Merge tag 'xtensa-20230905' of https://github.com/jcmvbkbc/linux-xtensa
[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 runtime by writing
40  *   to /proc/sys/kernel/sem.
41  * - statistics about the usage are reported in /proc/sysvipc/sem.
42  *
43  * Internals:
44  * - scalability:
45  *   - all global variables are read-mostly.
46  *   - semop() calls and semctl(RMID) are synchronized by RCU.
47  *   - most operations do write operations (actually: spin_lock calls) to
48  *     the per-semaphore array structure.
49  *   Thus: Perfect SMP scaling between independent semaphore arrays.
50  *         If multiple semaphores in one array are used, then cache line
51  *         trashing on the semaphore array spinlock will limit the scaling.
52  * - semncnt and semzcnt are calculated on demand in count_semcnt()
53  * - the task that performs a successful semop() scans the list of all
54  *   sleeping tasks and completes any pending operations that can be fulfilled.
55  *   Semaphores are actively given to waiting tasks (necessary for FIFO).
56  *   (see update_queue())
57  * - To improve the scalability, the actual wake-up calls are performed after
58  *   dropping all locks. (see wake_up_sem_queue_prepare())
59  * - All work is done by the waker, the woken up task does not have to do
60  *   anything - not even acquiring a lock or dropping a refcount.
61  * - A woken up task may not even touch the semaphore array anymore, it may
62  *   have been destroyed already by a semctl(RMID).
63  * - UNDO values are stored in an array (one per process and per
64  *   semaphore array, lazily allocated). For backwards compatibility, multiple
65  *   modes for the UNDO variables are supported (per process, per thread)
66  *   (see copy_semundo, CLONE_SYSVSEM)
67  * - There are two lists of the pending operations: a per-array list
68  *   and per-semaphore list (stored in the array). This allows to achieve FIFO
69  *   ordering without always scanning all pending operations.
70  *   The worst-case behavior is nevertheless O(N^2) for N wakeups.
71  */
72
73 #include <linux/compat.h>
74 #include <linux/slab.h>
75 #include <linux/spinlock.h>
76 #include <linux/init.h>
77 #include <linux/proc_fs.h>
78 #include <linux/time.h>
79 #include <linux/security.h>
80 #include <linux/syscalls.h>
81 #include <linux/audit.h>
82 #include <linux/capability.h>
83 #include <linux/seq_file.h>
84 #include <linux/rwsem.h>
85 #include <linux/nsproxy.h>
86 #include <linux/ipc_namespace.h>
87 #include <linux/sched/wake_q.h>
88 #include <linux/nospec.h>
89 #include <linux/rhashtable.h>
90
91 #include <linux/uaccess.h>
92 #include "util.h"
93
94 /* One semaphore structure for each semaphore in the system. */
95 struct sem {
96         int     semval;         /* current value */
97         /*
98          * PID of the process that last modified the semaphore. For
99          * Linux, specifically these are:
100          *  - semop
101          *  - semctl, via SETVAL and SETALL.
102          *  - at task exit when performing undo adjustments (see exit_sem).
103          */
104         struct pid *sempid;
105         spinlock_t      lock;   /* spinlock for fine-grained semtimedop */
106         struct list_head pending_alter; /* pending single-sop operations */
107                                         /* that alter the semaphore */
108         struct list_head pending_const; /* pending single-sop operations */
109                                         /* that do not alter the semaphore*/
110         time64_t         sem_otime;     /* candidate for sem_otime */
111 } ____cacheline_aligned_in_smp;
112
113 /* One sem_array data structure for each set of semaphores in the system. */
114 struct sem_array {
115         struct kern_ipc_perm    sem_perm;       /* permissions .. see ipc.h */
116         time64_t                sem_ctime;      /* create/last semctl() time */
117         struct list_head        pending_alter;  /* pending operations */
118                                                 /* that alter the array */
119         struct list_head        pending_const;  /* pending complex operations */
120                                                 /* that do not alter semvals */
121         struct list_head        list_id;        /* undo requests on this array */
122         int                     sem_nsems;      /* no. of semaphores in array */
123         int                     complex_count;  /* pending complex operations */
124         unsigned int            use_global_lock;/* >0: global lock required */
125
126         struct sem              sems[];
127 } __randomize_layout;
128
129 /* One queue for each sleeping process in the system. */
130 struct sem_queue {
131         struct list_head        list;    /* queue of pending operations */
132         struct task_struct      *sleeper; /* this process */
133         struct sem_undo         *undo;   /* undo structure */
134         struct pid              *pid;    /* process id of requesting process */
135         int                     status;  /* completion status of operation */
136         struct sembuf           *sops;   /* array of pending operations */
137         struct sembuf           *blocking; /* the operation that blocked */
138         int                     nsops;   /* number of operations */
139         bool                    alter;   /* does *sops alter the array? */
140         bool                    dupsop;  /* sops on more than one sem_num */
141 };
142
143 /* Each task has a list of undo requests. They are executed automatically
144  * when the process exits.
145  */
146 struct sem_undo {
147         struct list_head        list_proc;      /* per-process list: *
148                                                  * all undos from one process
149                                                  * rcu protected */
150         struct rcu_head         rcu;            /* rcu struct for sem_undo */
151         struct sem_undo_list    *ulp;           /* back ptr to sem_undo_list */
152         struct list_head        list_id;        /* per semaphore array list:
153                                                  * all undos for one array */
154         int                     semid;          /* semaphore set identifier */
155         short                   semadj[];       /* array of adjustments */
156                                                 /* one per semaphore */
157 };
158
159 /* sem_undo_list controls shared access to the list of sem_undo structures
160  * that may be shared among all a CLONE_SYSVSEM task group.
161  */
162 struct sem_undo_list {
163         refcount_t              refcnt;
164         spinlock_t              lock;
165         struct list_head        list_proc;
166 };
167
168
169 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
170
171 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
172 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
173 #ifdef CONFIG_PROC_FS
174 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
175 #endif
176
177 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
178 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
179
180 /*
181  * Switching from the mode suitable for simple ops
182  * to the mode for complex ops is costly. Therefore:
183  * use some hysteresis
184  */
185 #define USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS      10
186
187 /*
188  * Locking:
189  * a) global sem_lock() for read/write
190  *      sem_undo.id_next,
191  *      sem_array.complex_count,
192  *      sem_array.pending{_alter,_const},
193  *      sem_array.sem_undo
194  *
195  * b) global or semaphore sem_lock() for read/write:
196  *      sem_array.sems[i].pending_{const,alter}:
197  *
198  * c) special:
199  *      sem_undo_list.list_proc:
200  *      * undo_list->lock for write
201  *      * rcu for read
202  *      use_global_lock:
203  *      * global sem_lock() for write
204  *      * either local or global sem_lock() for read.
205  *
206  * Memory ordering:
207  * Most ordering is enforced by using spin_lock() and spin_unlock().
208  *
209  * Exceptions:
210  * 1) use_global_lock: (SEM_BARRIER_1)
211  * Setting it from non-zero to 0 is a RELEASE, this is ensured by
212  * using smp_store_release(): Immediately after setting it to 0,
213  * a simple op can start.
214  * Testing if it is non-zero is an ACQUIRE, this is ensured by using
215  * smp_load_acquire().
216  * Setting it from 0 to non-zero must be ordered with regards to
217  * this smp_load_acquire(), this is guaranteed because the smp_load_acquire()
218  * is inside a spin_lock() and after a write from 0 to non-zero a
219  * spin_lock()+spin_unlock() is done.
220  * To prevent the compiler/cpu temporarily writing 0 to use_global_lock,
221  * READ_ONCE()/WRITE_ONCE() is used.
222  *
223  * 2) queue.status: (SEM_BARRIER_2)
224  * Initialization is done while holding sem_lock(), so no further barrier is
225  * required.
226  * Setting it to a result code is a RELEASE, this is ensured by both a
227  * smp_store_release() (for case a) and while holding sem_lock()
228  * (for case b).
229  * The ACQUIRE when reading the result code without holding sem_lock() is
230  * achieved by using READ_ONCE() + smp_acquire__after_ctrl_dep().
231  * (case a above).
232  * Reading the result code while holding sem_lock() needs no further barriers,
233  * the locks inside sem_lock() enforce ordering (case b above)
234  *
235  * 3) current->state:
236  * current->state is set to TASK_INTERRUPTIBLE while holding sem_lock().
