sys/kern/kern_fork.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1991, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   7  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   8  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   9  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
  10  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  20  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  22  *    without specific prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  *      @(#)kern_fork.c 8.6 (Berkeley) 4/8/94
  37  */
  38
  39 #include <sys/cdefs.h>
  40 __FBSDID("$FreeBSD$");
  41
  42 #include "opt_ktrace.h"
  43 #include "opt_kstack_pages.h"
  44
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47 #include <sys/bitstring.h>
  48 #include <sys/sysproto.h>
  49 #include <sys/eventhandler.h>
  50 #include <sys/fcntl.h>
  51 #include <sys/filedesc.h>
  52 #include <sys/jail.h>
  53 #include <sys/kernel.h>
  54 #include <sys/kthread.h>
  55 #include <sys/sysctl.h>
  56 #include <sys/lock.h>
  57 #include <sys/malloc.h>
  58 #include <sys/mutex.h>
  59 #include <sys/priv.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/procdesc.h>
  62 #include <sys/ptrace.h>
  63 #include <sys/racct.h>
  64 #include <sys/resourcevar.h>
  65 #include <sys/sched.h>
  66 #include <sys/syscall.h>
  67 #include <sys/vmmeter.h>
  68 #include <sys/vnode.h>
  69 #include <sys/acct.h>
  70 #include <sys/ktr.h>
  71 #include <sys/ktrace.h>
  72 #include <sys/unistd.h>
  73 #include <sys/sdt.h>
  74 #include <sys/sx.h>
  75 #include <sys/sysent.h>
  76 #include <sys/signalvar.h>
  77
  78 #include <security/audit/audit.h>
  79 #include <security/mac/mac_framework.h>
  80
  81 #include <vm/vm.h>
  82 #include <vm/pmap.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_extern.h>
  85 #include <vm/uma.h>
  86
  87 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  88 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  89 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  90 #endif
  91
  92 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  93 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, , , create, "struct proc *", "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         struct fork_req fr;
 106         int error, pid;
 107
 108         bzero(&fr, sizeof(fr));
 109         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC;
 110         fr.fr_pidp = &pid;
 111         error = fork1(td, &fr);
 112         if (error == 0) {
 113                 td->td_retval[0] = pid;
 114                 td->td_retval[1] = 0;
 115         }
 116         return (error);
 117 }
 118
 119 /* ARGUSED */
 120 int
 121 sys_pdfork(struct thread *td, struct pdfork_args *uap)
 122 {
 123         struct fork_req fr;
 124         int error, fd, pid;
 125
 126         bzero(&fr, sizeof(fr));
 127         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC;
 128         fr.fr_pidp = &pid;
 129         fr.fr_pd_fd = &fd;
 130         fr.fr_pd_flags = uap->flags;
 131         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 132         /*
 133          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 134          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 135          * itself from the parent using the return value.
 136          */
 137         error = fork1(td, &fr);
 138         if (error == 0) {
 139                 td->td_retval[0] = pid;
 140                 td->td_retval[1] = 0;
 141                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 142         }
 143         return (error);
 144 }
 145
 146 /* ARGSUSED */
 147 int
 148 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 149 {
 150         struct fork_req fr;
 151         int error, pid;
 152
 153         bzero(&fr, sizeof(fr));
 154         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 155         fr.fr_pidp = &pid;
 156         error = fork1(td, &fr);
 157         if (error == 0) {
 158                 td->td_retval[0] = pid;
 159                 td->td_retval[1] = 0;
 160         }
 161         return (error);
 162 }
 163
 164 int
 165 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 166 {
 167         struct fork_req fr;
 168         int error, pid;
 169
 170         /* Don't allow kernel-only flags. */
 171         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 172                 return (EINVAL);
 173         /* RFSPAWN must not appear with others */
 174         if ((uap->flags & RFSPAWN) != 0 && uap->flags != RFSPAWN)
 175                 return (EINVAL);
 176
 177         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 178         bzero(&fr, sizeof(fr));
 179         if ((uap->flags & RFSPAWN) != 0) {
 180                 fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 181                 fr.fr_flags2 = FR2_DROPSIG_CAUGHT;
 182         } else {
 183                 fr.fr_flags = uap->flags;
 184         }
 185         fr.fr_pidp = &pid;
 186         error = fork1(td, &fr);
 187         if (error == 0) {
 188                 td->td_retval[0] = pid;
 189                 td->td_retval[1] = 0;
 190         }
 191         return (error);
