Merge tag 'xfs-5.6-merge-8' of git://git.kernel.org/pub/scm/fs/xfs/xfs-linux
[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 #include <linux/rhashtable.h>
90
91 #include <linux/uaccess.h>
92 #include "util.h"
93
94 /* One semaphore structure for each semaphore in the system. */
95 struct sem {
96         int     semval;         /* current value */
97         /*
98          * PID of the process that last modified the semaphore. For
99          * Linux, specifically these are:
100          *  - semop
101          *  - semctl, via SETVAL and SETALL.
102          *  - at task exit when performing undo adjustments (see exit_sem).
103          */
104         struct pid *sempid;
105         spinlock_t      lock;   /* spinlock for fine-grained semtimedop */
106         struct list_head pending_alter; /* pending single-sop operations */
107                                         /* that alter the semaphore */
108         struct list_head pending_const; /* pending single-sop operations */
109                                         /* that do not alter the semaphore*/
110         time64_t         sem_otime;     /* candidate for sem_otime */
111 } ____cacheline_aligned_in_smp;
112
113 /* One sem_array data structure for each set of semaphores in the system. */
114 struct sem_array {
115         struct kern_ipc_perm    sem_perm;       /* permissions .. see ipc.h */
116         time64_t                sem_ctime;      /* create/last semctl() time */
117         struct list_head        pending_alter;  /* pending operations */
118                                                 /* that alter the array */
119         struct list_head        pending_const;  /* pending complex operations */
120                                                 /* that do not alter semvals */
121         struct list_head        list_id;        /* undo requests on this array */
122         int                     sem_nsems;      /* no. of semaphores in array */
123         int                     complex_count;  /* pending complex operations */
124         unsigned int            use_global_lock;/* >0: global lock required */
125
126         struct sem              sems[];
127 } __randomize_layout;
128
129 /* One queue for each sleeping process in the system. */
130 struct sem_queue {
131         struct list_head        list;    /* queue of pending operations */
132         struct task_struct      *sleeper; /* this process */
133         struct sem_undo         *undo;   /* undo structure */
134         struct pid              *pid;    /* process id of requesting process */
135         int                     status;  /* completion status of operation */
136         struct sembuf           *sops;   /* array of pending operations */
137         struct sembuf           *blocking; /* the operation that blocked */
138         int                     nsops;   /* number of operations */
139         bool                    alter;   /* does *sops alter the array? */
140         bool                    dupsop;  /* sops on more than one sem_num */
141 };
142
143 /* Each task has a list of undo requests. They are executed automatically
144  * when the process exits.
145  */
146 struct sem_undo {
147         struct list_head        list_proc;      /* per-process list: *
148                                                  * all undos from one process
149                                                  * rcu protected */
150         struct rcu_head         rcu;            /* rcu struct for sem_undo */
151         struct sem_undo_list    *ulp;           /* back ptr to sem_undo_list */
152         struct list_head        list_id;        /* per semaphore array list:
153                                                  * all undos for one array */
154         int                     semid;          /* semaphore set identifier */
155         short                   *semadj;        /* array of adjustments */
156                                                 /* one per semaphore */
157 };
158
159 /* sem_undo_list controls shared access to the list of sem_undo structures
160  * that may be shared among all a CLONE_SYSVSEM task group.
161  */
162 struct sem_undo_list {
163         refcount_t              refcnt;
164         spinlock_t              lock;
165         struct list_head        list_proc;
166 };
167
168
169 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
170
171 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
172 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
173 #ifdef CONFIG_PROC_FS
174 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
175 #endif
176
177 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
178 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
179
180 /*
181  * Switching from the mode suitable for simple ops
182  * to the mode for complex ops is costly. Therefore:
183  * use some hysteresis
184  */
185 #define USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS      10
186
187 /*
188  * Locking:
189  * a) global sem_lock() for read/write
190  *      sem_undo.id_next,
191  *      sem_array.complex_count,
192  *      sem_array.pending{_alter,_const},
193  *      sem_array.sem_undo
194  *
195  * b) global or semaphore sem_lock() for read/write:
196  *      sem_array.sems[i].pending_{const,alter}:
197  *
198  * c) special:
199  *      sem_undo_list.list_proc:
200  *      * undo_list->lock for write
201  *      * rcu for read
202  *      use_global_lock:
203  *      * global sem_lock() for write
204  *      * either local or global sem_lock() for read.
205  *
206  * Memory ordering:
207  * Most ordering is enforced by using spin_lock() and spin_unlock().
208  *
209  * Exceptions:
210  * 1) use_global_lock: (SEM_BARRIER_1)
211  * Setting it from non-zero to 0 is a RELEASE, this is ensured by
212  * using smp_store_release(): Immediately after setting it to 0,
213  * a simple op can start.
214  * Testing if it is non-zero is an ACQUIRE, this is ensured by using
215  * smp_load_acquire().
216  * Setting it from 0 to non-zero must be ordered with regards to
217  * this smp_load_acquire(), this is guaranteed because the smp_load_acquire()
218  * is inside a spin_lock() and after a write from 0 to non-zero a
219  * spin_lock()+spin_unlock() is done.
220  *
221  * 2) queue.status: (SEM_BARRIER_2)
222  * Initialization is done while holding sem_lock(), so no further barrier is
223  * required.
224  * Setting it to a result code is a RELEASE, this is ensured by both a
225  * smp_store_release() (for case a) and while holding sem_lock()
226  * (for case b).
227  * The AQUIRE when reading the result code without holding sem_lock() is
228  * achieved by using READ_ONCE() + smp_acquire__after_ctrl_dep().
229  * (case a above).
230  * Reading the result code while holding sem_lock() needs no further barriers,
231  * the locks inside sem_lock() enforce ordering (case b above)
232  *
233  * 3) current->state:
234  * current->state is set to TASK_INTERRUPTIBLE while holding sem_lock().
235  * The wakeup is handled using the wake_q infrastructure. wake_q wakeups may
236  * happen immediately after calling wake_q_add. As wake_q_add_safe() is called
237  * when holding sem_lock(), no further barriers are required.
238  *
239  * See also ipc/mqueue.c for more details on the covered races.
240  */
241
242 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
243 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
244 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
245 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
246
247 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
248 {
249         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
250         ns->sc_semmns = SEMMNS;
251         ns->sc_semopm = SEMOPM;
252         ns->sc_semmni = SEMMNI;
253         ns->used_sems = 0;
254         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
255 }
256
257 #ifdef CONFIG_IPC_NS
258 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
259 {
260         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
261         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
262         rhashtable_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].key_ht);
263 }
264 #endif
265
266 void __init sem_init(void)
267 {
268         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
269         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
270                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
271                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
272 }
273
274 /**
275  * unmerge_queues - unmerge queues, if possible.
276  * @sma: semaphore array
277  *
278  * The function unmerges the wait queues if complex_count is 0.
279  * It must be called prior to dropping the global semaphore array lock.
280  */
281 static void unmerge_queues(struct sem_array *sma)
282 {
283         struct sem_queue *q, *tq;
284
285         /* complex operations still around? */
286         if (sma->complex_count)
287                 return;
288         /*
289          * We will switch back to simple mode.
290          * Move all pending operation back into the per-semaphore
291          * queues.
292          */
293         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
294                 struct sem *curr;
295                 curr = &sma->sems[q->sops[0].sem_num];
296
297                 list_add_tail(&q->list, &curr->pending_alter);
298         }
299         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
300 }
301
302 /**
303  * merge_queues - merge single semop queues into global queue
304  * @sma: semaphore array
305  *
306  * This function merges all per-semaphore queues into the global queue.
307  * It is necessary to achieve FIFO ordering for the pending single-sop
308  * operations when a multi-semop operation must sleep.
309  * Only the alter operations must be moved, the const operations can stay.
