Quelle  net_namespace.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

#include <linux/bpf.h>
#include <linux/bpf-netns.h>
#include <linux/filter.h>
#include <net/net_namespace.h>

/*
 * Functions to manage BPF programs attached to netns
 */

struct bpf_netns_link {
 struct bpf_link link;

 /* We don't hold a ref to net in order to auto-detach the link
 * when netns is going away. Instead we rely on pernet
 * pre_exit callback to clear this pointer. Must be accessed
 * with netns_bpf_mutex held.
 */
 struct net *net;
 struct list_head node; /* node in list of links attached to net */
 enum netns_bpf_attach_type netns_type;
};

/* Protects updates to netns_bpf */
DEFINE_MUTEX(netns_bpf_mutex);

static void netns_bpf_attach_type_unneed(enum netns_bpf_attach_type type)
{
 switch (type) {
#ifdef CONFIG_INET
 case NETNS_BPF_SK_LOOKUP:
  static_branch_dec(&bpf_sk_lookup_enabled);
  break;
#endif
 default:
  break;
 }
}

static void netns_bpf_attach_type_need(enum netns_bpf_attach_type type)
{
 switch (type) {
#ifdef CONFIG_INET
 case NETNS_BPF_SK_LOOKUP:
  static_branch_inc(&bpf_sk_lookup_enabled);
  break;
#endif
 default:
  break;
 }
}

/* Must be called with netns_bpf_mutex held. */
static void netns_bpf_run_array_detach(struct net *net,
           enum netns_bpf_attach_type type)
{
 struct bpf_prog_array *run_array;

 run_array = rcu_replace_pointer(net->bpf.run_array[type], NULL,
     lockdep_is_held(&netns_bpf_mutex));
 bpf_prog_array_free(run_array);
}

static int link_index(struct net *net, enum netns_bpf_attach_type type,
        struct bpf_netns_link *link)
{
 struct bpf_netns_link *pos;
 int i = 0;

 list_for_each_entry(pos, &net->bpf.links[type], node) {
  if (pos == link)
   return i;
  i++;
 }
 return -ENOENT;
}

static int link_count(struct net *net, enum netns_bpf_attach_type type)
{
 struct list_head *pos;
 int i = 0;

 list_for_each(pos, &net->bpf.links[type])
  i++;
 return i;
}

static void fill_prog_array(struct net *net, enum netns_bpf_attach_type type,
       struct bpf_prog_array *prog_array)
{
 struct bpf_netns_link *pos;
 unsigned int i = 0;

 list_for_each_entry(pos, &net->bpf.links[type], node) {
  prog_array->items[i].prog = pos->link.prog;
  i++;
 }
}

static void bpf_netns_link_release(struct bpf_link *link)
{
 struct bpf_netns_link *net_link =
  container_of(link, struct bpf_netns_link, link);
 enum netns_bpf_attach_type type = net_link->netns_type;
 struct bpf_prog_array *old_array, *new_array;
 struct net *net;
 int cnt, idx;

 mutex_lock(&netns_bpf_mutex);

 /* We can race with cleanup_net, but if we see a non-NULL
 * struct net pointer, pre_exit has not run yet and wait for
 * netns_bpf_mutex.
 */
 net = net_link->net;
 if (!net)
  goto out_unlock;

 /* Mark attach point as unused */
 netns_bpf_attach_type_unneed(type);

 /* Remember link position in case of safe delete */
 idx = link_index(net, type, net_link);
 list_del(&net_link->node);

 cnt = link_count(net, type);
 if (!cnt) {
  netns_bpf_run_array_detach(net, type);
  goto out_unlock;
 }

 old_array = rcu_dereference_protected(net->bpf.run_array[type],
           lockdep_is_held(&netns_bpf_mutex));
 new_array = bpf_prog_array_alloc(cnt, GFP_KERNEL);
 if (!new_array) {
  WARN_ON(bpf_prog_array_delete_safe_at(old_array, idx));
  goto out_unlock;
 }
 fill_prog_array(net, type, new_array);
 rcu_assign_pointer(net->bpf.run_array[type], new_array);
 bpf_prog_array_free(old_array);

