net/core/net_namespace.c

   1 #include <linux/workqueue.h>
   2 #include <linux/rtnetlink.h>
   3 #include <linux/cache.h>
   4 #include <linux/slab.h>
   5 #include <linux/list.h>
   6 #include <linux/delay.h>
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/idr.h>
   9 #include <linux/rculist.h>
  10 #include <linux/nsproxy.h>
  11 #include <net/net_namespace.h>
  12 #include <net/netns/generic.h>
  13
  14 /*
  15  *      Our network namespace constructor/destructor lists
  16  */
  17
  18 static LIST_HEAD(pernet_list);
  19 static struct list_head *first_device = &pernet_list;
  20 static DEFINE_MUTEX(net_mutex);
  21
  22 LIST_HEAD(net_namespace_list);
  23 EXPORT_SYMBOL_GPL(net_namespace_list);
  24
  25 struct net init_net;
  26 EXPORT_SYMBOL(init_net);
  27
  28 #define INITIAL_NET_GEN_PTRS    13 /* +1 for len +2 for rcu_head */
  29
  30 static void net_generic_release(struct rcu_head *rcu)
  31 {
  32         struct net_generic *ng;
  33
  34         ng = container_of(rcu, struct net_generic, rcu);
  35         kfree(ng);
  36 }
  37
  38 static int net_assign_generic(struct net *net, int id, void *data)
  39 {
  40         struct net_generic *ng, *old_ng;
  41
  42         BUG_ON(!mutex_is_locked(&net_mutex));
  43         BUG_ON(id == 0);
  44
  45         old_ng = rcu_dereference_protected(net->gen,
  46                                            lockdep_is_held(&net_mutex));
  47         ng = old_ng;
  48         if (old_ng->len >= id)
  49                 goto assign;
  50
  51         ng = kzalloc(sizeof(struct net_generic) +
  52                         id * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
  53         if (ng == NULL)
  54                 return -ENOMEM;
  55
  56         /*
  57          * Some synchronisation notes:
  58          *
  59          * The net_generic explores the net->gen array inside rcu
  60          * read section. Besides once set the net->gen->ptr[x]
  61          * pointer never changes (see rules in netns/generic.h).
  62          *
  63          * That said, we simply duplicate this array and schedule
  64          * the old copy for kfree after a grace period.
  65          */
  66
  67         ng->len = id;
  68         memcpy(&ng->ptr, &old_ng->ptr, old_ng->len * sizeof(void*));
  69
  70         rcu_assign_pointer(net->gen, ng);
  71         call_rcu(&old_ng->rcu, net_generic_release);
  72 assign:
  73         ng->ptr[id - 1] = data;
  74         return 0;
  75 }
  76
  77 static int ops_init(const struct pernet_operations *ops, struct net *net)
  78 {
  79         int err;
  80         if (ops->id && ops->size) {
  81                 void *data = kzalloc(ops->size, GFP_KERNEL);
  82                 if (!data)
  83                         return -ENOMEM;
  84
  85                 err = net_assign_generic(net, *ops->id, data);
  86                 if (err) {
  87                         kfree(data);
  88                         return err;
  89                 }
  90         }
  91         if (ops->init)
  92                 return ops->init(net);
  93         return 0;
  94 }
  95
  96 static void ops_free(const struct pernet_operations *ops, struct net *net)
  97 {
  98         if (ops->id && ops->size) {
  99                 int id = *ops->id;
 100                 kfree(net_generic(net, id));
 101         }
 102 }
 103
 104 static void ops_exit_list(const struct pernet_operations *ops,
 105                           struct list_head *net_exit_list)
 106 {
 107         struct net *net;
 108         if (ops->exit) {
 109                 list_for_each_entry(net, net_exit_list, exit_list)
 110                         ops->exit(net);
 111         }
 112         if (ops->exit_batch)
 113                 ops->exit_batch(net_exit_list);
 114 }
 115
 116 static void ops_free_list(const struct pernet_operations *ops,
 117                           struct list_head *net_exit_list)
 118 {
 119         struct net *net;
 120         if (ops->size && ops->id) {
 121                 list_for_each_entry(net, net_exit_list, exit_list)
 122                         ops_free(ops, net);
 123         }
 124 }
 125
 126 /*
 127  * setup_net runs the initializers for the network namespace object.