310  */
311 static void merge_queues(struct sem_array *sma)
312 {
313         int i;
314         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
315                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
316
317                 list_splice_init(&sem->pending_alter, &sma->pending_alter);
318         }
319 }
320
321 static void sem_rcu_free(struct rcu_head *head)
322 {
323         struct kern_ipc_perm *p = container_of(head, struct kern_ipc_perm, rcu);
324         struct sem_array *sma = container_of(p, struct sem_array, sem_perm);
325
326         security_sem_free(&sma->sem_perm);
327         kvfree(sma);
328 }
329
330 /*
331  * Enter the mode suitable for non-simple operations:
332  * Caller must own sem_perm.lock.
333  */
334 static void complexmode_enter(struct sem_array *sma)
335 {
336         int i;
337         struct sem *sem;
338
339         if (sma->use_global_lock > 0)  {
340                 /*
341                  * We are already in global lock mode.
342                  * Nothing to do, just reset the
343                  * counter until we return to simple mode.
344                  */
345                 sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
346                 return;
347         }
348         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
349
350         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
351                 sem = &sma->sems[i];
352                 spin_lock(&sem->lock);
353                 spin_unlock(&sem->lock);
354         }
355 }
356
357 /*
358  * Try to leave the mode that disallows simple operations:
359  * Caller must own sem_perm.lock.
360  */
361 static void complexmode_tryleave(struct sem_array *sma)
362 {
363         if (sma->complex_count)  {
364                 /* Complex ops are sleeping.
365                  * We must stay in complex mode
366                  */
367                 return;
368         }
369         if (sma->use_global_lock == 1) {
370
371                 /* See SEM_BARRIER_1 for purpose/pairing */
372                 smp_store_release(&sma->use_global_lock, 0);
373         } else {
374                 sma->use_global_lock--;
375         }
376 }
377
378 #define SEM_GLOBAL_LOCK (-1)
379 /*
380  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
381  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
382  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
383  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
384  * semaphores from other pending complex operations.
385  */
386 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
387                               int nsops)
388 {
389         struct sem *sem;
390         int idx;
391
392         if (nsops != 1) {
393                 /* Complex operation - acquire a full lock */
394                 ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
395
396                 /* Prevent parallel simple ops */
397                 complexmode_enter(sma);
398                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
399         }
400
401         /*
402          * Only one semaphore affected - try to optimize locking.
403          * Optimized locking is possible if no complex operation
404          * is either enqueued or processed right now.
405          *
406          * Both facts are tracked by use_global_mode.
407          */
408         idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
409         sem = &sma->sems[idx];
410
411         /*
412          * Initial check for use_global_lock. Just an optimization,
413          * no locking, no memory barrier.
414          */
415         if (!sma->use_global_lock) {
416                 /*
417                  * It appears that no complex operation is around.
418                  * Acquire the per-semaphore lock.
419                  */
420                 spin_lock(&sem->lock);
421
422                 /* see SEM_BARRIER_1 for purpose/pairing */
423                 if (!smp_load_acquire(&sma->use_global_lock)) {
424                         /* fast path successful! */
425                         return sops->sem_num;
426                 }
427                 spin_unlock(&sem->lock);
428         }
429
430         /* slow path: acquire the full lock */
431         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
432
433         if (sma->use_global_lock == 0) {
434                 /*
435                  * The use_global_lock mode ended while we waited for
436                  * sma->sem_perm.lock. Thus we must switch to locking
437                  * with sem->lock.
438                  * Unlike in the fast path, there is no need to recheck
439                  * sma->use_global_lock after we have acquired sem->lock:
440                  * We own sma->sem_perm.lock, thus use_global_lock cannot
441                  * change.
442                  */
443                 spin_lock(&sem->lock);
444
445                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
446                 return sops->sem_num;
447         } else {
448                 /*
449                  * Not a false alarm, thus continue to use the global lock
450                  * mode. No need for complexmode_enter(), this was done by
451                  * the caller that has set use_global_mode to non-zero.
452                  */
453                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
454         }
455 }
456
457 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
458 {
459         if (locknum == SEM_GLOBAL_LOCK) {
460                 unmerge_queues(sma);
461                 complexmode_tryleave(sma);
462                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
463         } else {
464                 struct sem *sem = &sma->sems[locknum];
465                 spin_unlock(&sem->lock);
466         }
467 }
468
469 /*
470  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rwsem
471  * is not held.
472  *
473  * The caller holds the RCU read lock.
474  */
475 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
476 {
477         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_idr(&sem_ids(ns), id);
478
479         if (IS_ERR(ipcp))
480                 return ERR_CAST(ipcp);
481
482         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
483 }
484
485 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
486                                                         int id)
487 {
488         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
489
490         if (IS_ERR(ipcp))
491                 return ERR_CAST(ipcp);
492
493         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
494 }
495
496 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
497 {
498         sem_lock(sma, NULL, -1);
499         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
500 }
501
502 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
503 {
504         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
505 }
506
507 static struct sem_array *sem_alloc(size_t nsems)
508 {
509         struct sem_array *sma;
510
511         if (nsems > (INT_MAX - sizeof(*sma)) / sizeof(sma->sems[0]))
512                 return NULL;
513
514         sma = kvzalloc(struct_size(sma, sems, nsems), GFP_KERNEL);
515         if (unlikely(!sma))
516                 return NULL;
517
518         return sma;
519 }
520
521 /**
522  * newary - Create a new semaphore set
523  * @ns: namespace
524  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
525  *
526  * Called with sem_ids.rwsem held (as a writer)
527  */
528 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
529 {
530         int retval;
531         struct sem_array *sma;
532         key_t key = params->key;
533         int nsems = params->u.nsems;
534         int semflg = params->flg;
535         int i;
536
537         if (!nsems)
538                 return -EINVAL;
539         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
540                 return -ENOSPC;
541
542         sma = sem_alloc(nsems);
543         if (!sma)
544                 return -ENOMEM;
545
546         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
547         sma->sem_perm.key = key;
548
549         sma->sem_perm.security = NULL;
550         retval = security_sem_alloc(&sma->sem_perm);
551         if (retval) {
552                 kvfree(sma);
553                 return retval;
554         }
555
556         for (i = 0; i < nsems; i++) {
557                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_alter);
558                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_const);
559                 spin_lock_init(&sma->sems[i].lock);
560         }
561
562         sma->complex_count = 0;
563         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
564         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
565         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_const);
566         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
567         sma->sem_nsems = nsems;
568         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
569
570         /* ipc_addid() locks sma upon success. */
571         retval = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
572         if (retval < 0) {
573                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
574                 return retval;
575         }
576         ns->used_sems += nsems;
577
578         sem_unlock(sma, -1);
579         rcu_read_unlock();
580
581         return sma->sem_perm.id;
582 }
583
584
585 /*
586  * Called with sem_ids.rwsem and ipcp locked.
587  */
588 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
589                                 struct ipc_params *params)
590 {
591         struct sem_array *sma;
592
593         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
594         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
595                 return -EINVAL;
596
597         return 0;
598 }
599
600 long ksys_semget(key_t key, int nsems, int semflg)
601 {
602         struct ipc_namespace *ns;
603         static const struct ipc_ops sem_ops = {
604                 .getnew = newary,
605                 .associate = security_sem_associate,
606                 .more_checks = sem_more_checks,
607         };
608         struct ipc_params sem_params;
609
610         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
611
612         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
613                 return -EINVAL;
614
615         sem_params.key = key;
616         sem_params.flg = semflg;
617         sem_params.u.nsems = nsems;
618
619         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
620 }
621
622 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
623 {
624         return ksys_semget(key, nsems, semflg);
625 }
626
627 /**
628  * perform_atomic_semop[_slow] - Attempt to perform semaphore
629  *                               operations on a given array.
630  * @sma: semaphore array
631  * @q: struct sem_queue that describes the operation
632  *
633  * Caller blocking are as follows, based the value
634  * indicated by the semaphore operation (sem_op):
635  *
636  *  (1) >0 never blocks.
637  *  (2)  0 (wait-for-zero operation): semval is non-zero.
638  *  (3) <0 attempting to decrement semval to a value smaller than zero.
639  *
640  * Returns 0 if the operation was possible.
641  * Returns 1 if the operation is impossible, the caller must sleep.
