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 int ops_init(const struct pernet_operations *ops, struct net *net)
  31 {
  32         int err;
  33         if (ops->id && ops->size) {
  34                 void *data = kzalloc(ops->size, GFP_KERNEL);
  35                 if (!data)
  36                         return -ENOMEM;
  37
  38                 err = net_assign_generic(net, *ops->id, data);
  39                 if (err) {
  40                         kfree(data);
  41                         return err;
  42                 }
  43         }
  44         if (ops->init)
  45                 return ops->init(net);
  46         return 0;
  47 }
  48
  49 static void ops_free(const struct pernet_operations *ops, struct net *net)
  50 {
  51         if (ops->id && ops->size) {
  52                 int id = *ops->id;
  53                 kfree(net_generic(net, id));
  54         }
  55 }
  56
  57 static void ops_exit_list(const struct pernet_operations *ops,
  58                           struct list_head *net_exit_list)
  59 {
  60         struct net *net;
  61         if (ops->exit) {
  62                 list_for_each_entry(net, net_exit_list, exit_list)
  63                         ops->exit(net);
  64         }
  65         if (ops->exit_batch)
  66                 ops->exit_batch(net_exit_list);
  67 }
  68
  69 static void ops_free_list(const struct pernet_operations *ops,
  70                           struct list_head *net_exit_list)
  71 {
  72         struct net *net;
  73         if (ops->size && ops->id) {
  74                 list_for_each_entry(net, net_exit_list, exit_list)
  75                         ops_free(ops, net);
  76         }
  77 }
  78
  79 /*
  80  * setup_net runs the initializers for the network namespace object.
  81  */
  82 static __net_init int setup_net(struct net *net)
  83 {
  84         /* Must be called with net_mutex held */
  85         const struct pernet_operations *ops, *saved_ops;
  86         int error = 0;
  87         LIST_HEAD(net_exit_list);
  88
  89         atomic_set(&net->count, 1);
  90
  91 #ifdef NETNS_REFCNT_DEBUG
  92         atomic_set(&net->use_count, 0);
  93 #endif
  94
  95         list_for_each_entry(ops, &pernet_list, list) {
  96                 error = ops_init(ops, net);
  97                 if (error < 0)
  98                         goto out_undo;
  99         }
 100 out:
 101         return error;
 102
 103 out_undo:
 104         /* Walk through the list backwards calling the exit functions
 105          * for the pernet modules whose init functions did not fail.
 106          */
 107         list_add(&net->exit_list, &net_exit_list);
 108         saved_ops = ops;
 109         list_for_each_entry_continue_reverse(ops, &pernet_list, list)
 110                 ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 111
 112         ops = saved_ops;
 113         list_for_each_entry_continue_reverse(ops, &pernet_list, list)
 114                 ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 115
 116         rcu_barrier();
 117         goto out;
 118 }
 119
 120 static struct net_generic *net_alloc_generic(void)
 121 {
 122         struct net_generic *ng;
 123         size_t generic_size = sizeof(struct net_generic) +
 124                 INITIAL_NET_GEN_PTRS * sizeof(void *);
 125
 126         ng = kzalloc(generic_size, GFP_KERNEL);
 127         if (ng)
 128                 ng->len = INITIAL_NET_GEN_PTRS;
 129
 130         return ng;
 131 }
 132
 133 #ifdef CONFIG_NET_NS
 134 static struct kmem_cache *net_cachep;
 135 static struct workqueue_struct *netns_wq;
 136
 137 static struct net *net_alloc(void)
 138 {
 139         struct net *net = NULL;
 140         struct net_generic *ng;
 141
 142         ng = net_alloc_generic();
 143         if (!ng)
 144                 goto out;
 145
 146         net = kmem_cache_zalloc(net_cachep, GFP_KERNEL);
 147         if (!net)
 148                 goto out_free;
 149
 150         rcu_assign_pointer(net->gen, ng);
 151 out:
 152         return net;
 153
 154 out_free:
 155         kfree(ng);
 156         goto out;
 157 }
 158
 159 static void net_free(struct net *net)
 160 {
 161 #ifdef NETNS_REFCNT_DEBUG
 162         if (unlikely(atomic_read(&net->use_count) != 0)) {
 163                 printk(KERN_EMERG "network namespace not free! Usage: %d\n",
 164                         atomic_read(&net->use_count));
 165                 return;
 166         }
 167 #endif
 168         kfree(net->gen);
 169         kmem_cache_free(net_cachep, net);
 170 }
 171
 172 static struct net *net_create(void)
 173 {
 174         struct net *net;
 175         int rv;
 176
 177         net = net_alloc();
 178         if (!net)