 128  */
 129 static __net_init int setup_net(struct net *net)
 130 {
 131         /* Must be called with net_mutex held */
 132         const struct pernet_operations *ops, *saved_ops;
 133         int error = 0;
 134         LIST_HEAD(net_exit_list);
 135
 136         atomic_set(&net->count, 1);
 137
 138 #ifdef NETNS_REFCNT_DEBUG
 139         atomic_set(&net->use_count, 0);
 140 #endif
 141
 142         list_for_each_entry(ops, &pernet_list, list) {
 143                 error = ops_init(ops, net);
 144                 if (error < 0)
 145                         goto out_undo;
 146         }
 147 out:
 148         return error;
 149
 150 out_undo:
 151         /* Walk through the list backwards calling the exit functions
 152          * for the pernet modules whose init functions did not fail.
 153          */
 154         list_add(&net->exit_list, &net_exit_list);
 155         saved_ops = ops;
 156         list_for_each_entry_continue_reverse(ops, &pernet_list, list)
 157                 ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 158
 159         ops = saved_ops;
 160         list_for_each_entry_continue_reverse(ops, &pernet_list, list)
 161                 ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 162
 163         rcu_barrier();
 164         goto out;
 165 }
 166
 167 static struct net_generic *net_alloc_generic(void)
 168 {
 169         struct net_generic *ng;
 170         size_t generic_size = sizeof(struct net_generic) +
 171                 INITIAL_NET_GEN_PTRS * sizeof(void *);
 172
 173         ng = kzalloc(generic_size, GFP_KERNEL);
 174         if (ng)
 175                 ng->len = INITIAL_NET_GEN_PTRS;
 176
 177         return ng;
 178 }
 179
 180 #ifdef CONFIG_NET_NS
 181 static struct kmem_cache *net_cachep;
 182 static struct workqueue_struct *netns_wq;
 183
 184 static struct net *net_alloc(void)
 185 {
 186         struct net *net = NULL;
 187         struct net_generic *ng;
 188
 189         ng = net_alloc_generic();
 190         if (!ng)
 191                 goto out;
 192
 193         net = kmem_cache_zalloc(net_cachep, GFP_KERNEL);
 194         if (!net)
 195                 goto out_free;
 196
 197         rcu_assign_pointer(net->gen, ng);
 198 out:
 199         return net;
 200
 201 out_free:
 202         kfree(ng);
 203         goto out;
 204 }
 205
 206 static void net_free(struct net *net)
 207 {
 208 #ifdef NETNS_REFCNT_DEBUG
 209         if (unlikely(atomic_read(&net->use_count) != 0)) {
 210                 printk(KERN_EMERG "network namespace not free! Usage: %d\n",
 211                         atomic_read(&net->use_count));
 212                 return;
 213         }
 214 #endif
 215         kfree(net->gen);
 216         kmem_cache_free(net_cachep, net);
 217 }
 218
 219 struct net *copy_net_ns(unsigned long flags, struct net *old_net)
 220 {
 221         struct net *net;
 222         int rv;
 223
 224         if (!(flags & CLONE_NEWNET))
 225                 return get_net(old_net);
 226
 227         net = net_alloc();
 228         if (!net)
 229                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 230         mutex_lock(&net_mutex);
 231         rv = setup_net(net);
 232         if (rv == 0) {
 233                 rtnl_lock();
 234                 list_add_tail_rcu(&net->list, &net_namespace_list);
 235                 rtnl_unlock();
 236         }
 237         mutex_unlock(&net_mutex);
 238         if (rv < 0) {
 239                 net_free(net);
 240                 return ERR_PTR(rv);
 241         }
 242         return net;
 243 }
 244
 245 static DEFINE_SPINLOCK(cleanup_list_lock);
 246 static LIST_HEAD(cleanup_list);  /* Must hold cleanup_list_lock to touch */
 247
 248 static void cleanup_net(struct work_struct *work)
 249 {
 250         const struct pernet_operations *ops;
 251         struct net *net, *tmp;
 252         LIST_HEAD(net_kill_list);
 253         LIST_HEAD(net_exit_list);
 254
 255         /* Atomically snapshot the list of namespaces to cleanup */
 256         spin_lock_irq(&cleanup_list_lock);
 257         list_replace_init(&cleanup_list, &net_kill_list);
 258         spin_unlock_irq(&cleanup_list_lock);
 259
 260         mutex_lock(&net_mutex);
 261
 262         /* Don't let anyone else find us. */
 263         rtnl_lock();
 264         list_for_each_entry(net, &net_kill_list, cleanup_list) {
 265                 list_del_rcu(&net->list);
 266                 list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
 267         }
 268         rtnl_unlock();
 269
 270         /*
 271          * Another CPU might be rcu-iterating the list, wait for it.
 272          * This needs to be before calling the exit() notifiers, so
 273          * the rcu_barrier() below isn't sufficient alone.