237  * The wakeup is handled using the wake_q infrastructure. wake_q wakeups may
238  * happen immediately after calling wake_q_add. As wake_q_add_safe() is called
239  * when holding sem_lock(), no further barriers are required.
240  *
241  * See also ipc/mqueue.c for more details on the covered races.
242  */
243
244 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
245 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
246 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
247 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
248
249 void sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
250 {
251         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
252         ns->sc_semmns = SEMMNS;
253         ns->sc_semopm = SEMOPM;
254         ns->sc_semmni = SEMMNI;
255         ns->used_sems = 0;
256         ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
257 }
258
259 #ifdef CONFIG_IPC_NS
260 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
261 {
262         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
263         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
264         rhashtable_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].key_ht);
265 }
266 #endif
267
268 void __init sem_init(void)
269 {
270         sem_init_ns(&init_ipc_ns);
271         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
272                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
273                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
274 }
275
276 /**
277  * unmerge_queues - unmerge queues, if possible.
278  * @sma: semaphore array
279  *
280  * The function unmerges the wait queues if complex_count is 0.
281  * It must be called prior to dropping the global semaphore array lock.
282  */
283 static void unmerge_queues(struct sem_array *sma)
284 {
285         struct sem_queue *q, *tq;
286
287         /* complex operations still around? */
288         if (sma->complex_count)
289                 return;
290         /*
291          * We will switch back to simple mode.
292          * Move all pending operation back into the per-semaphore
293          * queues.
294          */
295         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
296                 struct sem *curr;
297                 curr = &sma->sems[q->sops[0].sem_num];
298
299                 list_add_tail(&q->list, &curr->pending_alter);
300         }
301         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
302 }
303
304 /**
305  * merge_queues - merge single semop queues into global queue
306  * @sma: semaphore array
307  *
308  * This function merges all per-semaphore queues into the global queue.
309  * It is necessary to achieve FIFO ordering for the pending single-sop
310  * operations when a multi-semop operation must sleep.
311  * Only the alter operations must be moved, the const operations can stay.
312  */
313 static void merge_queues(struct sem_array *sma)
314 {
315         int i;
316         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
317                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
318
319                 list_splice_init(&sem->pending_alter, &sma->pending_alter);
320         }
321 }
322
323 static void sem_rcu_free(struct rcu_head *head)
324 {
325         struct kern_ipc_perm *p = container_of(head, struct kern_ipc_perm, rcu);
326         struct sem_array *sma = container_of(p, struct sem_array, sem_perm);
327
328         security_sem_free(&sma->sem_perm);
329         kvfree(sma);
330 }
331
332 /*
333  * Enter the mode suitable for non-simple operations:
334  * Caller must own sem_perm.lock.
335  */
336 static void complexmode_enter(struct sem_array *sma)
337 {
338         int i;
339         struct sem *sem;
340
341         if (sma->use_global_lock > 0)  {
342                 /*
343                  * We are already in global lock mode.
344                  * Nothing to do, just reset the
345                  * counter until we return to simple mode.
346                  */
347                 WRITE_ONCE(sma->use_global_lock, USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS);
348                 return;
349         }
350         WRITE_ONCE(sma->use_global_lock, USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS);
351
352         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
353                 sem = &sma->sems[i];
354                 spin_lock(&sem->lock);
355                 spin_unlock(&sem->lock);
356         }
357 }
358
359 /*
360  * Try to leave the mode that disallows simple operations:
361  * Caller must own sem_perm.lock.
362  */
363 static void complexmode_tryleave(struct sem_array *sma)
364 {
365         if (sma->complex_count)  {
366                 /* Complex ops are sleeping.
367                  * We must stay in complex mode
368                  */
369                 return;
370         }
371         if (sma->use_global_lock == 1) {
372
373                 /* See SEM_BARRIER_1 for purpose/pairing */
374                 smp_store_release(&sma->use_global_lock, 0);
375         } else {
376                 WRITE_ONCE(sma->use_global_lock,
377                                 sma->use_global_lock-1);
378         }
379 }
380
381 #define SEM_GLOBAL_LOCK (-1)
382 /*
383  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
384  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
385  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
386  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
387  * semaphores from other pending complex operations.
388  */
389 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
390                               int nsops)
391 {
392         struct sem *sem;
393         int idx;
394
395         if (nsops != 1) {
396                 /* Complex operation - acquire a full lock */
397                 ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
398
399                 /* Prevent parallel simple ops */
400                 complexmode_enter(sma);
401                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
402         }
403
404         /*
405          * Only one semaphore affected - try to optimize locking.
406          * Optimized locking is possible if no complex operation
407          * is either enqueued or processed right now.
408          *
409          * Both facts are tracked by use_global_mode.
410          */
411         idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
412         sem = &sma->sems[idx];
413
414         /*
415          * Initial check for use_global_lock. Just an optimization,
416          * no locking, no memory barrier.
417          */
418         if (!READ_ONCE(sma->use_global_lock)) {
419                 /*
420                  * It appears that no complex operation is around.
421                  * Acquire the per-semaphore lock.
422                  */
423                 spin_lock(&sem->lock);
424
425                 /* see SEM_BARRIER_1 for purpose/pairing */
426                 if (!smp_load_acquire(&sma->use_global_lock)) {
427                         /* fast path successful! */
428                         return sops->sem_num;
429                 }
430                 spin_unlock(&sem->lock);
431         }
432
433         /* slow path: acquire the full lock */
434         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
435
436         if (sma->use_global_lock == 0) {
437                 /*
438                  * The use_global_lock mode ended while we waited for
439                  * sma->sem_perm.lock. Thus we must switch to locking
440                  * with sem->lock.
441                  * Unlike in the fast path, there is no need to recheck
442                  * sma->use_global_lock after we have acquired sem->lock:
443                  * We own sma->sem_perm.lock, thus use_global_lock cannot
444                  * change.
445                  */
446                 spin_lock(&sem->lock);
447
448                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
449                 return sops->sem_num;
450         } else {
451                 /*
452                  * Not a false alarm, thus continue to use the global lock
453                  * mode. No need for complexmode_enter(), this was done by
454                  * the caller that has set use_global_mode to non-zero.
455                  */
456                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
457         }
458 }
459
460 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
461 {
462         if (locknum == SEM_GLOBAL_LOCK) {
463                 unmerge_queues(sma);
464                 complexmode_tryleave(sma);
465                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
466         } else {
467                 struct sem *sem = &sma->sems[locknum];
468                 spin_unlock(&sem->lock);
469         }
470 }
471
472 /*
473  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rwsem
474  * is not held.
475  *
476  * The caller holds the RCU read lock.
477  */
478 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
479 {
480         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_idr(&sem_ids(ns), id);
481
482         if (IS_ERR(ipcp))
483                 return ERR_CAST(ipcp);
484
485         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
486 }
487
488 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
489                                                         int id)
490 {
491         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
492
493         if (IS_ERR(ipcp))
494                 return ERR_CAST(ipcp);
495
496         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
497 }
498
499 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
500 {
501         sem_lock(sma, NULL, -1);
502         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
503 }
504
505 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
506 {
507         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
508 }
509
510 static struct sem_array *sem_alloc(size_t nsems)
511 {
512         struct sem_array *sma;
513
514         if (nsems > (INT_MAX - sizeof(*sma)) / sizeof(sma->sems[0]))
515                 return NULL;
516
517         sma = kvzalloc(struct_size(sma, sems, nsems), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
518         if (unlikely(!sma))
519                 return NULL;
520
521         return sma;
522 }
523
524 /**
525  * newary - Create a new semaphore set
526  * @ns: namespace
527  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
528  *
529  * Called with sem_ids.rwsem held (as a writer)
530  */
531 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
532 {
533         int retval;
534         struct sem_array *sma;
535         key_t key = params->key;
536         int nsems = params->u.nsems;
537         int semflg = params->flg;
538         int i;
539
540         if (!nsems)
541                 return -EINVAL;
542         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
543                 return -ENOSPC;
544
545         sma = sem_alloc(nsems);
546         if (!sma)
547                 return -ENOMEM;
548
549         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
550         sma->sem_perm.key = key;
551
552         sma->sem_perm.security = NULL;
553         retval = security_sem_alloc(&sma->sem_perm);
554         if (retval) {
555                 kvfree(sma);
556                 return retval;
557         }
558
559         for (i = 0; i < nsems; i++) {
560                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_alter);
561                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_const);
562                 spin_lock_init(&sma->sems[i].lock);
563         }
564
565         sma->complex_count = 0;
566         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
567         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
568         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_const);
569         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
570         sma->sem_nsems = nsems;
571         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
572
573         /* ipc_addid() locks sma upon success. */
574         retval = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
575         if (retval < 0) {
576                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
577                 return retval;
578         }
579         ns->used_sems += nsems;
580
581         sem_unlock(sma, -1);
582         rcu_read_unlock();
583
584         return sma->sem_perm.id;
585 }
586
587
588 /*
589  * Called with sem_ids.rwsem and ipcp locked.
