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         /*
 317          * Quiesce other threads if necessary.  If RFMEM is not specified we
 318          * must ensure that other threads do not concurrently create a second
 319          * process sharing the vmspace, see vmspace_unshare().
 320          */
 321         if ((p1->p_flag & (P_HADTHREADS | P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS &&
 322             ((flags & (RFCFDG | RFFDG)) != 0 || (flags & RFMEM) == 0)) {
 323                 PROC_LOCK(p1);
 324                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 325                         PROC_UNLOCK(p1);
 326                         return (ERESTART);
 327                 }
 328                 PROC_UNLOCK(p1);
 329         }
 330
 331         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 332         if (error)
 333                 goto fail;
 334
 335         /*
 336          * Close all file descriptors.
 337          */
 338         if (flags & RFCFDG) {
 339                 struct filedesc *fdtmp;
 340                 struct pwddesc *pdtmp;
 341                 pdtmp = pdinit(td->td_proc->p_pd, false);
 342                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false, NULL);
 343                 pdescfree(td);
 344                 fdescfree(td);
 345                 p1->p_fd = fdtmp;
 346                 p1->p_pd = pdtmp;
 347         }
 348
 349         /*
 350          * Unshare file descriptors (from parent).
 351          */
 352         if (flags & RFFDG) {
 353                 fdunshare(td);
 354                 pdunshare(td);
 355         }
 356
 357 fail:
 358         if ((p1->p_flag & (P_HADTHREADS | P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS &&
 359             ((flags & (RFCFDG | RFFDG)) != 0 || (flags & RFMEM) == 0)) {
 360                 PROC_LOCK(p1);
 361                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 362                 PROC_UNLOCK(p1);
 363         }
 364         return (error);
 365 }
 366
 367 static void
 368 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 369     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 370 {
 371         struct proc *p1, *pptr;
 372         struct filedesc *fd;
 373         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 374         struct pwddesc *pd;
 375         struct sigacts *newsigacts;
 376
 377         p1 = td->td_proc;
 378
 379         PROC_LOCK(p1);
 380         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 381             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 382         pargs_hold(p2->p_args);
 383         PROC_UNLOCK(p1);
 384
 385         bzero(&p2->p_startzero,
 386             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 387
 388         /* Tell the prison that we exist. */
 389         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 390
 391         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 392         p2->p_pid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 393         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 394
 395         sx_xlock(&allproc_lock);
 396         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 397         allproc_gen++;
 398         sx_xunlock(&allproc_lock);
 399
 400         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 401         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 402         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 403
 404         tidhash_add(td2);
 405
 406         /*
 407          * Malloc things while we don't hold any locks.
 408          */
 409         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 410                 newsigacts = NULL;
 411         else
 412                 newsigacts = sigacts_alloc();
 413
 414         /*
 415          * Copy filedesc.
 416          */
 417         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 418                 pd = pdinit(p1->p_pd, false);
 419                 fd = fdinit(p1->p_fd, false, NULL);
 420                 fdtol = NULL;
 421         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 422                 if (fr->fr_flags2 & FR2_SHARE_PATHS)
 423                         pd = pdshare(p1->p_pd);
 424                 else
 425                         pd = pdcopy(p1->p_pd);
 426                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 427                 fdtol = NULL;
 428         } else {
 429                 if (fr->fr_flags2 & FR2_SHARE_PATHS)
 430                         pd = pdcopy(p1->p_pd);
 431                 else
 432                         pd = pdshare(p1->p_pd);
 433                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 434                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 435                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 436                             p1->p_leader);
 437                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 438                         /*
 439                          * Shared file descriptor table, and shared
 440                          * process leaders.
 441                          */
 442                         fdtol = p1->p_fdtol;
 443                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 444                         fdtol->fdl_refcount++;
 445                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 446                 } else {
 447                         /*
 448                          * Shared file descriptor table, and different
 449                          * process leaders.
 450                          */
 451                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 452                             p1->p_fd, p2);
 453                 }
 454         }
 455         /*
 456          * Make a proc table entry for the new process.
