net/core/net_namespace.c

   1 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
   2
   3 #include <linux/workqueue.h>
   4 #include <linux/rtnetlink.h>
   5 #include <linux/cache.h>
   6 #include <linux/slab.h>
   7 #include <linux/list.h>
   8 #include <linux/delay.h>
   9 #include <linux/sched.h>
  10 #include <linux/idr.h>
  11 #include <linux/rculist.h>
  12 #include <linux/nsproxy.h>
  13 #include <linux/proc_fs.h>
  14 #include <linux/file.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/user_namespace.h>
  17 #include <net/net_namespace.h>
  18 #include <net/netns/generic.h>
  19
  20 /*
  21  *      Our network namespace constructor/destructor lists
  22  */
  23
  24 static LIST_HEAD(pernet_list);
  25 static struct list_head *first_device = &pernet_list;
  26 static DEFINE_MUTEX(net_mutex);
  27
  28 LIST_HEAD(net_namespace_list);
  29 EXPORT_SYMBOL_GPL(net_namespace_list);
  30
  31 struct net init_net = {
  32         .dev_base_head = LIST_HEAD_INIT(init_net.dev_base_head),
  33 };
  34 EXPORT_SYMBOL(init_net);
  35
  36 #define INITIAL_NET_GEN_PTRS    13 /* +1 for len +2 for rcu_head */
  37
  38 static unsigned int max_gen_ptrs = INITIAL_NET_GEN_PTRS;
  39
  40 static struct net_generic *net_alloc_generic(void)
  41 {
  42         struct net_generic *ng;
  43         size_t generic_size = offsetof(struct net_generic, ptr[max_gen_ptrs]);
  44
  45         ng = kzalloc(generic_size, GFP_KERNEL);
  46         if (ng)
  47                 ng->len = max_gen_ptrs;
  48
  49         return ng;
  50 }
  51
  52 static int net_assign_generic(struct net *net, int id, void *data)
  53 {
  54         struct net_generic *ng, *old_ng;
  55
  56         BUG_ON(!mutex_is_locked(&net_mutex));
  57         BUG_ON(id == 0);
  58
  59         old_ng = rcu_dereference_protected(net->gen,
  60                                            lockdep_is_held(&net_mutex));
  61         ng = old_ng;
  62         if (old_ng->len >= id)
  63                 goto assign;
  64
  65         ng = net_alloc_generic();
  66         if (ng == NULL)
  67                 return -ENOMEM;
  68
  69         /*
  70          * Some synchronisation notes:
  71          *
  72          * The net_generic explores the net->gen array inside rcu
  73          * read section. Besides once set the net->gen->ptr[x]
  74          * pointer never changes (see rules in netns/generic.h).
  75          *
  76          * That said, we simply duplicate this array and schedule
  77          * the old copy for kfree after a grace period.
  78          */
  79
  80         memcpy(&ng->ptr, &old_ng->ptr, old_ng->len * sizeof(void*));
  81
  82         rcu_assign_pointer(net->gen, ng);
  83         kfree_rcu(old_ng, rcu);
  84 assign:
  85         ng->ptr[id - 1] = data;
  86         return 0;
  87 }
  88
  89 static int ops_init(const struct pernet_operations *ops, struct net *net)
  90 {
  91         int err = -ENOMEM;
  92         void *data = NULL;
  93
  94         if (ops->id && ops->size) {
  95                 data = kzalloc(ops->size, GFP_KERNEL);
  96                 if (!data)
  97                         goto out;
  98
  99                 err = net_assign_generic(net, *ops->id, data);
 100                 if (err)
 101                         goto cleanup;
 102         }
 103         err = 0;
 104         if (ops->init)
 105                 err = ops->init(net);
 106         if (!err)
 107                 return 0;
 108
 109 cleanup:
 110         kfree(data);
 111
 112 out:
 113         return err;
 114 }
 115
 116 static void ops_free(const struct pernet_operations *ops, struct net *net)
 117 {
 118         if (ops->id && ops->size) {
 119                 int id = *ops->id;
 120                 kfree(net_generic(net, id));
 121         }
 122 }
 123
 124 static void ops_exit_list(const struct pernet_operations *ops,
 125                           struct list_head *net_exit_list)
 126 {
 127         struct net *net;
 128         if (ops->exit) {
 129                 list_for_each_entry(net, net_exit_list, exit_list)
 130                         ops->exit(net);
 131         }
 132         if (ops->exit_batch)
 133                 ops->exit_batch(net_exit_list);
 134 }
 135
 136 static void ops_free_list(const struct pernet_operations *ops,
 137                           struct list_head *net_exit_list)
 138 {
 139         struct net *net;
 140         if (ops->size && ops->id) {
 141                 list_for_each_entry(net, net_exit_list, exit_list)
 142                         ops_free(ops, net);
 143         }
 144 }
 145
 146 /*
 147  * setup_net runs the initializers for the network namespace object.
