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#define _GNU_SOURCE

#include <arpa/inet.h>
#include <endian.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <net/if.h>
#include <netinet/in.h>
#include <setjmp.h>
#include <signal.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

#include <linux/genetlink.h>
#include <linux/if_addr.h>
#include <linux/if_link.h>
#include <linux/in6.h>
#include <linux/neighbour.h>
#include <linux/net.h>
#include <linux/netlink.h>
#include <linux/rtnetlink.h>
#include <linux/veth.h>

#ifndef __NR_accept
#define __NR_accept 202
#endif
#ifndef __NR_bpf
#define __NR_bpf 280
#endif
#ifndef __NR_dup
#define __NR_dup 23
#endif
#ifndef __NR_fanotify_init
#define __NR_fanotify_init 262
#endif
#ifndef __NR_ioctl
#define __NR_ioctl 29
#endif
#ifndef __NR_mknodat
#define __NR_mknodat 33
#endif
#ifndef __NR_mmap
#define __NR_mmap 222
#endif
#ifndef __NR_recvmmsg
#define __NR_recvmmsg 243
#endif
#ifndef __NR_sched_setscheduler
#define __NR_sched_setscheduler 119
#endif
#ifndef __NR_sendmmsg
#define __NR_sendmmsg 269
#endif
#ifndef __NR_setsockopt
#define __NR_setsockopt 208
#endif
#ifndef __NR_socket
#define __NR_socket 198
#endif

static __thread int clone_ongoing;
static __thread int skip_segv;
static __thread jmp_buf segv_env;

static void segv_handler(int sig, siginfo_t* info, void* ctx)
{
  if (__atomic_load_n(&clone_ongoing, __ATOMIC_RELAXED) != 0) {
    exit(sig);
  }
  uintptr_t addr = (uintptr_t)info->si_addr;
  const uintptr_t prog_start = 1 << 20;
  const uintptr_t prog_end = 100 << 20;
  int skip = __atomic_load_n(&skip_segv, __ATOMIC_RELAXED) != 0;
  int valid = addr < prog_start || addr > prog_end;
  if (skip && valid) {
    _longjmp(segv_env, 1);
  }
  exit(sig);
}

static void install_segv_handler(void)
{
  struct sigaction sa;
  memset(&sa, 0, sizeof(sa));
  sa.sa_handler = SIG_IGN;
  syscall(SYS_rt_sigaction, 0x20, &sa, NULL, 8);
  syscall(SYS_rt_sigaction, 0x21, &sa, NULL, 8);
  memset(&sa, 0, sizeof(sa));
  sa.sa_sigaction = segv_handler;
  sa.sa_flags = SA_NODEFER | SA_SIGINFO;
  sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL);
  sigaction(SIGBUS, &sa, NULL);
}

#define NONFAILING(...)                                                        \
  ({                                                                           \
    int ok = 1;                                                                \
    __atomic_fetch_add(&skip_segv, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);                       \
    if (_setjmp(segv_env) == 0) {                                              \
      __VA_ARGS__;                                                             \
    } else                                                                     \
      ok = 0;                                                                  \
    __atomic_fetch_sub(&skip_segv, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);                       \
    ok;                                                                        \
  })

struct nlmsg {
  char* pos;
  int nesting;
  struct nlattr* nested[8];
  char buf[4096];
};

static void netlink_init(struct nlmsg* nlmsg, int typ, int flags,
                         const void* data, int size)
{
  memset(nlmsg, 0, sizeof(*nlmsg));
  struct nlmsghdr* hdr = (struct nlmsghdr*)nlmsg->buf;
  hdr->nlmsg_type = typ;
  hdr->nlmsg_flags = NLM_F_REQUEST | NLM_F_ACK | flags;
  memcpy(hdr + 1, data, size);
  nlmsg->pos = (char*)(hdr + 1) + NLMSG_ALIGN(size);
}

static void netlink_attr(struct nlmsg* nlmsg, int typ, const void* data,
                         int size)
{
  struct nlattr* attr = (struct nlattr*)nlmsg->pos;
  attr->nla_len = sizeof(*attr) + size;
  attr->nla_type = typ;
  if (size > 0)
    memcpy(attr + 1, data, size);
  nlmsg->pos += NLMSG_ALIGN(attr->nla_len);
}

static void netlink_nest(struct nlmsg* nlmsg, int typ)
{
  struct nlattr* attr = (struct nlattr*)nlmsg->pos;
  attr->nla_type = typ;
  nlmsg->pos += sizeof(*attr);
  nlmsg->nested[nlmsg->nesting++] = attr;
}

static void netlink_done(struct nlmsg* nlmsg)
{
  struct nlattr* attr = nlmsg->nested[--nlmsg->nesting];
  attr->nla_len = nlmsg->pos - (char*)attr;
}