 192 }
 193
 194 int __exclusive_cache_line      nprocs = 1;             /* process 0 */
 195 int     lastpid = 0;
 196 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 197     "Last used PID");
 198
 199 /*
 200  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 201  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 202  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 203  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 204  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 205  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 206  */
 207 static int randompid = 0;
 208
 209 static int
 210 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 211 {
 212         int error, pid;
 213
 214         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 215         if (error != 0)
 216                 return(error);
 217         sx_xlock(&allproc_lock);
 218         pid = randompid;
 219         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 220         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 221                 if (pid == 0)
 222                         randompid = 0;
 223                 else if (pid == 1)
 224                         /* generate a random PID modulus between 100 and 1123 */
 225                         randompid = 100 + arc4random() % 1024;
 226                 else if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)
 227                         /* out of range */
 228                         randompid = pid_max - 100;
 229                 else if (pid < 100)
 230                         /* Make it reasonable */
 231                         randompid = 100;
 232                 else
 233                         randompid = pid;
 234         }
 235         sx_xunlock(&allproc_lock);
 236         return (error);
 237 }
 238
 239 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid,
 240     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0,
 241     sysctl_kern_randompid, "I",
 242     "Random PID modulus. Special values: 0: disable, 1: choose random value");
 243
 244 extern bitstr_t proc_id_pidmap;
 245 extern bitstr_t proc_id_grpidmap;
 246 extern bitstr_t proc_id_sessidmap;
 247 extern bitstr_t proc_id_reapmap;
 248
 249 /*
 250  * Find an unused process ID
 251  *
 252  * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 253  * low-numbered pids.
 254  */
 255 static int
 256 fork_findpid(int flags)
 257 {
 258         pid_t result;
 259         int trypid, random;
 260
 261         /*
 262          * Avoid calling arc4random with procid_lock held.
 263          */
 264         random = 0;
 265         if (__predict_false(randompid))
 266                 random = arc4random() % randompid;
 267
 268         mtx_lock(&procid_lock);
 269
 270         trypid = lastpid + 1;
 271         if (flags & RFHIGHPID) {
 272                 if (trypid < 10)
 273                         trypid = 10;
 274         } else {
 275                 trypid += random;
 276         }
 277 retry:
 278         if (trypid >= pid_max)
 279                 trypid = 2;
 280
 281         bit_ffc_at(&proc_id_pidmap, trypid, pid_max, &result);
 282         if (result == -1) {
 283                 KASSERT(trypid != 2, ("unexpectedly ran out of IDs"));
 284                 trypid = 2;
 285                 goto retry;
 286         }
 287         if (bit_test(&proc_id_grpidmap, result) ||
 288             bit_test(&proc_id_sessidmap, result) ||
 289             bit_test(&proc_id_reapmap, result)) {
 290                 trypid = result + 1;
 291                 goto retry;
 292         }
 293
 294         /*
 295          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 296          */
 297         if ((flags & RFHIGHPID) == 0)
 298                 lastpid = result;
 299
 300         bit_set(&proc_id_pidmap, result);
 301         mtx_unlock(&procid_lock);
 302
 303         return (result);
 304 }
 305
 306 static int
 307 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 308 {
 309         int error;
 310         struct proc *p1;
 311
 312         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 313             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 314         p1 = td->td_proc;
 315
 316         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 317             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 318                 PROC_LOCK(p1);
 319                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 320                         PROC_UNLOCK(p1);
 321                         return (ERESTART);
 322                 }
 323                 PROC_UNLOCK(p1);
 324         }
 325
 326         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 327         if (error)
 328                 goto fail;
 329
 330         /*
 331          * Close all file descriptors.
 332          */
 333         if (flags & RFCFDG) {
 334                 struct filedesc *fdtmp;
 335                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false, NULL);
 336                 fdescfree(td);
 337                 p1->p_fd = fdtmp;
 338         }
 339
 340         /*
 341          * Unshare file descriptors (from parent).
