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