out_unlock:
 net_link->net = NULL;
 mutex_unlock(&netns_bpf_mutex);
}

static int bpf_netns_link_detach(struct bpf_link *link)
{
 bpf_netns_link_release(link);
 return 0;
}

static void bpf_netns_link_dealloc(struct bpf_link *link)
{
 struct bpf_netns_link *net_link =
  container_of(link, struct bpf_netns_link, link);

 kfree(net_link);
}

static int bpf_netns_link_update_prog(struct bpf_link *link,
          struct bpf_prog *new_prog,
          struct bpf_prog *old_prog)
{
 struct bpf_netns_link *net_link =
  container_of(link, struct bpf_netns_link, link);
 enum netns_bpf_attach_type type = net_link->netns_type;
 struct bpf_prog_array *run_array;
 struct net *net;
 int idx, ret;

 if (old_prog && old_prog != link->prog)
  return -EPERM;
 if (new_prog->type != link->prog->type)
  return -EINVAL;

 mutex_lock(&netns_bpf_mutex);

 net = net_link->net;
 if (!net || !check_net(net)) {
  /* Link auto-detached or netns dying */
  ret = -ENOLINK;
  goto out_unlock;
 }

 run_array = rcu_dereference_protected(net->bpf.run_array[type],
           lockdep_is_held(&netns_bpf_mutex));
 idx = link_index(net, type, net_link);
 ret = bpf_prog_array_update_at(run_array, idx, new_prog);
 if (ret)
  goto out_unlock;

 old_prog = xchg(&link->prog, new_prog);
 bpf_prog_put(old_prog);

out_unlock:
 mutex_unlock(&netns_bpf_mutex);
 return ret;
}

static int bpf_netns_link_fill_info(const struct bpf_link *link,
        struct bpf_link_info *info)
{
 const struct bpf_netns_link *net_link =
  container_of(link, struct bpf_netns_link, link);
 unsigned int inum = 0;
 struct net *net;

 mutex_lock(&netns_bpf_mutex);
 net = net_link->net;
 if (net && check_net(net))
  inum = net->ns.inum;
 mutex_unlock(&netns_bpf_mutex);

 info->netns.netns_ino = inum;
 info->netns.attach_type = link->attach_type;
 return 0;
}

static void bpf_netns_link_show_fdinfo(const struct bpf_link *link,
           struct seq_file *seq)
{
 struct bpf_link_info info = {};

 bpf_netns_link_fill_info(link, &info);
 seq_printf(seq,
     "netns_ino:\t%u\n"
     "attach_type:\t%u\n",
     info.netns.netns_ino,
     link->attach_type);
}

static const struct bpf_link_ops bpf_netns_link_ops = {
 .release = bpf_netns_link_release,
 .dealloc = bpf_netns_link_dealloc,
 .detach = bpf_netns_link_detach,
 .update_prog = bpf_netns_link_update_prog,
 .fill_link_info = bpf_netns_link_fill_info,
 .show_fdinfo = bpf_netns_link_show_fdinfo,
};

/* Must be called with netns_bpf_mutex held. */
static int __netns_bpf_prog_query(const union bpf_attr *attr,
      union bpf_attr __user *uattr,
      struct net *net,
      enum netns_bpf_attach_type type)
{
 __u32 __user *prog_ids = u64_to_user_ptr(attr->query.prog_ids);
 struct bpf_prog_array *run_array;
 u32 prog_cnt = 0, flags = 0;

 run_array = rcu_dereference_protected(net->bpf.run_array[type],
           lockdep_is_held(&netns_bpf_mutex));
 if (run_array)
  prog_cnt = bpf_prog_array_length(run_array);

 if (copy_to_user(&uattr->query.attach_flags, &flags, sizeof(flags)))
  return -EFAULT;
 if (copy_to_user(&uattr->query.prog_cnt, &prog_cnt, sizeof(prog_cnt)))
  return -EFAULT;
 if (!attr->query.prog_cnt || !prog_ids || !prog_cnt)
  return 0;

 return bpf_prog_array_copy_to_user(run_array, prog_ids,
        attr->query.prog_cnt);
}

int netns_bpf_prog_query(const union bpf_attr *attr,
    union bpf_attr __user *uattr)
{
 enum netns_bpf_attach_type type;
 struct net *net;
 int ret;

 if (attr->query.query_flags)
  return -EINVAL;