642  * Returns <0 for error codes.
643  */
644 static int perform_atomic_semop_slow(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
645 {
646         int result, sem_op, nsops;
647         struct pid *pid;
648         struct sembuf *sop;
649         struct sem *curr;
650         struct sembuf *sops;
651         struct sem_undo *un;
652
653         sops = q->sops;
654         nsops = q->nsops;
655         un = q->undo;
656
657         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
658                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
659                 curr = &sma->sems[idx];
660                 sem_op = sop->sem_op;
661                 result = curr->semval;
662
663                 if (!sem_op && result)
664                         goto would_block;
665
666                 result += sem_op;
667                 if (result < 0)
668                         goto would_block;
669                 if (result > SEMVMX)
670                         goto out_of_range;
671
672                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
673                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
674                         /* Exceeding the undo range is an error. */
675                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
676                                 goto out_of_range;
677                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
678                 }
679
680                 curr->semval = result;
681         }
682
683         sop--;
684         pid = q->pid;
685         while (sop >= sops) {
686                 ipc_update_pid(&sma->sems[sop->sem_num].sempid, pid);
687                 sop--;
688         }
689
690         return 0;
691
692 out_of_range:
693         result = -ERANGE;
694         goto undo;
695
696 would_block:
697         q->blocking = sop;
698
699         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
700                 result = -EAGAIN;
701         else
702                 result = 1;
703
704 undo:
705         sop--;
706         while (sop >= sops) {
707                 sem_op = sop->sem_op;
708                 sma->sems[sop->sem_num].semval -= sem_op;
709                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
710                         un->semadj[sop->sem_num] += sem_op;
711                 sop--;
712         }
713
714         return result;
715 }
716
717 static int perform_atomic_semop(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
718 {
719         int result, sem_op, nsops;
720         struct sembuf *sop;
721         struct sem *curr;
722         struct sembuf *sops;
723         struct sem_undo *un;
724
725         sops = q->sops;
726         nsops = q->nsops;
727         un = q->undo;
728
729         if (unlikely(q->dupsop))
730                 return perform_atomic_semop_slow(sma, q);
731
732         /*
733          * We scan the semaphore set twice, first to ensure that the entire
734          * operation can succeed, therefore avoiding any pointless writes
735          * to shared memory and having to undo such changes in order to block
736          * until the operations can go through.
737          */
738         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
739                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
740
741                 curr = &sma->sems[idx];
742                 sem_op = sop->sem_op;
743                 result = curr->semval;
744
745                 if (!sem_op && result)
746                         goto would_block; /* wait-for-zero */
747
748                 result += sem_op;
749                 if (result < 0)
750                         goto would_block;
751
752                 if (result > SEMVMX)
753                         return -ERANGE;
754
755                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
756                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
757
758                         /* Exceeding the undo range is an error. */
759                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
760                                 return -ERANGE;
761                 }
762         }
763
764         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
765                 curr = &sma->sems[sop->sem_num];
766                 sem_op = sop->sem_op;
767                 result = curr->semval;
768
769                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
770                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
771
772                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
773                 }
774                 curr->semval += sem_op;
775                 ipc_update_pid(&curr->sempid, q->pid);
776         }
777
778         return 0;
779
780 would_block:
781         q->blocking = sop;
782         return sop->sem_flg & IPC_NOWAIT ? -EAGAIN : 1;
783 }
784
785 static inline void wake_up_sem_queue_prepare(struct sem_queue *q, int error,
786                                              struct wake_q_head *wake_q)
787 {
788         get_task_struct(q->sleeper);
789
790         /* see SEM_BARRIER_2 for purpuse/pairing */
791         smp_store_release(&q->status, error);
792
793         wake_q_add_safe(wake_q, q->sleeper);
794 }
795
796 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
797 {
798         list_del(&q->list);
799         if (q->nsops > 1)
800                 sma->complex_count--;
801 }
802
803 /** check_restart(sma, q)
804  * @sma: semaphore array
805  * @q: the operation that just completed
806  *
807  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
808  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
809  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
810  * modified the array.
811  * Note that wait-for-zero operations are handled without restart.
812  */
813 static inline int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
814 {
815         /* pending complex alter operations are too difficult to analyse */
816         if (!list_empty(&sma->pending_alter))
817                 return 1;
818
819         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
820         if (q->nsops > 1)
821                 return 1;
822
823         /* It is impossible that someone waits for the new value:
824          * - complex operations always restart.
825          * - wait-for-zero are handled seperately.
826          * - q is a previously sleeping simple operation that
827          *   altered the array. It must be a decrement, because
828          *   simple increments never sleep.
829          * - If there are older (higher priority) decrements
830          *   in the queue, then they have observed the original
831          *   semval value and couldn't proceed. The operation
832          *   decremented to value - thus they won't proceed either.
833          */
834         return 0;
835 }
836
837 /**
838  * wake_const_ops - wake up non-alter tasks
839  * @sma: semaphore array.
840  * @semnum: semaphore that was modified.
841  * @wake_q: lockless wake-queue head.
842  *
843  * wake_const_ops must be called after a semaphore in a semaphore array
844  * was set to 0. If complex const operations are pending, wake_const_ops must
845  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
846  * semaphore.
847  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
848  * is stored in q->pid.
849  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
850  */
851 static int wake_const_ops(struct sem_array *sma, int semnum,
852                           struct wake_q_head *wake_q)
853 {
854         struct sem_queue *q, *tmp;
855         struct list_head *pending_list;
856         int semop_completed = 0;
857
858         if (semnum == -1)
859                 pending_list = &sma->pending_const;
860         else
861                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_const;
862
863         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
864                 int error = perform_atomic_semop(sma, q);
865
866                 if (error > 0)
867                         continue;
868                 /* operation completed, remove from queue & wakeup */
869                 unlink_queue(sma, q);
870
871                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
872                 if (error == 0)
873                         semop_completed = 1;
874         }
875
876         return semop_completed;
877 }
878
879 /**
880  * do_smart_wakeup_zero - wakeup all wait for zero tasks
881  * @sma: semaphore array
882  * @sops: operations that were performed
883  * @nsops: number of operations
884  * @wake_q: lockless wake-queue head
885  *
886  * Checks all required queue for wait-for-zero operations, based
887  * on the actual changes that were performed on the semaphore array.
888  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
889  */
890 static int do_smart_wakeup_zero(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
891                                 int nsops, struct wake_q_head *wake_q)
892 {
893         int i;
894         int semop_completed = 0;
895         int got_zero = 0;
896
897         /* first: the per-semaphore queues, if known */
898         if (sops) {
899                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
900                         int num = sops[i].sem_num;
901
902                         if (sma->sems[num].semval == 0) {
903                                 got_zero = 1;
904                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, num, wake_q);
905                         }
906                 }
907         } else {
908                 /*
909                  * No sops means modified semaphores not known.
910                  * Assume all were changed.
911                  */
912                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
913                         if (sma->sems[i].semval == 0) {
914                                 got_zero = 1;
915                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, i, wake_q);
916                         }
917                 }
918         }
919         /*
920          * If one of the modified semaphores got 0,
921          * then check the global queue, too.
922          */
923         if (got_zero)
924                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, -1, wake_q);
925
926         return semop_completed;
927 }
928
929
930 /**
931  * update_queue - look for tasks that can be completed.
932  * @sma: semaphore array.
933  * @semnum: semaphore that was modified.
934  * @wake_q: lockless wake-queue head.
935  *
936  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
937  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
938  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
939  * semaphore.
940  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
941  * is stored in q->pid.
942  * The function internally checks if const operations can now succeed.
943  *
944  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
945  */
946 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct wake_q_head *wake_q)
947 {
948         struct sem_queue *q, *tmp;
949         struct list_head *pending_list;
950         int semop_completed = 0;
951
952         if (semnum == -1)
953                 pending_list = &sma->pending_alter;
954         else
955                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_alter;
956
957 again:
958         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
959                 int error, restart;
960
961                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
962                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
963                  * necessary to scan further: simple increments
964                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
965                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
966                  * cannot be successful if the value is already 0.
