]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - ipc/sem.c
Merge branch 'WIP.x86/asm' into x86/urgent, because the topic is ready
[linux.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/slab.h>
74 #include <linux/spinlock.h>
75 #include <linux/init.h>
76 #include <linux/proc_fs.h>
77 #include <linux/time.h>
78 #include <linux/security.h>
79 #include <linux/syscalls.h>
80 #include <linux/audit.h>
81 #include <linux/capability.h>
82 #include <linux/seq_file.h>
83 #include <linux/rwsem.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/ipc_namespace.h>
86 #include <linux/sched/wake_q.h>
87
88 #include <linux/uaccess.h>
89 #include "util.h"
90
91
92 /* One queue for each sleeping process in the system. */
93 struct sem_queue {
94         struct list_head        list;    /* queue of pending operations */
95         struct task_struct      *sleeper; /* this process */
96         struct sem_undo         *undo;   /* undo structure */
97         int                     pid;     /* process id of requesting process */
98         int                     status;  /* completion status of operation */
99         struct sembuf           *sops;   /* array of pending operations */
100         struct sembuf           *blocking; /* the operation that blocked */
101         int                     nsops;   /* number of operations */
102         bool                    alter;   /* does *sops alter the array? */
103         bool                    dupsop;  /* sops on more than one sem_num */
104 };
105
106 /* Each task has a list of undo requests. They are executed automatically
107  * when the process exits.
108  */
109 struct sem_undo {
110         struct list_head        list_proc;      /* per-process list: *
111                                                  * all undos from one process
112                                                  * rcu protected */
113         struct rcu_head         rcu;            /* rcu struct for sem_undo */
114         struct sem_undo_list    *ulp;           /* back ptr to sem_undo_list */
115         struct list_head        list_id;        /* per semaphore array list:
116                                                  * all undos for one array */
117         int                     semid;          /* semaphore set identifier */
118         short                   *semadj;        /* array of adjustments */
119                                                 /* one per semaphore */
120 };
121
122 /* sem_undo_list controls shared access to the list of sem_undo structures
123  * that may be shared among all a CLONE_SYSVSEM task group.
124  */
125 struct sem_undo_list {
126         refcount_t              refcnt;
127         spinlock_t              lock;
128         struct list_head        list_proc;
129 };
130
131
132 #define sem_ids(ns)     ((ns)->ids[IPC_SEM_IDS])
133
134 static int newary(struct ipc_namespace *, struct ipc_params *);
135 static void freeary(struct ipc_namespace *, struct kern_ipc_perm *);
136 #ifdef CONFIG_PROC_FS
137 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it);
138 #endif
139
140 #define SEMMSL_FAST     256 /* 512 bytes on stack */
141 #define SEMOPM_FAST     64  /* ~ 372 bytes on stack */
142
143 /*
144  * Switching from the mode suitable for simple ops
145  * to the mode for complex ops is costly. Therefore:
146  * use some hysteresis
147  */
148 #define USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS      10
149
150 /*
151  * Locking:
152  * a) global sem_lock() for read/write
153  *      sem_undo.id_next,
154  *      sem_array.complex_count,
155  *      sem_array.pending{_alter,_const},
156  *      sem_array.sem_undo
157  *
158  * b) global or semaphore sem_lock() for read/write:
159  *      sem_array.sems[i].pending_{const,alter}:
160  *
161  * c) special:
162  *      sem_undo_list.list_proc:
163  *      * undo_list->lock for write
164  *      * rcu for read
165  *      use_global_lock:
166  *      * global sem_lock() for write
167  *      * either local or global sem_lock() for read.
168  *
169  * Memory ordering:
170  * Most ordering is enforced by using spin_lock() and spin_unlock().
171  * The special case is use_global_lock:
172  * Setting it from non-zero to 0 is a RELEASE, this is ensured by
173  * using smp_store_release().
174  * Testing if it is non-zero is an ACQUIRE, this is ensured by using
175  * smp_load_acquire().
176  * Setting it from 0 to non-zero must be ordered with regards to
177  * this smp_load_acquire(), this is guaranteed because the smp_load_acquire()
178  * is inside a spin_lock() and after a write from 0 to non-zero a
179  * spin_lock()+spin_unlock() is done.
180  */
181
182 #define sc_semmsl       sem_ctls[0]
183 #define sc_semmns       sem_ctls[1]
184 #define sc_semopm       sem_ctls[2]
185 #define sc_semmni       sem_ctls[3]
186
187 int sem_init_ns(struct ipc_namespace *ns)
188 {
189         ns->sc_semmsl = SEMMSL;
190         ns->sc_semmns = SEMMNS;
191         ns->sc_semopm = SEMOPM;
192         ns->sc_semmni = SEMMNI;
193         ns->used_sems = 0;
194         return ipc_init_ids(&ns->ids[IPC_SEM_IDS]);
195 }
196
197 #ifdef CONFIG_IPC_NS
198 void sem_exit_ns(struct ipc_namespace *ns)
199 {
200         free_ipcs(ns, &sem_ids(ns), freeary);
201         idr_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].ipcs_idr);
202         rhashtable_destroy(&ns->ids[IPC_SEM_IDS].key_ht);
203 }
204 #endif
205
206 int __init sem_init(void)
207 {
208         const int err = sem_init_ns(&init_ipc_ns);
209
210         ipc_init_proc_interface("sysvipc/sem",
211                                 "       key      semid perms      nsems   uid   gid  cuid  cgid      otime      ctime\n",
212                                 IPC_SEM_IDS, sysvipc_sem_proc_show);
213         return err;
214 }
215
216 /**
217  * unmerge_queues - unmerge queues, if possible.
218  * @sma: semaphore array
219  *
220  * The function unmerges the wait queues if complex_count is 0.
221  * It must be called prior to dropping the global semaphore array lock.
222  */
223 static void unmerge_queues(struct sem_array *sma)
224 {
225         struct sem_queue *q, *tq;
226
227         /* complex operations still around? */
228         if (sma->complex_count)
229                 return;
230         /*
231          * We will switch back to simple mode.
232          * Move all pending operation back into the per-semaphore
233          * queues.
234          */
235         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
236                 struct sem *curr;
237                 curr = &sma->sems[q->sops[0].sem_num];
238
239                 list_add_tail(&q->list, &curr->pending_alter);
240         }
241         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
242 }
243
244 /**
245  * merge_queues - merge single semop queues into global queue
246  * @sma: semaphore array
247  *
248  * This function merges all per-semaphore queues into the global queue.
249  * It is necessary to achieve FIFO ordering for the pending single-sop
250  * operations when a multi-semop operation must sleep.
251  * Only the alter operations must be moved, the const operations can stay.
252  */
253 static void merge_queues(struct sem_array *sma)
254 {
255         int i;
256         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
257                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
258
259                 list_splice_init(&sem->pending_alter, &sma->pending_alter);
260         }
261 }
262
263 static void sem_rcu_free(struct rcu_head *head)
264 {
265         struct kern_ipc_perm *p = container_of(head, struct kern_ipc_perm, rcu);
266         struct sem_array *sma = container_of(p, struct sem_array, sem_perm);
267
268         security_sem_free(sma);
269         kvfree(sma);
270 }
271
272 /*
273  * Enter the mode suitable for non-simple operations:
274  * Caller must own sem_perm.lock.
275  */
276 static void complexmode_enter(struct sem_array *sma)
277 {
278         int i;
279         struct sem *sem;
280
281         if (sma->use_global_lock > 0)  {
282                 /*
283                  * We are already in global lock mode.
284                  * Nothing to do, just reset the
285                  * counter until we return to simple mode.
286                  */
287                 sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
288                 return;
289         }
290         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
291
292         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
293                 sem = &sma->sems[i];
294                 spin_lock(&sem->lock);
295                 spin_unlock(&sem->lock);
296         }
297 }
298
299 /*
300  * Try to leave the mode that disallows simple operations:
301  * Caller must own sem_perm.lock.
302  */
303 static void complexmode_tryleave(struct sem_array *sma)
304 {
305         if (sma->complex_count)  {
306                 /* Complex ops are sleeping.
307                  * We must stay in complex mode
308                  */
309                 return;
310         }
311         if (sma->use_global_lock == 1) {
312                 /*
313                  * Immediately after setting use_global_lock to 0,
314                  * a simple op can start. Thus: all memory writes
315                  * performed by the current operation must be visible
316                  * before we set use_global_lock to 0.
317                  */
318                 smp_store_release(&sma->use_global_lock, 0);
319         } else {
320                 sma->use_global_lock--;
321         }
322 }
323
324 #define SEM_GLOBAL_LOCK (-1)
325 /*
326  * If the request contains only one semaphore operation, and there are
327  * no complex transactions pending, lock only the semaphore involved.
328  * Otherwise, lock the entire semaphore array, since we either have
329  * multiple semaphores in our own semops, or we need to look at
330  * semaphores from other pending complex operations.
331  */
332 static inline int sem_lock(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
333                               int nsops)
334 {
335         struct sem *sem;
336
337         if (nsops != 1) {
338                 /* Complex operation - acquire a full lock */
339                 ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
340
341                 /* Prevent parallel simple ops */
342                 complexmode_enter(sma);
343                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
344         }
345
346         /*
347          * Only one semaphore affected - try to optimize locking.