 148  */
 149 static __net_init int setup_net(struct net *net, struct user_namespace *user_ns)
 150 {
 151         /* Must be called with net_mutex held */
 152         const struct pernet_operations *ops, *saved_ops;
 153         int error = 0;
 154         LIST_HEAD(net_exit_list);
 155
 156         atomic_set(&net->count, 1);
 157         atomic_set(&net->passive, 1);
 158         net->dev_base_seq = 1;
 159         net->user_ns = user_ns;
 160
 161 #ifdef NETNS_REFCNT_DEBUG
 162         atomic_set(&net->use_count, 0);
 163 #endif
 164
 165         list_for_each_entry(ops, &pernet_list, list) {
 166                 error = ops_init(ops, net);
 167                 if (error < 0)
 168                         goto out_undo;
 169         }
 170 out:
 171         return error;
 172
 173 out_undo:
 174         /* Walk through the list backwards calling the exit functions
 175          * for the pernet modules whose init functions did not fail.
 176          */
 177         list_add(&net->exit_list, &net_exit_list);
 178         saved_ops = ops;
 179         list_for_each_entry_continue_reverse(ops, &pernet_list, list)
 180                 ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 181
 182         ops = saved_ops;
 183         list_for_each_entry_continue_reverse(ops, &pernet_list, list)
 184                 ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 185
 186         rcu_barrier();
 187         goto out;
 188 }
 189
 190
 191 #ifdef CONFIG_NET_NS
 192 static struct kmem_cache *net_cachep;
 193 static struct workqueue_struct *netns_wq;
 194
 195 static struct net *net_alloc(void)
 196 {
 197         struct net *net = NULL;
 198         struct net_generic *ng;
 199
 200         ng = net_alloc_generic();
 201         if (!ng)
 202                 goto out;
 203
 204         net = kmem_cache_zalloc(net_cachep, GFP_KERNEL);
 205         if (!net)
 206                 goto out_free;
 207
 208         rcu_assign_pointer(net->gen, ng);
 209 out:
 210         return net;
 211
 212 out_free:
 213         kfree(ng);
 214         goto out;
 215 }
 216
 217 static void net_free(struct net *net)
 218 {
 219 #ifdef NETNS_REFCNT_DEBUG
 220         if (unlikely(atomic_read(&net->use_count) != 0)) {
 221                 pr_emerg("network namespace not free! Usage: %d\n",
 222                          atomic_read(&net->use_count));
 223                 return;
 224         }
 225 #endif
 226         kfree(net->gen);
 227         kmem_cache_free(net_cachep, net);
 228 }
 229
 230 void net_drop_ns(void *p)
 231 {
 232         struct net *ns = p;
 233         if (ns && atomic_dec_and_test(&ns->passive))
 234                 net_free(ns);
 235 }
 236
 237 struct net *copy_net_ns(unsigned long flags,
 238                         struct user_namespace *user_ns, struct net *old_net)
 239 {
 240         struct net *net;
 241         int rv;
 242
 243         if (!(flags & CLONE_NEWNET))
 244                 return get_net(old_net);
 245
 246         net = net_alloc();
 247         if (!net)
 248                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 249
 250         get_user_ns(user_ns);
 251
 252         mutex_lock(&net_mutex);
 253         rv = setup_net(net, user_ns);
 254         if (rv == 0) {
 255                 rtnl_lock();
 256                 list_add_tail_rcu(&net->list, &net_namespace_list);
 257                 rtnl_unlock();
 258         }
 259         mutex_unlock(&net_mutex);
 260         if (rv < 0) {
 261                 put_user_ns(user_ns);
 262                 net_drop_ns(net);
 263                 return ERR_PTR(rv);
 264         }
 265         return net;
 266 }
 267
 268 static DEFINE_SPINLOCK(cleanup_list_lock);
 269 static LIST_HEAD(cleanup_list);  /* Must hold cleanup_list_lock to touch */
 270
 271 static void cleanup_net(struct work_struct *work)
 272 {
 273         const struct pernet_operations *ops;
 274         struct net *net, *tmp;
 275         LIST_HEAD(net_kill_list);
 276         LIST_HEAD(net_exit_list);
 277
 278         /* Atomically snapshot the list of namespaces to cleanup */
 279         spin_lock_irq(&cleanup_list_lock);