 342          */
 343         if (flags & RFFDG)
 344                 fdunshare(td);
 345
 346 fail:
 347         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 348             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 349                 PROC_LOCK(p1);
 350                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 351                 PROC_UNLOCK(p1);
 352         }
 353         return (error);
 354 }
 355
 356 static void
 357 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 358     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 359 {
 360         struct proc *p1, *pptr;
 361         struct filedesc *fd;
 362         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 363         struct sigacts *newsigacts;
 364
 365         p1 = td->td_proc;
 366
 367         PROC_LOCK(p1);
 368         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 369             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 370         pargs_hold(p2->p_args);
 371         PROC_UNLOCK(p1);
 372
 373         bzero(&p2->p_startzero,
 374             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 375
 376         /* Tell the prison that we exist. */
 377         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 378
 379         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 380         p2->p_pid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 381         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 382
 383         sx_xlock(&allproc_lock);
 384         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 385         allproc_gen++;
 386         sx_xunlock(&allproc_lock);
 387
 388         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 389         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 390         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 391
 392         tidhash_add(td2);
 393
 394         /*
 395          * Malloc things while we don't hold any locks.
 396          */
 397         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 398                 newsigacts = NULL;
 399         else
 400                 newsigacts = sigacts_alloc();
 401
 402         /*
 403          * Copy filedesc.
 404          */
 405         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 406                 fd = fdinit(p1->p_fd, false, NULL);
 407                 fdtol = NULL;
 408         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 409                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 410                 fdtol = NULL;
 411         } else {
 412                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 413                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 414                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 415                             p1->p_leader);
 416                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 417                         /*
 418                          * Shared file descriptor table, and shared
 419                          * process leaders.
 420                          */
 421                         fdtol = p1->p_fdtol;
 422                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 423                         fdtol->fdl_refcount++;
 424                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 425                 } else {
 426                         /*
 427                          * Shared file descriptor table, and different
 428                          * process leaders.
 429                          */
 430                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 431                             p1->p_fd, p2);
 432                 }
 433         }
 434         /*
 435          * Make a proc table entry for the new process.
 436          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 437          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 438          */
 439
 440         PROC_LOCK(p2);
 441         PROC_LOCK(p1);
 442
 443         bzero(&td2->td_startzero,
 444             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 445
 446         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 447             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 448
 449         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 450         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 451         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 452         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 453
 454 #ifdef VIMAGE
 455         td2->td_vnet = NULL;
 456         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 457 #endif
 458
 459         /*
 460          * Allow the scheduler to initialize the child.
 461          */
 462         thread_lock(td);
 463         sched_fork(td, td2);
 464         thread_unlock(td);
 465
 466         /*
 467          * Duplicate sub-structures as needed.
 468          * Increase reference counts on shared objects.
 469          */
 470         p2->p_flag = P_INMEM;
 471         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 472             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC |
 473             P2_PROTMAX_ENABLE | P2_PROTMAX_DISABLE | P2_TRAPCAP |
 474             P2_STKGAP_DISABLE | P2_STKGAP_DISABLE_EXEC);
 475         p2->p_swtick = ticks;
 476         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 477                 startprofclock(p2);
 478
 479         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 480                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 481         } else {
 482                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 483                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 484                 if ((fr->fr_flags2 & FR2_DROPSIG_CAUGHT) != 0) {
 485                         mtx_lock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 486                         sig_drop_caught(p2);
 487                         mtx_unlock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 488                 }
 489         }
 490
 491         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 492                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 493         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 494                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 495         else
 496                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 497
 498         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 499         p2->p_fd = fd;
 500         p2->p_fdtol = fdtol;
 501
 502         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 503                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 504                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 505         }
 506
 507         /*
 508          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 509          */
 510         lim_fork(p1, p2);
 511
 512         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 513
 514         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 515
 516         PROC_UNLOCK(p1);
 517         PROC_UNLOCK(p2);
 518
 519         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 520         if (p2->p_textvp)
 521                 vrefact(p2->p_textvp);
 522
 523         /*
 524          * Set up linkage for kernel based threading.
 525          */
 526         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 527                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 528                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 529                 p1->p_peers = p2;
 530                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 531                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 532                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 533                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 534                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 535                         /*
 536                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 537                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 538                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 539                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 540                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 541                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 542                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 543                          * the task leader may not get a chance to send
 544                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 545                          * the task leader will wait for this new process
 546                          * to commit suicide.