348          * Optimized locking is possible if no complex operation
349          * is either enqueued or processed right now.
350          *
351          * Both facts are tracked by use_global_mode.
352          */
353         sem = &sma->sems[sops->sem_num];
354
355         /*
356          * Initial check for use_global_lock. Just an optimization,
357          * no locking, no memory barrier.
358          */
359         if (!sma->use_global_lock) {
360                 /*
361                  * It appears that no complex operation is around.
362                  * Acquire the per-semaphore lock.
363                  */
364                 spin_lock(&sem->lock);
365
366                 /* pairs with smp_store_release() */
367                 if (!smp_load_acquire(&sma->use_global_lock)) {
368                         /* fast path successful! */
369                         return sops->sem_num;
370                 }
371                 spin_unlock(&sem->lock);
372         }
373
374         /* slow path: acquire the full lock */
375         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
376
377         if (sma->use_global_lock == 0) {
378                 /*
379                  * The use_global_lock mode ended while we waited for
380                  * sma->sem_perm.lock. Thus we must switch to locking
381                  * with sem->lock.
382                  * Unlike in the fast path, there is no need to recheck
383                  * sma->use_global_lock after we have acquired sem->lock:
384                  * We own sma->sem_perm.lock, thus use_global_lock cannot
385                  * change.
386                  */
387                 spin_lock(&sem->lock);
388
389                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
390                 return sops->sem_num;
391         } else {
392                 /*
393                  * Not a false alarm, thus continue to use the global lock
394                  * mode. No need for complexmode_enter(), this was done by
395                  * the caller that has set use_global_mode to non-zero.
396                  */
397                 return SEM_GLOBAL_LOCK;
398         }
399 }
400
401 static inline void sem_unlock(struct sem_array *sma, int locknum)
402 {
403         if (locknum == SEM_GLOBAL_LOCK) {
404                 unmerge_queues(sma);
405                 complexmode_tryleave(sma);
406                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
407         } else {
408                 struct sem *sem = &sma->sems[locknum];
409                 spin_unlock(&sem->lock);
410         }
411 }
412
413 /*
414  * sem_lock_(check_) routines are called in the paths where the rwsem
415  * is not held.
416  *
417  * The caller holds the RCU read lock.
418  */
419 static inline struct sem_array *sem_obtain_object(struct ipc_namespace *ns, int id)
420 {
421         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_idr(&sem_ids(ns), id);
422
423         if (IS_ERR(ipcp))
424                 return ERR_CAST(ipcp);
425
426         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
427 }
428
429 static inline struct sem_array *sem_obtain_object_check(struct ipc_namespace *ns,
430                                                         int id)
431 {
432         struct kern_ipc_perm *ipcp = ipc_obtain_object_check(&sem_ids(ns), id);
433
434         if (IS_ERR(ipcp))
435                 return ERR_CAST(ipcp);
436
437         return container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
438 }
439
440 static inline void sem_lock_and_putref(struct sem_array *sma)
441 {
442         sem_lock(sma, NULL, -1);
443         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
444 }
445
446 static inline void sem_rmid(struct ipc_namespace *ns, struct sem_array *s)
447 {
448         ipc_rmid(&sem_ids(ns), &s->sem_perm);
449 }
450
451 static struct sem_array *sem_alloc(size_t nsems)
452 {
453         struct sem_array *sma;
454         size_t size;
455
456         if (nsems > (INT_MAX - sizeof(*sma)) / sizeof(sma->sems[0]))
457                 return NULL;
458
459         size = sizeof(*sma) + nsems * sizeof(sma->sems[0]);
460         sma = kvmalloc(size, GFP_KERNEL);
461         if (unlikely(!sma))
462                 return NULL;
463
464         memset(sma, 0, size);
465
466         return sma;
467 }
468
469 /**
470  * newary - Create a new semaphore set
471  * @ns: namespace
472  * @params: ptr to the structure that contains key, semflg and nsems
473  *
474  * Called with sem_ids.rwsem held (as a writer)
475  */
476 static int newary(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_params *params)
477 {
478         int retval;
479         struct sem_array *sma;
480         key_t key = params->key;
481         int nsems = params->u.nsems;
482         int semflg = params->flg;
483         int i;
484
485         if (!nsems)
486                 return -EINVAL;
487         if (ns->used_sems + nsems > ns->sc_semmns)
488                 return -ENOSPC;
489
490         sma = sem_alloc(nsems);
491         if (!sma)
492                 return -ENOMEM;
493
494         sma->sem_perm.mode = (semflg & S_IRWXUGO);
495         sma->sem_perm.key = key;
496
497         sma->sem_perm.security = NULL;
498         retval = security_sem_alloc(sma);
499         if (retval) {
500                 kvfree(sma);
501                 return retval;
502         }
503
504         for (i = 0; i < nsems; i++) {
505                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_alter);
506                 INIT_LIST_HEAD(&sma->sems[i].pending_const);
507                 spin_lock_init(&sma->sems[i].lock);
508         }
509
510         sma->complex_count = 0;
511         sma->use_global_lock = USE_GLOBAL_LOCK_HYSTERESIS;
512         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_alter);
513         INIT_LIST_HEAD(&sma->pending_const);
514         INIT_LIST_HEAD(&sma->list_id);
515         sma->sem_nsems = nsems;
516         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
517
518         /* ipc_addid() locks sma upon success. */
519         retval = ipc_addid(&sem_ids(ns), &sma->sem_perm, ns->sc_semmni);
520         if (retval < 0) {
521                 call_rcu(&sma->sem_perm.rcu, sem_rcu_free);
522                 return retval;
523         }
524         ns->used_sems += nsems;
525
526         sem_unlock(sma, -1);
527         rcu_read_unlock();
528
529         return sma->sem_perm.id;
530 }
531
532
533 /*
534  * Called with sem_ids.rwsem and ipcp locked.
535  */
536 static inline int sem_security(struct kern_ipc_perm *ipcp, int semflg)
537 {
538         struct sem_array *sma;
539
540         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
541         return security_sem_associate(sma, semflg);
542 }
543
544 /*
545  * Called with sem_ids.rwsem and ipcp locked.
546  */
547 static inline int sem_more_checks(struct kern_ipc_perm *ipcp,
548                                 struct ipc_params *params)
549 {
550         struct sem_array *sma;
551
552         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
553         if (params->u.nsems > sma->sem_nsems)
554                 return -EINVAL;
555
556         return 0;
557 }
558
559 long ksys_semget(key_t key, int nsems, int semflg)
560 {
561         struct ipc_namespace *ns;
562         static const struct ipc_ops sem_ops = {
563                 .getnew = newary,
564                 .associate = sem_security,
565                 .more_checks = sem_more_checks,
566         };
567         struct ipc_params sem_params;
568
569         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
570
571         if (nsems < 0 || nsems > ns->sc_semmsl)
572                 return -EINVAL;
573
574         sem_params.key = key;
575         sem_params.flg = semflg;
576         sem_params.u.nsems = nsems;
577
578         return ipcget(ns, &sem_ids(ns), &sem_ops, &sem_params);
579 }
580
581 SYSCALL_DEFINE3(semget, key_t, key, int, nsems, int, semflg)
582 {
583         return ksys_semget(key, nsems, semflg);
584 }
585
586 /**
587  * perform_atomic_semop[_slow] - Attempt to perform semaphore
588  *                               operations on a given array.
589  * @sma: semaphore array
590  * @q: struct sem_queue that describes the operation
591  *
592  * Caller blocking are as follows, based the value
593  * indicated by the semaphore operation (sem_op):
594  *
595  *  (1) >0 never blocks.
596  *  (2)  0 (wait-for-zero operation): semval is non-zero.
597  *  (3) <0 attempting to decrement semval to a value smaller than zero.
598  *
599  * Returns 0 if the operation was possible.
600  * Returns 1 if the operation is impossible, the caller must sleep.
601  * Returns <0 for error codes.
602  */
603 static int perform_atomic_semop_slow(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
604 {
605         int result, sem_op, nsops, pid;
606         struct sembuf *sop;
607         struct sem *curr;
608         struct sembuf *sops;
609         struct sem_undo *un;
610
611         sops = q->sops;
612         nsops = q->nsops;
613         un = q->undo;
614
615         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
616                 curr = &sma->sems[sop->sem_num];
617                 sem_op = sop->sem_op;
618                 result = curr->semval;
619
620                 if (!sem_op && result)
621                         goto would_block;
622
623                 result += sem_op;
624                 if (result < 0)
625                         goto would_block;
626                 if (result > SEMVMX)
627                         goto out_of_range;
628
629                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
630                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
631                         /* Exceeding the undo range is an error. */
632                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
633                                 goto out_of_range;
634                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
635                 }
636
637                 curr->semval = result;
638         }
639
640         sop--;
641         pid = q->pid;
642         while (sop >= sops) {
643                 sma->sems[sop->sem_num].sempid = pid;
644                 sop--;
645         }
646
647         return 0;
648
649 out_of_range:
650         result = -ERANGE;
651         goto undo;
652
653 would_block:
654         q->blocking = sop;
655
656         if (sop->sem_flg & IPC_NOWAIT)
657                 result = -EAGAIN;
658         else
659                 result = 1;
660
661 undo:
662         sop--;
663         while (sop >= sops) {
664                 sem_op = sop->sem_op;
665                 sma->sems[sop->sem_num].semval -= sem_op;
666                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
667                         un->semadj[sop->sem_num] += sem_op;
668                 sop--;
669         }
670
671         return result;
672 }
673
674 static int perform_atomic_semop(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
675 {
676         int result, sem_op, nsops;
677         struct sembuf *sop;
678         struct sem *curr;
679         struct sembuf *sops;
680         struct sem_undo *un;
681
682         sops = q->sops;
683         nsops = q->nsops;
684         un = q->undo;
685
686         if (unlikely(q->dupsop))
687                 return perform_atomic_semop_slow(sma, q);
688
689         /*
690          * We scan the semaphore set twice, first to ensure that the entire
691          * operation can succeed, therefore avoiding any pointless writes
692          * to shared memory and having to undo such changes in order to block
693          * until the operations can go through.
