netns: fix net_alloc_generic()
[linux-3.10.git] / 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 <linux/proc_fs.h>
12 #include <linux/file.h>
13 #include <linux/export.h>
14 #include <net/net_namespace.h>
15 #include <net/netns/generic.h>
16
17 /*
18  *      Our network namespace constructor/destructor lists
19  */
20
21 static LIST_HEAD(pernet_list);
22 static struct list_head *first_device = &pernet_list;
23 static DEFINE_MUTEX(net_mutex);
24
25 LIST_HEAD(net_namespace_list);
26 EXPORT_SYMBOL_GPL(net_namespace_list);
27
28 struct net init_net;
29 EXPORT_SYMBOL(init_net);
30
31 #define INITIAL_NET_GEN_PTRS    13 /* +1 for len +2 for rcu_head */
32
33 static unsigned int max_gen_ptrs = INITIAL_NET_GEN_PTRS;
34
35 static struct net_generic *net_alloc_generic(void)
36 {
37         struct net_generic *ng;
38         size_t generic_size = offsetof(struct net_generic, ptr[max_gen_ptrs]);
39
40         ng = kzalloc(generic_size, GFP_KERNEL);
41         if (ng)
42                 ng->len = max_gen_ptrs;
43
44         return ng;
45 }
46
47 static int net_assign_generic(struct net *net, int id, void *data)
48 {
49         struct net_generic *ng, *old_ng;
50
51         BUG_ON(!mutex_is_locked(&net_mutex));
52         BUG_ON(id == 0);
53
54         old_ng = rcu_dereference_protected(net->gen,
55                                            lockdep_is_held(&net_mutex));
56         ng = old_ng;
57         if (old_ng->len >= id)
58                 goto assign;
59
60         ng = net_alloc_generic();
61         if (ng == NULL)
62                 return -ENOMEM;
63
64         /*
65          * Some synchronisation notes:
66          *
67          * The net_generic explores the net->gen array inside rcu
68          * read section. Besides once set the net->gen->ptr[x]
69          * pointer never changes (see rules in netns/generic.h).
70          *
71          * That said, we simply duplicate this array and schedule
72          * the old copy for kfree after a grace period.
73          */
74
75         memcpy(&ng->ptr, &old_ng->ptr, old_ng->len * sizeof(void*));
76
77         rcu_assign_pointer(net->gen, ng);
78         kfree_rcu(old_ng, rcu);
79 assign:
80         ng->ptr[id - 1] = data;
81         return 0;
82 }
83
84 static int ops_init(const struct pernet_operations *ops, struct net *net)
85 {
86         int err;
87         if (ops->id && ops->size) {
88                 void *data = kzalloc(ops->size, GFP_KERNEL);
89                 if (!data)
90                         return -ENOMEM;
91
92                 err = net_assign_generic(net, *ops->id, data);
93                 if (err) {
94                         kfree(data);
95                         return err;
96                 }
97         }
98         if (ops->init)
99                 return ops->init(net);
100         return 0;
101 }
102
103 static void ops_free(const struct pernet_operations *ops, struct net *net)
104 {
105         if (ops->id && ops->size) {
106                 int id = *ops->id;
107                 kfree(net_generic(net, id));
108         }
109 }
110
111 static void ops_exit_list(const struct pernet_operations *ops,
112                           struct list_head *net_exit_list)
113 {
114         struct net *net;
115         if (ops->exit) {
116                 list_for_each_entry(net, net_exit_list, exit_list)
117                         ops->exit(net);
118         }
119         if (ops->exit_batch)
120                 ops->exit_batch(net_exit_list);
121 }
122
123 static void ops_free_list(const struct pernet_operations *ops,
124                           struct list_head *net_exit_list)
125 {
126         struct net *net;
127         if (ops->size && ops->id) {
128                 list_for_each_entry(net, net_exit_list, exit_list)
129                         ops_free(ops, net);
130         }
131 }
132
133 /*
134  * setup_net runs the initializers for the network namespace object.