 547                          */
 548                         PROC_LOCK(p2);
 549                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 550                         PROC_UNLOCK(p2);
 551                 } else
 552                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 553         } else {
 554                 p2->p_peers = NULL;
 555                 p2->p_leader = p2;
 556         }
 557
 558         sx_xlock(&proctree_lock);
 559         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 560         PROC_LOCK(p2);
 561         PROC_LOCK(p1);
 562
 563         /*
 564          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 565          * been preserved.
 566          */
 567         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 568         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & (TDP_ALTSTACK |
 569             TDP_SIGFASTBLOCK)) | TDP_FORKING;
 570         SESS_LOCK(p1->p_session);
 571         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 572                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 573         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 574         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 575                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 576
 577         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 578         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 579         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 580         LIST_INIT(&p2->p_children);
 581         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 582
 583         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 584
 585         /*
 586          * This begins the section where we must prevent the parent
 587          * from being swapped.
 588          */
 589         _PHOLD(p1);
 590         PROC_UNLOCK(p1);
 591
 592         /*
 593          * Attach the new process to its parent.
 594          *
 595          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 596          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 597          * parent.
 598          */
 599         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 600                 pptr = p1->p_reaper;
 601                 p2->p_reaper = pptr;
 602         } else {
 603                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 604                     p1 : p1->p_reaper;
 605                 pptr = p1;
 606         }
 607         p2->p_pptr = pptr;
 608         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 609         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 610         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 611         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 612         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 613                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 614                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 615         }
 616         sx_xunlock(&proctree_lock);
 617
 618         /* Inform accounting that we have forked. */
 619         p2->p_acflag = AFORK;
 620         PROC_UNLOCK(p2);
 621
 622 #ifdef KTRACE
 623         ktrprocfork(p1, p2);
 624 #endif
 625
 626         /*
 627          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 628          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 629          */
 630         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 631
 632         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 633                 VM_CNT_INC(v_forks);
 634                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 635                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 636         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 637                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 638                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 639                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 640         } else if (p1 == &proc0) {
 641                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 642                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 643                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 644         } else {
 645                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 646                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 647                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 648         }
 649
 650         /*
 651          * Associate the process descriptor with the process before anything
 652          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 653          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 654          */
 655         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 656                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 657
 658         /*
 659          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 660          * to adjust anything.
 661          */
 662         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 663
 664         /*
 665          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 666          */
 667         PROC_LOCK(p2);
 668         PROC_LOCK(p1);
 669         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 670         PROC_SLOCK(p2);
 671         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 672         PROC_SUNLOCK(p2);
 673
 674 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 675         /*
 676          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 677          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 678          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 679          * use pfind() later on.
 680          */
 681         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 682                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 683 #endif
 684         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 685                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 686                 td->td_rfppwait_p = p2;
 687                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 688         }
 689         PROC_UNLOCK(p2);
 690
 691         /*
 692          * Tell any interested parties about the new process.
 693          */
 694         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 695
 696         /*
 697          * Now can be swapped.
 698          */
 699         _PRELE(p1);
 700         PROC_UNLOCK(p1);
 701         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 702
 703         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 704                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 705                 fdrop(fp_procdesc, td);
 706         }
 707
 708         /*
 709          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 710          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 711          * if being set atm.
 712          */
 713         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 714                 sx_xlock(&proctree_lock);
 715                 PROC_LOCK(p2);
 716
 717                 /*
 718                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 719                  * process and proctree locks for modifications,
 720                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 721                  */
 722                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 723                         /*
 724                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 725                          *
 726                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 727                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 728                          * for runaway child.
 729                          */
 730                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 731                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 732                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 733                         proc_set_traced(p2, true);
 734                         CTR2(KTR_PTRACE,
 735                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 736                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 737                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 738                 }
 739                 PROC_UNLOCK(p2);
 740                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 741         }
 742
 743         racct_proc_fork_done(p2);
 744
 745         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 746                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 747                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 748                 /*
 749                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 750                  * add to run queue.