967                  */
968                 if (semnum != -1 && sma->sems[semnum].semval == 0)
969                         break;
970
971                 error = perform_atomic_semop(sma, q);
972
973                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
974                 if (error > 0)
975                         continue;
976
977                 unlink_queue(sma, q);
978
979                 if (error) {
980                         restart = 0;
981                 } else {
982                         semop_completed = 1;
983                         do_smart_wakeup_zero(sma, q->sops, q->nsops, wake_q);
984                         restart = check_restart(sma, q);
985                 }
986
987                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
988                 if (restart)
989                         goto again;
990         }
991         return semop_completed;
992 }
993
994 /**
995  * set_semotime - set sem_otime
996  * @sma: semaphore array
997  * @sops: operations that modified the array, may be NULL
998  *
999  * sem_otime is replicated to avoid cache line trashing.
1000  * This function sets one instance to the current time.
1001  */
1002 static void set_semotime(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops)
1003 {
1004         if (sops == NULL) {
1005                 sma->sems[0].sem_otime = ktime_get_real_seconds();
1006         } else {
1007                 sma->sems[sops[0].sem_num].sem_otime =
1008                                                 ktime_get_real_seconds();
1009         }
1010 }
1011
1012 /**
1013  * do_smart_update - optimized update_queue
1014  * @sma: semaphore array
1015  * @sops: operations that were performed
1016  * @nsops: number of operations
1017  * @otime: force setting otime
1018  * @wake_q: lockless wake-queue head
1019  *
1020  * do_smart_update() does the required calls to update_queue and wakeup_zero,
1021  * based on the actual changes that were performed on the semaphore array.
1022  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
1023  * responsible for calling wake_up_q().
1024  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
1025  */
1026 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
1027                             int otime, struct wake_q_head *wake_q)
1028 {
1029         int i;
1030
1031         otime |= do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, wake_q);
1032
1033         if (!list_empty(&sma->pending_alter)) {
1034                 /* semaphore array uses the global queue - just process it. */
1035                 otime |= update_queue(sma, -1, wake_q);
1036         } else {
1037                 if (!sops) {
1038                         /*
1039                          * No sops, thus the modified semaphores are not
1040                          * known. Check all.
1041                          */
1042                         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1043                                 otime |= update_queue(sma, i, wake_q);
1044                 } else {
1045                         /*
1046                          * Check the semaphores that were increased:
1047                          * - No complex ops, thus all sleeping ops are
1048                          *   decrease.
1049                          * - if we decreased the value, then any sleeping
1050                          *   semaphore ops wont be able to run: If the
1051                          *   previous value was too small, then the new
1052                          *   value will be too small, too.
1053                          */
1054                         for (i = 0; i < nsops; i++) {
1055                                 if (sops[i].sem_op > 0) {
1056                                         otime |= update_queue(sma,
1057                                                               sops[i].sem_num, wake_q);
1058                                 }
1059                         }
1060                 }
1061         }
1062         if (otime)
1063                 set_semotime(sma, sops);
1064 }
1065
1066 /*
1067  * check_qop: Test if a queued operation sleeps on the semaphore semnum
1068  */
1069 static int check_qop(struct sem_array *sma, int semnum, struct sem_queue *q,
1070                         bool count_zero)
1071 {
1072         struct sembuf *sop = q->blocking;
1073
1074         /*
1075          * Linux always (since 0.99.10) reported a task as sleeping on all
1076          * semaphores. This violates SUS, therefore it was changed to the
1077          * standard compliant behavior.
1078          * Give the administrators a chance to notice that an application
1079          * might misbehave because it relies on the Linux behavior.
1080          */
1081         pr_info_once("semctl(GETNCNT/GETZCNT) is since 3.16 Single Unix Specification compliant.\n"
1082                         "The task %s (%d) triggered the difference, watch for misbehavior.\n",
1083                         current->comm, task_pid_nr(current));
1084
1085         if (sop->sem_num != semnum)
1086                 return 0;
1087
1088         if (count_zero && sop->sem_op == 0)
1089                 return 1;
1090         if (!count_zero && sop->sem_op < 0)
1091                 return 1;
1092
1093         return 0;
1094 }
1095
1096 /* The following counts are associated to each semaphore:
1097  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
1098  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
1099  *
1100  * Per definition, a task waits only on the semaphore of the first semop
1101  * that cannot proceed, even if additional operation would block, too.
1102  */
1103 static int count_semcnt(struct sem_array *sma, ushort semnum,
1104                         bool count_zero)
1105 {
1106         struct list_head *l;
1107         struct sem_queue *q;
1108         int semcnt;
1109
1110         semcnt = 0;
1111         /* First: check the simple operations. They are easy to evaluate */
1112         if (count_zero)
1113                 l = &sma->sems[semnum].pending_const;
1114         else
1115                 l = &sma->sems[semnum].pending_alter;
1116
1117         list_for_each_entry(q, l, list) {
1118                 /* all task on a per-semaphore list sleep on exactly
1119                  * that semaphore
1120                  */
1121                 semcnt++;
1122         }
1123
1124         /* Then: check the complex operations. */
1125         list_for_each_entry(q, &sma->pending_alter, list) {
1126                 semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1127         }
1128         if (count_zero) {
1129                 list_for_each_entry(q, &sma->pending_const, list) {
1130                         semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1131                 }
1132         }
1133         return semcnt;
1134 }
1135
1136 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rwsem locked
1137  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rwsem
1138  * remains locked on exit.
1139  */
1140 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
1141 {
1142         struct sem_undo *un, *tu;
1143         struct sem_queue *q, *tq;
1144         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1145         int i;
1146         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1147
1148         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
1149         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1150         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
1151                 list_del(&un->list_id);
1152                 spin_lock(&un->ulp->lock);
1153                 un->semid = -1;
1154                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1155                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
1156                 kfree_rcu(un, rcu);
1157         }
1158
1159         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
1160         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_const, list) {
1161                 unlink_queue(sma, q);
1162                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1163         }
1164
1165         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
1166                 unlink_queue(sma, q);
1167                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1168         }
1169         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1170                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
1171                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_const, list) {
1172                         unlink_queue(sma, q);
1173                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1174                 }
1175                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_alter, list) {
1176                         unlink_queue(sma, q);
1177                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1178                 }
1179                 ipc_update_pid(&sem->sempid, NULL);
1180         }
1181
1182         /* Remove the semaphore set from the IDR */
1183         sem_rmid(ns, sma);
1184         sem_unlock(sma, -1);
1185         rcu_read_unlock();
1186
1187         wake_up_q(&wake_q);
1188         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
1189         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1190 }
1191
1192 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
1193 {
1194         switch (version) {
1195         case IPC_64:
1196                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
1197         case IPC_OLD:
1198             {
1199                 struct semid_ds out;
1200
1201                 memset(&out, 0, sizeof(out));
1202
1203                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
1204
1205                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
1206                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
1207                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
1208
1209                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
1210             }
1211         default:
1212                 return -EINVAL;
1213         }
1214 }
1215
1216 static time64_t get_semotime(struct sem_array *sma)
1217 {
1218         int i;
1219         time64_t res;
1220
1221         res = sma->sems[0].sem_otime;
1222         for (i = 1; i < sma->sem_nsems; i++) {
1223                 time64_t to = sma->sems[i].sem_otime;
1224
1225                 if (to > res)
1226                         res = to;
1227         }
1228         return res;
1229 }
1230
1231 static int semctl_stat(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1232                          int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1233 {
1234         struct sem_array *sma;
1235         time64_t semotime;
1236         int err;
1237
1238         memset(semid64, 0, sizeof(*semid64));
1239
1240         rcu_read_lock();
1241         if (cmd == SEM_STAT || cmd == SEM_STAT_ANY) {
1242                 sma = sem_obtain_object(ns, semid);
1243                 if (IS_ERR(sma)) {
1244                         err = PTR_ERR(sma);
1245                         goto out_unlock;
1246                 }
1247         } else { /* IPC_STAT */
1248                 sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1249                 if (IS_ERR(sma)) {
1250                         err = PTR_ERR(sma);
1251                         goto out_unlock;
1252                 }
1253         }
1254
1255         /* see comment for SHM_STAT_ANY */
1256         if (cmd == SEM_STAT_ANY)
1257                 audit_ipc_obj(&sma->sem_perm);
1258         else {
1259                 err = -EACCES;
1260                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
1261                         goto out_unlock;
1262         }
1263
1264         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1265         if (err)
1266                 goto out_unlock;
1267
1268         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
1269
1270         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1271                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1272                 err = -EIDRM;
1273                 goto out_unlock;
1274         }
1275
1276         kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &semid64->sem_perm);
