sys/kern/kern_fork.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
   8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  *      @(#)kern_fork.c 8.6 (Berkeley) 4/8/94
  35  */
  36
  37 #include <sys/cdefs.h>
  38 __FBSDID("$FreeBSD$");
  39
  40 #include "opt_kdtrace.h"
  41 #include "opt_ktrace.h"
  42 #include "opt_kstack_pages.h"
  43 #include "opt_procdesc.h"
  44
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47 #include <sys/sysproto.h>
  48 #include <sys/eventhandler.h>
  49 #include <sys/fcntl.h>
  50 #include <sys/filedesc.h>
  51 #include <sys/jail.h>
  52 #include <sys/kernel.h>
  53 #include <sys/kthread.h>
  54 #include <sys/sysctl.h>
  55 #include <sys/lock.h>
  56 #include <sys/malloc.h>
  57 #include <sys/mutex.h>
  58 #include <sys/priv.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/procdesc.h>
  61 #include <sys/pioctl.h>
  62 #include <sys/racct.h>
  63 #include <sys/resourcevar.h>
  64 #include <sys/sched.h>
  65 #include <sys/syscall.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/vnode.h>
  68 #include <sys/acct.h>
  69 #include <sys/ktr.h>
  70 #include <sys/ktrace.h>
  71 #include <sys/unistd.h>
  72 #include <sys/sdt.h>
  73 #include <sys/sx.h>
  74 #include <sys/sysent.h>
  75 #include <sys/signalvar.h>
  76
  77 #include <security/audit/audit.h>
  78 #include <security/mac/mac_framework.h>
  79
  80 #include <vm/vm.h>
  81 #include <vm/pmap.h>
  82 #include <vm/vm_map.h>
  83 #include <vm/vm_extern.h>
  84 #include <vm/uma.h>
  85
  86 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  87 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  88 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  89 #endif
  90
  91 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  92 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, kernel, , create, "struct proc *",
  93     "struct proc *", "int");
  94
  95 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  96 struct fork_args {
  97         int     dummy;
  98 };
  99 #endif
 100
 101 /* ARGSUSED */
 102 int
 103 sys_fork(struct thread *td, struct fork_args *uap)
 104 {
 105         int error;
 106         struct proc *p2;
 107
 108         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC, 0, &p2, NULL, 0);
 109         if (error == 0) {
 110                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 111                 td->td_retval[1] = 0;
 112         }
 113         return (error);
 114 }
 115
 116 /* ARGUSED */
 117 int
 118 sys_pdfork(td, uap)
 119         struct thread *td;
 120         struct pdfork_args *uap;
 121 {
 122 #ifdef PROCDESC
 123         int error, fd;
 124         struct proc *p2;
 125
 126         /*
 127          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 128          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 129          * itself from the parent using the return value.
 130          */
 131         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC, 0, &p2,
 132             &fd, uap->flags);
 133         if (error == 0) {
 134                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 135                 td->td_retval[1] = 0;
 136                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 137         }
 138         return (error);
 139 #else
 140         return (ENOSYS);
 141 #endif
 142 }
 143
 144 /* ARGSUSED */
 145 int
 146 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 147 {
 148         int error, flags;
 149         struct proc *p2;
 150
 151         flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 152         error = fork1(td, flags, 0, &p2, NULL, 0);
 153         if (error == 0) {
 154                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 155                 td->td_retval[1] = 0;
 156         }
 157         return (error);
 158 }
 159
 160 int
 161 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 162 {
 163         struct proc *p2;
 164         int error;
 165
 166         /* Don't allow kernel-only flags. */
 167         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 168                 return (EINVAL);
 169
 170         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 171         error = fork1(td, uap->flags, 0, &p2, NULL, 0);
 172         if (error == 0) {
 173                 td->td_retval[0] = p2 ? p2->p_pid : 0;
 174                 td->td_retval[1] = 0;
 175         }
 176         return (error);
 177 }
 178
 179 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 180 int     lastpid = 0;
 181 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 182     "Last used PID");
 183
 184 /*
 185  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 186  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 187  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 188  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 189  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 190  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 191  */
 192 static int randompid = 0;
 193
 194 static int
 195 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 196 {
 197         int error, pid;
 198
 199         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 200         if (error != 0)
 201                 return(error);
 202         sx_xlock(&allproc_lock);
 203         pid = randompid;
 204         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 205         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 206                 if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)     /* out of range */
 207                         pid = pid_max - 100;
 208                 else if (pid < 2)                       /* NOP */
 209                         pid = 0;
 210                 else if (pid < 100)                     /* Make it reasonable */
 211                         pid = 100;
 212                 randompid = pid;
 213         }
 214         sx_xunlock(&allproc_lock);
 215         return (error);
 216 }
 217
 218 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 219     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus");
 220
 221 static int
 222 fork_findpid(int flags)
 223 {
 224         struct proc *p;
 225         int trypid;
 226         static int pidchecked = 0;
 227
 228         /*
 229          * Requires allproc_lock in order to iterate over the list
 230          * of processes, and proctree_lock to access p_pgrp.