694          */
695         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
696                 curr = &sma->sems[sop->sem_num];
697                 sem_op = sop->sem_op;
698                 result = curr->semval;
699
700                 if (!sem_op && result)
701                         goto would_block; /* wait-for-zero */
702
703                 result += sem_op;
704                 if (result < 0)
705                         goto would_block;
706
707                 if (result > SEMVMX)
708                         return -ERANGE;
709
710                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
711                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
712
713                         /* Exceeding the undo range is an error. */
714                         if (undo < (-SEMAEM - 1) || undo > SEMAEM)
715                                 return -ERANGE;
716                 }
717         }
718
719         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
720                 curr = &sma->sems[sop->sem_num];
721                 sem_op = sop->sem_op;
722                 result = curr->semval;
723
724                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO) {
725                         int undo = un->semadj[sop->sem_num] - sem_op;
726
727                         un->semadj[sop->sem_num] = undo;
728                 }
729                 curr->semval += sem_op;
730                 curr->sempid = q->pid;
731         }
732
733         return 0;
734
735 would_block:
736         q->blocking = sop;
737         return sop->sem_flg & IPC_NOWAIT ? -EAGAIN : 1;
738 }
739
740 static inline void wake_up_sem_queue_prepare(struct sem_queue *q, int error,
741                                              struct wake_q_head *wake_q)
742 {
743         wake_q_add(wake_q, q->sleeper);
744         /*
745          * Rely on the above implicit barrier, such that we can
746          * ensure that we hold reference to the task before setting
747          * q->status. Otherwise we could race with do_exit if the
748          * task is awoken by an external event before calling
749          * wake_up_process().
750          */
751         WRITE_ONCE(q->status, error);
752 }
753
754 static void unlink_queue(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
755 {
756         list_del(&q->list);
757         if (q->nsops > 1)
758                 sma->complex_count--;
759 }
760
761 /** check_restart(sma, q)
762  * @sma: semaphore array
763  * @q: the operation that just completed
764  *
765  * update_queue is O(N^2) when it restarts scanning the whole queue of
766  * waiting operations. Therefore this function checks if the restart is
767  * really necessary. It is called after a previously waiting operation
768  * modified the array.
769  * Note that wait-for-zero operations are handled without restart.
770  */
771 static inline int check_restart(struct sem_array *sma, struct sem_queue *q)
772 {
773         /* pending complex alter operations are too difficult to analyse */
774         if (!list_empty(&sma->pending_alter))
775                 return 1;
776
777         /* we were a sleeping complex operation. Too difficult */
778         if (q->nsops > 1)
779                 return 1;
780
781         /* It is impossible that someone waits for the new value:
782          * - complex operations always restart.
783          * - wait-for-zero are handled seperately.
784          * - q is a previously sleeping simple operation that
785          *   altered the array. It must be a decrement, because
786          *   simple increments never sleep.
787          * - If there are older (higher priority) decrements
788          *   in the queue, then they have observed the original
789          *   semval value and couldn't proceed. The operation
790          *   decremented to value - thus they won't proceed either.
791          */
792         return 0;
793 }
794
795 /**
796  * wake_const_ops - wake up non-alter tasks
797  * @sma: semaphore array.
798  * @semnum: semaphore that was modified.
799  * @wake_q: lockless wake-queue head.
800  *
801  * wake_const_ops must be called after a semaphore in a semaphore array
802  * was set to 0. If complex const operations are pending, wake_const_ops must
803  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
804  * semaphore.
805  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
806  * is stored in q->pid.
807  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
808  */
809 static int wake_const_ops(struct sem_array *sma, int semnum,
810                           struct wake_q_head *wake_q)
811 {
812         struct sem_queue *q, *tmp;
813         struct list_head *pending_list;
814         int semop_completed = 0;
815
816         if (semnum == -1)
817                 pending_list = &sma->pending_const;
818         else
819                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_const;
820
821         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
822                 int error = perform_atomic_semop(sma, q);
823
824                 if (error > 0)
825                         continue;
826                 /* operation completed, remove from queue & wakeup */
827                 unlink_queue(sma, q);
828
829                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
830                 if (error == 0)
831                         semop_completed = 1;
832         }
833
834         return semop_completed;
835 }
836
837 /**
838  * do_smart_wakeup_zero - wakeup all wait for zero tasks
839  * @sma: semaphore array
840  * @sops: operations that were performed
841  * @nsops: number of operations
842  * @wake_q: lockless wake-queue head
843  *
844  * Checks all required queue for wait-for-zero operations, based
845  * on the actual changes that were performed on the semaphore array.
846  * The function returns 1 if at least one operation was completed successfully.
847  */
848 static int do_smart_wakeup_zero(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops,
849                                 int nsops, struct wake_q_head *wake_q)
850 {
851         int i;
852         int semop_completed = 0;
853         int got_zero = 0;
854
855         /* first: the per-semaphore queues, if known */
856         if (sops) {
857                 for (i = 0; i < nsops; i++) {
858                         int num = sops[i].sem_num;
859
860                         if (sma->sems[num].semval == 0) {
861                                 got_zero = 1;
862                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, num, wake_q);
863                         }
864                 }
865         } else {
866                 /*
867                  * No sops means modified semaphores not known.
868                  * Assume all were changed.
869                  */
870                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
871                         if (sma->sems[i].semval == 0) {
872                                 got_zero = 1;
873                                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, i, wake_q);
874                         }
875                 }
876         }
877         /*
878          * If one of the modified semaphores got 0,
879          * then check the global queue, too.
880          */
881         if (got_zero)
882                 semop_completed |= wake_const_ops(sma, -1, wake_q);
883
884         return semop_completed;
885 }
886
887
888 /**
889  * update_queue - look for tasks that can be completed.
890  * @sma: semaphore array.
891  * @semnum: semaphore that was modified.
892  * @wake_q: lockless wake-queue head.
893  *
894  * update_queue must be called after a semaphore in a semaphore array
895  * was modified. If multiple semaphores were modified, update_queue must
896  * be called with semnum = -1, as well as with the number of each modified
897  * semaphore.
898  * The tasks that must be woken up are added to @wake_q. The return code
899  * is stored in q->pid.
900  * The function internally checks if const operations can now succeed.
901  *
902  * The function return 1 if at least one semop was completed successfully.
903  */
904 static int update_queue(struct sem_array *sma, int semnum, struct wake_q_head *wake_q)
905 {
906         struct sem_queue *q, *tmp;
907         struct list_head *pending_list;
908         int semop_completed = 0;
909
910         if (semnum == -1)
911                 pending_list = &sma->pending_alter;
912         else
913                 pending_list = &sma->sems[semnum].pending_alter;
914
915 again:
916         list_for_each_entry_safe(q, tmp, pending_list, list) {
917                 int error, restart;
918
919                 /* If we are scanning the single sop, per-semaphore list of
920                  * one semaphore and that semaphore is 0, then it is not
921                  * necessary to scan further: simple increments
922                  * that affect only one entry succeed immediately and cannot
923                  * be in the  per semaphore pending queue, and decrements
924                  * cannot be successful if the value is already 0.
925                  */
926                 if (semnum != -1 && sma->sems[semnum].semval == 0)
927                         break;
928
929                 error = perform_atomic_semop(sma, q);
930
931                 /* Does q->sleeper still need to sleep? */
932                 if (error > 0)
933                         continue;
934
935                 unlink_queue(sma, q);
936
937                 if (error) {
938                         restart = 0;
939                 } else {
940                         semop_completed = 1;
941                         do_smart_wakeup_zero(sma, q->sops, q->nsops, wake_q);
942                         restart = check_restart(sma, q);
943                 }
944
945                 wake_up_sem_queue_prepare(q, error, wake_q);
946                 if (restart)
947                         goto again;
948         }
949         return semop_completed;
950 }
951
952 /**
953  * set_semotime - set sem_otime
954  * @sma: semaphore array
955  * @sops: operations that modified the array, may be NULL
956  *
957  * sem_otime is replicated to avoid cache line trashing.
958  * This function sets one instance to the current time.
959  */
960 static void set_semotime(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops)
961 {
962         if (sops == NULL) {
963                 sma->sems[0].sem_otime = get_seconds();
964         } else {
965                 sma->sems[sops[0].sem_num].sem_otime =
966                                                         get_seconds();
967         }
968 }
969
970 /**
971  * do_smart_update - optimized update_queue
972  * @sma: semaphore array
973  * @sops: operations that were performed
974  * @nsops: number of operations
975  * @otime: force setting otime
976  * @wake_q: lockless wake-queue head
977  *
978  * do_smart_update() does the required calls to update_queue and wakeup_zero,
979  * based on the actual changes that were performed on the semaphore array.