590  */
591 static int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp, struct ipc_params *params)
592 {
593         struct sem_array *sma;
594
595         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
596         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
597                 return -EINVAL;
598
599         return 0;
600 }
601
602 long ksys_semget(key_t key, int nsems, int semflg)
603 {
604         struct ipc_namespace *ns;
605         static const struct ipc_ops sem_ops = {
606                 .getnew = newary,
607                 .associate = security_sem_associate,
608                 .more_checks = sem_more_checks,
609         };
610         struct ipc_params sem_params;
611
612         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
613
614         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
615                 return -EINVAL;
616
617         sem_params.key = key;
618         sem_params.flg = semflg;
619         sem_params.u.nsems = nsems;
620
621         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
622 }
623
624 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
625 {
626         return ksys_semget(key, nsems, semflg);
627 }
628
629 /**
630  * perform_atomic_semop[_slow] - Attempt to perform semaphore
631  *                               operations on a given array.
632  * @sma: semaphore array
633  * @q: struct sem_queue that describes the operation
634  *
635  * Caller blocking are as follows, based the value
636  * indicated by the semaphore operation (sem_op):
637  *
638  *  (1) >0 never blocks.
639  *  (2)  0 (wait-for-zero operation): semval is non-zero.
640  *  (3) <0 attempting to decrement semval to a value smaller than zero.
641  *
642  * Returns 0 if the operation was possible.
643  * Returns 1 if the operation is impossible, the caller must sleep.
644  * Returns <0 for error codes.
645  */
646 static int perform_atomic_semop_slow(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
647 {
648         int result, sem_op, nsops;
649         struct pid *pid;
650         struct sembuf *sop;
651         struct sem *curr;
652         struct sembuf *sops;
653         struct sem_undo *un;
654
655         sops = q->sops;
656         nsops = q->nsops;
657         un = q->undo;
658
659         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
660                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
661                 curr = &sma->sems[idx];
662                 sem_op = sop->sem_op;
663                 result = curr->semval;
664
665                 if (!sem_op && result)
666                         goto would_block;
667
668                 result += sem_op;
669                 if (result < 0)
670                         goto would_block;
671                 if (result > SEMVMX)
672                         goto out_of_range;
673
674                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
675                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
676                         /* Exceeding the undo range is an error. */
677                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
678                                 goto out_of_range;
679                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
680                 }
681
682                 curr->semval = result;
683         }
684
685         sop--;
686         pid = q->pid;
687         while (sop >= sops) {
688                 ipc_update_pid(&sma->sems[sop->sem_num].sempid, pid);
689                 sop--;
690         }
691
692         return 0;
693
694 out_of_range:
695         result = -ERANGE;
696         goto undo;
697
698 would_block:
699         q->blocking = sop;
700
701         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
702                 result = -EAGAIN;
703         else
704                 result = 1;
705
706 undo:
707         sop--;
708         while (sop >= sops) {
709                 sem_op = sop->sem_op;
710                 sma->sems[sop->sem_num].semval -= sem_op;
711                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
712                         un->semadj[sop->sem_num] += sem_op;
713                 sop--;
714         }
715
716         return result;
717 }
718
719 static int perform_atomic_semop(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
720 {
721         int result, sem_op, nsops;
722         struct sembuf *sop;
723         struct sem *curr;
724         struct sembuf *sops;
725         struct sem_undo *un;
726
727         sops = q->sops;
728         nsops = q->nsops;
729         un = q->undo;
730
731         if (unlikely(q->dupsop))
732                 return perform_atomic_semop_slow(sma, q);
733
734         /*
735          * We scan the semaphore set twice, first to ensure that the entire
736          * operation can succeed, therefore avoiding any pointless writes
737          * to shared memory and having to undo such changes in order to block
738          * until the operations can go through.
739          */
740         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
741                 int idx = array_index_nospec(sop->sem_num, sma->sem_nsems);
742
743                 curr = &sma->sems[idx];
744                 sem_op = sop->sem_op;
745                 result = curr->semval;
746
747                 if (!sem_op && result)
748                         goto would_block; /* wait-for-zero */
749
750                 result += sem_op;
751                 if (result < 0)
752                         goto would_block;
753
754                 if (result > SEMVMX)
755                         return -ERANGE;
756
757                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
758                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
759
760                         /* Exceeding the undo range is an error. */
761                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
762                                 return -ERANGE;
763                 }
764         }
765
766         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
767                 curr = &sma->sems[sop->sem_num];
768                 sem_op = sop->sem_op;
769
770                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
771                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
772
773                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
774                 }
775                 curr->semval += sem_op;
776                 ipc_update_pid(&curr->sempid, q->pid);
777         }
778
779         return 0;
780
781 would_block:
782         q->blocking = sop;
783         return sop->sem_flg & IPC_NOWAIT ? -EAGAIN : 1;
784 }
785
786 static inline void wake_up_sem_queue_prepare(struct sem_queue *q, int error,
787                                              struct wake_q_head *wake_q)
788 {
789         struct task_struct *sleeper;
790
791         sleeper = get_task_struct(q->sleeper);
792
793         /* see SEM_BARRIER_2 for purpose/pairing */
794         smp_store_release(&q->status, error);
795
796         wake_q_add_safe(wake_q, sleeper);
797 }
798
799 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
800 {
801         list_del(&q->list);
802         if (q->nsops > 1)
803                 sma->complex_count--;
804 }
805
806 /** check_restart(sma, q)
807  * @sma: semaphore array
808  * @q: the operation that just completed
809  *
810  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
811  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
812  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
813  * modified the array.
814  * Note that wait-for-zero operations are handled without restart.
815  */
816 static inline int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
817 {
818         /* pending complex alter operations are too difficult to analyse */
819         if (!list_empty(&sma->pending_alter))
820                 return 1;
821
822         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
823         if (q->nsops > 1)
824                 return 1;
825
826         /* It is impossible that someone waits for the new value:
827          * - complex operations always restart.
828          * - wait-for-zero are handled separately.
829          * - q is a previously sleeping simple operation that
830          *   altered the array. It must be a decrement, because
831          *   simple increments never sleep.
832          * - If there are older (higher priority) decrements
833          *   in the queue, then they have observed the original
834          *   semval value and couldn't proceed. The operation
835          *   decremented to value - thus they won't proceed either.
836          */
837         return 0;
838 }
839
840 /**
841  * wake_const_ops - wake up non-alter tasks
842  * @sma: semaphore array.
843  * @semnum: semaphore that was modified.
844  * @wake_q: lockless wake-queue head.
845  *
846  * wake_const_ops must be called after a semaphore in a semaphore array
847  * was set to 0. If complex const operations are pending, wake_const_ops must
848  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
849  * semaphore.
850  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
851  * is stored in q->pid.
852  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
853  */
854 static int wake_const_ops(struct sem_array *sma, int semnum,
855                           struct wake_q_head *wake_q)
856 {
857         struct sem_queue *q, *tmp;
858         struct list_head *pending_list;
859         int semop_completed = 0;
860
861         if (semnum == -1)
862                 pending_list = &sma->pending_const;
863         else
864                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_const;
865
866         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
867                 int error = perform_atomic_semop(sma, q);
868
869                 if (error > 0)
870                         continue;
871                 /* operation completed, remove from queue & wakeup */
872                 unlink_queue(sma, q);
873
874                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
875                 if (error == 0)
876                         semop_completed = 1;
877         }
878
879         return semop_completed;
880 }
881
882 /**
883  * do_smart_wakeup_zero - wakeup all wait for zero tasks
884  * @sma: semaphore array
885  * @sops: operations that were performed
886  * @nsops: number of operations
887  * @wake_q: lockless wake-queue head
888  *
889  * Checks all required queue for wait-for-zero operations, based
890  * on the actual changes that were performed on the semaphore array.