 457          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 458          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 459          */
 460
 461         PROC_LOCK(p2);
 462         PROC_LOCK(p1);
 463
 464         bzero(&td2->td_startzero,
 465             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 466
 467         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 468             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 469
 470         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 471         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 472         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 473         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 474
 475 #ifdef VIMAGE
 476         td2->td_vnet = NULL;
 477         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 478 #endif
 479
 480         /*
 481          * Allow the scheduler to initialize the child.
 482          */
 483         thread_lock(td);
 484         sched_fork(td, td2);
 485         thread_unlock(td);
 486
 487         /*
 488          * Duplicate sub-structures as needed.
 489          * Increase reference counts on shared objects.
 490          */
 491         p2->p_flag = P_INMEM;
 492         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 493             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC |
 494             P2_PROTMAX_ENABLE | P2_PROTMAX_DISABLE | P2_TRAPCAP |
 495             P2_STKGAP_DISABLE | P2_STKGAP_DISABLE_EXEC | P2_NO_NEW_PRIVS |
 496             P2_WXORX_DISABLE | P2_WXORX_ENABLE_EXEC);
 497         p2->p_swtick = ticks;
 498         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 499                 startprofclock(p2);
 500
 501         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 502                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 503         } else {
 504                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 505                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 506                 if ((fr->fr_flags2 & (FR2_DROPSIG_CAUGHT | FR2_KPROC)) != 0) {
 507                         mtx_lock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 508                         if ((fr->fr_flags2 & FR2_DROPSIG_CAUGHT) != 0)
 509                                 sig_drop_caught(p2);
 510                         if ((fr->fr_flags2 & FR2_KPROC) != 0)
 511                                 p2->p_sigacts->ps_flag |= PS_NOCLDWAIT;
 512                         mtx_unlock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 513                 }
 514         }
 515
 516         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 517                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 518         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 519                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 520         else
 521                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 522
 523         if ((fr->fr_flags2 & FR2_KPROC) != 0) {
 524                 p2->p_flag |= P_SYSTEM | P_KPROC;
 525                 td2->td_pflags |= TDP_KTHREAD;
 526         }
 527
 528         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 529         p2->p_textdvp = p1->p_textdvp;
 530         p2->p_fd = fd;
 531         p2->p_fdtol = fdtol;
 532         p2->p_pd = pd;
 533
 534         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 535                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 536                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 537         }
 538
 539         /*
 540          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 541          */
 542         lim_fork(p1, p2);
 543
 544         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 545
 546         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 547
 548         PROC_UNLOCK(p1);
 549         PROC_UNLOCK(p2);
 550
 551         /*
 552          * Bump references to the text vnode and directory, and copy
 553          * the hardlink name.
 554          */
 555         if (p2->p_textvp != NULL)
 556                 vrefact(p2->p_textvp);
 557         if (p2->p_textdvp != NULL)
 558                 vrefact(p2->p_textdvp);
 559         p2->p_binname = p1->p_binname == NULL ? NULL :
 560             strdup(p1->p_binname, M_PARGS);
 561
 562         /*
 563          * Set up linkage for kernel based threading.
 564          */
 565         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 566                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 567                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 568                 p1->p_peers = p2;
 569                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 570                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 571                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 572                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 573                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 574                         /*
 575                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 576                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 577                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 578                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 579                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 580                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 581                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 582                          * the task leader may not get a chance to send
 583                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 584                          * the task leader will wait for this new process
 585                          * to commit suicide.
 586                          */
 587                         PROC_LOCK(p2);
 588                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 589                         PROC_UNLOCK(p2);
 590                 } else
 591                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 592         } else {
 593                 p2->p_peers = NULL;
 594                 p2->p_leader = p2;
 595         }
 596
 597         sx_xlock(&proctree_lock);
 598         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 599         PROC_LOCK(p2);
 600         PROC_LOCK(p1);
 601
 602         /*
 603          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 604          * been preserved.
