Как безопасно подменить таблицу операций сетевого интерфейса?

Question

[Alex Serov]

Сетевой интерфейс в Linux представлен структурой:

struct net_device {
        ...
        const struct net_device_ops *netdev_ops;
        ...
};

Я пишу модуль ядра, который служит фильтром сетевых пакетов.
Как безопасно подменить эту таблицу (я опасаюсь эффектов, связанных с параллелизмом).
Использовать rtnl_lock()?

Answer 1

[theg4sh]

Решайте проблемы по мере их поступления. К слову, установка семафора не гарантирует безопасность доступа при параллелизме, а лишь уменьшает практически до 0 вероятность появления коллизий.

Насколько понял, ссылка на net_device_ops вообще меняется не часто, поэтому имхо достаточно будет:

struct net_device dev;
static struct net_device_ops overwrited_netdev_ops;
...
dev->netdev_ops = &overwrited_netdev_ops;

Но вот уже сами функции операций имеют свои семафоры, читать:
https://www.kernel.org/doc/Documentation/networkin...

В догонку, так же стоит почитать сам исходник rtnetlink.c
для лучшего понимания процесса:
lxr.free-electrons.com/source/net/core/rtnetlink.c

Comments

[Alex Serov]

Я не могу заменить одну операцию, так как поле указывает на константную структуру.
Я боюсь, что ядро может читать это поле (например, для вызова функции передачи пакета), когда я его обновляю.

[Alex Serov]

Я правильно понимаю, что rtnl_lock() будет блокировать доступ других процессов к таблице роутинга ядра, тем самым блокируя работу сетевого стека?

[theg4sh]

Вероятность что будет переписана ссылка на структуру в момент чтения очень мала.
Скорее всего до вызова open и пр. идет сохранение ссылки к netdev_ops в переменную, что гарантирует целостность указателей на обработчики в момент прогона. Следовательно ваша структура будет использована в следующий прогон.

rtnl_lock будет блокировать только часть вызовов, вы читали в документации по ссылке выше главу "struct net_device synchronization rules" ?

[Alex Serov]

Я преследую учебные интересы, поэтому хочу разобраться, как обеспечить взаимоисключение.
Все описанные в документации блокировки обслуживают поля структуры, а не сам указатель на неё.

[Alex Serov]

lxr.free-electrons.com/source/include/linux/rtnetl...
Здесь написано в комментариях, что RTNL-блокировка используется как глобальная блокировка для всех изменений сетевой конфигурации.

[Alex Serov]

Нашел функцию, блокирующую передачу пакетов: void netif_tx_disable(struct net_device *dev);

[Alex Serov]

А не может ли запись указателя быть атомарной операцией?

[theg4sh]

Bosca Bosca: Учеба это хорошо :)
> А не может ли запись указателя быть атомарной операцией?
Может быть атомарной запись слова, которое в свою очередь может не соответствовать размеру указателя в зависимости от архитектуры процессора.
$ cat /proc/cpuinfo | grep 'address sizes'
address sizes : 36 bits physical, 48 bits virtual
Т.е. вполне вероятно, что запись адреса будет занимать две атомарные операции, с учетом того, что:
$ getconf WORD_BIT
32
Я надеюсь про гонку потоков Вам не нужно рассказывать? Вообще это довольно сложный вопрос, предлагаю почитать:
stackoverflow.com/questions/54188/are-c-reads-and-...
stackoverflow.com/questions/879077/is-changing-a-p...

Хм, думаю rtnl_lock будет достаточно для выполнения Вашей цели, см.:
stackoverflow.com/questions/13181920/free-netdev-a...
и отсылка оттуда на функцию unregister_netdev
lxr.free-electrons.com/source/net/core/dev.c#L7803
Следовательно, можно сделать вывод, что rtnl_lock блокирует все действия с сетевыми интерфейсами.