891  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
892  */
893 static int do_smart_wakeup_zero(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
894                                 int nsops, struct wake_q_head *wake_q)
895 {
896         int i;
897         int semop_completed = 0;
898         int got_zero = 0;
899
900         /* first: the per-semaphore queues, if known */
901         if (sops) {
902                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
903                         int num = sops[i].sem_num;
904
905                         if (sma->sems[num].semval == 0) {
906                                 got_zero = 1;
907                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, num, wake_q);
908                         }
909                 }
910         } else {
911                 /*
912                  * No sops means modified semaphores not known.
913                  * Assume all were changed.
914                  */
915                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
916                         if (sma->sems[i].semval == 0) {
917                                 got_zero = 1;
918                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, i, wake_q);
919                         }
920                 }
921         }
922         /*
923          * If one of the modified semaphores got 0,
924          * then check the global queue, too.
925          */
926         if (got_zero)
927                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, -1, wake_q);
928
929         return semop_completed;
930 }
931
932
933 /**
934  * update_queue - look for tasks that can be completed.
935  * @sma: semaphore array.
936  * @semnum: semaphore that was modified.
937  * @wake_q: lockless wake-queue head.
938  *
939  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
940  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
941  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
942  * semaphore.
943  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
944  * is stored in q->pid.
945  * The function internally checks if const operations can now succeed.
946  *
947  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
948  */
949 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct wake_q_head *wake_q)
950 {
951         struct sem_queue *q, *tmp;
952         struct list_head *pending_list;
953         int semop_completed = 0;
954
955         if (semnum == -1)
956                 pending_list = &sma->pending_alter;
957         else
958                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_alter;
959
960 again:
961         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
962                 int error, restart;
963
964                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
965                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
966                  * necessary to scan further: simple increments
967                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
968                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
969                  * cannot be successful if the value is already 0.
970                  */
971                 if (semnum != -1 && sma->sems[semnum].semval == 0)
972                         break;
973
974                 error = perform_atomic_semop(sma, q);
975
976                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
977                 if (error > 0)
978                         continue;
979
980                 unlink_queue(sma, q);
981
982                 if (error) {
983                         restart = 0;
984                 } else {
985                         semop_completed = 1;
986                         do_smart_wakeup_zero(sma, q->sops, q->nsops, wake_q);
987                         restart = check_restart(sma, q);
988                 }
989
990                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
991                 if (restart)
992                         goto again;
993         }
994         return semop_completed;
995 }
996
997 /**
998  * set_semotime - set sem_otime
999  * @sma: semaphore array
1000  * @sops: operations that modified the array, may be NULL
1001  *
1002  * sem_otime is replicated to avoid cache line trashing.
1003  * This function sets one instance to the current time.
1004  */
1005 static void set_semotime(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops)
1006 {
1007         if (sops == NULL) {
1008                 sma->sems[0].sem_otime = ktime_get_real_seconds();
1009         } else {
1010                 sma->sems[sops[0].sem_num].sem_otime =
1011                                                 ktime_get_real_seconds();
1012         }
1013 }
1014
1015 /**
1016  * do_smart_update - optimized update_queue
1017  * @sma: semaphore array
1018  * @sops: operations that were performed
1019  * @nsops: number of operations
1020  * @otime: force setting otime
1021  * @wake_q: lockless wake-queue head
1022  *
1023  * do_smart_update() does the required calls to update_queue and wakeup_zero,
1024  * based on the actual changes that were performed on the semaphore array.
1025  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
1026  * responsible for calling wake_up_q().
1027  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
1028  */
1029 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
1030                             int otime, struct wake_q_head *wake_q)
1031 {
1032         int i;
1033
1034         otime |= do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, wake_q);
1035
1036         if (!list_empty(&sma->pending_alter)) {
1037                 /* semaphore array uses the global queue - just process it. */
1038                 otime |= update_queue(sma, -1, wake_q);
1039         } else {
1040                 if (!sops) {
1041                         /*
1042                          * No sops, thus the modified semaphores are not
1043                          * known. Check all.
1044                          */
1045                         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1046                                 otime |= update_queue(sma, i, wake_q);
1047                 } else {
1048                         /*
1049                          * Check the semaphores that were increased:
1050                          * - No complex ops, thus all sleeping ops are
1051                          *   decrease.
1052                          * - if we decreased the value, then any sleeping
1053                          *   semaphore ops won't be able to run: If the
1054                          *   previous value was too small, then the new
1055                          *   value will be too small, too.
1056                          */
1057                         for (i = 0; i < nsops; i++) {
1058                                 if (sops[i].sem_op > 0) {
1059                                         otime |= update_queue(sma,
1060                                                               sops[i].sem_num, wake_q);
1061                                 }
1062                         }
1063                 }
1064         }
1065         if (otime)
1066                 set_semotime(sma, sops);
1067 }
1068
1069 /*
1070  * check_qop: Test if a queued operation sleeps on the semaphore semnum
1071  */
1072 static int check_qop(struct sem_array *sma, int semnum, struct sem_queue *q,
1073                         bool count_zero)
1074 {
1075         struct sembuf *sop = q->blocking;
1076
1077         /*
1078          * Linux always (since 0.99.10) reported a task as sleeping on all
1079          * semaphores. This violates SUS, therefore it was changed to the
1080          * standard compliant behavior.
1081          * Give the administrators a chance to notice that an application
1082          * might misbehave because it relies on the Linux behavior.
1083          */
1084         pr_info_once("semctl(GETNCNT/GETZCNT) is since 3.16 Single Unix Specification compliant.\n"
1085                         "The task %s (%d) triggered the difference, watch for misbehavior.\n",
1086                         current->comm, task_pid_nr(current));
1087
1088         if (sop->sem_num != semnum)
1089                 return 0;
1090
1091         if (count_zero && sop->sem_op == 0)
1092                 return 1;
1093         if (!count_zero && sop->sem_op < 0)
1094                 return 1;
1095
1096         return 0;
1097 }
1098
1099 /* The following counts are associated to each semaphore:
1100  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
1101  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
1102  *
1103  * Per definition, a task waits only on the semaphore of the first semop
1104  * that cannot proceed, even if additional operation would block, too.
1105  */
1106 static int count_semcnt(struct sem_array *sma, ushort semnum,
1107                         bool count_zero)
1108 {
1109         struct list_head *l;
1110         struct sem_queue *q;
1111         int semcnt;
1112
1113         semcnt = 0;
1114         /* First: check the simple operations. They are easy to evaluate */
1115         if (count_zero)
1116                 l = &sma->sems[semnum].pending_const;
1117         else
1118                 l = &sma->sems[semnum].pending_alter;
1119
1120         list_for_each_entry(q, l, list) {
1121                 /* all task on a per-semaphore list sleep on exactly
1122                  * that semaphore
1123                  */
1124                 semcnt++;
1125         }
1126
1127         /* Then: check the complex operations. */
1128         list_for_each_entry(q, &sma->pending_alter, list) {
1129                 semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1130         }
1131         if (count_zero) {
1132                 list_for_each_entry(q, &sma->pending_const, list) {
1133                         semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1134                 }
1135         }
1136         return semcnt;
1137 }
1138
1139 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rwsem locked
1140  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rwsem
1141  * remains locked on exit.