980  * Note that the function does not do the actual wake-up: the caller is
981  * responsible for calling wake_up_q().
982  * It is safe to perform this call after dropping all locks.
983  */
984 static void do_smart_update(struct sem_array *sma, struct sembuf *sops, int nsops,
985                             int otime, struct wake_q_head *wake_q)
986 {
987         int i;
988
989         otime |= do_smart_wakeup_zero(sma, sops, nsops, wake_q);
990
991         if (!list_empty(&sma->pending_alter)) {
992                 /* semaphore array uses the global queue - just process it. */
993                 otime |= update_queue(sma, -1, wake_q);
994         } else {
995                 if (!sops) {
996                         /*
997                          * No sops, thus the modified semaphores are not
998                          * known. Check all.
999                          */
1000                         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1001                                 otime |= update_queue(sma, i, wake_q);
1002                 } else {
1003                         /*
1004                          * Check the semaphores that were increased:
1005                          * - No complex ops, thus all sleeping ops are
1006                          *   decrease.
1007                          * - if we decreased the value, then any sleeping
1008                          *   semaphore ops wont be able to run: If the
1009                          *   previous value was too small, then the new
1010                          *   value will be too small, too.
1011                          */
1012                         for (i = 0; i < nsops; i++) {
1013                                 if (sops[i].sem_op > 0) {
1014                                         otime |= update_queue(sma,
1015                                                               sops[i].sem_num, wake_q);
1016                                 }
1017                         }
1018                 }
1019         }
1020         if (otime)
1021                 set_semotime(sma, sops);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * check_qop: Test if a queued operation sleeps on the semaphore semnum
1026  */
1027 static int check_qop(struct sem_array *sma, int semnum, struct sem_queue *q,
1028                         bool count_zero)
1029 {
1030         struct sembuf *sop = q->blocking;
1031
1032         /*
1033          * Linux always (since 0.99.10) reported a task as sleeping on all
1034          * semaphores. This violates SUS, therefore it was changed to the
1035          * standard compliant behavior.
1036          * Give the administrators a chance to notice that an application
1037          * might misbehave because it relies on the Linux behavior.
1038          */
1039         pr_info_once("semctl(GETNCNT/GETZCNT) is since 3.16 Single Unix Specification compliant.\n"
1040                         "The task %s (%d) triggered the difference, watch for misbehavior.\n",
1041                         current->comm, task_pid_nr(current));
1042
1043         if (sop->sem_num != semnum)
1044                 return 0;
1045
1046         if (count_zero && sop->sem_op == 0)
1047                 return 1;
1048         if (!count_zero && sop->sem_op < 0)
1049                 return 1;
1050
1051         return 0;
1052 }
1053
1054 /* The following counts are associated to each semaphore:
1055  *   semncnt        number of tasks waiting on semval being nonzero
1056  *   semzcnt        number of tasks waiting on semval being zero
1057  *
1058  * Per definition, a task waits only on the semaphore of the first semop
1059  * that cannot proceed, even if additional operation would block, too.
1060  */
1061 static int count_semcnt(struct sem_array *sma, ushort semnum,
1062                         bool count_zero)
1063 {
1064         struct list_head *l;
1065         struct sem_queue *q;
1066         int semcnt;
1067
1068         semcnt = 0;
1069         /* First: check the simple operations. They are easy to evaluate */
1070         if (count_zero)
1071                 l = &sma->sems[semnum].pending_const;
1072         else
1073                 l = &sma->sems[semnum].pending_alter;
1074
1075         list_for_each_entry(q, l, list) {
1076                 /* all task on a per-semaphore list sleep on exactly
1077                  * that semaphore
1078                  */
1079                 semcnt++;
1080         }
1081
1082         /* Then: check the complex operations. */
1083         list_for_each_entry(q, &sma->pending_alter, list) {
1084                 semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1085         }
1086         if (count_zero) {
1087                 list_for_each_entry(q, &sma->pending_const, list) {
1088                         semcnt += check_qop(sma, semnum, q, count_zero);
1089                 }
1090         }
1091         return semcnt;
1092 }
1093
1094 /* Free a semaphore set. freeary() is called with sem_ids.rwsem locked
1095  * as a writer and the spinlock for this semaphore set hold. sem_ids.rwsem
1096  * remains locked on exit.
1097  */
1098 static void freeary(struct ipc_namespace *ns, struct kern_ipc_perm *ipcp)
1099 {
1100         struct sem_undo *un, *tu;
1101         struct sem_queue *q, *tq;
1102         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1103         int i;
1104         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1105
1106         /* Free the existing undo structures for this semaphore set.  */
1107         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1108         list_for_each_entry_safe(un, tu, &sma->list_id, list_id) {
1109                 list_del(&un->list_id);
1110                 spin_lock(&un->ulp->lock);
1111                 un->semid = -1;
1112                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1113                 spin_unlock(&un->ulp->lock);
1114                 kfree_rcu(un, rcu);
1115         }
1116
1117         /* Wake up all pending processes and let them fail with EIDRM. */
1118         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_const, list) {
1119                 unlink_queue(sma, q);
1120                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1121         }
1122
1123         list_for_each_entry_safe(q, tq, &sma->pending_alter, list) {
1124                 unlink_queue(sma, q);
1125                 wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1126         }
1127         for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
1128                 struct sem *sem = &sma->sems[i];
1129                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_const, list) {
1130                         unlink_queue(sma, q);
1131                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1132                 }
1133                 list_for_each_entry_safe(q, tq, &sem->pending_alter, list) {
1134                         unlink_queue(sma, q);
1135                         wake_up_sem_queue_prepare(q, -EIDRM, &wake_q);
1136                 }
1137         }
1138
1139         /* Remove the semaphore set from the IDR */
1140         sem_rmid(ns, sma);
1141         sem_unlock(sma, -1);
1142         rcu_read_unlock();
1143
1144         wake_up_q(&wake_q);
1145         ns->used_sems -= sma->sem_nsems;
1146         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1147 }
1148
1149 static unsigned long copy_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in, int version)
1150 {
1151         switch (version) {
1152         case IPC_64:
1153                 return copy_to_user(buf, in, sizeof(*in));
1154         case IPC_OLD:
1155             {
1156                 struct semid_ds out;
1157
1158                 memset(&out, 0, sizeof(out));
1159
1160                 ipc64_perm_to_ipc_perm(&in->sem_perm, &out.sem_perm);
1161
1162                 out.sem_otime   = in->sem_otime;
1163                 out.sem_ctime   = in->sem_ctime;
1164                 out.sem_nsems   = in->sem_nsems;
1165
1166                 return copy_to_user(buf, &out, sizeof(out));
1167             }
1168         default:
1169                 return -EINVAL;
1170         }
1171 }
1172
1173 static time64_t get_semotime(struct sem_array *sma)
1174 {
1175         int i;
1176         time64_t res;
1177
1178         res = sma->sems[0].sem_otime;
1179         for (i = 1; i < sma->sem_nsems; i++) {
1180                 time64_t to = sma->sems[i].sem_otime;
1181
1182                 if (to > res)
1183                         res = to;
1184         }
1185         return res;
1186 }
1187
1188 static int semctl_stat(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1189                          int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1190 {
1191         struct sem_array *sma;
1192         int id = 0;
1193         int err;
1194
1195         memset(semid64, 0, sizeof(*semid64));
1196
1197         rcu_read_lock();
1198         if (cmd == SEM_STAT) {
1199                 sma = sem_obtain_object(ns, semid);
1200                 if (IS_ERR(sma)) {
1201                         err = PTR_ERR(sma);
1202                         goto out_unlock;
1203                 }
1204                 id = sma->sem_perm.id;
1205         } else {
1206                 sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1207                 if (IS_ERR(sma)) {
1208                         err = PTR_ERR(sma);
1209                         goto out_unlock;
1210                 }
1211         }
1212
1213         err = -EACCES;
1214         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IRUGO))
1215                 goto out_unlock;
1216
1217         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1218         if (err)
1219                 goto out_unlock;
1220
1221         ipc_lock_object(&sma->sem_perm);
1222
1223         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1224                 ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1225                 err = -EIDRM;
1226                 goto out_unlock;
1227         }
1228
1229         kernel_to_ipc64_perm(&sma->sem_perm, &semid64->sem_perm);
1230         semid64->sem_otime = get_semotime(sma);
1231         semid64->sem_ctime = sma->sem_ctime;
1232         semid64->sem_nsems = sma->sem_nsems;
1233
1234         ipc_unlock_object(&sma->sem_perm);
1235         rcu_read_unlock();
1236         return id;
1237
1238 out_unlock:
1239         rcu_read_unlock();
1240         return err;
1241 }
1242
1243 static int semctl_info(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1244                          int cmd, void __user *p)
1245 {
1246         struct seminfo seminfo;
1247         int max_id;
1248         int err;
1249
1250         err = security_sem_semctl(NULL, cmd);