135  */
136 static __net_init int setup_net(struct net *net)
137 {
138         /* Must be called with net_mutex held */
139         const struct pernet_operations *ops, *saved_ops;
140         int error = 0;
141         LIST_HEAD(net_exit_list);
142
143         atomic_set(&net->count, 1);
144         atomic_set(&net->passive, 1);
145         net->dev_base_seq = 1;
146
147 #ifdef NETNS_REFCNT_DEBUG
148         atomic_set(&net->use_count, 0);
149 #endif
150
151         list_for_each_entry(ops, &pernet_list, list) {
152                 error = ops_init(ops, net);
153                 if (error < 0)
154                         goto out_undo;
155         }
156 out:
157         return error;
158
159 out_undo:
160         /* Walk through the list backwards calling the exit functions
161          * for the pernet modules whose init functions did not fail.
162          */
163         list_add(&net->exit_list, &net_exit_list);
164         saved_ops = ops;
165         list_for_each_entry_continue_reverse(ops, &pernet_list, list)
166                 ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
167
168         ops = saved_ops;
169         list_for_each_entry_continue_reverse(ops, &pernet_list, list)
170                 ops_free_list(ops, &net_exit_list);
171
172         rcu_barrier();
173         goto out;
174 }
175
176
177 #ifdef CONFIG_NET_NS
178 static struct kmem_cache *net_cachep;
179 static struct workqueue_struct *netns_wq;
180
181 static struct net *net_alloc(void)
182 {
183         struct net *net = NULL;
184         struct net_generic *ng;
185
186         ng = net_alloc_generic();
187         if (!ng)
188                 goto out;
189
190         net = kmem_cache_zalloc(net_cachep, GFP_KERNEL);
191         if (!net)
192                 goto out_free;
193
194         rcu_assign_pointer(net->gen, ng);
195 out:
196         return net;
197
198 out_free:
199         kfree(ng);
200         goto out;
201 }
202
203 static void net_free(struct net *net)
204 {
205 #ifdef NETNS_REFCNT_DEBUG
206         if (unlikely(atomic_read(&net->use_count) != 0)) {
207                 printk(KERN_EMERG "network namespace not free! Usage: %d\n",
208                         atomic_read(&net->use_count));
209                 return;
210         }
211 #endif
212         kfree(net->gen);
213         kmem_cache_free(net_cachep, net);
214 }
215
216 void net_drop_ns(void *p)
217 {
218         struct net *ns = p;
219         if (ns && atomic_dec_and_test(&ns->passive))
220                 net_free(ns);
221 }
222
223 struct net *copy_net_ns(unsigned long flags, struct net *old_net)
224 {
225         struct net *net;
226         int rv;
227
228         if (!(flags & CLONE_NEWNET))
229                 return get_net(old_net);
230
231         net = net_alloc();
232         if (!net)
233                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
234         mutex_lock(&net_mutex);
235         rv = setup_net(net);
236         if (rv == 0) {
237                 rtnl_lock();
238                 list_add_tail_rcu(&net->list, &net_namespace_list);
239                 rtnl_unlock();
240         }
241         mutex_unlock(&net_mutex);
242         if (rv < 0) {
243                 net_drop_ns(net);
244                 return ERR_PTR(rv);
245         }
246         return net;
247 }
248
249 static DEFINE_SPINLOCK(cleanup_list_lock);
250 static LIST_HEAD(cleanup_list);  /* Must hold cleanup_list_lock to touch */
251
252 static void cleanup_net(struct work_struct *work)
253 {
254         const struct pernet_operations *ops;
255         struct net *net, *tmp;
256         LIST_HEAD(net_kill_list);
257         LIST_HEAD(net_exit_list);
258
259         /* Atomically snapshot the list of namespaces to cleanup */
260         spin_lock_irq(&cleanup_list_lock);
261         list_replace_init(&cleanup_list, &net_kill_list);
262         spin_unlock_irq(&cleanup_list_lock);
263
264         mutex_lock(&net_mutex);
265
266         /* Don't let anyone else find us. */
267         rtnl_lock();
268         list_for_each_entry(net, &net_kill_list, cleanup_list) {
269                 list_del_rcu(&net->list);
270                 list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
271         }
272         rtnl_unlock();
273
274         /*
275          * Another CPU might be rcu-iterating the list, wait for it.