1277         semotime = get_semotime(sma);
1278         semid64->sem_otime = semotime;
1279         semid64->sem_ctime = sma->sem_ctime;
1280 #ifndef CONFIG_64BIT
1281         semid64->sem_otime_high = semotime >> 32;
1282         semid64->sem_ctime_high = sma->sem_ctime >> 32;
1283 #endif
1284         semid64->sem_nsems = sma->sem_nsems;
1285
1286         if (cmd == IPC_STAT) {
1287                 /*
1288                  * As defined in SUS:
1289                  * Return 0 on success
1290                  */
1291                 err = 0;
1292         } else {
1293                 /*
1294                  * SEM_STAT and SEM_STAT_ANY (both Linux specific)
1295                  * Return the full id, including the sequence number
1296                  */
1297                 err = sma->sem_perm.id;
1298         }
1299         ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1300 out_unlock:
1301         rcu_read_unlock();
1302         return err;
1303 }
1304
1305 static int semctl_info(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1306                          int cmd, void __user *p)
1307 {
1308         struct seminfo seminfo;
1309         int max_idx;
1310         int err;
1311
1312         err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
1313         if (err)
1314                 return err;
1315
1316         memset(&seminfo, 0, sizeof(seminfo));
1317         seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
1318         seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
1319         seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
1320         seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
1321         seminfo.semvmx = SEMVMX;
1322         seminfo.semmnu = SEMMNU;
1323         seminfo.semmap = SEMMAP;
1324         seminfo.semume = SEMUME;
1325         down_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1326         if (cmd == SEM_INFO) {
1327                 seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
1328                 seminfo.semaem = ns->used_sems;
1329         } else {
1330                 seminfo.semusz = SEMUSZ;
1331                 seminfo.semaem = SEMAEM;
1332         }
1333         max_idx = ipc_get_maxidx(&sem_ids(ns));
1334         up_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1335         if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
1336                 return -EFAULT;
1337         return (max_idx < 0) ? 0 : max_idx;
1338 }
1339
1340 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1341                 int val)
1342 {
1343         struct sem_undo *un;
1344         struct sem_array *sma;
1345         struct sem *curr;
1346         int err;
1347         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1348
1349         if (val > SEMVMX || val < 0)
1350                 return -ERANGE;
1351
1352         rcu_read_lock();
1353         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1354         if (IS_ERR(sma)) {
1355                 rcu_read_unlock();
1356                 return PTR_ERR(sma);
1357         }
1358
1359         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1360                 rcu_read_unlock();
1361                 return -EINVAL;
1362         }
1363
1364
1365         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1366                 rcu_read_unlock();
1367                 return -EACCES;
1368         }
1369
1370         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, SETVAL);
1371         if (err) {
1372                 rcu_read_unlock();
1373                 return -EACCES;
1374         }
1375
1376         sem_lock(sma, NULL, -1);
1377
1378         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1379                 sem_unlock(sma, -1);
1380                 rcu_read_unlock();
1381                 return -EIDRM;
1382         }
1383
1384         semnum = array_index_nospec(semnum, sma->sem_nsems);
1385         curr = &sma->sems[semnum];
1386
1387         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1388         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1389                 un->semadj[semnum] = 0;
1390
1391         curr->semval = val;
1392         ipc_update_pid(&curr->sempid, task_tgid(current));
1393         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1394         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1395         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1396         sem_unlock(sma, -1);
1397         rcu_read_unlock();
1398         wake_up_q(&wake_q);
1399         return 0;
1400 }
1401
1402 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1403                 int cmd, void __user *p)
1404 {
1405         struct sem_array *sma;
1406         struct sem *curr;
1407         int err, nsems;
1408         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1409         ushort *sem_io = fast_sem_io;
1410         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1411
1412         rcu_read_lock();
1413         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1414         if (IS_ERR(sma)) {
1415                 rcu_read_unlock();
1416                 return PTR_ERR(sma);
1417         }
1418
1419         nsems = sma->sem_nsems;
1420
1421         err = -EACCES;
1422         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1423                 goto out_rcu_wakeup;
1424
1425         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1426         if (err)
1427                 goto out_rcu_wakeup;
1428
1429         err = -EACCES;
1430         switch (cmd) {
1431         case GETALL:
1432         {
1433                 ushort __user *array = p;
1434                 int i;
1435
1436                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1437                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1438                         err = -EIDRM;
1439                         goto out_unlock;
1440                 }
1441                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1442                         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1443                                 err = -EIDRM;
1444                                 goto out_unlock;
1445                         }
1446                         sem_unlock(sma, -1);
1447                         rcu_read_unlock();
1448                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1449                                                 GFP_KERNEL);
1450                         if (sem_io == NULL) {
1451                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1452                                 return -ENOMEM;
1453                         }
1454
1455                         rcu_read_lock();
1456                         sem_lock_and_putref(sma);
1457                         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1458                                 err = -EIDRM;
1459                                 goto out_unlock;
1460                         }
1461                 }
1462                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1463                         sem_io[i] = sma->sems[i].semval;
1464                 sem_unlock(sma, -1);
1465                 rcu_read_unlock();
1466                 err = 0;
1467                 if (copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1468                         err = -EFAULT;
1469                 goto out_free;
1470         }
1471         case SETALL:
1472         {
1473                 int i;
1474                 struct sem_undo *un;
1475
1476                 if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1477                         err = -EIDRM;
1478                         goto out_rcu_wakeup;
1479                 }
1480                 rcu_read_unlock();
1481
1482                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1483                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1484                                                 GFP_KERNEL);
1485                         if (sem_io == NULL) {
1486                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1487                                 return -ENOMEM;
1488                         }
1489                 }
1490
1491                 if (copy_from_user(sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1492                         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1493                         err = -EFAULT;
1494                         goto out_free;
1495                 }
1496
1497                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1498                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1499                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1500                                 err = -ERANGE;
1501                                 goto out_free;
1502                         }
1503                 }
1504                 rcu_read_lock();
1505                 sem_lock_and_putref(sma);
1506                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1507                         err = -EIDRM;
1508                         goto out_unlock;
1509                 }
1510
1511                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1512                         sma->sems[i].semval = sem_io[i];
1513                         ipc_update_pid(&sma->sems[i].sempid, task_tgid(current));
1514                 }
1515
1516                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1517                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1518                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1519                                 un->semadj[i] = 0;
1520                 }
1521                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1522                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1523                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1524                 err = 0;
1525                 goto out_unlock;
1526         }
1527         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1528         }
1529         err = -EINVAL;
1530         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1531                 goto out_rcu_wakeup;
1532
1533         sem_lock(sma, NULL, -1);
1534         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1535                 err = -EIDRM;
1536                 goto out_unlock;
1537         }
1538
1539         semnum = array_index_nospec(semnum, nsems);
1540         curr = &sma->sems[semnum];
1541
1542         switch (cmd) {
1543         case GETVAL:
1544                 err = curr->semval;
1545                 goto out_unlock;
1546         case GETPID:
1547                 err = pid_vnr(curr->sempid);
1548                 goto out_unlock;
1549         case GETNCNT:
1550                 err = count_semcnt(sma, semnum, 0);
1551                 goto out_unlock;
1552         case GETZCNT:
1553                 err = count_semcnt(sma, semnum, 1);
1554                 goto out_unlock;
1555         }
1556
1557 out_unlock:
1558         sem_unlock(sma, -1);
1559 out_rcu_wakeup:
1560         rcu_read_unlock();
1561         wake_up_q(&wake_q);
1562 out_free:
1563         if (sem_io != fast_sem_io)
1564                 kvfree(sem_io);
1565         return err;
1566 }
1567
1568 static inline unsigned long
1569 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1570 {
1571         switch (version) {
1572         case IPC_64:
1573                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1574                         return -EFAULT;
1575                 return 0;
1576         case IPC_OLD:
1577             {
1578                 struct semid_ds tbuf_old;
1579
1580                 if (copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1581                         return -EFAULT;
1582
1583                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1584                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1585                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1586
1587                 return 0;
1588             }
1589         default:
1590                 return -EINVAL;
1591         }
1592 }
1593
1594 /*
1595  * This function handles some semctl commands which require the rwsem
1596  * to be held in write mode.
