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                 struct pwddesc *pdtmp;
 336                 pdtmp = pdinit(td->td_proc->p_pd, false);
 337                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false, NULL);
 338                 pdescfree(td);
 339                 fdescfree(td);
 340                 p1->p_fd = fdtmp;
 341                 p1->p_pd = pdtmp;
 342         }
 343
 344         /*
 345          * Unshare file descriptors (from parent).
 346          */
 347         if (flags & RFFDG) {
 348                 fdunshare(td);
 349                 pdunshare(td);
 350         }
 351
 352 fail:
 353         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 354             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 355                 PROC_LOCK(p1);
 356                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 357                 PROC_UNLOCK(p1);
 358         }
 359         return (error);
 360 }
 361
 362 static void
 363 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 364     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 365 {
 366         struct proc *p1, *pptr;
 367         struct filedesc *fd;
 368         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 369         struct pwddesc *pd;
 370         struct sigacts *newsigacts;
 371
 372         p1 = td->td_proc;
 373
 374         PROC_LOCK(p1);
 375         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 376             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 377         pargs_hold(p2->p_args);
 378         PROC_UNLOCK(p1);
 379
 380         bzero(&p2->p_startzero,
 381             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 382
 383         /* Tell the prison that we exist. */
 384         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 385
 386         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 387         p2->p_pid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 388         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 389
 390         sx_xlock(&allproc_lock);
 391         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 392         allproc_gen++;
 393         sx_xunlock(&allproc_lock);
 394
 395         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 396         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 397         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 398
 399         tidhash_add(td2);
 400
 401         /*
 402          * Malloc things while we don't hold any locks.
 403          */
 404         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 405                 newsigacts = NULL;
 406         else
 407                 newsigacts = sigacts_alloc();
 408
 409         /*
 410          * Copy filedesc.
 411          */
 412         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 413                 pd = pdinit(p1->p_pd, false);
 414                 fd = fdinit(p1->p_fd, false, NULL);
 415                 fdtol = NULL;
 416         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 417                 if (fr->fr_flags2 & FR2_SHARE_PATHS)
 418                         pd = pdshare(p1->p_pd);
 419                 else
 420                         pd = pdcopy(p1->p_pd);
 421                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 422                 fdtol = NULL;
 423         } else {
 424                 if (fr->fr_flags2 & FR2_SHARE_PATHS)
 425                         pd = pdcopy(p1->p_pd);
 426                 else
 427                         pd = pdshare(p1->p_pd);
 428                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 429                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 430                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 431                             p1->p_leader);
 432                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 433                         /*
 434                          * Shared file descriptor table, and shared
 435                          * process leaders.
 436                          */
 437                         fdtol = p1->p_fdtol;
 438                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 439                         fdtol->fdl_refcount++;
 440                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 441                 } else {
 442                         /*
 443                          * Shared file descriptor table, and different
 444                          * process leaders.
 445                          */
 446                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 447                             p1->p_fd, p2);
 448                 }
 449         }
 450         /*
 451          * Make a proc table entry for the new process.
 452          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 453          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 454          */
 455
 456         PROC_LOCK(p2);
 457         PROC_LOCK(p1);
 458
 459         bzero(&td2->td_startzero,
 460             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 461
 462         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 463             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 464
 465         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 466         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 467         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 468         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 469
 470 #ifdef VIMAGE
 471         td2->td_vnet = NULL;
 472         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 473 #endif
 474
 475         /*
 476          * Allow the scheduler to initialize the child.
 477          */
 478         thread_lock(td);
 479         sched_fork(td, td2);
 480         thread_unlock(td);
 481
 482         /*
 483          * Duplicate sub-structures as needed.
 484          * Increase reference counts on shared objects.
 485          */
 486         p2->p_flag = P_INMEM;
 487         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 488             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC |
 489             P2_PROTMAX_ENABLE | P2_PROTMAX_DISABLE | P2_TRAPCAP |
 490             P2_STKGAP_DISABLE | P2_STKGAP_DISABLE_EXEC);
 491         p2->p_swtick = ticks;
 492         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 493                 startprofclock(p2);
 494
 495         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 496                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 497         } else {
 498                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 499                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 500                 if ((fr->fr_flags2 & FR2_DROPSIG_CAUGHT) != 0) {
 501                         mtx_lock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 502                         sig_drop_caught(p2);
 503                         mtx_unlock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 504                 }
 505         }
 506
 507         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 508                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 509         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 510                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 511         else
 512                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 513
 514         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 515         p2->p_fd = fd;
 516         p2->p_fdtol = fdtol;
 517         p2->p_pd = pd;
 518
 519         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 520                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 521                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 522         }
 523
 524         /*
 525          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 526          */
 527         lim_fork(p1, p2);
 528
 529         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 530
 531         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 532
 533         PROC_UNLOCK(p1);
 534         PROC_UNLOCK(p2);
 535
 536         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 537         if (p2->p_textvp)
 538                 vrefact(p2->p_textvp);
 539
 540         /*
 541          * Set up linkage for kernel based threading.