1142  */
1143 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
1144 {
1145         struct sem_undo *un, *tu;
1146         struct sem_queue *q, *tq;
1147         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1148         int i;
1149         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1150
1151         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
1152         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1153         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
1154                 list_del(&un->list_id);
1155                 spin_lock(&un->ulp->lock);
1156                 un->semid = -1;
1157                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1158                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
1159                 kvfree_rcu(un, rcu);
1160         }
1161
1162         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
1163         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_const, list) {
1164                 unlink_queue(sma, q);
1165                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1166         }
1167
1168         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
1169                 unlink_queue(sma, q);
1170                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1171         }
1172         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1173                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
1174                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_const, list) {
1175                         unlink_queue(sma, q);
1176                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1177                 }
1178                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_alter, list) {
1179                         unlink_queue(sma, q);
1180                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1181                 }
1182                 ipc_update_pid(&sem->sempid, NULL);
1183         }
1184
1185         /* Remove the semaphore set from the IDR */
1186         sem_rmid(ns, sma);
1187         sem_unlock(sma, -1);
1188         rcu_read_unlock();
1189
1190         wake_up_q(&wake_q);
1191         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
1192         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1193 }
1194
1195 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
1196 {
1197         switch (version) {
1198         case IPC_64:
1199                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
1200         case IPC_OLD:
1201             {
1202                 struct semid_ds out;
1203
1204                 memset(&out, 0, sizeof(out));
1205
1206                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
1207
1208                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
1209                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
1210                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
1211
1212                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
1213             }
1214         default:
1215                 return -EINVAL;
1216         }
1217 }
1218
1219 static time64_t get_semotime(struct sem_array *sma)
1220 {
1221         int i;
1222         time64_t res;
1223
1224         res = sma->sems[0].sem_otime;
1225         for (i = 1; i < sma->sem_nsems; i++) {
1226                 time64_t to = sma->sems[i].sem_otime;
1227
1228                 if (to > res)
1229                         res = to;
1230         }
1231         return res;
1232 }
1233
1234 static int semctl_stat(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1235                          int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1236 {
1237         struct sem_array *sma;
1238         time64_t semotime;
1239         int err;
1240
1241         memset(semid64, 0, sizeof(*semid64));
1242
1243         rcu_read_lock();
1244         if (cmd == SEM_STAT || cmd == SEM_STAT_ANY) {
1245                 sma = sem_obtain_object(ns, semid);
1246                 if (IS_ERR(sma)) {
1247                         err = PTR_ERR(sma);
1248                         goto out_unlock;
1249                 }
1250         } else { /* IPC_STAT */
1251                 sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1252                 if (IS_ERR(sma)) {
1253                         err = PTR_ERR(sma);
1254                         goto out_unlock;
1255                 }
1256         }
1257
1258         /* see comment for SHM_STAT_ANY */
1259         if (cmd == SEM_STAT_ANY)
1260                 audit_ipc_obj(&sma->sem_perm);
1261         else {
1262                 err = -EACCES;
1263                 if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
1264                         goto out_unlock;
1265         }
1266
1267         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1268         if (err)
1269                 goto out_unlock;
1270
1271         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
1272
1273         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1274                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1275                 err = -EIDRM;
1276                 goto out_unlock;
1277         }
1278
1279         kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &semid64->sem_perm);
1280         semotime = get_semotime(sma);
1281         semid64->sem_otime = semotime;
1282         semid64->sem_ctime = sma->sem_ctime;
1283 #ifndef CONFIG_64BIT
1284         semid64->sem_otime_high = semotime >> 32;
1285         semid64->sem_ctime_high = sma->sem_ctime >> 32;
1286 #endif
1287         semid64->sem_nsems = sma->sem_nsems;
1288
1289         if (cmd == IPC_STAT) {
1290                 /*
1291                  * As defined in SUS:
1292                  * Return 0 on success
1293                  */
1294                 err = 0;
1295         } else {
1296                 /*
1297                  * SEM_STAT and SEM_STAT_ANY (both Linux specific)
1298                  * Return the full id, including the sequence number
1299                  */
1300                 err = sma->sem_perm.id;
1301         }
1302         ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1303 out_unlock:
1304         rcu_read_unlock();
1305         return err;
1306 }
1307
1308 static int semctl_info(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1309                          int cmd, void __user *p)
1310 {
1311         struct seminfo seminfo;
1312         int max_idx;
1313         int err;
1314
1315         err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
1316         if (err)
1317                 return err;
1318
1319         memset(&seminfo, 0, sizeof(seminfo));
1320         seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
1321         seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
1322         seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
1323         seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
1324         seminfo.semvmx = SEMVMX;
1325         seminfo.semmnu = SEMMNU;
1326         seminfo.semmap = SEMMAP;
1327         seminfo.semume = SEMUME;
1328         down_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1329         if (cmd == SEM_INFO) {
1330                 seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
1331                 seminfo.semaem = ns->used_sems;
1332         } else {
1333                 seminfo.semusz = SEMUSZ;
1334                 seminfo.semaem = SEMAEM;
1335         }
1336         max_idx = ipc_get_maxidx(&sem_ids(ns));
1337         up_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1338         if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
1339                 return -EFAULT;
1340         return (max_idx < 0) ? 0 : max_idx;
1341 }
1342
1343 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1344                 int val)
1345 {
1346         struct sem_undo *un;
1347         struct sem_array *sma;
1348         struct sem *curr;
1349         int err;
1350         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1351
1352         if (val > SEMVMX || val < 0)
1353                 return -ERANGE;
1354
1355         rcu_read_lock();
1356         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1357         if (IS_ERR(sma)) {
1358                 rcu_read_unlock();
1359                 return PTR_ERR(sma);
1360         }
1361
1362         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1363                 rcu_read_unlock();
1364                 return -EINVAL;
1365         }
1366
1367
1368         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1369                 rcu_read_unlock();
1370                 return -EACCES;
1371         }
1372
1373         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, SETVAL);
1374         if (err) {
1375                 rcu_read_unlock();
1376                 return -EACCES;
1377         }
1378
1379         sem_lock(sma, NULL, -1);
1380
1381         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1382                 sem_unlock(sma, -1);
1383                 rcu_read_unlock();
1384                 return -EIDRM;
1385         }
1386
1387         semnum = array_index_nospec(semnum, sma->sem_nsems);
1388         curr = &sma->sems[semnum];
1389
1390         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1391         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1392                 un->semadj[semnum] = 0;
1393
1394         curr->semval = val;
1395         ipc_update_pid(&curr->sempid, task_tgid(current));
1396         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1397         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1398         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1399         sem_unlock(sma, -1);
1400         rcu_read_unlock();
1401         wake_up_q(&wake_q);
1402         return 0;
1403 }
1404
1405 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1406                 int cmd, void __user *p)
1407 {
1408         struct sem_array *sma;
1409         struct sem *curr;
1410         int err, nsems;
1411         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1412         ushort *sem_io = fast_sem_io;
1413         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1414
1415         rcu_read_lock();
1416         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1417         if (IS_ERR(sma)) {
1418                 rcu_read_unlock();
1419                 return PTR_ERR(sma);
1420         }
1421
1422         nsems = sma->sem_nsems;
1423
1424         err = -EACCES;
1425         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1426                 goto out_rcu_wakeup;
1427
1428         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1429         if (err)
1430                 goto out_rcu_wakeup;
1431
1432         switch (cmd) {
1433         case GETALL:
1434         {
1435                 ushort __user *array = p;
1436                 int i;
1437
1438                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1439                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1440                         err = -EIDRM;
1441                         goto out_unlock;
1442                 }
1443                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1444                         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1445                                 err = -EIDRM;
1446                                 goto out_unlock;
1447                         }
1448                         sem_unlock(sma, -1);
1449                         rcu_read_unlock();
1450                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1451                                                 GFP_KERNEL);
1452                         if (sem_io == NULL) {
1453                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1454                                 return -ENOMEM;
1455                         }
1456
1457                         rcu_read_lock();
1458                         sem_lock_and_putref(sma);
1459                         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1460                                 err = -EIDRM;
1461                                 goto out_unlock;
1462                         }
1463                 }
1464                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1465                         sem_io[i] = sma->sems[i].semval;
1466                 sem_unlock(sma, -1);
1467                 rcu_read_unlock();
1468                 err = 0;
1469                 if (copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1470                         err = -EFAULT;
1471                 goto out_free;
1472         }
1473         case SETALL:
1474         {
1475                 int i;
1476                 struct sem_undo *un;
1477
1478                 if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1479                         err = -EIDRM;
1480                         goto out_rcu_wakeup;
1481                 }
1482                 rcu_read_unlock();
1483
1484                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1485                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1486                                                 GFP_KERNEL);
1487                         if (sem_io == NULL) {
1488                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1489                                 return -ENOMEM;
1490                         }
1491                 }
1492
1493                 if (copy_from_user(sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1494                         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1495                         err = -EFAULT;
1496                         goto out_free;
1497                 }
1498
1499                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1500                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1501                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1502                                 err = -ERANGE;
1503                                 goto out_free;
1504                         }
1505                 }
1506                 rcu_read_lock();
1507                 sem_lock_and_putref(sma);
1508                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1509                         err = -EIDRM;
1510                         goto out_unlock;
1511                 }
1512
1513                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1514                         sma->sems[i].semval = sem_io[i];
1515                         ipc_update_pid(&sma->sems[i].sempid, task_tgid(current));
1516                 }
1517
1518                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1519                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1520                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1521                                 un->semadj[i] = 0;
1522                 }
1523                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1524                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1525                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1526                 err = 0;
1527                 goto out_unlock;
1528         }
1529         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1530         }
1531         err = -EINVAL;
1532         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1533                 goto out_rcu_wakeup;
1534
1535         sem_lock(sma, NULL, -1);
1536         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1537                 err = -EIDRM;
1538                 goto out_unlock;
1539         }
1540
1541         semnum = array_index_nospec(semnum, nsems);
1542         curr = &sma->sems[semnum];
1543
1544         switch (cmd) {
1545         case GETVAL:
1546                 err = curr->semval;
1547                 goto out_unlock;
1548         case GETPID:
1549                 err = pid_vnr(curr->sempid);
1550                 goto out_unlock;
1551         case GETNCNT:
1552                 err = count_semcnt(sma, semnum, 0);
1553                 goto out_unlock;
1554         case GETZCNT:
1555                 err = count_semcnt(sma, semnum, 1);
1556                 goto out_unlock;
1557         }
1558
1559 out_unlock:
1560         sem_unlock(sma, -1);
1561 out_rcu_wakeup:
1562         rcu_read_unlock();
1563         wake_up_q(&wake_q);
1564 out_free:
1565         if (sem_io != fast_sem_io)
1566                 kvfree(sem_io);
1567         return err;
1568 }
1569
1570 static inline unsigned long
1571 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1572 {
1573         switch (version) {
1574         case IPC_64:
1575                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1576                         return -EFAULT;
1577                 return 0;
1578         case IPC_OLD:
1579             {
1580                 struct semid_ds tbuf_old;
1581
1582                 if (copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1583                         return -EFAULT;
1584
1585                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1586                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1587                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1588
1589                 return 0;
1590             }
1591         default:
1592                 return -EINVAL;
1593         }
1594 }
1595
1596 /*
1597  * This function handles some semctl commands which require the rwsem
1598  * to be held in write mode.