 280         list_replace_init(&cleanup_list, &net_kill_list);
 281         spin_unlock_irq(&cleanup_list_lock);
 282
 283         mutex_lock(&net_mutex);
 284
 285         /* Don't let anyone else find us. */
 286         rtnl_lock();
 287         list_for_each_entry(net, &net_kill_list, cleanup_list) {
 288                 list_del_rcu(&net->list);
 289                 list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
 290         }
 291         rtnl_unlock();
 292
 293         /*
 294          * Another CPU might be rcu-iterating the list, wait for it.
 295          * This needs to be before calling the exit() notifiers, so
 296          * the rcu_barrier() below isn't sufficient alone.
 297          */
 298         synchronize_rcu();
 299
 300         /* Run all of the network namespace exit methods */
 301         list_for_each_entry_reverse(ops, &pernet_list, list)
 302                 ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 303
 304         /* Free the net generic variables */
 305         list_for_each_entry_reverse(ops, &pernet_list, list)
 306                 ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 307
 308         mutex_unlock(&net_mutex);
 309
 310         /* Ensure there are no outstanding rcu callbacks using this
 311          * network namespace.
 312          */
 313         rcu_barrier();
 314
 315         /* Finally it is safe to free my network namespace structure */
 316         list_for_each_entry_safe(net, tmp, &net_exit_list, exit_list) {
 317                 list_del_init(&net->exit_list);
 318                 put_user_ns(net->user_ns);
 319                 net_drop_ns(net);
 320         }
 321 }
 322 static DECLARE_WORK(net_cleanup_work, cleanup_net);
 323
 324 void __put_net(struct net *net)
 325 {
 326         /* Cleanup the network namespace in process context */
 327         unsigned long flags;
 328
 329         spin_lock_irqsave(&cleanup_list_lock, flags);
 330         list_add(&net->cleanup_list, &cleanup_list);
 331         spin_unlock_irqrestore(&cleanup_list_lock, flags);
 332
 333         queue_work(netns_wq, &net_cleanup_work);
 334 }
 335 EXPORT_SYMBOL_GPL(__put_net);
 336
 337 struct net *get_net_ns_by_fd(int fd)
 338 {
 339         struct proc_inode *ei;
 340         struct file *file;
 341         struct net *net;
 342
 343         file = proc_ns_fget(fd);
 344         if (IS_ERR(file))
 345                 return ERR_CAST(file);
 346
 347         ei = PROC_I(file->f_dentry->d_inode);
 348         if (ei->ns_ops == &netns_operations)
 349                 net = get_net(ei->ns);
 350         else
 351                 net = ERR_PTR(-EINVAL);
 352
 353         fput(file);
 354         return net;
 355 }
 356
 357 #else
 358 struct net *get_net_ns_by_fd(int fd)
 359 {
 360         return ERR_PTR(-EINVAL);
 361 }
 362 #endif
 363
 364 struct net *get_net_ns_by_pid(pid_t pid)
 365 {
 366         struct task_struct *tsk;
 367         struct net *net;
 368
 369         /* Lookup the network namespace */
 370         net = ERR_PTR(-ESRCH);
 371         rcu_read_lock();
 372         tsk = find_task_by_vpid(pid);
 373         if (tsk) {
 374                 struct nsproxy *nsproxy;
 375                 nsproxy = task_nsproxy(tsk);
 376                 if (nsproxy)
 377                         net = get_net(nsproxy->net_ns);
 378         }
 379         rcu_read_unlock();
 380         return net;
 381 }
 382 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_net_ns_by_pid);
 383
 384 static int __init net_ns_init(void)
 385 {
 386         struct net_generic *ng;
 387
 388 #ifdef CONFIG_NET_NS
 389         net_cachep = kmem_cache_create("net_namespace", sizeof(struct net),
 390                                         SMP_CACHE_BYTES,
 391                                         SLAB_PANIC, NULL);
 392
 393         /* Create workqueue for cleanup */
 394         netns_wq = create_singlethread_workqueue("netns");
 395         if (!netns_wq)
 396                 panic("Could not create netns workq");
 397 #endif
 398
 399         ng = net_alloc_generic();
 400         if (!ng)
 401                 panic("Could not allocate generic netns");