276          * This needs to be before calling the exit() notifiers, so
277          * the rcu_barrier() below isn't sufficient alone.
278          */
279         synchronize_rcu();
280
281         /* Run all of the network namespace exit methods */
282         list_for_each_entry_reverse(ops, &pernet_list, list)
283                 ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
284
285         /* Free the net generic variables */
286         list_for_each_entry_reverse(ops, &pernet_list, list)
287                 ops_free_list(ops, &net_exit_list);
288
289         mutex_unlock(&net_mutex);
290
291         /* Ensure there are no outstanding rcu callbacks using this
292          * network namespace.
293          */
294         rcu_barrier();
295
296         /* Finally it is safe to free my network namespace structure */
297         list_for_each_entry_safe(net, tmp, &net_exit_list, exit_list) {
298                 list_del_init(&net->exit_list);
299                 net_drop_ns(net);
300         }
301 }
302 static DECLARE_WORK(net_cleanup_work, cleanup_net);
303
304 void __put_net(struct net *net)
305 {
306         /* Cleanup the network namespace in process context */
307         unsigned long flags;
308
309         spin_lock_irqsave(&cleanup_list_lock, flags);
310         list_add(&net->cleanup_list, &cleanup_list);
311         spin_unlock_irqrestore(&cleanup_list_lock, flags);
312
313         queue_work(netns_wq, &net_cleanup_work);
314 }
315 EXPORT_SYMBOL_GPL(__put_net);
316
317 struct net *get_net_ns_by_fd(int fd)
318 {
319         struct proc_inode *ei;
320         struct file *file;
321         struct net *net;
322
323         file = proc_ns_fget(fd);
324         if (IS_ERR(file))
325                 return ERR_CAST(file);
326
327         ei = PROC_I(file->f_dentry->d_inode);
328         if (ei->ns_ops == &netns_operations)
329                 net = get_net(ei->ns);
330         else
331                 net = ERR_PTR(-EINVAL);
332
333         fput(file);
334         return net;
335 }
336
337 #else
338 struct net *copy_net_ns(unsigned long flags, struct net *old_net)
339 {
340         if (flags & CLONE_NEWNET)
341                 return ERR_PTR(-EINVAL);
342         return old_net;
343 }
344
345 struct net *get_net_ns_by_fd(int fd)
346 {
347         return ERR_PTR(-EINVAL);
348 }
349 #endif
350
351 struct net *get_net_ns_by_pid(pid_t pid)
352 {
353         struct task_struct *tsk;
354         struct net *net;
355
356         /* Lookup the network namespace */
357         net = ERR_PTR(-ESRCH);
358         rcu_read_lock();
359         tsk = find_task_by_vpid(pid);
360         if (tsk) {
361                 struct nsproxy *nsproxy;
362                 nsproxy = task_nsproxy(tsk);
363                 if (nsproxy)
364                         net = get_net(nsproxy->net_ns);
365         }
366         rcu_read_unlock();
367         return net;
368 }
369 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_net_ns_by_pid);
370
371 static int __init net_ns_init(void)
372 {
373         struct net_generic *ng;
374
375 #ifdef CONFIG_NET_NS
376         net_cachep = kmem_cache_create("net_namespace", sizeof(struct net),
377                                         SMP_CACHE_BYTES,
378                                         SLAB_PANIC, NULL);
379
380         /* Create workqueue for cleanup */
381         netns_wq = create_singlethread_workqueue("netns");
382         if (!netns_wq)
383                 panic("Could not create netns workq");
384 #endif
385
386         ng = net_alloc_generic();
387         if (!ng)
388                 panic("Could not allocate generic netns");
389
390         rcu_assign_pointer(init_net.gen, ng);
391
392         mutex_lock(&net_mutex);
393         if (setup_net(&init_net))
394                 panic("Could not setup the initial network namespace");
395
396         rtnl_lock();
397         list_add_tail_rcu(&init_net.list, &net_namespace_list);
398         rtnl_unlock();
399
400         mutex_unlock(&net_mutex);