 274          */
 275         synchronize_rcu();
 276
 277         /* Run all of the network namespace exit methods */
 278         list_for_each_entry_reverse(ops, &pernet_list, list)
 279                 ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 280
 281         /* Free the net generic variables */
 282         list_for_each_entry_reverse(ops, &pernet_list, list)
 283                 ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 284
 285         mutex_unlock(&net_mutex);
 286
 287         /* Ensure there are no outstanding rcu callbacks using this
 288          * network namespace.
 289          */
 290         rcu_barrier();
 291
 292         /* Finally it is safe to free my network namespace structure */
 293         list_for_each_entry_safe(net, tmp, &net_exit_list, exit_list) {
 294                 list_del_init(&net->exit_list);
 295                 net_free(net);
 296         }
 297 }
 298 static DECLARE_WORK(net_cleanup_work, cleanup_net);
 299
 300 void __put_net(struct net *net)
 301 {
 302         /* Cleanup the network namespace in process context */
 303         unsigned long flags;
 304
 305         spin_lock_irqsave(&cleanup_list_lock, flags);
 306         list_add(&net->cleanup_list, &cleanup_list);
 307         spin_unlock_irqrestore(&cleanup_list_lock, flags);
 308
 309         queue_work(netns_wq, &net_cleanup_work);
 310 }
 311 EXPORT_SYMBOL_GPL(__put_net);
 312
 313 #else
 314 struct net *copy_net_ns(unsigned long flags, struct net *old_net)
 315 {
 316         if (flags & CLONE_NEWNET)
 317                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 318         return old_net;
 319 }
 320 #endif
 321
 322 struct net *get_net_ns_by_pid(pid_t pid)
 323 {
 324         struct task_struct *tsk;
 325         struct net *net;
 326
 327         /* Lookup the network namespace */
 328         net = ERR_PTR(-ESRCH);
 329         rcu_read_lock();
 330         tsk = find_task_by_vpid(pid);
 331         if (tsk) {
 332                 struct nsproxy *nsproxy;
 333                 nsproxy = task_nsproxy(tsk);
 334                 if (nsproxy)
 335                         net = get_net(nsproxy->net_ns);
 336         }
 337         rcu_read_unlock();
 338         return net;
 339 }
 340 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_net_ns_by_pid);
 341
 342 static int __init net_ns_init(void)
 343 {
 344         struct net_generic *ng;
 345
 346 #ifdef CONFIG_NET_NS
 347         net_cachep = kmem_cache_create("net_namespace", sizeof(struct net),
 348                                         SMP_CACHE_BYTES,
 349                                         SLAB_PANIC, NULL);
 350
 351         /* Create workqueue for cleanup */
 352         netns_wq = create_singlethread_workqueue("netns");
 353         if (!netns_wq)
 354                 panic("Could not create netns workq");
 355 #endif
 356
 357         ng = net_alloc_generic();
 358         if (!ng)
 359                 panic("Could not allocate generic netns");
 360
 361         rcu_assign_pointer(init_net.gen, ng);
 362
 363         mutex_lock(&net_mutex);
 364         if (setup_net(&init_net))
 365                 panic("Could not setup the initial network namespace");
 366
 367         rtnl_lock();
 368         list_add_tail_rcu(&init_net.list, &net_namespace_list);
 369         rtnl_unlock();
 370
 371         mutex_unlock(&net_mutex);
 372
 373         return 0;
 374 }
 375
 376 pure_initcall(net_ns_init);
 377
 378 #ifdef CONFIG_NET_NS
 379 static int __register_pernet_operations(struct list_head *list,
 380                                         struct pernet_operations *ops)
 381 {
 382         struct net *net;
 383         int error;
 384         LIST_HEAD(net_exit_list);
 385
 386         list_add_tail(&ops->list, list);
 387         if (ops->init || (ops->id && ops->size)) {
 388                 for_each_net(net) {
 389                         error = ops_init(ops, net);
 390                         if (error)
 391                                 goto out_undo;
 392                         list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
 393                 }
 394         }
 395         return 0;
 396
 397 out_undo:
 398         /* If I have an error cleanup all namespaces I initialized */
 399         list_del(&ops->list);
 400         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 401         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 402         return error;
 403 }
 404
 405 static void __unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
 406 {
 407         struct net *net;
 408         LIST_HEAD(net_exit_list);
 409
 410         list_del(&ops->list);
 411         for_each_net(net)
 412                 list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
 413         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 414         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 415 }
 416
 417 #else
 418
 419 static int __register_pernet_operations(struct list_head *list,
 420                                         struct pernet_operations *ops)
 421 {
 422         int err = 0;
 423         err = ops_init(ops, &init_net);
 424         if (err)
 425                 ops_free(ops, &init_net);
 426         return err;
 427
 428 }
 429
 430 static void __unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
 431 {
 432         LIST_HEAD(net_exit_list);
 433         list_add(&init_net.exit_list, &net_exit_list);