1597  * NOTE: no locks must be held, the rwsem is taken inside this function.
1598  */
1599 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1600                        int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1601 {
1602         struct sem_array *sma;
1603         int err;
1604         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1605
1606         down_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1607         rcu_read_lock();
1608
1609         ipcp = ipcctl_obtain_check(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1610                                       &semid64->sem_perm, 0);
1611         if (IS_ERR(ipcp)) {
1612                 err = PTR_ERR(ipcp);
1613                 goto out_unlock1;
1614         }
1615
1616         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1617
1618         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1619         if (err)
1620                 goto out_unlock1;
1621
1622         switch (cmd) {
1623         case IPC_RMID:
1624                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1625                 /* freeary unlocks the ipc object and rcu */
1626                 freeary(ns, ipcp);
1627                 goto out_up;
1628         case IPC_SET:
1629                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1630                 err = ipc_update_perm(&semid64->sem_perm, ipcp);
1631                 if (err)
1632                         goto out_unlock0;
1633                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1634                 break;
1635         default:
1636                 err = -EINVAL;
1637                 goto out_unlock1;
1638         }
1639
1640 out_unlock0:
1641         sem_unlock(sma, -1);
1642 out_unlock1:
1643         rcu_read_unlock();
1644 out_up:
1645         up_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1646         return err;
1647 }
1648
1649 static long ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg, int version)
1650 {
1651         struct ipc_namespace *ns;
1652         void __user *p = (void __user *)arg;
1653         struct semid64_ds semid64;
1654         int err;
1655
1656         if (semid < 0)
1657                 return -EINVAL;
1658
1659         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1660
1661         switch (cmd) {
1662         case IPC_INFO:
1663         case SEM_INFO:
1664                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1665         case IPC_STAT:
1666         case SEM_STAT:
1667         case SEM_STAT_ANY:
1668                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1669                 if (err < 0)
1670                         return err;
1671                 if (copy_semid_to_user(p, &semid64, version))
1672                         err = -EFAULT;
1673                 return err;
1674         case GETALL:
1675         case GETVAL:
1676         case GETPID:
1677         case GETNCNT:
1678         case GETZCNT:
1679         case SETALL:
1680                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1681         case SETVAL: {
1682                 int val;
1683 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1684                 /* big-endian 64bit */
1685                 val = arg >> 32;
1686 #else
1687                 /* 32bit or little-endian 64bit */
1688                 val = arg;
1689 #endif
1690                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, val);
1691         }
1692         case IPC_SET:
1693                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1694                         return -EFAULT;
1695                 /* fall through */
1696         case IPC_RMID:
1697                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1698         default:
1699                 return -EINVAL;
1700         }
1701 }
1702
1703 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1704 {
1705         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, IPC_64);
1706 }
1707
1708 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_IPC_PARSE_VERSION
1709 long ksys_old_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg)
1710 {
1711         int version = ipc_parse_version(&cmd);
1712
1713         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, version);
1714 }
1715
1716 SYSCALL_DEFINE4(old_semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1717 {
1718         return ksys_old_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1719 }
1720 #endif
1721
1722 #ifdef CONFIG_COMPAT
1723
1724 struct compat_semid_ds {
1725         struct compat_ipc_perm sem_perm;
1726         old_time32_t sem_otime;
1727         old_time32_t sem_ctime;
1728         compat_uptr_t sem_base;
1729         compat_uptr_t sem_pending;
1730         compat_uptr_t sem_pending_last;
1731         compat_uptr_t undo;
1732         unsigned short sem_nsems;
1733 };
1734
1735 static int copy_compat_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf,
1736                                         int version)
1737 {
1738         memset(out, 0, sizeof(*out));
1739         if (version == IPC_64) {
1740                 struct compat_semid64_ds __user *p = buf;
1741                 return get_compat_ipc64_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1742         } else {
1743                 struct compat_semid_ds __user *p = buf;
1744                 return get_compat_ipc_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1745         }
1746 }
1747
1748 static int copy_compat_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in,
1749                                         int version)
1750 {
1751         if (version == IPC_64) {
1752                 struct compat_semid64_ds v;
1753                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1754                 to_compat_ipc64_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1755                 v.sem_otime      = lower_32_bits(in->sem_otime);
1756                 v.sem_otime_high = upper_32_bits(in->sem_otime);
1757                 v.sem_ctime      = lower_32_bits(in->sem_ctime);
1758                 v.sem_ctime_high = upper_32_bits(in->sem_ctime);
1759                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1760                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1761         } else {
1762                 struct compat_semid_ds v;
1763                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1764                 to_compat_ipc_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1765                 v.sem_otime = in->sem_otime;
1766                 v.sem_ctime = in->sem_ctime;
1767                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1768                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1769         }
1770 }
1771
1772 static long compat_ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg, int version)
1773 {
1774         void __user *p = compat_ptr(arg);
1775         struct ipc_namespace *ns;
1776         struct semid64_ds semid64;
1777         int err;
1778
1779         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1780
1781         if (semid < 0)
1782                 return -EINVAL;
1783
1784         switch (cmd & (~IPC_64)) {
1785         case IPC_INFO:
1786         case SEM_INFO:
1787                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1788         case IPC_STAT:
1789         case SEM_STAT:
1790         case SEM_STAT_ANY:
1791                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1792                 if (err < 0)
1793                         return err;
1794                 if (copy_compat_semid_to_user(p, &semid64, version))
1795                         err = -EFAULT;
1796                 return err;
1797         case GETVAL:
1798         case GETPID:
1799         case GETNCNT:
1800         case GETZCNT:
1801         case GETALL:
1802         case SETALL:
1803                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1804         case SETVAL:
1805                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1806         case IPC_SET:
1807                 if (copy_compat_semid_from_user(&semid64, p, version))
1808                         return -EFAULT;
1809                 /* fallthru */
1810         case IPC_RMID:
1811                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1812         default:
1813                 return -EINVAL;
1814         }
1815 }
1816
1817 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1818 {
1819         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, IPC_64);
1820 }
1821
1822 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_COMPAT_IPC_PARSE_VERSION
1823 long compat_ksys_old_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg)
1824 {
1825         int version = compat_ipc_parse_version(&cmd);
1826
1827         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, version);
1828 }
1829
1830 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(old_semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1831 {
1832         return compat_ksys_old_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1833 }
1834 #endif
1835 #endif
1836
1837 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1838  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1839  * and current is THE ONE
1840  *
1841  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1842  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1843  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1844  * at exit time.
1845  *
1846  * This can block, so callers must hold no locks.
1847  */
1848 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1849 {
1850         struct sem_undo_list *undo_list;
1851
1852         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1853         if (!undo_list) {
1854                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1855                 if (undo_list == NULL)
1856                         return -ENOMEM;
1857                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1858                 refcount_set(&undo_list->refcnt, 1);
1859                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1860
1861                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1862         }
1863         *undo_listp = undo_list;
1864         return 0;
1865 }
1866
1867 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1868 {
1869         struct sem_undo *un;
1870
1871         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc,
1872                                 spin_is_locked(&ulp->lock)) {
1873                 if (un->semid == semid)
1874                         return un;
1875         }
1876         return NULL;
1877 }
1878
1879 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1880 {
1881         struct sem_undo *un;
1882
1883         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1884
1885         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1886         if (un) {
1887                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1888                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1889         }
1890         return un;
1891 }
1892
1893 /**
1894  * find_alloc_undo - lookup (and if not present create) undo array
1895  * @ns: namespace
1896  * @semid: semaphore array id
1897  *
1898  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1899  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1900  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1901  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1902  * performs a rcu_read_lock().