 751                  */
 752                 thread_lock(td2);
 753                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 754                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 755         } else {
 756                 *fr->fr_procp = p2;
 757         }
 758 }
 759
 760 void
 761 fork_rfppwait(struct thread *td)
 762 {
 763         struct proc *p, *p2;
 764
 765         MPASS(td->td_pflags & TDP_RFPPWAIT);
 766
 767         p = td->td_proc;
 768         /*
 769          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If
 770          * waiting for child to exec or exit, fork set
 771          * P_PPWAIT on child, and there we sleep on our proc
 772          * (in case of exit).
 773          *
 774          * Do it after the ptracestop() above is finished, to
 775          * not block our debugger until child execs or exits
 776          * to finish vfork wait.
 777          */
 778         td->td_pflags &= ~TDP_RFPPWAIT;
 779         p2 = td->td_rfppwait_p;
 780 again:
 781         PROC_LOCK(p2);
 782         while (p2->p_flag & P_PPWAIT) {
 783                 PROC_LOCK(p);
 784                 if (thread_suspend_check_needed()) {
 785                         PROC_UNLOCK(p2);
 786                         thread_suspend_check(0);
 787                         PROC_UNLOCK(p);
 788                         goto again;
 789                 } else {
 790                         PROC_UNLOCK(p);
 791                 }
 792                 cv_timedwait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx, hz);
 793         }
 794         PROC_UNLOCK(p2);
 795
 796         if (td->td_dbgflags & TDB_VFORK) {
 797                 PROC_LOCK(p);
 798                 if (p->p_ptevents & PTRACE_VFORK)
 799                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
 800                 td->td_dbgflags &= ~TDB_VFORK;
 801                 PROC_UNLOCK(p);
 802         }
 803 }
 804
 805 int
 806 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 807 {
 808         struct proc *p1, *newproc;
 809         struct thread *td2;
 810         struct vmspace *vm2;
 811         struct ucred *cred;
 812         struct file *fp_procdesc;
 813         vm_ooffset_t mem_charged;
 814         int error, nprocs_new;
 815         static int curfail;
 816         static struct timeval lastfail;
 817         int flags, pages;
 818
 819         flags = fr->fr_flags;
 820         pages = fr->fr_pages;
 821
 822         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 823                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 824         else
 825                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 826
 827         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 828         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 829                 return (EINVAL);
 830
 831         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 832         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 833                 return (EINVAL);
 834
 835         /* Can't copy and clear. */
 836         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 837                 return (EINVAL);
 838
 839         /* Check the validity of the signal number. */
 840         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 841                 return (EINVAL);
 842
 843         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 844                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 845                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 846                         return (EINVAL);
 847
 848                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 849                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 850                         return (EINVAL);
 851
 852                 /* Check if we are using supported flags. */
 853                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 854                         return (EINVAL);
 855         }
 856
 857         p1 = td->td_proc;
 858
 859         /*
 860          * Here we don't create a new process, but we divorce
 861          * certain parts of a process from itself.
 862          */
 863         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 864                 if (fr->fr_procp != NULL)
 865                         *fr->fr_procp = NULL;
 866                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 867                         *fr->fr_pidp = 0;
 868                 return (fork_norfproc(td, flags));
 869         }
 870
 871         fp_procdesc = NULL;
 872         newproc = NULL;
 873         vm2 = NULL;
 874
 875         /*
 876          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 877          * Although process entries are dynamically created, we still
 878          * keep a global limit on the maximum number we will
 879          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 880          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 881          * the process data.
 882          *
 883          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 884          * processes; don't let root exceed the limit.
 885          */
 886         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 887         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 888                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 889                     nprocs_new >= maxproc) {
 890                         error = EAGAIN;
 891                         sx_xlock(&allproc_lock);
 892                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 893                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 894                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 895                                     "login.conf(5)\n",
 896                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 897                         }
 898                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 899                         goto fail2;
 900                 }
 901         }
 902
 903         /*
 904          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 905          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 906          * later.
