about being awoken by a signal or
2139                  * spuriously.  The queue.status is checked again in the
2140                  * slowpath (aka after taking sem_lock), such that we can detect
2141                  * scenarios where we were awakened externally, during the
2142                  * window between wake_q_add() and wake_up_q().
2143                  */
2144                 error = READ_ONCE(queue.status);
2145                 if (error != -EINTR) {
2146                         /*
2147                          * User space could assume that semop() is a memory
2148                          * barrier: Without the mb(), the cpu could
2149                          * speculatively read in userspace stale data that was
2150                          * overwritten by the previous owner of the semaphore.
2151                          */
2152                         smp_mb();
2153                         goto out_free;
2154                 }
2155
2156                 rcu_read_lock();
2157                 locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2158
2159                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2160                         goto out_unlock_free;
2161
2162                 error = READ_ONCE(queue.status);
2163
2164                 /*
2165                  * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
2166                  * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
2167                  */
2168                 if (error != -EINTR)
2169                         goto out_unlock_free;
2170
2171                 /*
2172                  * If an interrupt occurred we have to clean up the queue.
2173                  */
2174                 if (timeout && jiffies_left == 0)
2175                         error = -EAGAIN;
2176         } while (error == -EINTR && !signal_pending(current)); /* spurious */
2177
2178         unlink_queue(sma, &queue);
2179
2180 out_unlock_free:
2181         sem_unlock(sma, locknum);
2182         rcu_read_unlock();
2183 out_free:
2184         if (sops != fast_sops)
2185                 kvfree(sops);
2186         return error;
2187 }
2188
2189 long ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
2190                      unsigned int nsops, const struct __kernel_timespec __user *timeout)
2191 {
2192         if (timeout) {
2193                 struct timespec64 ts;
2194                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2195                         return -EFAULT;
2196                 return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, &ts);
2197         }
2198         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2199 }
2200
2201 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2202                 unsigned int, nsops, const struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2203 {
2204         return ksys_semtimedop(semid, tsops, nsops, timeout);
2205 }
2206
2207 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
2208 long compat_ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsems,
2209                             unsigned int nsops,
2210                             const struct compat_timespec __user *timeout)
2211 {
2212         if (timeout) {
2213                 struct timespec64 ts;
2214                 if (compat_get_timespec64(&ts, timeout))
2215                         return -EFAULT;
2216                 return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, &ts);
2217         }
2218         return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, NULL);
2219 }
2220
2221 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsems,
2222                        unsigned int, nsops,
2223                        const struct compat_timespec __user *, timeout)
2224 {
2225         return compat_ksys_semtimedop(semid, tsems, nsops, timeout);
2226 }
2227 #endif
2228
2229 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2230                 unsigned, nsops)
2231 {
2232         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2233 }
2234
2235 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
2236  * parent and child tasks.
2237  */
2238
2239 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
2240 {
2241         struct sem_undo_list *undo_list;
2242         int error;
2243
2244         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
2245                 error = get_undo_list(&undo_list);
2246                 if (error)
2247                         return error;
2248                 refcount_inc(&undo_list->refcnt);
2249                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
2250         } else
2251                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2252
2253         return 0;
2254 }
2255
2256 /*
2257  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
2258  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
2259  * so some of them may be out of date.
2260  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
2261  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
2262  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
2263  * should we queue up and wait until we can do so legally?
2264  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
2265  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
2266  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
2267  */
2268 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
2269 {
2270         struct sem_undo_list *ulp;
2271
2272         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
2273         if (!ulp)
2274                 return;
2275         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2276
2277         if (!refcount_dec_and_test(&ulp->refcnt))
2278                 return;
2279
2280         for (;;) {
2281                 struct sem_array *sma;
2282                 struct sem_undo *un;
2283                 int semid, i;
2284                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2285
2286                 cond_resched();
2287
2288                 rcu_read_lock();
2289                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
2290                                     struct sem_undo, list_proc);
2291                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc) {
2292                         /*
2293                          * We must wait for freeary() before freeing this ulp,
2294                          * in case we raced with last sem_undo. There is a small
2295                          * possibility where we exit while freeary() didn't
2296                          * finish unlocking sem_undo_list.
2297                          */
2298                         spin_lock(&ulp->lock);
2299                         spin_unlock(&ulp->lock);
2300                         rcu_read_unlock();
2301                         break;
2302                 }
2303                 spin_lock(&ulp->lock);
2304                 semid = un->semid;
2305                 spin_unlock(&ulp->lock);
2306
2307                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2308                 if (semid == -1) {
2309                         rcu_read_unlock();
2310                         continue;
2311                 }
2312
2313                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, semid);
2314                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2315                 if (IS_ERR(sma)) {
2316                         rcu_read_unlock();
2317                         continue;
2318                 }
2319
2320                 sem_lock(sma, NULL, -1);
2321                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2322                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
2323                         sem_unlock(sma, -1);
2324                         rcu_read_unlock();
2325                         continue;
2326                 }
2327                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
2328                 if (un == NULL) {
2329                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
2330                          * exactly the same semid. Nothing to do.
2331                          */
2332                         sem_unlock(sma, -1);
2333                         rcu_read_unlock();
2334                         continue;
2335                 }
2336
2337                 /* remove un from the linked lists */
2338                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
2339                 list_del(&un->list_id);
2340
2341                 /* we are the last process using this ulp, acquiring ulp->lock
2342                  * isn't required. Besides that, we are also protected against
2343                  * IPC_RMID as we hold sma->sem_perm lock now
2344                  */
2345                 list_del_rcu(&un->list_proc);
2346
2347                 /* perform adjustments registered in un */
2348                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
2349                         struct sem *semaphore = &sma->sems[i];
2350                         if (un->semadj[i]) {
2351                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
2352                                 /*
2353                                  * Range checks of the new semaphore value,
2354                                  * not defined by sus:
2355                                  * - Some unices ignore the undo entirely
2356                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
2357                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
2358                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
2359                                  *
2360                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
2361                                  * and at SEMVMX.
2362                                  *
2363                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
2364                                  */
2365                                 if (semaphore->semval < 0)
2366                                         semaphore->semval = 0;
2367                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
2368                                         semaphore->semval = SEMVMX;
2369                                 ipc_update_pid(&semaphore->sempid, task_tgid(current));
2370                         }
2371                 }
2372                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
2373                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &wake_q);
2374                 sem_unlock(sma, -1);
2375                 rcu_read_unlock();
2376                 wake_up_q(&wake_q);
2377
2378                 kfree_rcu(un, rcu);
2379         }
2380         kfree(ulp);
2381 }
2382
2383 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2384 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
2385 {
2386         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
2387         struct kern_ipc_perm *ipcp = it;
2388         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
2389         time64_t sem_otime;
2390
2391         /*
2392          * The proc interface isn't aware of sem_lock(), it calls
2393          * ipc_lock_object() directly (in sysvipc_find_ipc).
2394          * In order to stay compatible with sem_lock(), we must
2395          * enter / leave complex_mode.
2396          */
2397         complexmode_enter(sma);
2398
2399         sem_otime = get_semotime(sma);
2400
2401         seq_printf(s,
2402                    "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10llu %10llu\n",
2403                    sma->sem_perm.key,
2404                    sma->sem_perm.id,
2405                    sma->sem_perm.mode,
2406                    sma->sem_nsems,
2407                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
2408                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
2409                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
2410                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
2411                    sem_otime,
2412                    sma->sem_ctime);
2413
2414         complexmode_tryleave(sma);
2415
2416         return 0;
2417 }
2418 #endif