 type = to_netns_bpf_attach_type(attr->query.attach_type);
 if (type < 0)
  return -EINVAL;

 net = get_net_ns_by_fd(attr->query.target_fd);
 if (IS_ERR(net))
  return PTR_ERR(net);

 mutex_lock(&netns_bpf_mutex);
 ret = __netns_bpf_prog_query(attr, uattr, net, type);
 mutex_unlock(&netns_bpf_mutex);

 put_net(net);
 return ret;
}

int netns_bpf_prog_attach(const union bpf_attr *attr, struct bpf_prog *prog)
{
 struct bpf_prog_array *run_array;
 enum netns_bpf_attach_type type;
 struct bpf_prog *attached;
 struct net *net;
 int ret;

 if (attr->target_fd || attr->attach_flags || attr->replace_bpf_fd)
  return -EINVAL;

 type = to_netns_bpf_attach_type(attr->attach_type);
 if (type < 0)
  return -EINVAL;

 net = current->nsproxy->net_ns;
 mutex_lock(&netns_bpf_mutex);

 /* Attaching prog directly is not compatible with links */
 if (!list_empty(&net->bpf.links[type])) {
  ret = -EEXIST;
  goto out_unlock;
 }

 switch (type) {
 case NETNS_BPF_FLOW_DISSECTOR:
  ret = flow_dissector_bpf_prog_attach_check(net, prog);
  break;
 default:
  ret = -EINVAL;
  break;
 }
 if (ret)
  goto out_unlock;

 attached = net->bpf.progs[type];
 if (attached == prog) {
  /* The same program cannot be attached twice */
  ret = -EINVAL;
  goto out_unlock;
 }

 run_array = rcu_dereference_protected(net->bpf.run_array[type],
           lockdep_is_held(&netns_bpf_mutex));
 if (run_array) {
  WRITE_ONCE(run_array->items[0].prog, prog);
 } else {
  run_array = bpf_prog_array_alloc(1, GFP_KERNEL);
  if (!run_array) {
   ret = -ENOMEM;
   goto out_unlock;
  }
  run_array->items[0].prog = prog;
  rcu_assign_pointer(net->bpf.run_array[type], run_array);
 }

 net->bpf.progs[type] = prog;
 if (attached)
  bpf_prog_put(attached);

out_unlock:
 mutex_unlock(&netns_bpf_mutex);

 return ret;
}

/* Must be called with netns_bpf_mutex held. */
static int __netns_bpf_prog_detach(struct net *net,
       enum netns_bpf_attach_type type,
       struct bpf_prog *old)
{
 struct bpf_prog *attached;

 /* Progs attached via links cannot be detached */
 if (!list_empty(&net->bpf.links[type]))
  return -EINVAL;

 attached = net->bpf.progs[type];
 if (!attached || attached != old)
  return -ENOENT;
 netns_bpf_run_array_detach(net, type);
 net->bpf.progs[type] = NULL;
 bpf_prog_put(attached);
 return 0;
}

int netns_bpf_prog_detach(const union bpf_attr *attr, enum bpf_prog_type ptype)
{
 enum netns_bpf_attach_type type;
 struct bpf_prog *prog;
 int ret;

 if (attr->target_fd)
  return -EINVAL;

 type = to_netns_bpf_attach_type(attr->attach_type);
 if (type < 0)
  return -EINVAL;

 prog = bpf_prog_get_type(attr->attach_bpf_fd, ptype);
 if (IS_ERR(prog))
  return PTR_ERR(prog);

 mutex_lock(&netns_bpf_mutex);
 ret = __netns_bpf_prog_detach(current->nsproxy->net_ns, type, prog);
 mutex_unlock(&netns_bpf_mutex);

 bpf_prog_put(prog);

 return ret;
}

static int netns_bpf_max_progs(enum netns_bpf_attach_type type)
{
 switch (type) {
 case NETNS_BPF_FLOW_DISSECTOR:
  return 1;
 case NETNS_BPF_SK_LOOKUP:
  return 64;
 default:
  return 0;
 }
}

static int netns_bpf_link_attach(struct net *net, struct bpf_link *link,
     enum netns_bpf_attach_type type)
{
 struct bpf_netns_link *net_link =
  container_of(link, struct bpf_netns_link, link);
 struct bpf_prog_array *run_array;
 int cnt, err;