 907          */
 908         if (flags & RFPROCDESC) {
 909                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 910                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 911                 if (error != 0)
 912                         goto fail2;
 913                 AUDIT_ARG_FD(*fr->fr_pd_fd);
 914         }
 915
 916         mem_charged = 0;
 917         if (pages == 0)
 918                 pages = kstack_pages;
 919         /* Allocate new proc. */
 920         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 921         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 922         if (td2 == NULL) {
 923                 td2 = thread_alloc(pages);
 924                 if (td2 == NULL) {
 925                         error = ENOMEM;
 926                         goto fail2;
 927                 }
 928                 proc_linkup(newproc, td2);
 929         } else {
 930                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 931                         if (td2->td_kstack != 0)
 932                                 vm_thread_dispose(td2);
 933                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 934                                 error = ENOMEM;
 935                                 goto fail2;
 936                         }
 937                 }
 938         }
 939
 940         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 941                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 942                 if (vm2 == NULL) {
 943                         error = ENOMEM;
 944                         goto fail2;
 945                 }
 946                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 947                         /*
 948                          * The swap reservation failed. The accounting
 949                          * from the entries of the copied vm2 will be
 950                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 951                          * reservation there.
 952                          */
 953                         swap_reserve_force(mem_charged);
 954                         error = ENOMEM;
 955                         goto fail2;
 956                 }
 957         } else
 958                 vm2 = NULL;
 959
 960         /*
 961          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 962          *      per-cred resource counters.
 963          */
 964         proc_set_cred_init(newproc, td->td_ucred);
 965
 966         /*
 967          * Initialize resource accounting for the child process.
 968          */
 969         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 970         if (error != 0) {
 971                 error = EAGAIN;
 972                 goto fail1;
 973         }
 974
 975 #ifdef MAC
 976         mac_proc_init(newproc);
 977 #endif
 978         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
 979         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 980
 981         /*
 982          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 983          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 984          */
 985         cred = td->td_ucred;
 986         if (!chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, lim_cur(td, RLIMIT_NPROC))) {
 987                 if (priv_check_cred(cred, PRIV_PROC_LIMIT) != 0)
 988                         goto fail0;
 989                 chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 990         }
 991
 992         do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
 993         return (0);
 994 fail0:
 995         error = EAGAIN;
 996 #ifdef MAC
 997         mac_proc_destroy(newproc);
 998 #endif
 999         racct_proc_exit(newproc);
1000 fail1:
1001         proc_unset_cred(newproc);
1002 fail2:
1003         if (vm2 != NULL)
1004                 vmspace_free(vm2);
1005         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1006         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1007                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1008                 fdrop(fp_procdesc, td);
1009         }
1010         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1011         pause("fork", hz / 2);
1012         return (error);
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1017  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1018  */
1019 void
1020 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1021     struct trapframe *frame)
1022 {
1023         struct proc *p;
1024         struct thread *td;
1025         struct thread *dtd;
1026
1027         td = curthread;
1028         p = td->td_proc;
1029         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1030
1031         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1032             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1033
1034         sched_fork_exit(td);
1035         /*
1036         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1037         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1038         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1039         */
1040         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1041                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1042                 thread_stash(dtd);
1043         }
1044         thread_unlock(td);
1045
1046         /*
1047          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1048          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1049          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1050          */
1051         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1052         callout(arg, frame);
1053
1054         /*
1055          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1056          * function.
1057          */
1058         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1059                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1060                     td->td_name, p->p_pid);
1061                 kthread_exit();
1062         }
1063         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1064
1065         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1066                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1067         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1072  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1073  * as the first parameter and is called when returning to a new
1074  * userland process.
1075  */
1076 void
1077 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1078 {
1079         struct proc *p;
1080
1081         p = td->td_proc;
1082         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1083                 PROC_LOCK(p);
1084                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1085                         /*
1086                          * Inform the debugger if one is still present.
1087                          */
1088                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1089                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1090                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1091                 } else {
1092                         /*
1093                          * ... otherwise clear the request.
1094                          */
1095                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1096                 }
1097                 PROC_UNLOCK(p);
1098         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1099                 /*
1100                  * This is the start of a new thread in a traced
1101                  * process.  Report a system call exit event.
1102                  */
1103                 PROC_LOCK(p);
1104                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1105                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1106                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1107                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1108                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1109                 PROC_UNLOCK(p);
1110         }
1111
1112         userret(td, frame);
1113
1114 #ifdef KTRACE
1115         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1116                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1117 #endif
1118 }