static int netlink_send_ext(struct nlmsg* nlmsg, int sock, uint16_t reply_type,
                            int* reply_len, bool dofail)
{
  if (nlmsg->pos > nlmsg->buf + sizeof(nlmsg->buf) || nlmsg->nesting)
    exit(1);
  struct nlmsghdr* hdr = (struct nlmsghdr*)nlmsg->buf;
  hdr->nlmsg_len = nlmsg->pos - nlmsg->buf;
  struct sockaddr_nl addr;
  memset(&addr, 0, sizeof(addr));
  addr.nl_family = AF_NETLINK;
  ssize_t n = sendto(sock, nlmsg->buf, hdr->nlmsg_len, 0,
                     (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
  if (n != (ssize_t)hdr->nlmsg_len) {
    if (dofail)
      exit(1);
    return -1;
  }
  n = recv(sock, nlmsg->buf, sizeof(nlmsg->buf), 0);
  if (reply_len)
    *reply_len = 0;
  if (n < 0) {
    if (dofail)
      exit(1);
    return -1;
  }
  if (n < (ssize_t)sizeof(struct nlmsghdr)) {
    errno = EINVAL;
    if (dofail)
      exit(1);
    return -1;
  }
  if (hdr->nlmsg_type == NLMSG_DONE)
    return 0;
  if (reply_len && hdr->nlmsg_type == reply_type) {
    *reply_len = n;
    return 0;
  }
  if (n < (ssize_t)(sizeof(struct nlmsghdr) + sizeof(struct nlmsgerr))) {
    errno = EINVAL;
    if (dofail)
      exit(1);
    return -1;
  }
  if (hdr->nlmsg_type != NLMSG_ERROR) {
    errno = EINVAL;
    if (dofail)
      exit(1);
    return -1;
  }
  errno = -((struct nlmsgerr*)(hdr + 1))->error;
  return -errno;
}

static int netlink_send(struct nlmsg* nlmsg, int sock)
{
  return netlink_send_ext(nlmsg, sock, 0, NULL, true);
}

static int netlink_query_family_id(struct nlmsg* nlmsg, int sock,
                                   const char* family_name, bool dofail)
{
  struct genlmsghdr genlhdr;
  memset(&genlhdr, 0, sizeof(genlhdr));
  genlhdr.cmd = CTRL_CMD_GETFAMILY;
  netlink_init(nlmsg, GENL_ID_CTRL, 0, &genlhdr, sizeof(genlhdr));
  netlink_attr(nlmsg, CTRL_ATTR_FAMILY_NAME, family_name,
               strnlen(family_name, GENL_NAMSIZ - 1) + 1);
  int n = 0;
  int err = netlink_send_ext(nlmsg, sock, GENL_ID_CTRL, &n, dofail);
  if (err < 0) {
    return -1;
  }
  uint16_t id = 0;
  struct nlattr* attr = (struct nlattr*)(nlmsg->buf + NLMSG_HDRLEN +
                                         NLMSG_ALIGN(sizeof(genlhdr)));
  for (; (char*)attr < nlmsg->buf + n;
       attr = (struct nlattr*)((char*)attr + NLMSG_ALIGN(attr->nla_len))) {
    if (attr->nla_type == CTRL_ATTR_FAMILY_ID) {
      id = *(uint16_t*)(attr + 1);
      break;
    }
  }
  if (!id) {
    errno = EINVAL;
    return -1;
  }
  recv(sock, nlmsg->buf, sizeof(nlmsg->buf), 0);
  return id;
}

static void netlink_add_device_impl(struct nlmsg* nlmsg, const char* type,
                                    const char* name, bool up)
{
  struct ifinfomsg hdr;
  memset(&hdr, 0, sizeof(hdr));
  if (up)
    hdr.ifi_flags = hdr.ifi_change = IFF_UP;
  netlink_init(nlmsg, RTM_NEWLINK, NLM_F_EXCL | NLM_F_CREATE, &hdr,
               sizeof(hdr));
  if (name)
    netlink_attr(nlmsg, IFLA_IFNAME, name, strlen(name));
  netlink_nest(nlmsg, IFLA_LINKINFO);
  netlink_attr(nlmsg, IFLA_INFO_KIND, type, strlen(type));
}