1599  * NOTE: no locks must be held, the rwsem is taken inside this function.
1600  */
1601 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1602                        int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1603 {
1604         struct sem_array *sma;
1605         int err;
1606         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1607
1608         down_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1609         rcu_read_lock();
1610
1611         ipcp = ipcctl_obtain_check(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1612                                       &semid64->sem_perm, 0);
1613         if (IS_ERR(ipcp)) {
1614                 err = PTR_ERR(ipcp);
1615                 goto out_unlock1;
1616         }
1617
1618         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1619
1620         err = security_sem_semctl(&sma->sem_perm, cmd);
1621         if (err)
1622                 goto out_unlock1;
1623
1624         switch (cmd) {
1625         case IPC_RMID:
1626                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1627                 /* freeary unlocks the ipc object and rcu */
1628                 freeary(ns, ipcp);
1629                 goto out_up;
1630         case IPC_SET:
1631                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1632                 err = ipc_update_perm(&semid64->sem_perm, ipcp);
1633                 if (err)
1634                         goto out_unlock0;
1635                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1636                 break;
1637         default:
1638                 err = -EINVAL;
1639                 goto out_unlock1;
1640         }
1641
1642 out_unlock0:
1643         sem_unlock(sma, -1);
1644 out_unlock1:
1645         rcu_read_unlock();
1646 out_up:
1647         up_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1648         return err;
1649 }
1650
1651 static long ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg, int version)
1652 {
1653         struct ipc_namespace *ns;
1654         void __user *p = (void __user *)arg;
1655         struct semid64_ds semid64;
1656         int err;
1657
1658         if (semid < 0)
1659                 return -EINVAL;
1660
1661         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1662
1663         switch (cmd) {
1664         case IPC_INFO:
1665         case SEM_INFO:
1666                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1667         case IPC_STAT:
1668         case SEM_STAT:
1669         case SEM_STAT_ANY:
1670                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1671                 if (err < 0)
1672                         return err;
1673                 if (copy_semid_to_user(p, &semid64, version))
1674                         err = -EFAULT;
1675                 return err;
1676         case GETALL:
1677         case GETVAL:
1678         case GETPID:
1679         case GETNCNT:
1680         case GETZCNT:
1681         case SETALL:
1682                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1683         case SETVAL: {
1684                 int val;
1685 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1686                 /* big-endian 64bit */
1687                 val = arg >> 32;
1688 #else
1689                 /* 32bit or little-endian 64bit */
1690                 val = arg;
1691 #endif
1692                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, val);
1693         }
1694         case IPC_SET:
1695                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1696                         return -EFAULT;
1697                 fallthrough;
1698         case IPC_RMID:
1699                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1700         default:
1701                 return -EINVAL;
1702         }
1703 }
1704
1705 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1706 {
1707         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, IPC_64);
1708 }
1709
1710 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_IPC_PARSE_VERSION
1711 long ksys_old_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg)
1712 {
1713         int version = ipc_parse_version(&cmd);
1714
1715         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, version);
1716 }
1717
1718 SYSCALL_DEFINE4(old_semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1719 {
1720         return ksys_old_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1721 }
1722 #endif
1723
1724 #ifdef CONFIG_COMPAT
1725
1726 struct compat_semid_ds {
1727         struct compat_ipc_perm sem_perm;
1728         old_time32_t sem_otime;
1729         old_time32_t sem_ctime;
1730         compat_uptr_t sem_base;
1731         compat_uptr_t sem_pending;
1732         compat_uptr_t sem_pending_last;
1733         compat_uptr_t undo;
1734         unsigned short sem_nsems;
1735 };
1736
1737 static int copy_compat_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf,
1738                                         int version)
1739 {
1740         memset(out, 0, sizeof(*out));
1741         if (version == IPC_64) {
1742                 struct compat_semid64_ds __user *p = buf;
1743                 return get_compat_ipc64_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1744         } else {
1745                 struct compat_semid_ds __user *p = buf;
1746                 return get_compat_ipc_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1747         }
1748 }
1749
1750 static int copy_compat_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in,
1751                                         int version)
1752 {
1753         if (version == IPC_64) {
1754                 struct compat_semid64_ds v;
1755                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1756                 to_compat_ipc64_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1757                 v.sem_otime      = lower_32_bits(in->sem_otime);
1758                 v.sem_otime_high = upper_32_bits(in->sem_otime);
1759                 v.sem_ctime      = lower_32_bits(in->sem_ctime);
1760                 v.sem_ctime_high = upper_32_bits(in->sem_ctime);
1761                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1762                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1763         } else {
1764                 struct compat_semid_ds v;
1765                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1766                 to_compat_ipc_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1767                 v.sem_otime = in->sem_otime;
1768                 v.sem_ctime = in->sem_ctime;
1769                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1770                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1771         }
1772 }
1773
1774 static long compat_ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg, int version)
1775 {
1776         void __user *p = compat_ptr(arg);
1777         struct ipc_namespace *ns;
1778         struct semid64_ds semid64;
1779         int err;
1780
1781         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1782
1783         if (semid < 0)
1784                 return -EINVAL;
1785
1786         switch (cmd & (~IPC_64)) {
1787         case IPC_INFO:
1788         case SEM_INFO:
1789                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1790         case IPC_STAT:
1791         case SEM_STAT:
1792         case SEM_STAT_ANY:
1793                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1794                 if (err < 0)
1795                         return err;
1796                 if (copy_compat_semid_to_user(p, &semid64, version))
1797                         err = -EFAULT;
1798                 return err;
1799         case GETVAL:
1800         case GETPID:
1801         case GETNCNT:
1802         case GETZCNT:
1803         case GETALL:
1804         case SETALL:
1805                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1806         case SETVAL:
1807                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1808         case IPC_SET:
1809                 if (copy_compat_semid_from_user(&semid64, p, version))
1810                         return -EFAULT;
1811                 fallthrough;
1812         case IPC_RMID:
1813                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1814         default:
1815                 return -EINVAL;
1816         }
1817 }
1818
1819 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1820 {
1821         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, IPC_64);
1822 }
1823
1824 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_COMPAT_IPC_PARSE_VERSION
1825 long compat_ksys_old_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg)
1826 {
1827         int version = compat_ipc_parse_version(&cmd);
1828
1829         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg, version);
1830 }
1831
1832 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(old_semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1833 {
1834         return compat_ksys_old_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1835 }
1836 #endif
1837 #endif
1838
1839 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1840  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1841  * and current is THE ONE
1842  *
1843  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1844  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1845  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1846  * at exit time.
1847  *
1848  * This can block, so callers must hold no locks.