 231          */
 232         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 233         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 234
 235         /*
 236          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 237          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 238          *
 239          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 240          * low-numbered pids.
 241          */
 242         trypid = lastpid + 1;
 243         if (flags & RFHIGHPID) {
 244                 if (trypid < 10)
 245                         trypid = 10;
 246         } else {
 247                 if (randompid)
 248                         trypid += arc4random() % randompid;
 249         }
 250 retry:
 251         /*
 252          * If the process ID prototype has wrapped around,
 253          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 254          * tend to include daemons that don't exit.
 255          */
 256         if (trypid >= pid_max) {
 257                 trypid = trypid % pid_max;
 258                 if (trypid < 100)
 259                         trypid += 100;
 260                 pidchecked = 0;
 261         }
 262         if (trypid >= pidchecked) {
 263                 int doingzomb = 0;
 264
 265                 pidchecked = PID_MAX;
 266                 /*
 267                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 268                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 269                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 270                  */
 271                 p = LIST_FIRST(&allproc);
 272 again:
 273                 for (; p != NULL; p = LIST_NEXT(p, p_list)) {
 274                         while (p->p_pid == trypid ||
 275                             (p->p_pgrp != NULL &&
 276                             (p->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 277                             (p->p_session != NULL &&
 278                             p->p_session->s_sid == trypid)))) {
 279                                 trypid++;
 280                                 if (trypid >= pidchecked)
 281                                         goto retry;
 282                         }
 283                         if (p->p_pid > trypid && pidchecked > p->p_pid)
 284                                 pidchecked = p->p_pid;
 285                         if (p->p_pgrp != NULL) {
 286                                 if (p->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 287                                     pidchecked > p->p_pgrp->pg_id)
 288                                         pidchecked = p->p_pgrp->pg_id;
 289                                 if (p->p_session != NULL &&
 290                                     p->p_session->s_sid > trypid &&
 291                                     pidchecked > p->p_session->s_sid)
 292                                         pidchecked = p->p_session->s_sid;
 293                         }
 294                 }
 295                 if (!doingzomb) {
 296                         doingzomb = 1;
 297                         p = LIST_FIRST(&zombproc);
 298                         goto again;
 299                 }
 300         }
 301
 302         /*
 303          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 304          */
 305         if (flags & RFHIGHPID)
 306                 pidchecked = 0;
 307         else
 308                 lastpid = trypid;
 309
 310         return (trypid);
 311 }
 312
 313 static int
 314 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 315 {
 316         int error;
 317         struct proc *p1;
 318
 319         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 320             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 321         p1 = td->td_proc;
 322
 323         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 324             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 325                 PROC_LOCK(p1);
 326                 if (thread_single(SINGLE_BOUNDARY)) {
 327                         PROC_UNLOCK(p1);
 328                         return (ERESTART);
 329                 }
 330                 PROC_UNLOCK(p1);
 331         }
 332
 333         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 334         if (error)
 335                 goto fail;
 336
 337         /*
 338          * Close all file descriptors.
 339          */
 340         if (flags & RFCFDG) {
 341                 struct filedesc *fdtmp;
 342                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd);
 343                 fdescfree(td);
 344                 p1->p_fd = fdtmp;
 345         }
 346
 347         /*
 348          * Unshare file descriptors (from parent).