 542          */
 543         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 544                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 545                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 546                 p1->p_peers = p2;
 547                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 548                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 549                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 550                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 551                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 552                         /*
 553                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 554                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 555                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 556                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 557                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 558                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 559                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 560                          * the task leader may not get a chance to send
 561                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 562                          * the task leader will wait for this new process
 563                          * to commit suicide.
 564                          */
 565                         PROC_LOCK(p2);
 566                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 567                         PROC_UNLOCK(p2);
 568                 } else
 569                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 570         } else {
 571                 p2->p_peers = NULL;
 572                 p2->p_leader = p2;
 573         }
 574
 575         sx_xlock(&proctree_lock);
 576         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 577         PROC_LOCK(p2);
 578         PROC_LOCK(p1);
 579
 580         /*
 581          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 582          * been preserved.
 583          */
 584         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 585         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & (TDP_ALTSTACK |
 586             TDP_SIGFASTBLOCK)) | TDP_FORKING;
 587         SESS_LOCK(p1->p_session);
 588         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 589                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 590         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 591         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 592                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 593
 594         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 595         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 596         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 597         LIST_INIT(&p2->p_children);
 598         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 599
 600         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 601
 602         /*
 603          * This begins the section where we must prevent the parent
 604          * from being swapped.
 605          */
 606         _PHOLD(p1);
 607         PROC_UNLOCK(p1);
 608
 609         /*
 610          * Attach the new process to its parent.
 611          *
 612          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 613          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 614          * parent.
 615          */
 616         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 617                 pptr = p1->p_reaper;
 618                 p2->p_reaper = pptr;
 619         } else {
 620                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 621                     p1 : p1->p_reaper;
 622                 pptr = p1;
 623         }
 624         p2->p_pptr = pptr;
 625         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 626         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 627         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 628         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 629         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 630                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 631                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 632         }
 633         sx_xunlock(&proctree_lock);
 634
 635         /* Inform accounting that we have forked. */
 636         p2->p_acflag = AFORK;
 637         PROC_UNLOCK(p2);
 638
 639 #ifdef KTRACE
 640         ktrprocfork(p1, p2);
 641 #endif
 642
 643         /*
 644          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 645          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 646          */
 647         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 648
 649         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 650                 VM_CNT_INC(v_forks);
 651                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 652                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 653         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 654                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 655                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 656                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 657         } else if (p1 == &proc0) {
 658                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 659                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 660                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 661         } else {
 662                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 663                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 664                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 665         }
 666
 667         /*
 668          * Associate the process descriptor with the process before anything
 669          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 670          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 671          */
 672         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 673                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 674
 675         /*
 676          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 677          * to adjust anything.
 678          */
 679         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 680
 681         /*
 682          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 683          */
 684         PROC_LOCK(p2);
 685         PROC_LOCK(p1);
 686         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 687         PROC_SLOCK(p2);
 688         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 689         PROC_SUNLOCK(p2);
 690
 691 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 692         /*
 693          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 694          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 695          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 696          * use pfind() later on.
 697          */
 698         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 699                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 700 #endif
 701         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 702                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 703                 td->td_rfppwait_p = p2;
 704                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 705         }
 706         PROC_UNLOCK(p2);
 707
 708         /*
 709          * Tell any interested parties about the new process.
 710          */
 711         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 712
 713         /*
 714          * Now can be swapped.
 715          */
 716         _PRELE(p1);
 717         PROC_UNLOCK(p1);
 718         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 719
 720         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 721                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 722                 fdrop(fp_procdesc, td);
 723         }
 724
 725         /*
 726          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 727          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 728          * if being set atm.
 729          */
 730         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 731                 sx_xlock(&proctree_lock);
 732                 PROC_LOCK(p2);
 733
 734                 /*
 735                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 736                  * process and proctree locks for modifications,
 737                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 738                  */
 739                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 740                         /*
 741                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 742                          *
 743                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 744                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 745                          * for runaway child.