1849  */
1850 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1851 {
1852         struct sem_undo_list *undo_list;
1853
1854         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1855         if (!undo_list) {
1856                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
1857                 if (undo_list == NULL)
1858                         return -ENOMEM;
1859                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1860                 refcount_set(&undo_list->refcnt, 1);
1861                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1862
1863                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1864         }
1865         *undo_listp = undo_list;
1866         return 0;
1867 }
1868
1869 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1870 {
1871         struct sem_undo *un;
1872
1873         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc,
1874                                 spin_is_locked(&ulp->lock)) {
1875                 if (un->semid == semid)
1876                         return un;
1877         }
1878         return NULL;
1879 }
1880
1881 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1882 {
1883         struct sem_undo *un;
1884
1885         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1886
1887         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1888         if (un) {
1889                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1890                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1891         }
1892         return un;
1893 }
1894
1895 /**
1896  * find_alloc_undo - lookup (and if not present create) undo array
1897  * @ns: namespace
1898  * @semid: semaphore array id
1899  *
1900  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1901  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1902  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1903  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1904  * performs a rcu_read_lock().
1905  */
1906 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1907 {
1908         struct sem_array *sma;
1909         struct sem_undo_list *ulp;
1910         struct sem_undo *un, *new;
1911         int nsems, error;
1912
1913         error = get_undo_list(&ulp);
1914         if (error)
1915                 return ERR_PTR(error);
1916
1917         rcu_read_lock();
1918         spin_lock(&ulp->lock);
1919         un = lookup_undo(ulp, semid);
1920         spin_unlock(&ulp->lock);
1921         if (likely(un != NULL))
1922                 goto out;
1923
1924         /* no undo structure around - allocate one. */
1925         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1926         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1927         if (IS_ERR(sma)) {
1928                 rcu_read_unlock();
1929                 return ERR_CAST(sma);
1930         }
1931
1932         nsems = sma->sem_nsems;
1933         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1934                 rcu_read_unlock();
1935                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1936                 goto out;
1937         }
1938         rcu_read_unlock();
1939
1940         /* step 2: allocate new undo structure */
1941         new = kvzalloc(struct_size(new, semadj, nsems), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
1942         if (!new) {
1943                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1944                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1945         }
1946
1947         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1948         rcu_read_lock();
1949         sem_lock_and_putref(sma);
1950         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1951                 sem_unlock(sma, -1);
1952                 rcu_read_unlock();
1953                 kvfree(new);
1954                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1955                 goto out;
1956         }
1957         spin_lock(&ulp->lock);
1958
1959         /*
1960          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1961          */
1962         un = lookup_undo(ulp, semid);
1963         if (un) {
1964                 spin_unlock(&ulp->lock);
1965                 kvfree(new);
1966                 goto success;
1967         }
1968         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1969         new->ulp = ulp;
1970         new->semid = semid;
1971         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1972         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1973         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1974         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1975         un = new;
1976         spin_unlock(&ulp->lock);
1977 success:
1978         sem_unlock(sma, -1);
1979 out:
1980         return un;
1981 }
1982
1983 long __do_semtimedop(int semid, struct sembuf *sops,
1984                 unsigned nsops, const struct timespec64 *timeout,
1985                 struct ipc_namespace *ns)
1986 {
1987         int error = -EINVAL;
1988         struct sem_array *sma;
1989         struct sembuf *sop;
1990         struct sem_undo *un;
1991         int max, locknum;
1992         bool undos = false, alter = false, dupsop = false;
1993         struct sem_queue queue;
1994         unsigned long dup = 0;
1995         ktime_t expires, *exp = NULL;
1996         bool timed_out = false;
1997
1998         if (nsops < 1 || semid < 0)
1999                 return -EINVAL;
2000         if (nsops > ns->sc_semopm)
2001                 return -E2BIG;
2002
2003         if (timeout) {
2004                 if (!timespec64_valid(timeout))
2005                         return -EINVAL;
2006                 expires = ktime_add_safe(ktime_get(),
2007                                 timespec64_to_ktime(*timeout));
2008                 exp = &expires;
2009         }
2010
2011
2012         max = 0;
2013         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
2014                 unsigned long mask = 1ULL << ((sop->sem_num) % BITS_PER_LONG);
2015
2016                 if (sop->sem_num >= max)
2017                         max = sop->sem_num;
2018                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
2019                         undos = true;
2020                 if (dup & mask) {
2021                         /*
2022                          * There was a previous alter access that appears
2023                          * to have accessed the same semaphore, thus use
2024                          * the dupsop logic. "appears", because the detection
2025                          * can only check % BITS_PER_LONG.
2026                          */
2027                         dupsop = true;
2028                 }
2029                 if (sop->sem_op != 0) {
2030                         alter = true;
2031                         dup |= mask;
2032                 }
2033         }
2034
2035         if (undos) {
2036                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
2037                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
2038                 if (IS_ERR(un)) {
2039                         error = PTR_ERR(un);
2040                         goto out;
2041                 }
2042         } else {
2043                 un = NULL;
2044                 rcu_read_lock();
2045         }
2046
2047         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
2048         if (IS_ERR(sma)) {
2049                 rcu_read_unlock();
2050                 error = PTR_ERR(sma);
2051                 goto out;
2052         }
2053
2054         error = -EFBIG;
2055         if (max >= sma->sem_nsems) {
2056                 rcu_read_unlock();
2057                 goto out;
2058         }
2059
2060         error = -EACCES;
2061         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
2062                 rcu_read_unlock();
2063                 goto out;
2064         }
2065
2066         error = security_sem_semop(&sma->sem_perm, sops, nsops, alter);
2067         if (error) {
2068                 rcu_read_unlock();
2069                 goto out;
2070         }
2071
2072         error = -EIDRM;
2073         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2074         /*
2075          * We eventually might perform the following check in a lockless
2076          * fashion, considering ipc_valid_object() locking constraints.
2077          * If nsops == 1 and there is no contention for sem_perm.lock, then
2078          * only a per-semaphore lock is held and it's OK to proceed with the
2079          * check below. More details on the fine grained locking scheme
2080          * entangled here and why it's RMID race safe on comments at sem_lock()
2081          */
2082         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2083                 goto out_unlock;
2084         /*
2085          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
2086          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
2087          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
2088          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
2089          * "un" itself is guaranteed by rcu.
2090          */
2091         if (un && un->semid == -1)
2092                 goto out_unlock;
2093
2094         queue.sops = sops;
2095         queue.nsops = nsops;
2096         queue.undo = un;
2097         queue.pid = task_tgid(current);
2098         queue.alter = alter;
2099         queue.dupsop = dupsop;
2100
2101         error = perform_atomic_semop(sma, &queue);
2102         if (error == 0) { /* non-blocking successful path */
2103                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2104
2105                 /*
2106                  * If the operation was successful, then do
2107                  * the required updates.
2108                  */
2109                 if (alter)
2110                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &wake_q);
2111                 else
2112                         set_semotime(sma, sops);
2113
2114                 sem_unlock(sma, locknum);
2115                 rcu_read_unlock();
2116                 wake_up_q(&wake_q);
2117
2118                 goto out;
2119         }
2120         if (error < 0) /* non-blocking error path */
2121                 goto out_unlock;
2122
2123         /*
2124          * We need to sleep on this operation, so we put the current
2125          * task into the pending queue and go to sleep.
2126          */
2127         if (nsops == 1) {
2128                 struct sem *curr;
2129                 int idx = array_index_nospec(sops->sem_num, sma->sem_nsems);
2130                 curr = &sma->sems[idx];
2131
2132                 if (alter) {
2133                         if (sma->complex_count) {
2134                                 list_add_tail(&queue.list,
2135                                                 &sma->pending_alter);
2136                         } else {
2137
2138                                 list_add_tail(&queue.list,
2139                                                 &curr->pending_alter);
2140                         }
2141                 } else {
2142                         list_add_tail(&queue.list, &curr->pending_const);
2143                 }
2144         } else {
2145                 if (!sma->complex_count)
2146                         merge_queues(sma);
2147
2148                 if (alter)
2149                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_alter);
2150                 else
2151                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_const);
2152
2153                 sma->complex_count++;
2154         }
2155
2156         do {
2157                 /* memory ordering ensured by the lock in sem_lock() */
2158                 WRITE_ONCE(queue.status, -EINTR);
2159                 queue.sleeper = current;
2160
2161                 /* memory ordering is ensured by the lock in sem_lock() */
2162                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2163                 sem_unlock(sma, locknum);
2164                 rcu_read_unlock();
2165
2166                 timed_out = !schedule_hrtimeout_range(exp,
2167                                 current->timer_slack_ns, HRTIMER_MODE_ABS);
2168
2169                 /*
2170                  * fastpath: the semop has completed, either successfully or
2171                  * not, from the syscall pov, is quite irrelevant to us at this
2172                  * point; we're done.