 349          */
 350         if (flags & RFFDG)
 351                 fdunshare(td);
 352
 353 fail:
 354         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 355             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 356                 PROC_LOCK(p1);
 357                 thread_single_end();
 358                 PROC_UNLOCK(p1);
 359         }
 360         return (error);
 361 }
 362
 363 static void
 364 do_fork(struct thread *td, int flags, struct proc *p2, struct thread *td2,
 365     struct vmspace *vm2, int pdflags)
 366 {
 367         struct proc *p1, *pptr;
 368         int p2_held, trypid;
 369         struct filedesc *fd;
 370         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 371         struct sigacts *newsigacts;
 372
 373         sx_assert(&proctree_lock, SX_SLOCKED);
 374         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 375
 376         p2_held = 0;
 377         p1 = td->td_proc;
 378
 379         /*
 380          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 381          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 382          */
 383         nprocs++;
 384
 385         trypid = fork_findpid(flags);
 386
 387         sx_sunlock(&proctree_lock);
 388
 389         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 390         p2->p_pid = trypid;
 391         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 392         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 393         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 394         tidhash_add(td2);
 395         PROC_LOCK(p2);
 396         PROC_LOCK(p1);
 397
 398         sx_xunlock(&allproc_lock);
 399
 400         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 401             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 402         pargs_hold(p2->p_args);
 403         PROC_UNLOCK(p1);
 404
 405         bzero(&p2->p_startzero,
 406             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 407         p2->p_treeflag = 0;
 408
 409         p2->p_ucred = crhold(td->td_ucred);
 410
 411         /* Tell the prison that we exist. */
 412         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 413
 414         PROC_UNLOCK(p2);
 415
 416         /*
 417          * Malloc things while we don't hold any locks.
 418          */
 419         if (flags & RFSIGSHARE)
 420                 newsigacts = NULL;
 421         else
 422                 newsigacts = sigacts_alloc();
 423
 424         /*
 425          * Copy filedesc.
 426          */
 427         if (flags & RFCFDG) {
 428                 fd = fdinit(p1->p_fd);
 429                 fdtol = NULL;
 430         } else if (flags & RFFDG) {
 431                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 432                 fdtol = NULL;
 433         } else {
 434                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 435                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 436                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 437                             p1->p_leader);
 438                 if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 439                         /*
 440                          * Shared file descriptor table, and shared
 441                          * process leaders.
 442                          */
 443                         fdtol = p1->p_fdtol;
 444                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 445                         fdtol->fdl_refcount++;
 446                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 447                 } else {
 448                         /*
 449                          * Shared file descriptor table, and different
 450                          * process leaders.
 451                          */
 452                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 453                             p1->p_fd, p2);
 454                 }
 455         }
 456         /*
 457          * Make a proc table entry for the new process.
 458          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 459          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 460          */
 461
 462         PROC_LOCK(p2);
 463         PROC_LOCK(p1);
 464
 465         bzero(&td2->td_startzero,
 466             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 467
 468         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 469             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 470
 471         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 472         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 473         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 474         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 475
 476 #ifdef VIMAGE
 477         td2->td_vnet = NULL;
 478         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 479 #endif
 480
 481         /*
 482          * Allow the scheduler to initialize the child.
 483          */
 484         thread_lock(td);
 485         sched_fork(td, td2);
 486         thread_unlock(td);
 487
 488         /*
 489          * Duplicate sub-structures as needed.
 490          * Increase reference counts on shared objects.
 491          */
 492         p2->p_flag = P_INMEM;
 493         p2->p_flag2 = 0;
 494         p2->p_swtick = ticks;
 495         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 496                 startprofclock(p2);
 497         td2->td_ucred = crhold(p2->p_ucred);
 498
 499         if (flags & RFSIGSHARE) {
 500                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 501         } else {
 502                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 503                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 504         }
 505
 506         if (flags & RFTSIGZMB)
 507                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(flags);
 508         else if (flags & RFLINUXTHPN)
 509                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 510         else
 511                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 512
 513         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 514         p2->p_fd = fd;
 515         p2->p_fdtol = fdtol;
 516
 517         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 518                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 519                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 520         }
 521
 522         /*
 523          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 524          */
 525         lim_fork(p1, p2);
 526
 527         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 528
 529         PROC_UNLOCK(p1);
 530         PROC_UNLOCK(p2);
 531
 532         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 533         if (p2->p_textvp)
 534                 vref(p2->p_textvp);
 535
 536         /*
 537          * Set up linkage for kernel based threading.
 538          */
 539         if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 540                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 541                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 542                 p1->p_peers = p2;
 543                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 544                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 545                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 546                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 547                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 548                         /*
 549                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 550                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 551                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 552                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 553                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 554                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 555                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 556                          * the task leader may not get a chance to send
 557                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 558                          * the task leader will wait for this new process
 559                          * to commit suicide.