1251         if (err)
1252                 return err;
1253
1254         memset(&seminfo, 0, sizeof(seminfo));
1255         seminfo.semmni = ns->sc_semmni;
1256         seminfo.semmns = ns->sc_semmns;
1257         seminfo.semmsl = ns->sc_semmsl;
1258         seminfo.semopm = ns->sc_semopm;
1259         seminfo.semvmx = SEMVMX;
1260         seminfo.semmnu = SEMMNU;
1261         seminfo.semmap = SEMMAP;
1262         seminfo.semume = SEMUME;
1263         down_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1264         if (cmd == SEM_INFO) {
1265                 seminfo.semusz = sem_ids(ns).in_use;
1266                 seminfo.semaem = ns->used_sems;
1267         } else {
1268                 seminfo.semusz = SEMUSZ;
1269                 seminfo.semaem = SEMAEM;
1270         }
1271         max_id = ipc_get_maxid(&sem_ids(ns));
1272         up_read(&sem_ids(ns).rwsem);
1273         if (copy_to_user(p, &seminfo, sizeof(struct seminfo)))
1274                 return -EFAULT;
1275         return (max_id < 0) ? 0 : max_id;
1276 }
1277
1278 static int semctl_setval(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1279                 int val)
1280 {
1281         struct sem_undo *un;
1282         struct sem_array *sma;
1283         struct sem *curr;
1284         int err;
1285         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1286
1287         if (val > SEMVMX || val < 0)
1288                 return -ERANGE;
1289
1290         rcu_read_lock();
1291         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1292         if (IS_ERR(sma)) {
1293                 rcu_read_unlock();
1294                 return PTR_ERR(sma);
1295         }
1296
1297         if (semnum < 0 || semnum >= sma->sem_nsems) {
1298                 rcu_read_unlock();
1299                 return -EINVAL;
1300         }
1301
1302
1303         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, S_IWUGO)) {
1304                 rcu_read_unlock();
1305                 return -EACCES;
1306         }
1307
1308         err = security_sem_semctl(sma, SETVAL);
1309         if (err) {
1310                 rcu_read_unlock();
1311                 return -EACCES;
1312         }
1313
1314         sem_lock(sma, NULL, -1);
1315
1316         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1317                 sem_unlock(sma, -1);
1318                 rcu_read_unlock();
1319                 return -EIDRM;
1320         }
1321
1322         curr = &sma->sems[semnum];
1323
1324         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1325         list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id)
1326                 un->semadj[semnum] = 0;
1327
1328         curr->semval = val;
1329         curr->sempid = task_tgid_vnr(current);
1330         sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1331         /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1332         do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1333         sem_unlock(sma, -1);
1334         rcu_read_unlock();
1335         wake_up_q(&wake_q);
1336         return 0;
1337 }
1338
1339 static int semctl_main(struct ipc_namespace *ns, int semid, int semnum,
1340                 int cmd, void __user *p)
1341 {
1342         struct sem_array *sma;
1343         struct sem *curr;
1344         int err, nsems;
1345         ushort fast_sem_io[SEMMSL_FAST];
1346         ushort *sem_io = fast_sem_io;
1347         DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
1348
1349         rcu_read_lock();
1350         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1351         if (IS_ERR(sma)) {
1352                 rcu_read_unlock();
1353                 return PTR_ERR(sma);
1354         }
1355
1356         nsems = sma->sem_nsems;
1357
1358         err = -EACCES;
1359         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, cmd == SETALL ? S_IWUGO : S_IRUGO))
1360                 goto out_rcu_wakeup;
1361
1362         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1363         if (err)
1364                 goto out_rcu_wakeup;
1365
1366         err = -EACCES;
1367         switch (cmd) {
1368         case GETALL:
1369         {
1370                 ushort __user *array = p;
1371                 int i;
1372
1373                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1374                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1375                         err = -EIDRM;
1376                         goto out_unlock;
1377                 }
1378                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1379                         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1380                                 err = -EIDRM;
1381                                 goto out_unlock;
1382                         }
1383                         sem_unlock(sma, -1);
1384                         rcu_read_unlock();
1385                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1386                                                 GFP_KERNEL);
1387                         if (sem_io == NULL) {
1388                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1389                                 return -ENOMEM;
1390                         }
1391
1392                         rcu_read_lock();
1393                         sem_lock_and_putref(sma);
1394                         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1395                                 err = -EIDRM;
1396                                 goto out_unlock;
1397                         }
1398                 }
1399                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++)
1400                         sem_io[i] = sma->sems[i].semval;
1401                 sem_unlock(sma, -1);
1402                 rcu_read_unlock();
1403                 err = 0;
1404                 if (copy_to_user(array, sem_io, nsems*sizeof(ushort)))
1405                         err = -EFAULT;
1406                 goto out_free;
1407         }
1408         case SETALL:
1409         {
1410                 int i;
1411                 struct sem_undo *un;
1412
1413                 if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1414                         err = -EIDRM;
1415                         goto out_rcu_wakeup;
1416                 }
1417                 rcu_read_unlock();
1418
1419                 if (nsems > SEMMSL_FAST) {
1420                         sem_io = kvmalloc_array(nsems, sizeof(ushort),
1421                                                 GFP_KERNEL);
1422                         if (sem_io == NULL) {
1423                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1424                                 return -ENOMEM;
1425                         }
1426                 }
1427
1428                 if (copy_from_user(sem_io, p, nsems*sizeof(ushort))) {
1429                         ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1430                         err = -EFAULT;
1431                         goto out_free;
1432                 }
1433
1434                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1435                         if (sem_io[i] > SEMVMX) {
1436                                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1437                                 err = -ERANGE;
1438                                 goto out_free;
1439                         }
1440                 }
1441                 rcu_read_lock();
1442                 sem_lock_and_putref(sma);
1443                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1444                         err = -EIDRM;
1445                         goto out_unlock;
1446                 }
1447
1448                 for (i = 0; i < nsems; i++) {
1449                         sma->sems[i].semval = sem_io[i];
1450                         sma->sems[i].sempid = task_tgid_vnr(current);
1451                 }
1452
1453                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1454                 list_for_each_entry(un, &sma->list_id, list_id) {
1455                         for (i = 0; i < nsems; i++)
1456                                 un->semadj[i] = 0;
1457                 }
1458                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1459                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
1460                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 0, &wake_q);
1461                 err = 0;
1462                 goto out_unlock;
1463         }
1464         /* GETVAL, GETPID, GETNCTN, GETZCNT: fall-through */
1465         }
1466         err = -EINVAL;
1467         if (semnum < 0 || semnum >= nsems)
1468                 goto out_rcu_wakeup;
1469
1470         sem_lock(sma, NULL, -1);
1471         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1472                 err = -EIDRM;
1473                 goto out_unlock;
1474         }
1475         curr = &sma->sems[semnum];
1476
1477         switch (cmd) {
1478         case GETVAL:
1479                 err = curr->semval;
1480                 goto out_unlock;
1481         case GETPID:
1482                 err = curr->sempid;
1483                 goto out_unlock;
1484         case GETNCNT:
1485                 err = count_semcnt(sma, semnum, 0);
1486                 goto out_unlock;
1487         case GETZCNT:
1488                 err = count_semcnt(sma, semnum, 1);
1489                 goto out_unlock;
1490         }
1491
1492 out_unlock:
1493         sem_unlock(sma, -1);
1494 out_rcu_wakeup:
1495         rcu_read_unlock();
1496         wake_up_q(&wake_q);
1497 out_free:
1498         if (sem_io != fast_sem_io)
1499                 kvfree(sem_io);
1500         return err;
1501 }
1502
1503 static inline unsigned long
1504 copy_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf, int version)
1505 {
1506         switch (version) {
1507         case IPC_64:
1508                 if (copy_from_user(out, buf, sizeof(*out)))
1509                         return -EFAULT;
1510                 return 0;
1511         case IPC_OLD:
1512             {
1513                 struct semid_ds tbuf_old;
1514
1515                 if (copy_from_user(&tbuf_old, buf, sizeof(tbuf_old)))
1516                         return -EFAULT;
1517
1518                 out->sem_perm.uid       = tbuf_old.sem_perm.uid;
1519                 out->sem_perm.gid       = tbuf_old.sem_perm.gid;
1520                 out->sem_perm.mode      = tbuf_old.sem_perm.mode;
1521
1522                 return 0;
1523             }
1524         default:
1525                 return -EINVAL;
1526         }
1527 }
1528
1529 /*
1530  * This function handles some semctl commands which require the rwsem
1531  * to be held in write mode.
1532  * NOTE: no locks must be held, the rwsem is taken inside this function.