2173                  *
2174                  * We _do_ care, nonetheless, about being awoken by a signal or
2175                  * spuriously.  The queue.status is checked again in the
2176                  * slowpath (aka after taking sem_lock), such that we can detect
2177                  * scenarios where we were awakened externally, during the
2178                  * window between wake_q_add() and wake_up_q().
2179                  */
2180                 rcu_read_lock();
2181                 error = READ_ONCE(queue.status);
2182                 if (error != -EINTR) {
2183                         /* see SEM_BARRIER_2 for purpose/pairing */
2184                         smp_acquire__after_ctrl_dep();
2185                         rcu_read_unlock();
2186                         goto out;
2187                 }
2188
2189                 locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2190
2191                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2192                         goto out_unlock;
2193
2194                 /*
2195                  * No necessity for any barrier: We are protect by sem_lock()
2196                  */
2197                 error = READ_ONCE(queue.status);
2198
2199                 /*
2200                  * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
2201                  * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
2202                  */
2203                 if (error != -EINTR)
2204                         goto out_unlock;
2205
2206                 /*
2207                  * If an interrupt occurred we have to clean up the queue.
2208                  */
2209                 if (timed_out)
2210                         error = -EAGAIN;
2211         } while (error == -EINTR && !signal_pending(current)); /* spurious */
2212
2213         unlink_queue(sma, &queue);
2214
2215 out_unlock:
2216         sem_unlock(sma, locknum);
2217         rcu_read_unlock();
2218 out:
2219         return error;
2220 }
2221
2222 static long do_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
2223                 unsigned nsops, const struct timespec64 *timeout)
2224 {
2225         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
2226         struct sembuf *sops = fast_sops;
2227         struct ipc_namespace *ns;
2228         int ret;
2229
2230         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
2231         if (nsops > ns->sc_semopm)
2232                 return -E2BIG;
2233         if (nsops < 1)
2234                 return -EINVAL;
2235
2236         if (nsops > SEMOPM_FAST) {
2237                 sops = kvmalloc_array(nsops, sizeof(*sops), GFP_KERNEL);
2238                 if (sops == NULL)
2239                         return -ENOMEM;
2240         }
2241
2242         if (copy_from_user(sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
2243                 ret =  -EFAULT;
2244                 goto out_free;
2245         }
2246
2247         ret = __do_semtimedop(semid, sops, nsops, timeout, ns);
2248
2249 out_free:
2250         if (sops != fast_sops)
2251                 kvfree(sops);
2252
2253         return ret;
2254 }
2255
2256 long ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
2257                      unsigned int nsops, const struct __kernel_timespec __user *timeout)
2258 {
2259         if (timeout) {
2260                 struct timespec64 ts;
2261                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2262                         return -EFAULT;
2263                 return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, &ts);
2264         }
2265         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2266 }
2267
2268 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2269                 unsigned int, nsops, const struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2270 {
2271         return ksys_semtimedop(semid, tsops, nsops, timeout);
2272 }
2273
2274 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
2275 long compat_ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsems,
2276                             unsigned int nsops,
2277                             const struct old_timespec32 __user *timeout)
2278 {
2279         if (timeout) {
2280                 struct timespec64 ts;
2281                 if (get_old_timespec32(&ts, timeout))
2282                         return -EFAULT;
2283                 return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, &ts);
2284         }
2285         return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, NULL);
2286 }
2287
2288 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop_time32, int, semid, struct sembuf __user *, tsems,
2289                        unsigned int, nsops,
2290                        const struct old_timespec32 __user *, timeout)
2291 {
2292         return compat_ksys_semtimedop(semid, tsems, nsops, timeout);
2293 }
2294 #endif
2295
2296 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2297                 unsigned, nsops)
2298 {
2299         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2300 }
2301
2302 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
2303  * parent and child tasks.
2304  */
2305
2306 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
2307 {
2308         struct sem_undo_list *undo_list;
2309         int error;
2310
2311         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
2312                 error = get_undo_list(&undo_list);
2313                 if (error)
2314                         return error;
2315                 refcount_inc(&undo_list->refcnt);
2316                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
2317         } else
2318                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2319
2320         return 0;
2321 }
2322
2323 /*
2324  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
2325  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
2326  * so some of them may be out of date.
2327  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
2328  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
2329  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
2330  * should we queue up and wait until we can do so legally?
2331  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
2332  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
2333  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
2334  */
2335 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
2336 {
2337         struct sem_undo_list *ulp;
2338
2339         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
2340         if (!ulp)
2341                 return;
2342         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2343
2344         if (!refcount_dec_and_test(&ulp->refcnt))
2345                 return;
2346
2347         for (;;) {
2348                 struct sem_array *sma;
2349                 struct sem_undo *un;
2350                 int semid, i;
2351                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2352
2353                 cond_resched();
2354
2355                 rcu_read_lock();
2356                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
2357                                     struct sem_undo, list_proc);
2358                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc) {
2359                         /*
2360                          * We must wait for freeary() before freeing this ulp,
2361                          * in case we raced with last sem_undo. There is a small
2362                          * possibility where we exit while freeary() didn't
2363                          * finish unlocking sem_undo_list.
2364                          */
2365                         spin_lock(&ulp->lock);
2366                         spin_unlock(&ulp->lock);
2367                         rcu_read_unlock();
2368                         break;
2369                 }
2370                 spin_lock(&ulp->lock);
2371                 semid = un->semid;
2372                 spin_unlock(&ulp->lock);
2373
2374                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2375                 if (semid == -1) {
2376                         rcu_read_unlock();
2377                         continue;
2378                 }
2379
2380                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, semid);
2381                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2382                 if (IS_ERR(sma)) {
2383                         rcu_read_unlock();
2384                         continue;
2385                 }
2386
2387                 sem_lock(sma, NULL, -1);
2388                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2389                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
2390                         sem_unlock(sma, -1);
2391                         rcu_read_unlock();
2392                         continue;
2393                 }
2394                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
2395                 if (un == NULL) {
2396                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
2397                          * exactly the same semid. Nothing to do.
2398                          */
2399                         sem_unlock(sma, -1);
2400                         rcu_read_unlock();
2401                         continue;
2402                 }
2403
2404                 /* remove un from the linked lists */
2405                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
2406                 list_del(&un->list_id);
2407
2408                 spin_lock(&ulp->lock);
2409                 list_del_rcu(&un->list_proc);
2410                 spin_unlock(&ulp->lock);
2411
2412                 /* perform adjustments registered in un */
2413                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
2414                         struct sem *semaphore = &sma->sems[i];
2415                         if (un->semadj[i]) {
2416                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
2417                                 /*
2418                                  * Range checks of the new semaphore value,
2419                                  * not defined by sus:
2420                                  * - Some unices ignore the undo entirely
2421                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
2422                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
2423                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
2424                                  *
2425                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
2426                                  * and at SEMVMX.
2427                                  *
2428                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
2429                                  */
2430                                 if (semaphore->semval < 0)
2431                                         semaphore->semval = 0;
2432                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
2433                                         semaphore->semval = SEMVMX;
2434                                 ipc_update_pid(&semaphore->sempid, task_tgid(current));
2435                         }
2436                 }
2437                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
2438                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &wake_q);
2439                 sem_unlock(sma, -1);
2440                 rcu_read_unlock();
2441                 wake_up_q(&wake_q);
2442
2443                 kvfree_rcu(un, rcu);
2444         }
2445         kfree(ulp);
2446 }
2447
2448 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2449 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
2450 {
2451         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
2452         struct kern_ipc_perm *ipcp = it;
2453         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
2454         time64_t sem_otime;
2455
2456         /*
2457          * The proc interface isn't aware of sem_lock(), it calls
2458          * ipc_lock_object(), i.e. spin_lock(&sma->sem_perm.lock).
2459          * (in sysvipc_find_ipc)
2460          * In order to stay compatible with sem_lock(), we must
2461          * enter / leave complex_mode.
2462          */
2463         complexmode_enter(sma);
2464
2465         sem_otime = get_semotime(sma);
2466
2467         seq_printf(s,
2468                    "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10llu %10llu\n",
2469                    sma->sem_perm.key,
2470                    sma->sem_perm.id,
2471                    sma->sem_perm.mode,
2472                    sma->sem_nsems,
2473                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
2474                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
2475                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
2476                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
2477                    sem_otime,
2478                    sma->sem_ctime);
2479
2480         complexmode_tryleave(sma);
2481
2482         return 0;
2483 }
2484 #endif