static void netlink_device_change(struct nlmsg* nlmsg, int sock,
                                  const char* name, bool up, const char* master,
                                  const void* mac, int macsize,
                                  const char* new_name)
{
  struct ifinfomsg hdr;
  memset(&hdr, 0, sizeof(hdr));
  if (up)
    hdr.ifi_flags = hdr.ifi_change = IFF_UP;
  hdr.ifi_index = if_nametoindex(name);
  netlink_init(nlmsg, RTM_NEWLINK, 0, &hdr, sizeof(hdr));
  if (new_name)
    netlink_attr(nlmsg, IFLA_IFNAME, new_name, strlen(new_name));
  if (master) {
    int ifindex = if_nametoindex(master);
    netlink_attr(nlmsg, IFLA_MASTER, &ifindex, sizeof(ifindex));
  }
  if (macsize)
    netlink_attr(nlmsg, IFLA_ADDRESS, mac, macsize);
  int err = netlink_send(nlmsg, sock);
  if (err < 0) {
  }
}

static struct nlmsg nlmsg;

const int kInitNetNsFd = 201;

static long syz_open_dev(volatile long a0, volatile long a1, volatile long a2)
{
  if (a0 == 0xc || a0 == 0xb) {
    char buf[128];
    sprintf(buf, "/dev/%s/%d:%d", a0 == 0xc ? "char" : "block", (uint8_t)a1,
            (uint8_t)a2);
    return open(buf, O_RDWR, 0);
  } else {
    char buf[1024];
    char* hash;
    strncpy(buf, (char*)a0, sizeof(buf) - 1);
    buf[sizeof(buf) - 1] = 0;
    while ((hash = strchr(buf, '#'))) {
      *hash = '0' + (char)(a1 % 10);
      a1 /= 10;
    }
    return open(buf, a2, 0);
  }
}

static long syz_init_net_socket(volatile long domain, volatile long type,
                                volatile long proto)
{
  return syscall(__NR_socket, domain, type, proto);
}

#define NL802154_CMD_SET_SHORT_ADDR 11
#define NL802154_ATTR_IFINDEX 3
#define NL802154_ATTR_SHORT_ADDR 10

static const char* setup_802154()
{
  const char* error = NULL;
  int sock_generic = -1;
  int sock_route = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_ROUTE);
  if (sock_route == -1) {
    error = "socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_ROUTE) failed";
    goto fail;
  }
  sock_generic = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_GENERIC);
  if (sock_generic == -1) {
    error = "socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_GENERIC) failed";
    goto fail;
  }
  {
    int nl802154_family_id =
        netlink_query_family_id(&nlmsg, sock_generic, "nl802154", true);
    if (nl802154_family_id < 0) {
      error = "netlink_query_family_id failed";
      goto fail;
    }
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
      char devname[] = "wpan0";
      devname[strlen(devname) - 1] += i;
      uint64_t hwaddr = 0xaaaaaaaaaaaa0002 + (i << 8);
      uint16_t shortaddr = 0xaaa0 + i;
      int ifindex = if_nametoindex(devname);
      struct genlmsghdr genlhdr;
      memset(&genlhdr, 0, sizeof(genlhdr));
      genlhdr.cmd = NL802154_CMD_SET_SHORT_ADDR;
      netlink_init(&nlmsg, nl802154_family_id, 0, &genlhdr, sizeof(genlhdr));
      netlink_attr(&nlmsg, NL802154_ATTR_IFINDEX, &ifindex, sizeof(ifindex));
      netlink_attr(&nlmsg, NL802154_ATTR_SHORT_ADDR, &shortaddr,
                   sizeof(shortaddr));
      if (netlink_send(&nlmsg, sock_generic) < 0) {
        error = "NL802154_CMD_SET_SHORT_ADDR failed";
        goto fail;
      }
      netlink_device_change(&nlmsg, sock_route, devname, true, 0, &hwaddr,
                            sizeof(hwaddr), 0);
      if (i == 0) {
        netlink_add_device_impl(&nlmsg, "lowpan", "lowpan0", false);
        netlink_done(&nlmsg);
        netlink_attr(&nlmsg, IFLA_LINK, &ifindex, sizeof(ifindex));
        if (netlink_send(&nlmsg, sock_route) < 0) {
          error = "netlink: adding device lowpan0 type lowpan link wpan0";
          goto fail;
        }
      }
    }
  }
fail:
  close(sock_route);
  close(sock_generic);
  return error;
}

uint64_t r[4] = {0xffffffffffffffff, 0xffffffffffffffff, 0xffffffffffffffff,
                 0xffffffffffffffff};