1533  */
1534 static int semctl_down(struct ipc_namespace *ns, int semid,
1535                        int cmd, struct semid64_ds *semid64)
1536 {
1537         struct sem_array *sma;
1538         int err;
1539         struct kern_ipc_perm *ipcp;
1540
1541         down_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1542         rcu_read_lock();
1543
1544         ipcp = ipcctl_pre_down_nolock(ns, &sem_ids(ns), semid, cmd,
1545                                       &semid64->sem_perm, 0);
1546         if (IS_ERR(ipcp)) {
1547                 err = PTR_ERR(ipcp);
1548                 goto out_unlock1;
1549         }
1550
1551         sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
1552
1553         err = security_sem_semctl(sma, cmd);
1554         if (err)
1555                 goto out_unlock1;
1556
1557         switch (cmd) {
1558         case IPC_RMID:
1559                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1560                 /* freeary unlocks the ipc object and rcu */
1561                 freeary(ns, ipcp);
1562                 goto out_up;
1563         case IPC_SET:
1564                 sem_lock(sma, NULL, -1);
1565                 err = ipc_update_perm(&semid64->sem_perm, ipcp);
1566                 if (err)
1567                         goto out_unlock0;
1568                 sma->sem_ctime = ktime_get_real_seconds();
1569                 break;
1570         default:
1571                 err = -EINVAL;
1572                 goto out_unlock1;
1573         }
1574
1575 out_unlock0:
1576         sem_unlock(sma, -1);
1577 out_unlock1:
1578         rcu_read_unlock();
1579 out_up:
1580         up_write(&sem_ids(ns).rwsem);
1581         return err;
1582 }
1583
1584 long ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, unsigned long arg)
1585 {
1586         int version;
1587         struct ipc_namespace *ns;
1588         void __user *p = (void __user *)arg;
1589         struct semid64_ds semid64;
1590         int err;
1591
1592         if (semid < 0)
1593                 return -EINVAL;
1594
1595         version = ipc_parse_version(&cmd);
1596         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1597
1598         switch (cmd) {
1599         case IPC_INFO:
1600         case SEM_INFO:
1601                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1602         case IPC_STAT:
1603         case SEM_STAT:
1604                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1605                 if (err < 0)
1606                         return err;
1607                 if (copy_semid_to_user(p, &semid64, version))
1608                         err = -EFAULT;
1609                 return err;
1610         case GETALL:
1611         case GETVAL:
1612         case GETPID:
1613         case GETNCNT:
1614         case GETZCNT:
1615         case SETALL:
1616                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1617         case SETVAL: {
1618                 int val;
1619 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(__BIG_ENDIAN)
1620                 /* big-endian 64bit */
1621                 val = arg >> 32;
1622 #else
1623                 /* 32bit or little-endian 64bit */
1624                 val = arg;
1625 #endif
1626                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, val);
1627         }
1628         case IPC_SET:
1629                 if (copy_semid_from_user(&semid64, p, version))
1630                         return -EFAULT;
1631         case IPC_RMID:
1632                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1633         default:
1634                 return -EINVAL;
1635         }
1636 }
1637
1638 SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, unsigned long, arg)
1639 {
1640         return ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1641 }
1642
1643 #ifdef CONFIG_COMPAT
1644
1645 struct compat_semid_ds {
1646         struct compat_ipc_perm sem_perm;
1647         compat_time_t sem_otime;
1648         compat_time_t sem_ctime;
1649         compat_uptr_t sem_base;
1650         compat_uptr_t sem_pending;
1651         compat_uptr_t sem_pending_last;
1652         compat_uptr_t undo;
1653         unsigned short sem_nsems;
1654 };
1655
1656 static int copy_compat_semid_from_user(struct semid64_ds *out, void __user *buf,
1657                                         int version)
1658 {
1659         memset(out, 0, sizeof(*out));
1660         if (version == IPC_64) {
1661                 struct compat_semid64_ds __user *p = buf;
1662                 return get_compat_ipc64_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1663         } else {
1664                 struct compat_semid_ds __user *p = buf;
1665                 return get_compat_ipc_perm(&out->sem_perm, &p->sem_perm);
1666         }
1667 }
1668
1669 static int copy_compat_semid_to_user(void __user *buf, struct semid64_ds *in,
1670                                         int version)
1671 {
1672         if (version == IPC_64) {
1673                 struct compat_semid64_ds v;
1674                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1675                 to_compat_ipc64_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1676                 v.sem_otime = in->sem_otime;
1677                 v.sem_ctime = in->sem_ctime;
1678                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1679                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1680         } else {
1681                 struct compat_semid_ds v;
1682                 memset(&v, 0, sizeof(v));
1683                 to_compat_ipc_perm(&v.sem_perm, &in->sem_perm);
1684                 v.sem_otime = in->sem_otime;
1685                 v.sem_ctime = in->sem_ctime;
1686                 v.sem_nsems = in->sem_nsems;
1687                 return copy_to_user(buf, &v, sizeof(v));
1688         }
1689 }
1690
1691 long compat_ksys_semctl(int semid, int semnum, int cmd, int arg)
1692 {
1693         void __user *p = compat_ptr(arg);
1694         struct ipc_namespace *ns;
1695         struct semid64_ds semid64;
1696         int version = compat_ipc_parse_version(&cmd);
1697         int err;
1698
1699         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1700
1701         if (semid < 0)
1702                 return -EINVAL;
1703
1704         switch (cmd & (~IPC_64)) {
1705         case IPC_INFO:
1706         case SEM_INFO:
1707                 return semctl_info(ns, semid, cmd, p);
1708         case IPC_STAT:
1709         case SEM_STAT:
1710                 err = semctl_stat(ns, semid, cmd, &semid64);
1711                 if (err < 0)
1712                         return err;
1713                 if (copy_compat_semid_to_user(p, &semid64, version))
1714                         err = -EFAULT;
1715                 return err;
1716         case GETVAL:
1717         case GETPID:
1718         case GETNCNT:
1719         case GETZCNT:
1720         case GETALL:
1721         case SETALL:
1722                 return semctl_main(ns, semid, semnum, cmd, p);
1723         case SETVAL:
1724                 return semctl_setval(ns, semid, semnum, arg);
1725         case IPC_SET:
1726                 if (copy_compat_semid_from_user(&semid64, p, version))
1727                         return -EFAULT;
1728                 /* fallthru */
1729         case IPC_RMID:
1730                 return semctl_down(ns, semid, cmd, &semid64);
1731         default:
1732                 return -EINVAL;
1733         }
1734 }
1735
1736 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(semctl, int, semid, int, semnum, int, cmd, int, arg)
1737 {
1738         return compat_ksys_semctl(semid, semnum, cmd, arg);
1739 }
1740 #endif
1741
1742 /* If the task doesn't already have a undo_list, then allocate one
1743  * here.  We guarantee there is only one thread using this undo list,
1744  * and current is THE ONE
1745  *
1746  * If this allocation and assignment succeeds, but later
1747  * portions of this code fail, there is no need to free the sem_undo_list.
1748  * Just let it stay associated with the task, and it'll be freed later
1749  * at exit time.
1750  *
1751  * This can block, so callers must hold no locks.
1752  */
1753 static inline int get_undo_list(struct sem_undo_list **undo_listp)
1754 {
1755         struct sem_undo_list *undo_list;
1756
1757         undo_list = current->sysvsem.undo_list;
1758         if (!undo_list) {
1759                 undo_list = kzalloc(sizeof(*undo_list), GFP_KERNEL);
1760                 if (undo_list == NULL)
1761                         return -ENOMEM;
1762                 spin_lock_init(&undo_list->lock);
1763                 refcount_set(&undo_list->refcnt, 1);
1764                 INIT_LIST_HEAD(&undo_list->list_proc);
1765
1766                 current->sysvsem.undo_list = undo_list;
1767         }
1768         *undo_listp = undo_list;
1769         return 0;
1770 }
1771
1772 static struct sem_undo *__lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1773 {
1774         struct sem_undo *un;
1775
1776         list_for_each_entry_rcu(un, &ulp->list_proc, list_proc) {
1777                 if (un->semid == semid)
1778                         return un;
1779         }
1780         return NULL;
1781 }
1782
1783 static struct sem_undo *lookup_undo(struct sem_undo_list *ulp, int semid)
1784 {
1785         struct sem_undo *un;
1786
1787         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1788
1789         un = __lookup_undo(ulp, semid);
1790         if (un) {
1791                 list_del_rcu(&un->list_proc);
1792                 list_add_rcu(&un->list_proc, &ulp->list_proc);
1793         }
1794         return un;
1795 }
1796
1797 /**
1798  * find_alloc_undo - lookup (and if not present create) undo array
1799  * @ns: namespace
1800  * @semid: semaphore array id
1801  *
1802  * The function looks up (and if not present creates) the undo structure.
1803  * The size of the undo structure depends on the size of the semaphore
1804  * array, thus the alloc path is not that straightforward.
1805  * Lifetime-rules: sem_undo is rcu-protected, on success, the function
1806  * performs a rcu_read_lock().
1807  */
1808 static struct sem_undo *find_alloc_undo(struct ipc_namespace *ns, int semid)
1809 {
1810         struct sem_array *sma;
1811         struct sem_undo_list *ulp;
1812         struct sem_undo *un, *new;
1813         int nsems, error;
1814
1815         error = get_undo_list(&ulp);
1816         if (error)
1817                 return ERR_PTR(error);
1818
1819         rcu_read_lock();
1820         spin_lock(&ulp->lock);
1821         un = lookup_undo(ulp, semid);
1822         spin_unlock(&ulp->lock);
1823         if (likely(un != NULL))
1824                 goto out;
1825
1826         /* no undo structure around - allocate one. */
1827         /* step 1: figure out the size of the semaphore array */
1828         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1829         if (IS_ERR(sma)) {
1830                 rcu_read_unlock();
1831                 return ERR_CAST(sma);
1832         }
1833
1834         nsems = sma->sem_nsems;
1835         if (!ipc_rcu_getref(&sma->sem_perm)) {
1836                 rcu_read_unlock();
1837                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1838                 goto out;
1839         }
1840         rcu_read_unlock();
1841
1842         /* step 2: allocate new undo structure */
1843         new = kzalloc(sizeof(struct sem_undo) + sizeof(short)*nsems, GFP_KERNEL);
1844         if (!new) {
1845                 ipc_rcu_putref(&sma->sem_perm, sem_rcu_free);
1846                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1847         }
1848
1849         /* step 3: Acquire the lock on semaphore array */
1850         rcu_read_lock();
1851         sem_lock_and_putref(sma);
1852         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
1853                 sem_unlock(sma, -1);
1854                 rcu_read_unlock();
1855                 kfree(new);
1856                 un = ERR_PTR(-EIDRM);
1857                 goto out;
1858         }
1859         spin_lock(&ulp->lock);
1860
1861         /*
1862          * step 4: check for races: did someone else allocate the undo struct?