 402
 403         rcu_assign_pointer(init_net.gen, ng);
 404
 405         mutex_lock(&net_mutex);
 406         if (setup_net(&init_net, &init_user_ns))
 407                 panic("Could not setup the initial network namespace");
 408
 409         rtnl_lock();
 410         list_add_tail_rcu(&init_net.list, &net_namespace_list);
 411         rtnl_unlock();
 412
 413         mutex_unlock(&net_mutex);
 414
 415         return 0;
 416 }
 417
 418 pure_initcall(net_ns_init);
 419
 420 #ifdef CONFIG_NET_NS
 421 static int __register_pernet_operations(struct list_head *list,
 422                                         struct pernet_operations *ops)
 423 {
 424         struct net *net;
 425         int error;
 426         LIST_HEAD(net_exit_list);
 427
 428         list_add_tail(&ops->list, list);
 429         if (ops->init || (ops->id && ops->size)) {
 430                 for_each_net(net) {
 431                         error = ops_init(ops, net);
 432                         if (error)
 433                                 goto out_undo;
 434                         list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
 435                 }
 436         }
 437         return 0;
 438
 439 out_undo:
 440         /* If I have an error cleanup all namespaces I initialized */
 441         list_del(&ops->list);
 442         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 443         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 444         return error;
 445 }
 446
 447 static void __unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
 448 {
 449         struct net *net;
 450         LIST_HEAD(net_exit_list);
 451
 452         list_del(&ops->list);
 453         for_each_net(net)
 454                 list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
 455         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 456         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 457 }
 458
 459 #else
 460
 461 static int __register_pernet_operations(struct list_head *list,
 462                                         struct pernet_operations *ops)
 463 {
 464         return ops_init(ops, &init_net);
 465 }
 466
 467 static void __unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
 468 {
 469         LIST_HEAD(net_exit_list);
 470         list_add(&init_net.exit_list, &net_exit_list);
 471         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
 472         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
 473 }
 474
 475 #endif /* CONFIG_NET_NS */
 476
 477 static DEFINE_IDA(net_generic_ids);
 478
 479 static int register_pernet_operations(struct list_head *list,
 480                                       struct pernet_operations *ops)
 481 {
 482         int error;
 483
 484         if (ops->id) {
 485 again:
 486                 error = ida_get_new_above(&net_generic_ids, 1, ops->id);
 487                 if (error < 0) {
 488                         if (error == -EAGAIN) {
 489                                 ida_pre_get(&net_generic_ids, GFP_KERNEL);
 490                                 goto again;
 491                         }
 492                         return error;
 493                 }
 494                 max_gen_ptrs = max_t(unsigned int, max_gen_ptrs, *ops->id);
 495         }
 496         error = __register_pernet_operations(list, ops);
 497         if (error) {
 498                 rcu_barrier();
 499                 if (ops->id)
 500                         ida_remove(&net_generic_ids, *ops->id);
 501         }
 502
 503         return error;
 504 }
 505
 506 static void unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
 507 {
 508
 509         __unregister_pernet_operations(ops);
 510         rcu_barrier();
 511         if (ops->id)
 512                 ida_remove(&net_generic_ids, *ops->id);
 513 }
 514
 515 /**
 516  *      register_pernet_subsys - register a network namespace subsystem
 517  *      @ops:  pernet operations structure for the subsystem
 518  *
 519  *      Register a subsystem which has init and exit functions
 520  *      that are called when network namespaces are created and
 521  *      destroyed respectively.