1903  */
1904 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1905 {
1906         struct sem_array *sma;
1907         struct sem_undo_list *ulp;
1908         struct sem_undo *un, *new;
1909         int nsems, error;
1910
1911         error = get_undo_list(&ulp);
1912         if (error)
1913                 return ERR_PTR(error);
1914
1915         rcu_read_lock();
1916         spin_lock(&ulp->lock);
1917         un = lookup_undo(ulp, semid);
1918         spin_unlock(&ulp->lock);
1919         if (likely(un != NULL))
1920                 goto out;
1921
1922         /* no undo structure around - allocate one. */
1923         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1924         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1925         if (IS_ERR(sma)) {
1926                 rcu_read_unlock();
1927                 return ERR_CAST(sma);
1928         }
1929
1930         nsems = sma->sem_nsems;
1931         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1932                 rcu_read_unlock();
1933                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1934                 goto out;
1935         }
1936         rcu_read_unlock();
1937
1938         /* step 2: allocate new undo structure */
1939         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1940         if (!new) {
1941                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1942                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1943         }
1944
1945         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1946         rcu_read_lock();
1947         sem_lock_and_putref(sma);
1948         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1949                 sem_unlock(sma, -1);
1950                 rcu_read_unlock();
1951                 kfree(new);
1952                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1953                 goto out;
1954         }
1955         spin_lock(&ulp->lock);
1956
1957         /*
1958          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1959          */
1960         un = lookup_undo(ulp, semid);
1961         if (un) {
1962                 kfree(new);
1963                 goto success;
1964         }
1965         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1966         new->semadj = (short *) &new[1];
1967         new->ulp = ulp;
1968         new->semid = semid;
1969         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1970         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1971         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1972         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1973         un = new;
1974
1975 success:
1976         spin_unlock(&ulp->lock);
1977         sem_unlock(sma, -1);
1978 out:
1979         return un;
1980 }
1981
1982 static long do_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
1983                 unsigned nsops, const struct timespec64 *timeout)
1984 {
1985         int error = -EINVAL;
1986         struct sem_array *sma;
1987         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1988         struct sembuf *sops = fast_sops, *sop;
1989         struct sem_undo *un;
1990         int max, locknum;
1991         bool undos = false, alter = false, dupsop = false;
1992         struct sem_queue queue;
1993         unsigned long dup = 0, jiffies_left = 0;
1994         struct ipc_namespace *ns;
1995
1996         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1997
1998         if (nsops < 1 || semid < 0)
1999                 return -EINVAL;
2000         if (nsops > ns->sc_semopm)
2001                 return -E2BIG;
2002         if (nsops > SEMOPM_FAST) {
2003                 sops = kvmalloc_array(nsops, sizeof(*sops), GFP_KERNEL);
2004                 if (sops == NULL)
2005                         return -ENOMEM;
2006         }
2007
2008         if (copy_from_user(sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
2009                 error =  -EFAULT;
2010                 goto out_free;
2011         }
2012
2013         if (timeout) {
2014                 if (timeout->tv_sec < 0 || timeout->tv_nsec < 0 ||
2015                         timeout->tv_nsec >= 1000000000L) {
2016                         error = -EINVAL;
2017                         goto out_free;
2018                 }
2019                 jiffies_left = timespec64_to_jiffies(timeout);
2020         }
2021
2022         max = 0;
2023         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
2024                 unsigned long mask = 1ULL << ((sop->sem_num) % BITS_PER_LONG);
2025
2026                 if (sop->sem_num >= max)
2027                         max = sop->sem_num;
2028                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
2029                         undos = true;
2030                 if (dup & mask) {
2031                         /*
2032                          * There was a previous alter access that appears
2033                          * to have accessed the same semaphore, thus use
2034                          * the dupsop logic. "appears", because the detection
2035                          * can only check % BITS_PER_LONG.
2036                          */
2037                         dupsop = true;
2038                 }
2039                 if (sop->sem_op != 0) {
2040                         alter = true;
2041                         dup |= mask;
2042                 }
2043         }
2044
2045         if (undos) {
2046                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
2047                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
2048                 if (IS_ERR(un)) {
2049                         error = PTR_ERR(un);
2050                         goto out_free;
2051                 }
2052         } else {
2053                 un = NULL;
2054                 rcu_read_lock();
2055         }
2056
2057         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
2058         if (IS_ERR(sma)) {
2059                 rcu_read_unlock();
2060                 error = PTR_ERR(sma);
2061                 goto out_free;
2062         }
2063
2064         error = -EFBIG;
2065         if (max >= sma->sem_nsems) {
2066                 rcu_read_unlock();
2067                 goto out_free;
2068         }
2069
2070         error = -EACCES;
2071         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
2072                 rcu_read_unlock();
2073                 goto out_free;
2074         }
2075
2076         error = security_sem_semop(&sma->sem_perm, sops, nsops, alter);
2077         if (error) {
2078                 rcu_read_unlock();
2079                 goto out_free;
2080         }
2081
2082         error = -EIDRM;
2083         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2084         /*
2085          * We eventually might perform the following check in a lockless
2086          * fashion, considering ipc_valid_object() locking constraints.
2087          * If nsops == 1 and there is no contention for sem_perm.lock, then
2088          * only a per-semaphore lock is held and it's OK to proceed with the
2089          * check below. More details on the fine grained locking scheme
2090          * entangled here and why it's RMID race safe on comments at sem_lock()
2091          */
2092         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2093                 goto out_unlock_free;
2094         /*
2095          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
2096          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
2097          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
2098          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
2099          * "un" itself is guaranteed by rcu.
2100          */
2101         if (un && un->semid == -1)
2102                 goto out_unlock_free;
2103
2104         queue.sops = sops;
2105         queue.nsops = nsops;
2106         queue.undo = un;
2107         queue.pid = task_tgid(current);
2108         queue.alter = alter;
2109         queue.dupsop = dupsop;
2110
2111         error = perform_atomic_semop(sma, &queue);
2112         if (error == 0) { /* non-blocking succesfull path */
2113                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2114
2115                 /*
2116                  * If the operation was successful, then do
2117                  * the required updates.
2118                  */
2119                 if (alter)
2120                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &wake_q);
2121                 else
2122                         set_semotime(sma, sops);
2123
2124                 sem_unlock(sma, locknum);
2125                 rcu_read_unlock();
2126                 wake_up_q(&wake_q);
2127
2128                 goto out_free;
2129         }
2130         if (error < 0) /* non-blocking error path */
2131                 goto out_unlock_free;
2132
2133         /*
2134          * We need to sleep on this operation, so we put the current
2135          * task into the pending queue and go to sleep.
2136          */
2137         if (nsops == 1) {
2138                 struct sem *curr;
2139                 int idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
2140                 curr = &sma->sems[idx];
2141
2142                 if (alter) {
2143                         if (sma->complex_count) {
2144                                 list_add_tail(&queue.list,
2145                                                 &sma->pending_alter);
2146                         } else {
2147
2148                                 list_add_tail(&queue.list,
2149                                                 &curr->pending_alter);
2150                         }
2151                 } else {
2152                         list_add_tail(&queue.list, &curr->pending_const);
2153                 }
2154         } else {
2155                 if (!sma->complex_count)
2156                         merge_queues(sma);
2157
2158                 if (alter)
2159                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_alter);
2160                 else
2161                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_const);
2162
2163                 sma->complex_count++;
2164         }
2165
2166         do {
2167                 /* memory ordering ensured by the lock in sem_lock() */
2168                 WRITE_ONCE(queue.status, -EINTR);
2169                 queue.sleeper = current;
2170
2171                 /* memory ordering is ensured by the lock in sem_lock() */
2172                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2173                 sem_unlock(sma, locknum);
2174                 rcu_read_unlock();
2175
2176                 if (timeout)
2177                         jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
2178                 else
2179                         schedule();
2180
2181                 /*
2182                  * fastpath: the semop has completed, either successfully or
2183                  * not, from the syscall pov, is quite irrelevant to us at this
2184                  * point; we're done.