 mutex_lock(&netns_bpf_mutex);

 cnt = link_count(net, type);
 if (cnt >= netns_bpf_max_progs(type)) {
  err = -E2BIG;
  goto out_unlock;
 }
 /* Links are not compatible with attaching prog directly */
 if (net->bpf.progs[type]) {
  err = -EEXIST;
  goto out_unlock;
 }

 switch (type) {
 case NETNS_BPF_FLOW_DISSECTOR:
  err = flow_dissector_bpf_prog_attach_check(net, link->prog);
  break;
 case NETNS_BPF_SK_LOOKUP:
  err = 0; /* nothing to check */
  break;
 default:
  err = -EINVAL;
  break;
 }
 if (err)
  goto out_unlock;

 run_array = bpf_prog_array_alloc(cnt + 1, GFP_KERNEL);
 if (!run_array) {
  err = -ENOMEM;
  goto out_unlock;
 }

 list_add_tail(&net_link->node, &net->bpf.links[type]);

 fill_prog_array(net, type, run_array);
 run_array = rcu_replace_pointer(net->bpf.run_array[type], run_array,
     lockdep_is_held(&netns_bpf_mutex));
 bpf_prog_array_free(run_array);

 /* Mark attach point as used */
 netns_bpf_attach_type_need(type);

out_unlock:
 mutex_unlock(&netns_bpf_mutex);
 return err;
}

int netns_bpf_link_create(const union bpf_attr *attr, struct bpf_prog *prog)
{
 enum netns_bpf_attach_type netns_type;
 struct bpf_link_primer link_primer;
 struct bpf_netns_link *net_link;
 enum bpf_attach_type type;
 struct net *net;
 int err;

 if (attr->link_create.flags)
  return -EINVAL;

 type = attr->link_create.attach_type;
 netns_type = to_netns_bpf_attach_type(type);
 if (netns_type < 0)
  return -EINVAL;

 net = get_net_ns_by_fd(attr->link_create.target_fd);
 if (IS_ERR(net))
  return PTR_ERR(net);

 net_link = kzalloc(sizeof(*net_link), GFP_USER);
 if (!net_link) {
  err = -ENOMEM;
  goto out_put_net;
 }
 bpf_link_init(&net_link->link, BPF_LINK_TYPE_NETNS,
        &bpf_netns_link_ops, prog, type);
 net_link->net = net;
 net_link->netns_type = netns_type;

 err = bpf_link_prime(&net_link->link, &link_primer);
 if (err) {
  kfree(net_link);
  goto out_put_net;
 }

 err = netns_bpf_link_attach(net, &net_link->link, netns_type);
 if (err) {
  bpf_link_cleanup(&link_primer);
  goto out_put_net;
 }

 put_net(net);
 return bpf_link_settle(&link_primer);

out_put_net:
 put_net(net);
 return err;
}

static int __net_init netns_bpf_pernet_init(struct net *net)
{
 int type;

 for (type = 0; type < MAX_NETNS_BPF_ATTACH_TYPE; type++)
  INIT_LIST_HEAD(&net->bpf.links[type]);

 return 0;
}

static void __net_exit netns_bpf_pernet_pre_exit(struct net *net)
{
 enum netns_bpf_attach_type type;
 struct bpf_netns_link *net_link;

 mutex_lock(&netns_bpf_mutex);
 for (type = 0; type < MAX_NETNS_BPF_ATTACH_TYPE; type++) {
  netns_bpf_run_array_detach(net, type);
  list_for_each_entry(net_link, &net->bpf.links[type], node) {
   net_link->net = NULL; /* auto-detach link */
   netns_bpf_attach_type_unneed(type);
  }
  if (net->bpf.progs[type])
   bpf_prog_put(net->bpf.progs[type]);
 }
 mutex_unlock(&netns_bpf_mutex);
}

static struct pernet_operations netns_bpf_pernet_ops __net_initdata = {
 .init = netns_bpf_pernet_init,
 .pre_exit = netns_bpf_pernet_pre_exit,
};

static int __init netns_bpf_init(void)
{
 return register_pernet_subsys(&netns_bpf_pernet_ops);
}

subsys_initcall(netns_bpf_init);