int main(void)
{
  syscall(__NR_mmap, /*addr=*/0x1ffff000ul, /*len=*/0x1000ul, /*prot=*/0ul,
          /*flags=MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE*/ 0x32ul, /*fd=*/-1,
          /*offset=*/0ul);
  syscall(__NR_mmap, /*addr=*/0x20000000ul, /*len=*/0x1000000ul,
          /*prot=PROT_WRITE|PROT_READ|PROT_EXEC*/ 7ul,
          /*flags=MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE*/ 0x32ul, /*fd=*/-1,
          /*offset=*/0ul);
  syscall(__NR_mmap, /*addr=*/0x21000000ul, /*len=*/0x1000ul, /*prot=*/0ul,
          /*flags=MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE*/ 0x32ul, /*fd=*/-1,
          /*offset=*/0ul);
  const char* reason;
  (void)reason;
  if ((reason = setup_802154()))
    printf("the reproducer may not work as expected: 802154 injection setup "
           "failed: %s\n",
           reason);
  install_segv_handler();
  intptr_t res = 0;
  if (write(1, "executing program\n", sizeof("executing program\n") - 1)) {
  }
  NONFAILING(syz_open_dev(/*dev=*/0, /*id=*/0, /*flags=O_EXCL*/ 0x80));
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20000080 = 7);
  syscall(__NR_sched_setscheduler, /*pid=*/0, /*policy=SCHED_FIFO*/ 1ul,
          /*prio=*/0x20000080ul);
  syscall(
      __NR_fanotify_init,
      /*flags=FAN_ENABLE_AUDIT|FAN_CLASS_CONTENT|FAN_CLASS_PRE_CONTENT*/ 0x4cul,
      /*events=O_SYNC*/ 0x101000ul);
  syscall(__NR_sendmmsg, /*fd=*/-1, /*mmsg=*/0x200bd000ul, /*vlen=*/0x318ul,
          /*f=*/0ul);
  syscall(__NR_recvmmsg, /*fd=*/-1, /*mmsg=*/0ul, /*vlen=*/0ul,
          /*f=MSG_PEEK*/ 2ul, /*timeout=*/0ul);
  res = -1;
  NONFAILING(res = syz_init_net_socket(/*fam=*/0x1f, /*type=*/5, /*proto=*/2));
  if (res != -1)
    r[0] = res;
  res = syscall(__NR_dup, /*oldfd=*/r[0]);
  if (res != -1)
    r[1] = res;
  syscall(__NR_bpf, /*cmd=*/5ul, /*arg=*/0ul, /*size=*/0ul);
  res = syscall(__NR_socket, /*domain=*/2ul, /*type=*/1ul, /*proto=*/0);
  if (res != -1)
    r[2] = res;
  syscall(__NR_accept, /*fd=*/r[2], /*peer=*/0x20000000ul, /*peerlen=*/0ul);
  syscall(__NR_bpf, /*cmd=*/0ul, /*arg=*/0ul, /*size=*/0ul);
  syscall(__NR_bpf, /*cmd=*/5ul, /*arg=*/0ul, /*size=*/0xffffffffffffffc4ul);
  syscall(__NR_ioctl, /*fd=*/-1, /*cmd=HCIDEVRESET*/ 0x400448cb, /*arg=*/0ul);
  syscall(__NR_mknodat, /*dirfd=*/r[1], /*file=*/0ul, /*mode=S_IFIFO*/ 0x1000ul,
          /*dev=*/0x103);
  res = syscall(__NR_socket, /*domain=*/2ul, /*type=*/1ul, /*proto=*/0);
  if (res != -1)
    r[3] = res;
  NONFAILING(
      memcpy((void*)0x20001c40,
             "raw\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000"
             "\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000",
             32));
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c60 = 0xc01);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c64 = 3);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c68 = 0x1230);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c6c = 0x10e8);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c70 = 0x5002004a);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c74 = 0);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c78 = 0x10e8);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c7c = 0);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c80 = 0x1198);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c84 = 0x3c8);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c88 = 0x3c8);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c8c = 0x1198);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c90 = 0x3c8);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001c94 = 3);
  NONFAILING(*(uint64_t*)0x20001c98 = 0);
  NONFAILING(memset((void*)0x20001ca0, 0, 84));
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001cf4 = 0x60);
  NONFAILING(*(uint16_t*)0x20001cf8 = 0x10a0);
  NONFAILING(*(uint16_t*)0x20001cfa = 0x10e8);
  NONFAILING(*(uint32_t*)0x20001cfc = 0);
  NONFAILING(*(uint64_t*)0x20001d00 = 0);
  NONFAILING(*(uint64_t*)0x20001d08 = 0);
  NONFAILING(*(uint16_t*)0x20001d10 = 0x1030);
  NONFAILING(memcpy((void*)0x20001d12,
                    "cgroup\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000"
                    "\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000",
                    29));
  NONFAILING(*(uint8_t*)0x20001d2f = 1);
  NONFAILING(*(uint8_t*)0x20001d30 = 1);
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      memcpy((void*)0x20002e1a,
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  syscall(__NR_setsockopt, /*fd=*/r[3], /*level=*/0, /*opt=*/0x40,
          /*val=*/0x20001c40ul, /*len=*/0x1290ul);
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