 605          */
 606         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 607         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & (TDP_ALTSTACK |
 608             TDP_SIGFASTBLOCK)) | TDP_FORKING;
 609         SESS_LOCK(p1->p_session);
 610         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 611                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 612         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 613         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 614                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 615
 616         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 617         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 618         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 619         LIST_INIT(&p2->p_children);
 620         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 621
 622         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 623         TAILQ_INIT(&p2->p_kqtim_stop);
 624
 625         /*
 626          * This begins the section where we must prevent the parent
 627          * from being swapped.
 628          */
 629         _PHOLD(p1);
 630         PROC_UNLOCK(p1);
 631
 632         /*
 633          * Attach the new process to its parent.
 634          *
 635          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 636          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 637          * parent.
 638          */
 639         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 640                 pptr = p1->p_reaper;
 641                 p2->p_reaper = pptr;
 642         } else {
 643                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 644                     p1 : p1->p_reaper;
 645                 pptr = p1;
 646         }
 647         p2->p_pptr = pptr;
 648         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 649         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 650         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 651         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 652         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 653                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 654                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 655         }
 656         sx_xunlock(&proctree_lock);
 657
 658         /* Inform accounting that we have forked. */
 659         p2->p_acflag = AFORK;
 660         PROC_UNLOCK(p2);
 661
 662 #ifdef KTRACE
 663         ktrprocfork(p1, p2);
 664 #endif
 665
 666         /*
 667          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 668          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 669          */
 670         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 671
 672         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 673                 VM_CNT_INC(v_forks);
 674                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 675                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 676         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 677                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 678                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 679                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 680         } else if (p1 == &proc0) {
 681                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 682                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 683                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 684         } else {
 685                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 686                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 687                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 688         }
 689
 690         /*
 691          * Associate the process descriptor with the process before anything
 692          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 693          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 694          */
 695         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 696                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 697
 698         /*
 699          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 700          * to adjust anything.
 701          */
 702         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 703
 704         /*
 705          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 706          */
 707         PROC_LOCK(p2);
 708         PROC_LOCK(p1);
 709         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 710         PROC_SLOCK(p2);
 711         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 712         PROC_SUNLOCK(p2);
 713
 714 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 715         /*
 716          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 717          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 718          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 719          * use pfind() later on.
 720          */
 721         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 722                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 723 #endif
 724         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 725                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 726                 td->td_rfppwait_p = p2;
 727                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 728         }
 729         PROC_UNLOCK(p2);
 730
 731         /*
 732          * Tell any interested parties about the new process.
 733          */
 734         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 735
 736         /*
 737          * Now can be swapped.
 738          */
 739         _PRELE(p1);
 740         PROC_UNLOCK(p1);
 741         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 742
 743         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 744                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 745                 fdrop(fp_procdesc, td);
 746         }
 747
 748         /*
 749          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 750          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 751          * if being set atm.
 752          */
 753         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 754                 sx_xlock(&proctree_lock);
 755                 PROC_LOCK(p2);
 756
 757                 /*
 758                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 759                  * process and proctree locks for modifications,
 760                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 761                  */
 762                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 763                         /*
 764                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 765                          *
 766                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 767                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 768                          * for runaway child.
 769                          */
 770                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 771                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 772                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 773                         proc_set_traced(p2, true);
 774                         CTR2(KTR_PTRACE,
 775                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 776                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 777                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 778                 }
 779                 PROC_UNLOCK(p2);
 780                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 781         }
 782
 783         racct_proc_fork_done(p2);
 784
 785         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 786                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 787                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 788                 /*
 789                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 790                  * add to run queue.
 791                  */
 792                 thread_lock(td2);
 793                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 794                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 795         } else {
 796                 *fr->fr_procp = p2;
 797         }
 798 }
 799
 800 void
 801 fork_rfppwait(struct thread *td)
 802 {
 803         struct proc *p, *p2;
 804
 805         MPASS(td->td_pflags & TDP_RFPPWAIT);
 806
 807         p = td->td_proc;
 808         /*
 809          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If
 810          * waiting for child to exec or exit, fork set
 811          * P_PPWAIT on child, and there we sleep on our proc
 812          * (in case of exit).