 560                          */
 561                         PROC_LOCK(p2);
 562                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 563                         PROC_UNLOCK(p2);
 564                 } else
 565                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 566         } else {
 567                 p2->p_peers = NULL;
 568                 p2->p_leader = p2;
 569         }
 570
 571         sx_xlock(&proctree_lock);
 572         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 573         PROC_LOCK(p2);
 574         PROC_LOCK(p1);
 575
 576         /*
 577          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 578          * been preserved.
 579          */
 580         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 581         td2->td_pflags |= td->td_pflags & TDP_ALTSTACK;
 582         SESS_LOCK(p1->p_session);
 583         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 584                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 585         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 586         if (flags & RFPPWAIT)
 587                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 588
 589         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 590         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 591         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 592         LIST_INIT(&p2->p_children);
 593         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 594
 595         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 596
 597         /*
 598          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 599          * procfs ioctl flags from its parent.
 600          */
 601         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 602                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 603                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 604         }
 605
 606         /*
 607          * This begins the section where we must prevent the parent
 608          * from being swapped.
 609          */
 610         _PHOLD(p1);
 611         PROC_UNLOCK(p1);
 612
 613         /*
 614          * Attach the new process to its parent.
 615          *
 616          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 617          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 618          * parent.
 619          */
 620         if (flags & RFNOWAIT)
 621                 pptr = initproc;
 622         else
 623                 pptr = p1;
 624         p2->p_pptr = pptr;
 625         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 626         sx_xunlock(&proctree_lock);
 627
 628         /* Inform accounting that we have forked. */
 629         p2->p_acflag = AFORK;
 630         PROC_UNLOCK(p2);
 631
 632 #ifdef KTRACE
 633         ktrprocfork(p1, p2);
 634 #endif
 635
 636         /*
 637          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 638          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 639          */
 640         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, flags);
 641
 642         if (flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 643                 PCPU_INC(cnt.v_forks);
 644                 PCPU_ADD(cnt.v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 645                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 646         } else if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 647                 PCPU_INC(cnt.v_vforks);
 648                 PCPU_ADD(cnt.v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 649                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 650         } else if (p1 == &proc0) {
 651                 PCPU_INC(cnt.v_kthreads);
 652                 PCPU_ADD(cnt.v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 653                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 654         } else {
 655                 PCPU_INC(cnt.v_rforks);
 656                 PCPU_ADD(cnt.v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 657                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 658         }
 659
 660 #ifdef PROCDESC
 661         /*
 662          * Associate the process descriptor with the process before anything
 663          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 664          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 665          */
 666         if (flags & RFPROCDESC)
 667                 procdesc_new(p2, pdflags);
 668 #endif
 669
 670         /*
 671          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 672          * to adjust anything.
 673          */
 674         EVENTHANDLER_INVOKE(process_fork, p1, p2, flags);
 675
 676         /*
 677          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 678          */
 679         PROC_LOCK(p2);
 680         PROC_LOCK(p1);
 681         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 682         PROC_SLOCK(p2);
 683         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 684         PROC_SUNLOCK(p2);
 685
 686 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 687         /*
 688          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 689          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 690          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 691          * use pfind() later on.
 692          */
 693         if ((flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 694                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 695 #endif
 696         if ((p1->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) == (P_TRACED |
 697             P_FOLLOWFORK)) {
 698                 /*
 699                  * Arrange for debugger to receive the fork event.
 700                  *
 701                  * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 702                  * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 703                  * for runaway child.
 704                  */
 705                 td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 706                 td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 707                 td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 708                 _PHOLD(p2);
 709                 p2_held = 1;
 710         }
 711         if (flags & RFPPWAIT) {
 712                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 713                 td->td_rfppwait_p = p2;
 714         }
 715         PROC_UNLOCK(p2);
 716         if ((flags & RFSTOPPED) == 0) {
 717                 /*
 718                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 719                  * add to run queue.
 720                  */
 721                 thread_lock(td2);
 722                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 723                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 724                 thread_unlock(td2);
 725         }
 726
 727         /*
 728          * Now can be swapped.
 729          */
 730         _PRELE(p1);
 731         PROC_UNLOCK(p1);
 732
 733         /*
 734          * Tell any interested parties about the new process.