 746                          */
 747                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 748                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 749                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 750                         proc_set_traced(p2, true);
 751                         CTR2(KTR_PTRACE,
 752                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 753                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 754                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 755                 }
 756                 PROC_UNLOCK(p2);
 757                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 758         }
 759
 760         racct_proc_fork_done(p2);
 761
 762         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 763                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 764                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 765                 /*
 766                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 767                  * add to run queue.
 768                  */
 769                 thread_lock(td2);
 770                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 771                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 772         } else {
 773                 *fr->fr_procp = p2;
 774         }
 775 }
 776
 777 void
 778 fork_rfppwait(struct thread *td)
 779 {
 780         struct proc *p, *p2;
 781
 782         MPASS(td->td_pflags & TDP_RFPPWAIT);
 783
 784         p = td->td_proc;
 785         /*
 786          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If
 787          * waiting for child to exec or exit, fork set
 788          * P_PPWAIT on child, and there we sleep on our proc
 789          * (in case of exit).
 790          *
 791          * Do it after the ptracestop() above is finished, to
 792          * not block our debugger until child execs or exits
 793          * to finish vfork wait.
 794          */
 795         td->td_pflags &= ~TDP_RFPPWAIT;
 796         p2 = td->td_rfppwait_p;
 797 again:
 798         PROC_LOCK(p2);
 799         while (p2->p_flag & P_PPWAIT) {
 800                 PROC_LOCK(p);
 801                 if (thread_suspend_check_needed()) {
 802                         PROC_UNLOCK(p2);
 803                         thread_suspend_check(0);
 804                         PROC_UNLOCK(p);
 805                         goto again;
 806                 } else {
 807                         PROC_UNLOCK(p);
 808                 }
 809                 cv_timedwait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx, hz);
 810         }
 811         PROC_UNLOCK(p2);
 812
 813         if (td->td_dbgflags & TDB_VFORK) {
 814                 PROC_LOCK(p);
 815                 if (p->p_ptevents & PTRACE_VFORK)
 816                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
 817                 td->td_dbgflags &= ~TDB_VFORK;
 818                 PROC_UNLOCK(p);
 819         }
 820 }
 821
 822 int
 823 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 824 {
 825         struct proc *p1, *newproc;
 826         struct thread *td2;
 827         struct vmspace *vm2;
 828         struct ucred *cred;
 829         struct file *fp_procdesc;
 830         vm_ooffset_t mem_charged;
 831         int error, nprocs_new;
 832         static int curfail;
 833         static struct timeval lastfail;
 834         int flags, pages;
 835
 836         flags = fr->fr_flags;
 837         pages = fr->fr_pages;
 838
 839         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 840                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 841         else
 842                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 843
 844         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 845         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 846                 return (EINVAL);
 847
 848         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 849         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 850                 return (EINVAL);
 851
 852         /* Can't copy and clear. */
 853         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 854                 return (EINVAL);
 855
 856         /* Check the validity of the signal number. */
 857         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 858                 return (EINVAL);
 859
 860         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 861                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 862                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 863                         return (EINVAL);
 864
 865                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 866                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 867                         return (EINVAL);
 868
 869                 /* Check if we are using supported flags. */
 870                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 871                         return (EINVAL);
 872         }
 873
 874         p1 = td->td_proc;
 875
 876         /*
 877          * Here we don't create a new process, but we divorce
 878          * certain parts of a process from itself.
 879          */
 880         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 881                 if (fr->fr_procp != NULL)
 882                         *fr->fr_procp = NULL;
 883                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 884                         *fr->fr_pidp = 0;
 885                 return (fork_norfproc(td, flags));
 886         }
 887
 888         fp_procdesc = NULL;
 889         newproc = NULL;
 890         vm2 = NULL;
 891
 892         /*
 893          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 894          * Although process entries are dynamically created, we still
 895          * keep a global limit on the maximum number we will
 896          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 897          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 898          * the process data.
 899          *
 900          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 901          * processes; don't let root exceed the limit.
 902          */
 903         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 904         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 905                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 906                     nprocs_new >= maxproc) {
 907                         error = EAGAIN;
 908                         sx_xlock(&allproc_lock);
 909                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 910                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 911                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 912                                     "login.conf(5)\n",
 913                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 914                         }
 915                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 916                         goto fail2;
 917                 }
 918         }
 919
 920         /*
 921          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 922          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 923          * later.