 179                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 180         mutex_lock(&net_mutex);
 181         rv = setup_net(net);
 182         if (rv == 0) {
 183                 rtnl_lock();
 184                 list_add_tail_rcu(&net->list, &net_namespace_list);
 185                 rtnl_unlock();
 186         }
 187         mutex_unlock(&net_mutex);
 188         if (rv < 0) {
 189                 net_free(net);
 190                 return ERR_PTR(rv);
 191         }
 192         return net;
 193 }
 194
 195 struct net *copy_net_ns(unsigned long flags, struct net *old_net)
 196 {
 197         if (!(flags & CLONE_NEWNET))
 198                 return get_net(old_net);
 199         return net_create();
 200 }
 201
 202 static DEFINE_SPINLOCK(cleanup_list_lock);
 203 static LIST_HEAD(cleanup_list);  /* Must hold cleanup_list_lock to touch */
 204
 205 static void cleanup_net(struct work_struct *work)
 206 {
 207         const struct pernet_operations *ops;
 208         struct net *net, *tmp;
 209         LIST_HEAD(net_kill_list);
 210         LIST_HEAD(net_exit_list);
 211
 212         /* Atomically snapshot the list of namespaces to cleanup */
 213         spin_lock_irq(&cleanup_list_lock);
 214         list_replace_init(&cleanup_list, &net_kill_list);
 215         spin_unlock_irq(&cleanup_list_lock);
 216
 217         mutex_lock(&net_mutex);
 218
 219         /* Don't let anyone else find us. */
 220         rtnl_lock();
 221         list_for_each_entry(net, &net_kill_list, cleanup_list) {
 222                 list_del_rcu(&net->list);
 223                 list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
 224         }
 225         rtnl_unlock();
 226
 227         /*
 228          * Another CPU might be rcu-iterating the list, wait for it.
 229          * This needs to be before calling the exit() notifiers, so
 230          * the rcu_barrier() below isn't sufficient alone.
 231          */
 232         synchronize_rcu();
 233
 234         /* Run all of the network namespace exit methods */
 235         list_for_each_entry_reverse(ops, &pernet_list, list)
 236                 ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 237
 238         /* Free the net generic variables */
 239         list_for_each_entry_reverse(ops, &pernet_list, list)
 240                 ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 241
 242         mutex_unlock(&net_mutex);
 243
 244         /* Ensure there are no outstanding rcu callbacks using this
 245          * network namespace.
 246          */
 247         rcu_barrier();
 248
 249         /* Finally it is safe to free my network namespace structure */
 250         list_for_each_entry_safe(net, tmp, &net_exit_list, exit_list) {
 251                 list_del_init(&net->exit_list);
 252                 net_free(net);
 253         }
 254 }
 255 static DECLARE_WORK(net_cleanup_work, cleanup_net);
 256
 257 void __put_net(struct net *net)
 258 {
 259         /* Cleanup the network namespace in process context */
 260         unsigned long flags;
 261
 262         spin_lock_irqsave(&cleanup_list_lock, flags);
 263         list_add(&net->cleanup_list, &cleanup_list);
 264         spin_unlock_irqrestore(&cleanup_list_lock, flags);
 265
 266         queue_work(netns_wq, &net_cleanup_work);
 267 }
 268 EXPORT_SYMBOL_GPL(__put_net);
 269
 270 #else
 271 struct net *copy_net_ns(unsigned long flags, struct net *old_net)
 272 {
 273         if (flags & CLONE_NEWNET)
 274                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 275         return old_net;
 276 }
 277 #endif
 278
 279 struct net *get_net_ns_by_pid(pid_t pid)
 280 {
 281         struct task_struct *tsk;
 282         struct net *net;
 283
 284         /* Lookup the network namespace */
 285         net = ERR_PTR(-ESRCH);
 286         rcu_read_lock();
 287         tsk = find_task_by_vpid(pid);
 288         if (tsk) {
 289                 struct nsproxy *nsproxy;
 290                 nsproxy = task_nsproxy(tsk);
 291                 if (nsproxy)
 292                         net = get_net(nsproxy->net_ns);
 293         }
 294         rcu_read_unlock();
 295         return net;
 296 }
 297 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_net_ns_by_pid);
 298
 299 static int __init net_ns_init(void)
 300 {
 301         struct net_generic *ng;
 302
 303 #ifdef CONFIG_NET_NS
 304         net_cachep = kmem_cache_create("net_namespace", sizeof(struct net),
 305                                         SMP_CACHE_BYTES,
 306                                         SLAB_PANIC, NULL);
 307
 308         /* Create workqueue for cleanup */
 309         netns_wq = create_singlethread_workqueue("netns");
 310         if (!netns_wq)
 311                 panic("Could not create netns workq");