 735          */
 736         knote_fork(&p1->p_klist, p2->p_pid);
 737         SDT_PROBE(proc, kernel, , create, p2, p1, flags, 0, 0);
 738
 739         /*
 740          * Wait until debugger is attached to child.
 741          */
 742         PROC_LOCK(p2);
 743         while ((td2->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) != 0)
 744                 cv_wait(&p2->p_dbgwait, &p2->p_mtx);
 745         if (p2_held)
 746                 _PRELE(p2);
 747         PROC_UNLOCK(p2);
 748 }
 749
 750 int
 751 fork1(struct thread *td, int flags, int pages, struct proc **procp,
 752     int *procdescp, int pdflags)
 753 {
 754         struct proc *p1;
 755         struct proc *newproc;
 756         int ok;
 757         struct thread *td2;
 758         struct vmspace *vm2;
 759         vm_ooffset_t mem_charged;
 760         int error;
 761         static int curfail;
 762         static struct timeval lastfail;
 763 #ifdef PROCDESC
 764         struct file *fp_procdesc = NULL;
 765 #endif
 766
 767         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 768         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 769                 return (EINVAL);
 770
 771         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 772         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 773                 return (EINVAL);
 774
 775         /* Can't copy and clear. */
 776         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 777                 return (EINVAL);
 778
 779         /* Check the validity of the signal number. */
 780         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 781                 return (EINVAL);
 782
 783 #ifdef PROCDESC
 784         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 785                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 786                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 787                         return (EINVAL);
 788
 789                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 790                 if (procdescp == NULL)
 791                         return (EINVAL);
 792         }
 793 #endif
 794
 795         p1 = td->td_proc;
 796
 797         /*
 798          * Here we don't create a new process, but we divorce
 799          * certain parts of a process from itself.
 800          */
 801         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 802                 *procp = NULL;
 803                 return (fork_norfproc(td, flags));
 804         }
 805
 806 #ifdef PROCDESC
 807         /*
 808          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 809          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 810          * later.
 811          */
 812         if (flags & RFPROCDESC) {
 813                 error = falloc(td, &fp_procdesc, procdescp, 0);
 814                 if (error != 0)
 815                         return (error);
 816         }
 817 #endif
 818
 819         mem_charged = 0;
 820         vm2 = NULL;
 821         if (pages == 0)
 822                 pages = KSTACK_PAGES;
 823         /* Allocate new proc. */
 824         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 825         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 826         if (td2 == NULL) {
 827                 td2 = thread_alloc(pages);
 828                 if (td2 == NULL) {
 829                         error = ENOMEM;
 830                         goto fail1;
 831                 }
 832                 proc_linkup(newproc, td2);
 833         } else {
 834                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 835                         if (td2->td_kstack != 0)
 836                                 vm_thread_dispose(td2);
 837                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 838                                 error = ENOMEM;
 839                                 goto fail1;
 840                         }
 841                 }
 842         }
 843
 844         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 845                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 846                 if (vm2 == NULL) {
 847                         error = ENOMEM;
 848                         goto fail1;
 849                 }
 850                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 851                         /*
 852                          * The swap reservation failed. The accounting
 853                          * from the entries of the copied vm2 will be
 854                          * substracted in vmspace_free(), so force the
 855                          * reservation there.
 856                          */
 857                         swap_reserve_force(mem_charged);
 858                         error = ENOMEM;
 859                         goto fail1;
 860                 }
 861         } else
 862                 vm2 = NULL;
 863
 864         /*
 865          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 866          *      per-cred resource counters.
 867          */
 868         newproc->p_ucred = p1->p_ucred;
 869
 870         /*
 871          * Initialize resource accounting for the child process.
 872          */
 873         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 874         if (error != 0) {
 875                 error = EAGAIN;
 876                 goto fail1;
 877         }
 878
 879 #ifdef MAC
 880         mac_proc_init(newproc);
 881 #endif
 882         knlist_init_mtx(&newproc->p_klist, &newproc->p_mtx);
 883         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 884
 885         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 886         sx_slock(&proctree_lock);
 887
 888         /*
 889          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 890          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 891          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 892          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 893          * processes, maxproc is the limit.