 924          */
 925         if (flags & RFPROCDESC) {
 926                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 927                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 928                 if (error != 0)
 929                         goto fail2;
 930                 AUDIT_ARG_FD(*fr->fr_pd_fd);
 931         }
 932
 933         mem_charged = 0;
 934         if (pages == 0)
 935                 pages = kstack_pages;
 936         /* Allocate new proc. */
 937         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 938         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 939         if (td2 == NULL) {
 940                 td2 = thread_alloc(pages);
 941                 if (td2 == NULL) {
 942                         error = ENOMEM;
 943                         goto fail2;
 944                 }
 945                 proc_linkup(newproc, td2);
 946         } else {
 947                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 948                         if (td2->td_kstack != 0)
 949                                 vm_thread_dispose(td2);
 950                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 951                                 error = ENOMEM;
 952                                 goto fail2;
 953                         }
 954                 }
 955         }
 956
 957         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 958                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 959                 if (vm2 == NULL) {
 960                         error = ENOMEM;
 961                         goto fail2;
 962                 }
 963                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 964                         /*
 965                          * The swap reservation failed. The accounting
 966                          * from the entries of the copied vm2 will be
 967                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 968                          * reservation there.
 969                          */
 970                         swap_reserve_force(mem_charged);
 971                         error = ENOMEM;
 972                         goto fail2;
 973                 }
 974         } else
 975                 vm2 = NULL;
 976
 977         /*
 978          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 979          *      per-cred resource counters.
 980          */
 981         proc_set_cred_init(newproc, td->td_ucred);
 982
 983         /*
 984          * Initialize resource accounting for the child process.
 985          */
 986         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 987         if (error != 0) {
 988                 error = EAGAIN;
 989                 goto fail1;
 990         }
 991
 992 #ifdef MAC
 993         mac_proc_init(newproc);
 994 #endif
 995         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
 996         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 997
 998         /*
 999          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
1000          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
1001          */
1002         cred = td->td_ucred;
1003         if (!chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, lim_cur(td, RLIMIT_NPROC))) {
1004                 if (priv_check_cred(cred, PRIV_PROC_LIMIT) != 0)
1005                         goto fail0;
1006                 chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, 0);
1007         }
1008
1009         do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
1010         return (0);
1011 fail0:
1012         error = EAGAIN;
1013 #ifdef MAC
1014         mac_proc_destroy(newproc);
1015 #endif
1016         racct_proc_exit(newproc);
1017 fail1:
1018         proc_unset_cred(newproc);
1019 fail2:
1020         if (vm2 != NULL)
1021                 vmspace_free(vm2);
1022         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1023         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1024                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1025                 fdrop(fp_procdesc, td);
1026         }
1027         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1028         pause("fork", hz / 2);
1029         return (error);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1034  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1035  */
1036 void
1037 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1038     struct trapframe *frame)
1039 {
1040         struct proc *p;
1041         struct thread *td;
1042         struct thread *dtd;
1043
1044         td = curthread;
1045         p = td->td_proc;
1046         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1047
1048         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1049             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1050
1051         sched_fork_exit(td);
1052         /*
1053         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1054         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1055         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1056         */
1057         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1058                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1059                 thread_stash(dtd);
1060         }
1061         thread_unlock(td);
1062
1063         /*
1064          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1065          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1066          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1067          */
1068         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1069         callout(arg, frame);
1070
1071         /*
1072          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1073          * function.
1074          */
1075         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1076                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1077                     td->td_name, p->p_pid);
1078                 kthread_exit();
1079         }
1080         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1081
1082         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1083                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1084         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1089  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1090  * as the first parameter and is called when returning to a new
1091  * userland process.
1092  */
1093 void
1094 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1095 {
1096         struct proc *p;
1097
1098         p = td->td_proc;
1099         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1100                 PROC_LOCK(p);
1101                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1102                         /*
1103                          * Inform the debugger if one is still present.
1104                          */
1105                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1106                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1107                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1108                 } else {
1109                         /*
1110                          * ... otherwise clear the request.
1111                          */
1112                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1113                 }
1114                 PROC_UNLOCK(p);
1115         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1116                 /*
1117                  * This is the start of a new thread in a traced
1118                  * process.  Report a system call exit event.
1119                  */
1120                 PROC_LOCK(p);
1121                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1122                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1123                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1124                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1125                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1126                 PROC_UNLOCK(p);
1127         }
1128
1129         userret(td, frame);
1130
1131 #ifdef KTRACE
1132         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1133                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1134 #endif
1135 }