401
402         return 0;
403 }
404
405 pure_initcall(net_ns_init);
406
407 #ifdef CONFIG_NET_NS
408 static int __register_pernet_operations(struct list_head *list,
409                                         struct pernet_operations *ops)
410 {
411         struct net *net;
412         int error;
413         LIST_HEAD(net_exit_list);
414
415         list_add_tail(&ops->list, list);
416         if (ops->init || (ops->id && ops->size)) {
417                 for_each_net(net) {
418                         error = ops_init(ops, net);
419                         if (error)
420                                 goto out_undo;
421                         list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
422                 }
423         }
424         return 0;
425
426 out_undo:
427         /* If I have an error cleanup all namespaces I initialized */
428         list_del(&ops->list);
429         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
430         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
431         return error;
432 }
433
434 static void __unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
435 {
436         struct net *net;
437         LIST_HEAD(net_exit_list);
438
439         list_del(&ops->list);
440         for_each_net(net)
441                 list_add_tail(&net->exit_list, &net_exit_list);
442         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
443         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
444 }
445
446 #else
447
448 static int __register_pernet_operations(struct list_head *list,
449                                         struct pernet_operations *ops)
450 {
451         int err = 0;
452         err = ops_init(ops, &init_net);
453         if (err)
454                 ops_free(ops, &init_net);
455         return err;
456         
457 }
458
459 static void __unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
460 {
461         LIST_HEAD(net_exit_list);
462         list_add(&init_net.exit_list, &net_exit_list);
463         ops_exit_list(ops, &net_exit_list);
464         ops_free_list(ops, &net_exit_list);
465 }
466
467 #endif /* CONFIG_NET_NS */
468
469 static DEFINE_IDA(net_generic_ids);
470
471 static int register_pernet_operations(struct list_head *list,
472                                       struct pernet_operations *ops)
473 {
474         int error;
475
476         if (ops->id) {
477 again:
478                 error = ida_get_new_above(&net_generic_ids, 1, ops->id);
479                 if (error < 0) {
480                         if (error == -EAGAIN) {
481                                 ida_pre_get(&net_generic_ids, GFP_KERNEL);
482                                 goto again;
483                         }
484                         return error;
485                 }
486                 max_gen_ptrs = max_t(unsigned int, max_gen_ptrs, *ops->id);
487         }
488         error = __register_pernet_operations(list, ops);
489         if (error) {
490                 rcu_barrier();
491                 if (ops->id)
492                         ida_remove(&net_generic_ids, *ops->id);
493         }
494
495         return error;
496 }
497
498 static void unregister_pernet_operations(struct pernet_operations *ops)
499 {
500         
501         __unregister_pernet_operations(ops);
502         rcu_barrier();
503         if (ops->id)
504                 ida_remove(&net_generic_ids, *ops->id);
505 }
506
507 /**
508  *      register_pernet_subsys - register a network namespace subsystem
509  *      @ops:  pernet operations structure for the subsystem
510  *
511  *      Register a subsystem which has init and exit functions
512  *      that are called when network namespaces are created and
513  *      destroyed respectively.
514  *
515  *      When registered all network namespace init functions are
516  *      called for every existing network namespace.  Allowing kernel
517  *      modules to have a race free view of the set of network namespaces.