2185                  *
2186                  * We _do_ care, nonetheless, about being awoken by a signal or
2187                  * spuriously.  The queue.status is checked again in the
2188                  * slowpath (aka after taking sem_lock), such that we can detect
2189                  * scenarios where we were awakened externally, during the
2190                  * window between wake_q_add() and wake_up_q().
2191                  */
2192                 error = READ_ONCE(queue.status);
2193                 if (error != -EINTR) {
2194                         /* see SEM_BARRIER_2 for purpose/pairing */
2195                         smp_acquire__after_ctrl_dep();
2196                         goto out_free;
2197                 }
2198
2199                 rcu_read_lock();
2200                 locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2201
2202                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2203                         goto out_unlock_free;
2204
2205                 /*
2206                  * No necessity for any barrier: We are protect by sem_lock()
2207                  */
2208                 error = READ_ONCE(queue.status);
2209
2210                 /*
2211                  * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
2212                  * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
2213                  */
2214                 if (error != -EINTR)
2215                         goto out_unlock_free;
2216
2217                 /*
2218                  * If an interrupt occurred we have to clean up the queue.
2219                  */
2220                 if (timeout && jiffies_left == 0)
2221                         error = -EAGAIN;
2222         } while (error == -EINTR && !signal_pending(current)); /* spurious */
2223
2224         unlink_queue(sma, &queue);
2225
2226 out_unlock_free:
2227         sem_unlock(sma, locknum);
2228         rcu_read_unlock();
2229 out_free:
2230         if (sops != fast_sops)
2231                 kvfree(sops);
2232         return error;
2233 }
2234
2235 long ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
2236                      unsigned int nsops, const struct __kernel_timespec __user *timeout)
2237 {
2238         if (timeout) {
2239                 struct timespec64 ts;
2240                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2241                         return -EFAULT;
2242                 return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, &ts);
2243         }
2244         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2245 }
2246
2247 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2248                 unsigned int, nsops, const struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2249 {
2250         return ksys_semtimedop(semid, tsops, nsops, timeout);
2251 }
2252
2253 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
2254 long compat_ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsems,
2255                             unsigned int nsops,
2256                             const struct old_timespec32 __user *timeout)
2257 {
2258         if (timeout) {
2259                 struct timespec64 ts;
2260                 if (get_old_timespec32(&ts, timeout))
2261                         return -EFAULT;
2262                 return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, &ts);
2263         }
2264         return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, NULL);
2265 }
2266
2267 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop_time32, int, semid, struct sembuf __user *, tsems,
2268                        unsigned int, nsops,
2269                        const struct old_timespec32 __user *, timeout)
2270 {
2271         return compat_ksys_semtimedop(semid, tsems, nsops, timeout);
2272 }
2273 #endif
2274
2275 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2276                 unsigned, nsops)
2277 {
2278         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2279 }
2280
2281 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
2282  * parent and child tasks.
2283  */
2284
2285 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
2286 {
2287         struct sem_undo_list *undo_list;
2288         int error;
2289
2290         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
2291                 error = get_undo_list(&undo_list);
2292                 if (error)
2293                         return error;
2294                 refcount_inc(&undo_list->refcnt);
2295                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
2296         } else
2297                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2298
2299         return 0;
2300 }
2301
2302 /*
2303  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
2304  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
2305  * so some of them may be out of date.
2306  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
2307  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
2308  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
2309  * should we queue up and wait until we can do so legally?
2310  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
2311  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
2312  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
2313  */
2314 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
2315 {
2316         struct sem_undo_list *ulp;
2317
2318         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
2319         if (!ulp)
2320                 return;
2321         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2322
2323         if (!refcount_dec_and_test(&ulp->refcnt))
2324                 return;
2325
2326         for (;;) {
2327                 struct sem_array *sma;
2328                 struct sem_undo *un;
2329                 int semid, i;
2330                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2331
2332                 cond_resched();
2333
2334                 rcu_read_lock();
2335                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
2336                                     struct sem_undo, list_proc);
2337                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc) {
2338                         /*
2339                          * We must wait for freeary() before freeing this ulp,
2340                          * in case we raced with last sem_undo. There is a small
2341                          * possibility where we exit while freeary() didn't
2342                          * finish unlocking sem_undo_list.
2343                          */
2344                         spin_lock(&ulp->lock);
2345                         spin_unlock(&ulp->lock);
2346                         rcu_read_unlock();
2347                         break;
2348                 }
2349                 spin_lock(&ulp->lock);
2350                 semid = un->semid;
2351                 spin_unlock(&ulp->lock);
2352
2353                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2354                 if (semid == -1) {
2355                         rcu_read_unlock();
2356                         continue;
2357                 }
2358
2359                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, semid);
2360                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2361                 if (IS_ERR(sma)) {
2362                         rcu_read_unlock();
2363                         continue;
2364                 }
2365
2366                 sem_lock(sma, NULL, -1);
2367                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2368                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
2369                         sem_unlock(sma, -1);
2370                         rcu_read_unlock();
2371                         continue;
2372                 }
2373                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
2374                 if (un == NULL) {
2375                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
2376                          * exactly the same semid. Nothing to do.
2377                          */
2378                         sem_unlock(sma, -1);
2379                         rcu_read_unlock();
2380                         continue;
2381                 }
2382
2383                 /* remove un from the linked lists */
2384                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
2385                 list_del(&un->list_id);
2386
2387                 /* we are the last process using this ulp, acquiring ulp->lock
2388                  * isn't required. Besides that, we are also protected against
2389                  * IPC_RMID as we hold sma->sem_perm lock now
2390                  */
2391                 list_del_rcu(&un->list_proc);
2392
2393                 /* perform adjustments registered in un */
2394                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
2395                         struct sem *semaphore = &sma->sems[i];
2396                         if (un->semadj[i]) {
2397                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
2398                                 /*
2399                                  * Range checks of the new semaphore value,
2400                                  * not defined by sus:
2401                                  * - Some unices ignore the undo entirely
2402                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
2403                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
2404                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
2405                                  *
2406                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
2407                                  * and at SEMVMX.
2408                                  *
2409                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
2410                                  */
2411                                 if (semaphore->semval < 0)
2412                                         semaphore->semval = 0;
2413                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
2414                                         semaphore->semval = SEMVMX;
2415                                 ipc_update_pid(&semaphore->sempid, task_tgid(current));
2416                         }
2417                 }
2418                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
2419                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &wake_q);
2420                 sem_unlock(sma, -1);
2421                 rcu_read_unlock();
2422                 wake_up_q(&wake_q);
2423
2424                 kfree_rcu(un, rcu);
2425         }
2426         kfree(ulp);
2427 }
2428
2429 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2430 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
2431 {
2432         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
2433         struct kern_ipc_perm *ipcp = it;
2434         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
2435         time64_t sem_otime;
2436
2437         /*
2438          * The proc interface isn't aware of sem_lock(), it calls
2439          * ipc_lock_object() directly (in sysvipc_find_ipc).
2440          * In order to stay compatible with sem_lock(), we must
2441          * enter / leave complex_mode.
2442          */
2443         complexmode_enter(sma);
2444
2445         sem_otime = get_semotime(sma);
2446
2447         seq_printf(s,
2448                    "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10llu %10llu\n",
2449                    sma->sem_perm.key,
2450                    sma->sem_perm.id,
2451                    sma->sem_perm.mode,
2452                    sma->sem_nsems,
2453                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
2454                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
2455                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
2456                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
2457                    sem_otime,
2458                    sma->sem_ctime);
2459
2460         complexmode_tryleave(sma);
2461
2462         return 0;
2463 }
2464 #endif