 312 #endif
 313
 314         ng = net_alloc_generic();
 315         if (!ng)
 316                 panic("Could not allocate generic netns");
 317
 318         rcu_assign_pointer(init_net.gen, ng);
 319
 320         mutex_lock(&net_mutex);
 321         if (setup_net(&init_net))
 322                 panic("Could not setup the initial network namespace");
 323
 324         rtnl_lock();
 325         list_add_tail_rcu(&init_net.list, &net_namespace_list);
 326         rtnl_unlock();
 327
 328         mutex_unlock(&net_mutex);
 329
 330         return 0;
 331 }
 332
 333 pure_initcall(net_ns_init);
 334
 335 #ifdef CONFIG_NET_NS
 336 static int __register_pernet_operations(struct list_head *list,
 337                                         struct pernet_operations *ops)
 338 {
 339         struct net *net;
 340         int error;
 341         LIST_HEAD(net_exit_list);
 342
 343         list_add_tail(&ops->list, list);
 344         if (ops->init || (ops->id && ops->size)) {
 345                 for_each_net(net) {
 346                         error = ops_init(ops, net);
 347                         if (error)
 348                                 goto out_undo;
 349                         list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
 350                 }
 351         }
 352         return 0;
 353
 354 out_undo:
 355         /* If I have an error cleanup all namespaces I initialized */
 356         list_del(&ops->list);
 357         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 358         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 359         return error;
 360 }
 361
 362 static void __unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
 363 {
 364         struct net *net;
 365         LIST_HEAD(net_exit_list);
 366
 367         list_del(&ops->list);
 368         for_each_net(net)
 369                 list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
 370         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 371         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 372 }
 373
 374 #else
 375
 376 static int __register_pernet_operations(struct list_head *list,
 377                                         struct pernet_operations *ops)
 378 {
 379         int err = 0;
 380         err = ops_init(ops, &init_net);
 381         if (err)
 382                 ops_free(ops, &init_net);
 383         return err;
 384
 385 }
 386
 387 static void __unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
 388 {
 389         LIST_HEAD(net_exit_list);
 390         list_add(&init_net.exit_list, &net_exit_list);
 391         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 392         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 393 }
 394
 395 #endif /* CONFIG_NET_NS */
 396
 397 static DEFINE_IDA(net_generic_ids);
 398
 399 static int register_pernet_operations(struct list_head *list,
 400                                       struct pernet_operations *ops)
 401 {
 402         int error;
 403
 404         if (ops->id) {
 405 again:
 406                 error = ida_get_new_above(&net_generic_ids, 1, ops->id);
 407                 if (error < 0) {
 408                         if (error == -EAGAIN) {
 409                                 ida_pre_get(&net_generic_ids, GFP_KERNEL);
 410                                 goto again;
 411                         }
 412                         return error;
 413                 }
 414         }
 415         error = __register_pernet_operations(list, ops);
 416         if (error) {
 417                 rcu_barrier();
 418                 if (ops->id)
 419                         ida_remove(&net_generic_ids, *ops->id);
 420         }
 421
 422         return error;
 423 }
 424
 425 static void unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
 426 {
 427
 428         __unregister_pernet_operations(ops);
 429         rcu_barrier();
 430         if (ops->id)
 431                 ida_remove(&net_generic_ids, *ops->id);
 432 }
 433
 434 /**
 435  *      register_pernet_subsys - register a network namespace subsystem
 436  *      @ops:  pernet operations structure for the subsystem
 437  *
 438  *      Register a subsystem which has init and exit functions
 439  *      that are called when network namespaces are created and
 440  *      destroyed respectively.
 441  *
 442  *      When registered all network namespace init functions are
 443  *      called for every existing network namespace.  Allowing kernel
 444  *      modules to have a race free view of the set of network namespaces.
 445  *
 446  *      When a new network namespace is created all of the init
 447  *      methods are called in the order in which they were registered.