 813          *
 814          * Do it after the ptracestop() above is finished, to
 815          * not block our debugger until child execs or exits
 816          * to finish vfork wait.
 817          */
 818         td->td_pflags &= ~TDP_RFPPWAIT;
 819         p2 = td->td_rfppwait_p;
 820 again:
 821         PROC_LOCK(p2);
 822         while (p2->p_flag & P_PPWAIT) {
 823                 PROC_LOCK(p);
 824                 if (thread_suspend_check_needed()) {
 825                         PROC_UNLOCK(p2);
 826                         thread_suspend_check(0);
 827                         PROC_UNLOCK(p);
 828                         goto again;
 829                 } else {
 830                         PROC_UNLOCK(p);
 831                 }
 832                 cv_timedwait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx, hz);
 833         }
 834         PROC_UNLOCK(p2);
 835
 836         if (td->td_dbgflags & TDB_VFORK) {
 837                 PROC_LOCK(p);
 838                 if (p->p_ptevents & PTRACE_VFORK)
 839                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
 840                 td->td_dbgflags &= ~TDB_VFORK;
 841                 PROC_UNLOCK(p);
 842         }
 843 }
 844
 845 int
 846 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 847 {
 848         struct proc *p1, *newproc;
 849         struct thread *td2;
 850         struct vmspace *vm2;
 851         struct ucred *cred;
 852         struct file *fp_procdesc;
 853         vm_ooffset_t mem_charged;
 854         int error, nprocs_new;
 855         static int curfail;
 856         static struct timeval lastfail;
 857         int flags, pages;
 858
 859         flags = fr->fr_flags;
 860         pages = fr->fr_pages;
 861
 862         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 863                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 864         else
 865                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 866
 867         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 868         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 869                 return (EINVAL);
 870
 871         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 872         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 873                 return (EINVAL);
 874
 875         /* Can't copy and clear. */
 876         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 877                 return (EINVAL);
 878
 879         /* Check the validity of the signal number. */
 880         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 881                 return (EINVAL);
 882
 883         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 884                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 885                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 886                         return (EINVAL);
 887
 888                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 889                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 890                         return (EINVAL);
 891
 892                 /* Check if we are using supported flags. */
 893                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 894                         return (EINVAL);
 895         }
 896
 897         p1 = td->td_proc;
 898
 899         /*
 900          * Here we don't create a new process, but we divorce
 901          * certain parts of a process from itself.
 902          */
 903         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 904                 if (fr->fr_procp != NULL)
 905                         *fr->fr_procp = NULL;
 906                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 907                         *fr->fr_pidp = 0;
 908                 return (fork_norfproc(td, flags));
 909         }
 910
 911         fp_procdesc = NULL;
 912         newproc = NULL;
 913         vm2 = NULL;
 914
 915         /*
 916          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 917          * Although process entries are dynamically created, we still
 918          * keep a global limit on the maximum number we will
 919          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 920          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 921          * the process data.
 922          *
 923          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 924          * processes; don't let root exceed the limit.
 925          */
 926         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 927         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 928                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 929                     nprocs_new >= maxproc) {
 930                         error = EAGAIN;
 931                         sx_xlock(&allproc_lock);
 932                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 933                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 934                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 935                                     "login.conf(5)\n",
 936                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 937                         }
 938                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 939                         goto fail2;
 940                 }
 941         }
 942
 943         /*
 944          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 945          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 946          * later.
 947          */
 948         if (flags & RFPROCDESC) {
 949                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 950                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 951                 if (error != 0)
 952                         goto fail2;
 953                 AUDIT_ARG_FD(*fr->fr_pd_fd);
 954         }
 955
 956         mem_charged = 0;
 957         if (pages == 0)
 958                 pages = kstack_pages;
 959         /* Allocate new proc. */
 960         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 961         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 962         if (td2 == NULL) {
 963                 td2 = thread_alloc(pages);
 964                 if (td2 == NULL) {
 965                         error = ENOMEM;
 966                         goto fail2;
 967                 }
 968                 proc_linkup(newproc, td2);
 969         } else {
 970                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 971                         if (td2->td_kstack != 0)
 972                                 vm_thread_dispose(td2);
 973                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 974                                 error = ENOMEM;
 975                                 goto fail2;
 976                         }
 977                 }
 978         }
 979
 980         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 981                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 982                 if (vm2 == NULL) {
 983                         error = ENOMEM;
 984                         goto fail2;
 985                 }
 986                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 987                         /*
 988                          * The swap reservation failed. The accounting
 989                          * from the entries of the copied vm2 will be
 990                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 991                          * reservation there.