 434         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 435         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 436 }
 437
 438 #endif /* CONFIG_NET_NS */
 439
 440 static DEFINE_IDA(net_generic_ids);
 441
 442 static int register_pernet_operations(struct list_head *list,
 443                                       struct pernet_operations *ops)
 444 {
 445         int error;
 446
 447         if (ops->id) {
 448 again:
 449                 error = ida_get_new_above(&net_generic_ids, 1, ops->id);
 450                 if (error < 0) {
 451                         if (error == -EAGAIN) {
 452                                 ida_pre_get(&net_generic_ids, GFP_KERNEL);
 453                                 goto again;
 454                         }
 455                         return error;
 456                 }
 457         }
 458         error = __register_pernet_operations(list, ops);
 459         if (error) {
 460                 rcu_barrier();
 461                 if (ops->id)
 462                         ida_remove(&net_generic_ids, *ops->id);
 463         }
 464
 465         return error;
 466 }
 467
 468 static void unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
 469 {
 470
 471         __unregister_pernet_operations(ops);
 472         rcu_barrier();
 473         if (ops->id)
 474                 ida_remove(&net_generic_ids, *ops->id);
 475 }
 476
 477 /**
 478  *      register_pernet_subsys - register a network namespace subsystem
 479  *      @ops:  pernet operations structure for the subsystem
 480  *
 481  *      Register a subsystem which has init and exit functions
 482  *      that are called when network namespaces are created and
 483  *      destroyed respectively.
 484  *
 485  *      When registered all network namespace init functions are
 486  *      called for every existing network namespace.  Allowing kernel
 487  *      modules to have a race free view of the set of network namespaces.
 488  *
 489  *      When a new network namespace is created all of the init
 490  *      methods are called in the order in which they were registered.
 491  *
 492  *      When a network namespace is destroyed all of the exit methods
 493  *      are called in the reverse of the order with which they were
 494  *      registered.
 495  */
 496 int register_pernet_subsys(struct pernet_operations *ops)
 497 {
 498         int error;
 499         mutex_lock(&net_mutex);
 500         error =  register_pernet_operations(first_device, ops);
 501         mutex_unlock(&net_mutex);
 502         return error;
 503 }
 504 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_pernet_subsys);
 505
 506 /**
 507  *      unregister_pernet_subsys - unregister a network namespace subsystem
 508  *      @ops: pernet operations structure to manipulate
 509  *
 510  *      Remove the pernet operations structure from the list to be
 511  *      used when network namespaces are created or destroyed.  In
 512  *      addition run the exit method for all existing network
 513  *      namespaces.
 514  */
 515 void unregister_pernet_subsys(struct pernet_operations *ops)
 516 {
 517         mutex_lock(&net_mutex);
 518         unregister_pernet_operations(ops);
 519         mutex_unlock(&net_mutex);
 520 }
 521 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_pernet_subsys);
 522
 523 /**
 524  *      register_pernet_device - register a network namespace device
 525  *      @ops:  pernet operations structure for the subsystem
 526  *
 527  *      Register a device which has init and exit functions
 528  *      that are called when network namespaces are created and
 529  *      destroyed respectively.
 530  *
 531  *      When registered all network namespace init functions are
 532  *      called for every existing network namespace.  Allowing kernel
 533  *      modules to have a race free view of the set of network namespaces.
 534  *
 535  *      When a new network namespace is created all of the init
 536  *      methods are called in the order in which they were registered.
 537  *
 538  *      When a network namespace is destroyed all of the exit methods
 539  *      are called in the reverse of the order with which they were
 540  *      registered.
 541  */
 542 int register_pernet_device(struct pernet_operations *ops)
 543 {
 544         int error;
 545         mutex_lock(&net_mutex);
 546         error = register_pernet_operations(&pernet_list, ops);
 547         if (!error && (first_device == &pernet_list))
 548                 first_device = &ops->list;
 549         mutex_unlock(&net_mutex);
 550         return error;
 551 }
 552 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_pernet_device);
 553
 554 /**
 555  *      unregister_pernet_device - unregister a network namespace netdevice
 556  *      @ops: pernet operations structure to manipulate
 557  *
 558  *      Remove the pernet operations structure from the list to be
 559  *      used when network namespaces are created or destroyed.  In
 560  *      addition run the exit method for all existing network
 561  *      namespaces.
 562  */
 563 void unregister_pernet_device(struct pernet_operations *ops)
 564 {
 565         mutex_lock(&net_mutex);
 566         if (&ops->list == first_device)
 567                 first_device = first_device->next;
 568         unregister_pernet_operations(ops);
 569         mutex_unlock(&net_mutex);
 570 }
 571 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_pernet_device);