1863          */
1864         un = lookup_undo(ulp, semid);
1865         if (un) {
1866                 kfree(new);
1867                 goto success;
1868         }
1869         /* step 5: initialize & link new undo structure */
1870         new->semadj = (short *) &new[1];
1871         new->ulp = ulp;
1872         new->semid = semid;
1873         assert_spin_locked(&ulp->lock);
1874         list_add_rcu(&new->list_proc, &ulp->list_proc);
1875         ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
1876         list_add(&new->list_id, &sma->list_id);
1877         un = new;
1878
1879 success:
1880         spin_unlock(&ulp->lock);
1881         sem_unlock(sma, -1);
1882 out:
1883         return un;
1884 }
1885
1886 static long do_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
1887                 unsigned nsops, const struct timespec64 *timeout)
1888 {
1889         int error = -EINVAL;
1890         struct sem_array *sma;
1891         struct sembuf fast_sops[SEMOPM_FAST];
1892         struct sembuf *sops = fast_sops, *sop;
1893         struct sem_undo *un;
1894         int max, locknum;
1895         bool undos = false, alter = false, dupsop = false;
1896         struct sem_queue queue;
1897         unsigned long dup = 0, jiffies_left = 0;
1898         struct ipc_namespace *ns;
1899
1900         ns = current->nsproxy->ipc_ns;
1901
1902         if (nsops < 1 || semid < 0)
1903                 return -EINVAL;
1904         if (nsops > ns->sc_semopm)
1905                 return -E2BIG;
1906         if (nsops > SEMOPM_FAST) {
1907                 sops = kvmalloc(sizeof(*sops)*nsops, GFP_KERNEL);
1908                 if (sops == NULL)
1909                         return -ENOMEM;
1910         }
1911
1912         if (copy_from_user(sops, tsops, nsops * sizeof(*tsops))) {
1913                 error =  -EFAULT;
1914                 goto out_free;
1915         }
1916
1917         if (timeout) {
1918                 if (timeout->tv_sec < 0 || timeout->tv_nsec < 0 ||
1919                         timeout->tv_nsec >= 1000000000L) {
1920                         error = -EINVAL;
1921                         goto out_free;
1922                 }
1923                 jiffies_left = timespec64_to_jiffies(timeout);
1924         }
1925
1926         max = 0;
1927         for (sop = sops; sop < sops + nsops; sop++) {
1928                 unsigned long mask = 1ULL << ((sop->sem_num) % BITS_PER_LONG);
1929
1930                 if (sop->sem_num >= max)
1931                         max = sop->sem_num;
1932                 if (sop->sem_flg & SEM_UNDO)
1933                         undos = true;
1934                 if (dup & mask) {
1935                         /*
1936                          * There was a previous alter access that appears
1937                          * to have accessed the same semaphore, thus use
1938                          * the dupsop logic. "appears", because the detection
1939                          * can only check % BITS_PER_LONG.
1940                          */
1941                         dupsop = true;
1942                 }
1943                 if (sop->sem_op != 0) {
1944                         alter = true;
1945                         dup |= mask;
1946                 }
1947         }
1948
1949         if (undos) {
1950                 /* On success, find_alloc_undo takes the rcu_read_lock */
1951                 un = find_alloc_undo(ns, semid);
1952                 if (IS_ERR(un)) {
1953                         error = PTR_ERR(un);
1954                         goto out_free;
1955                 }
1956         } else {
1957                 un = NULL;
1958                 rcu_read_lock();
1959         }
1960
1961         sma = sem_obtain_object_check(ns, semid);
1962         if (IS_ERR(sma)) {
1963                 rcu_read_unlock();
1964                 error = PTR_ERR(sma);
1965                 goto out_free;
1966         }
1967
1968         error = -EFBIG;
1969         if (max >= sma->sem_nsems) {
1970                 rcu_read_unlock();
1971                 goto out_free;
1972         }
1973
1974         error = -EACCES;
1975         if (ipcperms(ns, &sma->sem_perm, alter ? S_IWUGO : S_IRUGO)) {
1976                 rcu_read_unlock();
1977                 goto out_free;
1978         }
1979
1980         error = security_sem_semop(sma, sops, nsops, alter);
1981         if (error) {
1982                 rcu_read_unlock();
1983                 goto out_free;
1984         }
1985
1986         error = -EIDRM;
1987         locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
1988         /*
1989          * We eventually might perform the following check in a lockless
1990          * fashion, considering ipc_valid_object() locking constraints.
1991          * If nsops == 1 and there is no contention for sem_perm.lock, then
1992          * only a per-semaphore lock is held and it's OK to proceed with the
1993          * check below. More details on the fine grained locking scheme
1994          * entangled here and why it's RMID race safe on comments at sem_lock()
1995          */
1996         if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
1997                 goto out_unlock_free;
1998         /*
1999          * semid identifiers are not unique - find_alloc_undo may have
2000          * allocated an undo structure, it was invalidated by an RMID
2001          * and now a new array with received the same id. Check and fail.
2002          * This case can be detected checking un->semid. The existence of
2003          * "un" itself is guaranteed by rcu.
2004          */
2005         if (un && un->semid == -1)
2006                 goto out_unlock_free;
2007
2008         queue.sops = sops;
2009         queue.nsops = nsops;
2010         queue.undo = un;
2011         queue.pid = task_tgid_vnr(current);
2012         queue.alter = alter;
2013         queue.dupsop = dupsop;
2014
2015         error = perform_atomic_semop(sma, &queue);
2016         if (error == 0) { /* non-blocking succesfull path */
2017                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2018
2019                 /*
2020                  * If the operation was successful, then do
2021                  * the required updates.
2022                  */
2023                 if (alter)
2024                         do_smart_update(sma, sops, nsops, 1, &wake_q);
2025                 else
2026                         set_semotime(sma, sops);
2027
2028                 sem_unlock(sma, locknum);
2029                 rcu_read_unlock();
2030                 wake_up_q(&wake_q);
2031
2032                 goto out_free;
2033         }
2034         if (error < 0) /* non-blocking error path */
2035                 goto out_unlock_free;
2036
2037         /*
2038          * We need to sleep on this operation, so we put the current
2039          * task into the pending queue and go to sleep.
2040          */
2041         if (nsops == 1) {
2042                 struct sem *curr;
2043                 curr = &sma->sems[sops->sem_num];
2044
2045                 if (alter) {
2046                         if (sma->complex_count) {
2047                                 list_add_tail(&queue.list,
2048                                                 &sma->pending_alter);
2049                         } else {
2050
2051                                 list_add_tail(&queue.list,
2052                                                 &curr->pending_alter);
2053                         }
2054                 } else {
2055                         list_add_tail(&queue.list, &curr->pending_const);
2056                 }
2057         } else {
2058                 if (!sma->complex_count)
2059                         merge_queues(sma);
2060
2061                 if (alter)
2062                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_alter);
2063                 else
2064                         list_add_tail(&queue.list, &sma->pending_const);
2065
2066                 sma->complex_count++;
2067         }
2068
2069         do {
2070                 queue.status = -EINTR;
2071                 queue.sleeper = current;
2072
2073                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2074                 sem_unlock(sma, locknum);
2075                 rcu_read_unlock();
2076
2077                 if (timeout)
2078                         jiffies_left = schedule_timeout(jiffies_left);
2079                 else
2080                         schedule();
2081
2082                 /*
2083                  * fastpath: the semop has completed, either successfully or
2084                  * not, from the syscall pov, is quite irrelevant to us at this
2085                  * point; we're done.
2086                  *
2087                  * We _do_ care, nonetheless, about being awoken by a signal or
2088                  * spuriously.  The queue.status is checked again in the
2089                  * slowpath (aka after taking sem_lock), such that we can detect
2090                  * scenarios where we were awakened externally, during the
2091                  * window between wake_q_add() and wake_up_q().
2092                  */
2093                 error = READ_ONCE(queue.status);
2094                 if (error != -EINTR) {
2095                         /*
2096                          * User space could assume that semop() is a memory
2097                          * barrier: Without the mb(), the cpu could
2098                          * speculatively read in userspace stale data that was
2099                          * overwritten by the previous owner of the semaphore.
2100                          */
2101                         smp_mb();
2102                         goto out_free;
2103                 }
2104
2105                 rcu_read_lock();
2106                 locknum = sem_lock(sma, sops, nsops);
2107
2108                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm))
2109                         goto out_unlock_free;
2110
2111                 error = READ_ONCE(queue.status);
2112
2113                 /*
2114                  * If queue.status != -EINTR we are woken up by another process.