 448  *
 449  *      When a network namespace is destroyed all of the exit methods
 450  *      are called in the reverse of the order with which they were
 451  *      registered.
 452  */
 453 int register_pernet_subsys(struct pernet_operations *ops)
 454 {
 455         int error;
 456         mutex_lock(&net_mutex);
 457         error =  register_pernet_operations(first_device, ops);
 458         mutex_unlock(&net_mutex);
 459         return error;
 460 }
 461 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_pernet_subsys);
 462
 463 /**
 464  *      unregister_pernet_subsys - unregister a network namespace subsystem
 465  *      @ops: pernet operations structure to manipulate
 466  *
 467  *      Remove the pernet operations structure from the list to be
 468  *      used when network namespaces are created or destroyed.  In
 469  *      addition run the exit method for all existing network
 470  *      namespaces.
 471  */
 472 void unregister_pernet_subsys(struct pernet_operations *module)
 473 {
 474         mutex_lock(&net_mutex);
 475         unregister_pernet_operations(module);
 476         mutex_unlock(&net_mutex);
 477 }
 478 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_pernet_subsys);
 479
 480 /**
 481  *      register_pernet_device - register a network namespace device
 482  *      @ops:  pernet operations structure for the subsystem
 483  *
 484  *      Register a device which has init and exit functions
 485  *      that are called when network namespaces are created and
 486  *      destroyed respectively.
 487  *
 488  *      When registered all network namespace init functions are
 489  *      called for every existing network namespace.  Allowing kernel
 490  *      modules to have a race free view of the set of network namespaces.
 491  *
 492  *      When a new network namespace is created all of the init
 493  *      methods are called in the order in which they were registered.
 494  *
 495  *      When a network namespace is destroyed all of the exit methods
 496  *      are called in the reverse of the order with which they were
 497  *      registered.
 498  */
 499 int register_pernet_device(struct pernet_operations *ops)
 500 {
 501         int error;
 502         mutex_lock(&net_mutex);
 503         error = register_pernet_operations(&pernet_list, ops);
 504         if (!error && (first_device == &pernet_list))
 505                 first_device = &ops->list;
 506         mutex_unlock(&net_mutex);
 507         return error;
 508 }
 509 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_pernet_device);
 510
 511 /**
 512  *      unregister_pernet_device - unregister a network namespace netdevice
 513  *      @ops: pernet operations structure to manipulate
 514  *
 515  *      Remove the pernet operations structure from the list to be
 516  *      used when network namespaces are created or destroyed.  In
 517  *      addition run the exit method for all existing network
 518  *      namespaces.
 519  */
 520 void unregister_pernet_device(struct pernet_operations *ops)
 521 {
 522         mutex_lock(&net_mutex);
 523         if (&ops->list == first_device)
 524                 first_device = first_device->next;
 525         unregister_pernet_operations(ops);
 526         mutex_unlock(&net_mutex);
 527 }
 528 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_pernet_device);
 529
 530 static void net_generic_release(struct rcu_head *rcu)
 531 {
 532         struct net_generic *ng;
 533
 534         ng = container_of(rcu, struct net_generic, rcu);
 535         kfree(ng);
 536 }
 537
 538 int net_assign_generic(struct net *net, int id, void *data)
 539 {
 540         struct net_generic *ng, *old_ng;
 541
 542         BUG_ON(!mutex_is_locked(&net_mutex));
 543         BUG_ON(id == 0);
 544
 545         ng = old_ng = net->gen;
 546         if (old_ng->len >= id)
 547                 goto assign;
 548
 549         ng = kzalloc(sizeof(struct net_generic) +
 550                         id * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
 551         if (ng == NULL)
 552                 return -ENOMEM;
 553
 554         /*
 555          * Some synchronisation notes:
 556          *
 557          * The net_generic explores the net->gen array inside rcu
 558          * read section. Besides once set the net->gen->ptr[x]
 559          * pointer never changes (see rules in netns/generic.h).
 560          *
 561          * That said, we simply duplicate this array and schedule
 562          * the old copy for kfree after a grace period.
 563          */
 564
 565         ng->len = id;
 566         memcpy(&ng->ptr, &old_ng->ptr, old_ng->len * sizeof(void*));
 567
 568         rcu_assign_pointer(net->gen, ng);
 569         call_rcu(&old_ng->rcu, net_generic_release);
 570 assign:
 571         ng->ptr[id - 1] = data;
 572         return 0;
 573 }
 574 EXPORT_SYMBOL_GPL(net_assign_generic);