 522  *
 523  *      When registered all network namespace init functions are
 524  *      called for every existing network namespace.  Allowing kernel
 525  *      modules to have a race free view of the set of network namespaces.
 526  *
 527  *      When a new network namespace is created all of the init
 528  *      methods are called in the order in which they were registered.
 529  *
 530  *      When a network namespace is destroyed all of the exit methods
 531  *      are called in the reverse of the order with which they were
 532  *      registered.
 533  */
 534 int register_pernet_subsys(struct pernet_operations *ops)
 535 {
 536         int error;
 537         mutex_lock(&net_mutex);
 538         error =  register_pernet_operations(first_device, ops);
 539         mutex_unlock(&net_mutex);
 540         return error;
 541 }
 542 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_pernet_subsys);
 543
 544 /**
 545  *      unregister_pernet_subsys - unregister a network namespace subsystem
 546  *      @ops: pernet operations structure to manipulate
 547  *
 548  *      Remove the pernet operations structure from the list to be
 549  *      used when network namespaces are created or destroyed.  In
 550  *      addition run the exit method for all existing network
 551  *      namespaces.
 552  */
 553 void unregister_pernet_subsys(struct pernet_operations *ops)
 554 {
 555         mutex_lock(&net_mutex);
 556         unregister_pernet_operations(ops);
 557         mutex_unlock(&net_mutex);
 558 }
 559 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_pernet_subsys);
 560
 561 /**
 562  *      register_pernet_device - register a network namespace device
 563  *      @ops:  pernet operations structure for the subsystem
 564  *
 565  *      Register a device which has init and exit functions
 566  *      that are called when network namespaces are created and
 567  *      destroyed respectively.
 568  *
 569  *      When registered all network namespace init functions are
 570  *      called for every existing network namespace.  Allowing kernel
 571  *      modules to have a race free view of the set of network namespaces.
 572  *
 573  *      When a new network namespace is created all of the init
 574  *      methods are called in the order in which they were registered.
 575  *
 576  *      When a network namespace is destroyed all of the exit methods
 577  *      are called in the reverse of the order with which they were
 578  *      registered.
 579  */
 580 int register_pernet_device(struct pernet_operations *ops)
 581 {
 582         int error;
 583         mutex_lock(&net_mutex);
 584         error = register_pernet_operations(&pernet_list, ops);
 585         if (!error && (first_device == &pernet_list))
 586                 first_device = &ops->list;
 587         mutex_unlock(&net_mutex);
 588         return error;
 589 }
 590 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_pernet_device);
 591
 592 /**
 593  *      unregister_pernet_device - unregister a network namespace netdevice
 594  *      @ops: pernet operations structure to manipulate
 595  *
 596  *      Remove the pernet operations structure from the list to be
 597  *      used when network namespaces are created or destroyed.  In
 598  *      addition run the exit method for all existing network
 599  *      namespaces.
 600  */
 601 void unregister_pernet_device(struct pernet_operations *ops)
 602 {
 603         mutex_lock(&net_mutex);
 604         if (&ops->list == first_device)
 605                 first_device = first_device->next;
 606         unregister_pernet_operations(ops);
 607         mutex_unlock(&net_mutex);
 608 }
 609 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_pernet_device);
 610
 611 #ifdef CONFIG_NET_NS
 612 static void *netns_get(struct task_struct *task)
 613 {
 614         struct net *net = NULL;
 615         struct nsproxy *nsproxy;
 616
 617         rcu_read_lock();
 618         nsproxy = task_nsproxy(task);
 619         if (nsproxy)
 620                 net = get_net(nsproxy->net_ns);
 621         rcu_read_unlock();
 622
 623         return net;
 624 }
 625
 626 static void netns_put(void *ns)
 627 {
 628         put_net(ns);
 629 }
 630
 631 static int netns_install(struct nsproxy *nsproxy, void *ns)
 632 {
 633         put_net(nsproxy->net_ns);
 634         nsproxy->net_ns = get_net(ns);
 635         return 0;
 636 }
 637
 638 const struct proc_ns_operations netns_operations = {
 639         .name           = "net",
 640         .type           = CLONE_NEWNET,
 641         .get            = netns_get,
 642         .put            = netns_put,
 643         .install        = netns_install,
 644 };
 645 #endif