518  *
519  *      When a new network namespace is created all of the init
520  *      methods are called in the order in which they were registered.
521  *
522  *      When a network namespace is destroyed all of the exit methods
523  *      are called in the reverse of the order with which they were
524  *      registered.
525  */
526 int register_pernet_subsys(struct pernet_operations *ops)
527 {
528         int error;
529         mutex_lock(&net_mutex);
530         error =  register_pernet_operations(first_device, ops);
531         mutex_unlock(&net_mutex);
532         return error;
533 }
534 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_pernet_subsys);
535
536 /**
537  *      unregister_pernet_subsys - unregister a network namespace subsystem
538  *      @ops: pernet operations structure to manipulate
539  *
540  *      Remove the pernet operations structure from the list to be
541  *      used when network namespaces are created or destroyed.  In
542  *      addition run the exit method for all existing network
543  *      namespaces.
544  */
545 void unregister_pernet_subsys(struct pernet_operations *ops)
546 {
547         mutex_lock(&net_mutex);
548         unregister_pernet_operations(ops);
549         mutex_unlock(&net_mutex);
550 }
551 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_pernet_subsys);
552
553 /**
554  *      register_pernet_device - register a network namespace device
555  *      @ops:  pernet operations structure for the subsystem
556  *
557  *      Register a device which has init and exit functions
558  *      that are called when network namespaces are created and
559  *      destroyed respectively.
560  *
561  *      When registered all network namespace init functions are
562  *      called for every existing network namespace.  Allowing kernel
563  *      modules to have a race free view of the set of network namespaces.
564  *
565  *      When a new network namespace is created all of the init
566  *      methods are called in the order in which they were registered.
567  *
568  *      When a network namespace is destroyed all of the exit methods
569  *      are called in the reverse of the order with which they were
570  *      registered.
571  */
572 int register_pernet_device(struct pernet_operations *ops)
573 {
574         int error;
575         mutex_lock(&net_mutex);
576         error = register_pernet_operations(&pernet_list, ops);
577         if (!error && (first_device == &pernet_list))
578                 first_device = &ops->list;
579         mutex_unlock(&net_mutex);
580         return error;
581 }
582 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_pernet_device);
583
584 /**
585  *      unregister_pernet_device - unregister a network namespace netdevice
586  *      @ops: pernet operations structure to manipulate
587  *
588  *      Remove the pernet operations structure from the list to be
589  *      used when network namespaces are created or destroyed.  In
590  *      addition run the exit method for all existing network
591  *      namespaces.
592  */
593 void unregister_pernet_device(struct pernet_operations *ops)
594 {
595         mutex_lock(&net_mutex);
596         if (&ops->list == first_device)
597                 first_device = first_device->next;
598         unregister_pernet_operations(ops);
599         mutex_unlock(&net_mutex);
600 }
601 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_pernet_device);
602
603 #ifdef CONFIG_NET_NS
604 static void *netns_get(struct task_struct *task)
605 {
606         struct net *net = NULL;
607         struct nsproxy *nsproxy;
608
609         rcu_read_lock();
610         nsproxy = task_nsproxy(task);
611         if (nsproxy)
612                 net = get_net(nsproxy->net_ns);
613         rcu_read_unlock();
614
615         return net;
616 }
617
618 static void netns_put(void *ns)
619 {
620         put_net(ns);
621 }
622
623 static int netns_install(struct nsproxy *nsproxy, void *ns)
624 {
625         put_net(nsproxy->net_ns);
626         nsproxy->net_ns = get_net(ns);
627         return 0;
628 }
629
630 const struct proc_ns_operations netns_operations = {
631         .name           = "net",
632         .type           = CLONE_NEWNET,
633         .get            = netns_get,
634         .put            = netns_put,
635         .install        = netns_install,
636 };
637 #endif