2115                  * Leave without unlink_queue(), but with sem_unlock().
2116                  */
2117                 if (error != -EINTR)
2118                         goto out_unlock_free;
2119
2120                 /*
2121                  * If an interrupt occurred we have to clean up the queue.
2122                  */
2123                 if (timeout && jiffies_left == 0)
2124                         error = -EAGAIN;
2125         } while (error == -EINTR && !signal_pending(current)); /* spurious */
2126
2127         unlink_queue(sma, &queue);
2128
2129 out_unlock_free:
2130         sem_unlock(sma, locknum);
2131         rcu_read_unlock();
2132 out_free:
2133         if (sops != fast_sops)
2134                 kvfree(sops);
2135         return error;
2136 }
2137
2138 long ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsops,
2139                      unsigned int nsops, const struct timespec __user *timeout)
2140 {
2141         if (timeout) {
2142                 struct timespec64 ts;
2143                 if (get_timespec64(&ts, timeout))
2144                         return -EFAULT;
2145                 return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, &ts);
2146         }
2147         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2148 }
2149
2150 SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2151                 unsigned int, nsops, const struct timespec __user *, timeout)
2152 {
2153         return ksys_semtimedop(semid, tsops, nsops, timeout);
2154 }
2155
2156 #ifdef CONFIG_COMPAT
2157 long compat_ksys_semtimedop(int semid, struct sembuf __user *tsems,
2158                             unsigned int nsops,
2159                             const struct compat_timespec __user *timeout)
2160 {
2161         if (timeout) {
2162                 struct timespec64 ts;
2163                 if (compat_get_timespec64(&ts, timeout))
2164                         return -EFAULT;
2165                 return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, &ts);
2166         }
2167         return do_semtimedop(semid, tsems, nsops, NULL);
2168 }
2169
2170 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(semtimedop, int, semid, struct sembuf __user *, tsems,
2171                        unsigned int, nsops,
2172                        const struct compat_timespec __user *, timeout)
2173 {
2174         return compat_ksys_semtimedop(semid, tsems, nsops, timeout);
2175 }
2176 #endif
2177
2178 SYSCALL_DEFINE3(semop, int, semid, struct sembuf __user *, tsops,
2179                 unsigned, nsops)
2180 {
2181         return do_semtimedop(semid, tsops, nsops, NULL);
2182 }
2183
2184 /* If CLONE_SYSVSEM is set, establish sharing of SEM_UNDO state between
2185  * parent and child tasks.
2186  */
2187
2188 int copy_semundo(unsigned long clone_flags, struct task_struct *tsk)
2189 {
2190         struct sem_undo_list *undo_list;
2191         int error;
2192
2193         if (clone_flags & CLONE_SYSVSEM) {
2194                 error = get_undo_list(&undo_list);
2195                 if (error)
2196                         return error;
2197                 refcount_inc(&undo_list->refcnt);
2198                 tsk->sysvsem.undo_list = undo_list;
2199         } else
2200                 tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2201
2202         return 0;
2203 }
2204
2205 /*
2206  * add semadj values to semaphores, free undo structures.
2207  * undo structures are not freed when semaphore arrays are destroyed
2208  * so some of them may be out of date.
2209  * IMPLEMENTATION NOTE: There is some confusion over whether the
2210  * set of adjustments that needs to be done should be done in an atomic
2211  * manner or not. That is, if we are attempting to decrement the semval
2212  * should we queue up and wait until we can do so legally?
2213  * The original implementation attempted to do this (queue and wait).
2214  * The current implementation does not do so. The POSIX standard
2215  * and SVID should be consulted to determine what behavior is mandated.
2216  */
2217 void exit_sem(struct task_struct *tsk)
2218 {
2219         struct sem_undo_list *ulp;
2220
2221         ulp = tsk->sysvsem.undo_list;
2222         if (!ulp)
2223                 return;
2224         tsk->sysvsem.undo_list = NULL;
2225
2226         if (!refcount_dec_and_test(&ulp->refcnt))
2227                 return;
2228
2229         for (;;) {
2230                 struct sem_array *sma;
2231                 struct sem_undo *un;
2232                 int semid, i;
2233                 DEFINE_WAKE_Q(wake_q);
2234
2235                 cond_resched();
2236
2237                 rcu_read_lock();
2238                 un = list_entry_rcu(ulp->list_proc.next,
2239                                     struct sem_undo, list_proc);
2240                 if (&un->list_proc == &ulp->list_proc) {
2241                         /*
2242                          * We must wait for freeary() before freeing this ulp,
2243                          * in case we raced with last sem_undo. There is a small
2244                          * possibility where we exit while freeary() didn't
2245                          * finish unlocking sem_undo_list.
2246                          */
2247                         spin_lock(&ulp->lock);
2248                         spin_unlock(&ulp->lock);
2249                         rcu_read_unlock();
2250                         break;
2251                 }
2252                 spin_lock(&ulp->lock);
2253                 semid = un->semid;
2254                 spin_unlock(&ulp->lock);
2255
2256                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2257                 if (semid == -1) {
2258                         rcu_read_unlock();
2259                         continue;
2260                 }
2261
2262                 sma = sem_obtain_object_check(tsk->nsproxy->ipc_ns, semid);
2263                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2264                 if (IS_ERR(sma)) {
2265                         rcu_read_unlock();
2266                         continue;
2267                 }
2268
2269                 sem_lock(sma, NULL, -1);
2270                 /* exit_sem raced with IPC_RMID, nothing to do */
2271                 if (!ipc_valid_object(&sma->sem_perm)) {
2272                         sem_unlock(sma, -1);
2273                         rcu_read_unlock();
2274                         continue;
2275                 }
2276                 un = __lookup_undo(ulp, semid);
2277                 if (un == NULL) {
2278                         /* exit_sem raced with IPC_RMID+semget() that created
2279                          * exactly the same semid. Nothing to do.
2280                          */
2281                         sem_unlock(sma, -1);
2282                         rcu_read_unlock();
2283                         continue;
2284                 }
2285
2286                 /* remove un from the linked lists */
2287                 ipc_assert_locked_object(&sma->sem_perm);
2288                 list_del(&un->list_id);
2289
2290                 /* we are the last process using this ulp, acquiring ulp->lock
2291                  * isn't required. Besides that, we are also protected against
2292                  * IPC_RMID as we hold sma->sem_perm lock now
2293                  */
2294                 list_del_rcu(&un->list_proc);
2295
2296                 /* perform adjustments registered in un */
2297                 for (i = 0; i < sma->sem_nsems; i++) {
2298                         struct sem *semaphore = &sma->sems[i];
2299                         if (un->semadj[i]) {
2300                                 semaphore->semval += un->semadj[i];
2301                                 /*
2302                                  * Range checks of the new semaphore value,
2303                                  * not defined by sus:
2304                                  * - Some unices ignore the undo entirely
2305                                  *   (e.g. HP UX 11i 11.22, Tru64 V5.1)
2306                                  * - some cap the value (e.g. FreeBSD caps
2307                                  *   at 0, but doesn't enforce SEMVMX)
2308                                  *
2309                                  * Linux caps the semaphore value, both at 0
2310                                  * and at SEMVMX.
2311                                  *
2312                                  *      Manfred <manfred@colorfullife.com>
2313                                  */
2314                                 if (semaphore->semval < 0)
2315                                         semaphore->semval = 0;
2316                                 if (semaphore->semval > SEMVMX)
2317                                         semaphore->semval = SEMVMX;
2318                                 semaphore->sempid = task_tgid_vnr(current);
2319                         }
2320                 }
2321                 /* maybe some queued-up processes were waiting for this */
2322                 do_smart_update(sma, NULL, 0, 1, &wake_q);
2323                 sem_unlock(sma, -1);
2324                 rcu_read_unlock();
2325                 wake_up_q(&wake_q);
2326
2327                 kfree_rcu(un, rcu);
2328         }
2329         kfree(ulp);
2330 }
2331
2332 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2333 static int sysvipc_sem_proc_show(struct seq_file *s, void *it)
2334 {
2335         struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(s);
2336         struct kern_ipc_perm *ipcp = it;
2337         struct sem_array *sma = container_of(ipcp, struct sem_array, sem_perm);
2338         time64_t sem_otime;
2339
2340         /*
2341          * The proc interface isn't aware of sem_lock(), it calls
2342          * ipc_lock_object() directly (in sysvipc_find_ipc).
2343          * In order to stay compatible with sem_lock(), we must
2344          * enter / leave complex_mode.
2345          */
2346         complexmode_enter(sma);
2347
2348         sem_otime = get_semotime(sma);
2349
2350         seq_printf(s,
2351                    "%10d %10d  %4o %10u %5u %5u %5u %5u %10llu %10llu\n",
2352                    sma->sem_perm.key,
2353                    sma->sem_perm.id,
2354                    sma->sem_perm.mode,
2355                    sma->sem_nsems,
2356                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.uid),
2357                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.gid),
2358                    from_kuid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cuid),
2359                    from_kgid_munged(user_ns, sma->sem_perm.cgid),
2360                    sem_otime,
2361                    sma->sem_ctime);
2362
2363         complexmode_tryleave(sma);
2364
2365         return 0;
2366 }
2367 #endif