 894          */
 895         sx_xlock(&allproc_lock);
 896         if ((nprocs >= maxproc - 10 && priv_check_cred(td->td_ucred,
 897             PRIV_MAXPROC, 0) != 0) || nprocs >= maxproc) {
 898                 error = EAGAIN;
 899                 goto fail;
 900         }
 901
 902         /*
 903          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 904          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 905          *
 906          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 907          */
 908         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
 909         if (error == 0)
 910                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 911         else {
 912                 PROC_LOCK(p1);
 913                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 914                     lim_cur(p1, RLIMIT_NPROC));
 915                 PROC_UNLOCK(p1);
 916         }
 917         if (ok) {
 918                 do_fork(td, flags, newproc, td2, vm2, pdflags);
 919
 920                 /*
 921                  * Return child proc pointer to parent.
 922                  */
 923                 *procp = newproc;
 924 #ifdef PROCDESC
 925                 if (flags & RFPROCDESC) {
 926                         procdesc_finit(newproc->p_procdesc, fp_procdesc);
 927                         fdrop(fp_procdesc, td);
 928                 }
 929 #endif
 930                 racct_proc_fork_done(newproc);
 931                 return (0);
 932         }
 933
 934         error = EAGAIN;
 935 fail:
 936         sx_sunlock(&proctree_lock);
 937         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 938                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u (pid %d); see tuning(7) and login.conf(5)\n",
 939                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 940         sx_xunlock(&allproc_lock);
 941 #ifdef MAC
 942         mac_proc_destroy(newproc);
 943 #endif
 944         racct_proc_exit(newproc);
 945 fail1:
 946         if (vm2 != NULL)
 947                 vmspace_free(vm2);
 948         uma_zfree(proc_zone, newproc);
 949 #ifdef PROCDESC
 950         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
 951                 fdclose(td->td_proc->p_fd, fp_procdesc, *procdescp, td);
 952                 fdrop(fp_procdesc, td);
 953         }
 954 #endif
 955         pause("fork", hz / 2);
 956         return (error);
 957 }
 958
 959 /*
 960  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
 961  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
 962  */
 963 void
 964 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
 965     struct trapframe *frame)
 966 {
 967         struct proc *p;
 968         struct thread *td;
 969         struct thread *dtd;
 970
 971         td = curthread;
 972         p = td->td_proc;
 973         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
 974
 975         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
 976                 td, td->td_sched, p->p_pid, td->td_name);
 977
 978         sched_fork_exit(td);
 979         /*
 980         * Processes normally resume in mi_switch() after being
 981         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
 982         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
 983         */
 984         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
 985                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
 986                 thread_stash(dtd);
 987         }
 988         thread_unlock(td);
 989
 990         /*
 991          * cpu_set_fork_handler intercepts this function call to
 992          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
 993          * initproc has its own fork handler, but it does return.
 994          */
 995         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
 996         callout(arg, frame);
 997
 998         /*
 999          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1000          * function.
1001          */
1002         if (p->p_flag & P_KTHREAD) {
1003                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1004                     td->td_name, p->p_pid);
1005                 kproc_exit(0);
1006         }
1007         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1008
1009         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1010                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1015  * directly into user mode.  Giant is not held on entry, and must not
1016  * be held on return.  This function is passed in to fork_exit() as the
1017  * first parameter and is called when returning to a new userland process.
1018  */
1019 void
1020 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1021 {
1022         struct proc *p, *dbg;
1023
1024         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1025                 p = td->td_proc;
1026                 sx_xlock(&proctree_lock);
1027                 PROC_LOCK(p);
1028                 if ((p->p_pptr->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) ==
1029                     (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) {
1030                         /*
1031                          * If debugger still wants auto-attach for the
1032                          * parent's children, do it now.
1033                          */
1034                         dbg = p->p_pptr->p_pptr;
1035                         p->p_flag |= P_TRACED;
1036                         p->p_oppid = p->p_pptr->p_pid;
1037                         proc_reparent(p, dbg);
1038                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1039                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD;
1040                         ptracestop(td, SIGSTOP);
1041                         td->td_dbgflags &= ~TDB_CHILD;
1042                 } else {
1043                         /*
1044                          * ... otherwise clear the request.
1045                          */
1046                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1047                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1048                         cv_broadcast(&p->p_dbgwait);
1049                 }
1050                 PROC_UNLOCK(p);
1051         }
1052
1053         userret(td, frame);
1054
1055 #ifdef KTRACE
1056         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1057                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1058 #endif
1059 }