 992                          */
 993                         swap_reserve_force(mem_charged);
 994                         error = ENOMEM;
 995                         goto fail2;
 996                 }
 997         } else
 998                 vm2 = NULL;
 999
1000         /*
1001          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
1002          *      per-cred resource counters.
1003          */
1004         proc_set_cred_init(newproc, td->td_ucred);
1005
1006         /*
1007          * Initialize resource accounting for the child process.
1008          */
1009         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
1010         if (error != 0) {
1011                 error = EAGAIN;
1012                 goto fail1;
1013         }
1014
1015 #ifdef MAC
1016         mac_proc_init(newproc);
1017 #endif
1018         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
1019         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
1020
1021         /*
1022          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
1023          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
1024          */
1025         cred = td->td_ucred;
1026         if (!chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, lim_cur(td, RLIMIT_NPROC))) {
1027                 if (priv_check_cred(cred, PRIV_PROC_LIMIT) != 0)
1028                         goto fail0;
1029                 chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, 0);
1030         }
1031
1032         do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
1033         return (0);
1034 fail0:
1035         error = EAGAIN;
1036 #ifdef MAC
1037         mac_proc_destroy(newproc);
1038 #endif
1039         racct_proc_exit(newproc);
1040 fail1:
1041         proc_unset_cred(newproc);
1042 fail2:
1043         if (vm2 != NULL)
1044                 vmspace_free(vm2);
1045         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1046         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1047                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1048                 fdrop(fp_procdesc, td);
1049         }
1050         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1051         pause("fork", hz / 2);
1052         return (error);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1057  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1058  */
1059 void
1060 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1061     struct trapframe *frame)
1062 {
1063         struct proc *p;
1064         struct thread *td;
1065         struct thread *dtd;
1066
1067         td = curthread;
1068         p = td->td_proc;
1069         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1070
1071         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1072             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1073
1074         sched_fork_exit(td);
1075         /*
1076         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1077         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1078         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1079         */
1080         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1081                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1082                 thread_stash(dtd);
1083         }
1084         thread_unlock(td);
1085
1086         /*
1087          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1088          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1089          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1090          */
1091         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1092         callout(arg, frame);
1093
1094         /*
1095          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1096          * function.
1097          */
1098         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1099                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1100                     td->td_name, p->p_pid);
1101                 kthread_exit();
1102         }
1103         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1104
1105         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1106                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1107         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1108 }
1109
1110 /*
1111  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1112  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1113  * as the first parameter and is called when returning to a new
1114  * userland process.
1115  */
1116 void
1117 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1118 {
1119         struct proc *p;
1120
1121         p = td->td_proc;
1122         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1123                 PROC_LOCK(p);
1124                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1125                         /*
1126                          * Inform the debugger if one is still present.
1127                          */
1128                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1129                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1130                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1131                 } else {
1132                         /*
1133                          * ... otherwise clear the request.
1134                          */
1135                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1136                 }
1137                 PROC_UNLOCK(p);
1138         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1139                 /*
1140                  * This is the start of a new thread in a traced
1141                  * process.  Report a system call exit event.
1142                  */
1143                 PROC_LOCK(p);
1144                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1145                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1146                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1147                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1148                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1149                 PROC_UNLOCK(p);
1150         }
1151
1152         /*
1153          * If the prison was killed mid-fork, die along with it.
1154          */
1155         if (!prison_isalive(td->td_ucred->cr_prison))
1156                 exit1(td, 0, SIGKILL);
1157
1158         userret(td, frame);
1159
1160 #ifdef KTRACE
1161         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1162                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1163 #endif
1164 }