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/pioctl.h>
  63 #include <sys/ptrace.h>
  64 #include <sys/racct.h>
  65 #include <sys/resourcevar.h>
  66 #include <sys/sched.h>
  67 #include <sys/syscall.h>
  68 #include <sys/vmmeter.h>
  69 #include <sys/vnode.h>
  70 #include <sys/acct.h>
  71 #include <sys/ktr.h>
  72 #include <sys/ktrace.h>
  73 #include <sys/unistd.h>
  74 #include <sys/sdt.h>
  75 #include <sys/sx.h>
  76 #include <sys/sysent.h>
  77 #include <sys/signalvar.h>
  78
  79 #include <security/audit/audit.h>
  80 #include <security/mac/mac_framework.h>
  81
  82 #include <vm/vm.h>
  83 #include <vm/pmap.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86 #include <vm/uma.h>
  87
  88 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  89 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  90 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  91 #endif
  92
  93 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  94 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, , , create, "struct proc *", "struct proc *", "int");
  95
  96 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  97 struct fork_args {
  98         int     dummy;
  99 };
 100 #endif
 101
 102 /* ARGSUSED */
 103 int
 104 sys_fork(struct thread *td, struct fork_args *uap)
 105 {
 106         struct fork_req fr;
 107         int error, pid;
 108
 109         bzero(&fr, sizeof(fr));
 110         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC;
 111         fr.fr_pidp = &pid;
 112         error = fork1(td, &fr);
 113         if (error == 0) {
 114                 td->td_retval[0] = pid;
 115                 td->td_retval[1] = 0;
 116         }
 117         return (error);
 118 }
 119
 120 /* ARGUSED */
 121 int
 122 sys_pdfork(struct thread *td, struct pdfork_args *uap)
 123 {
 124         struct fork_req fr;
 125         int error, fd, pid;
 126
 127         bzero(&fr, sizeof(fr));
 128         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC;
 129         fr.fr_pidp = &pid;
 130         fr.fr_pd_fd = &fd;
 131         fr.fr_pd_flags = 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
 174         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 175         bzero(&fr, sizeof(fr));
 176         fr.fr_flags = uap->flags;
 177         fr.fr_pidp = &pid;
 178         error = fork1(td, &fr);
 179         if (error == 0) {
 180                 td->td_retval[0] = pid;
 181                 td->td_retval[1] = 0;
 182         }
 183         return (error);
 184 }
 185
 186 int __exclusive_cache_line      nprocs = 1;             /* process 0 */
 187 int     lastpid = 0;
 188 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 189     "Last used PID");
 190
 191 /*
 192  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 193  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 194  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 195  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 196  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 197  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 198  */
 199 static int randompid = 0;
 200
 201 static int
 202 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 203 {
 204         int error, pid;
 205
 206         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 207         if (error != 0)
 208                 return(error);
 209         sx_xlock(&allproc_lock);
 210         pid = randompid;
 211         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 212         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 213                 if (pid == 0)
 214                         randompid = 0;
 215                 else if (pid == 1)
 216                         /* generate a random PID modulus between 100 and 1123 */
 217                         randompid = 100 + arc4random() % 1024;
 218                 else if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)
 219                         /* out of range */
 220                         randompid = pid_max - 100;
 221                 else if (pid < 100)
 222                         /* Make it reasonable */
 223                         randompid = 100;
 224                 else
 225                         randompid = pid;
 226         }
 227         sx_xunlock(&allproc_lock);
 228         return (error);
 229 }
 230
 231 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 232     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus. Special values: 0: disable, 1: choose random value");
 233
 234 extern bitstr_t proc_id_pidmap;
 235 extern bitstr_t proc_id_grpidmap;
 236 extern bitstr_t proc_id_sessidmap;
 237 extern bitstr_t proc_id_reapmap;
 238
 239 /*
 240  * Find an unused process ID
 241  *
 242  * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 243  * low-numbered pids.
 244  */
 245 static int
 246 fork_findpid(int flags)
 247 {
 248         pid_t result;
 249         int trypid;
 250
 251         trypid = lastpid + 1;
 252         if (flags & RFHIGHPID) {
 253                 if (trypid < 10)
 254                         trypid = 10;
 255         } else {
 256                 if (randompid)
 257                         trypid += arc4random() % randompid;
 258         }
 259         mtx_lock(&procid_lock);
 260 retry:
 261         /*
 262          * If the process ID prototype has wrapped around,
 263          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 264          * tend to include daemons that don't exit.
 265          */
 266         if (trypid >= pid_max) {
 267                 trypid = trypid % pid_max;
 268                 if (trypid < 100)
 269                         trypid += 100;
 270         }
 271
 272         bit_ffc_at(&proc_id_pidmap, trypid, pid_max, &result);
 273         if (result == -1) {
 274                 trypid = 100;
 275                 goto retry;
 276         }
 277         if (bit_test(&proc_id_grpidmap, result) ||
 278             bit_test(&proc_id_sessidmap, result) ||
 279             bit_test(&proc_id_reapmap, result)) {
 280                 trypid = result + 1;
 281                 goto retry;
 282         }
 283
 284         /*
 285          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 286          */
 287         if ((flags & RFHIGHPID) == 0)
 288                 lastpid = result;
 289
 290         bit_set(&proc_id_pidmap, result);
 291         mtx_unlock(&procid_lock);
 292
 293         return (result);
 294 }
 295
 296 static int
 297 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 298 {
 299         int error;
 300         struct proc *p1;
 301
 302         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 303             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 304         p1 = td->td_proc;
 305
 306         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 307             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 308                 PROC_LOCK(p1);
 309                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 310                         PROC_UNLOCK(p1);
 311                         return (ERESTART);
 312                 }
 313                 PROC_UNLOCK(p1);
 314         }
 315
 316         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 317         if (error)
 318                 goto fail;
 319
 320         /*
 321          * Close all file descriptors.
 322          */
 323         if (flags & RFCFDG) {
 324                 struct filedesc *fdtmp;
 325                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false);
 326                 fdescfree(td);
 327                 p1->p_fd = fdtmp;
 328         }
 329
 330         /*
 331          * Unshare file descriptors (from parent).
 332          */
 333         if (flags & RFFDG)
 334                 fdunshare(td);
 335
 336 fail:
 337         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 338             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 339                 PROC_LOCK(p1);
 340                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 341                 PROC_UNLOCK(p1);
 342         }
 343         return (error);
 344 }
 345
 346 static void
 347 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 348     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 349 {
 350         struct proc *p1, *pptr;
 351         int trypid;
 352         struct filedesc *fd;
 353         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 354         struct sigacts *newsigacts;
 355
 356         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 357
 358         p1 = td->td_proc;
 359
 360         trypid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 361         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 362         p2->p_pid = trypid;
 363         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 364         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 365         allproc_gen++;
 366         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 367         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 368         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 369         PROC_LOCK(p2);
 370         PROC_LOCK(p1);
 371
 372         sx_xunlock(&allproc_lock);
 373
 374         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 375             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 376         pargs_hold(p2->p_args);
 377
 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         PROC_UNLOCK(p2);
 387
 388         tidhash_add(td2);
 389
 390         /*
 391          * Malloc things while we don't hold any locks.
 392          */
 393         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 394                 newsigacts = NULL;
 395         else
 396                 newsigacts = sigacts_alloc();
 397
 398         /*
 399          * Copy filedesc.
 400          */
 401         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 402                 fd = fdinit(p1->p_fd, false);
 403                 fdtol = NULL;
 404         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 405                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 406                 fdtol = NULL;
 407         } else {
 408                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 409                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 410                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 411                             p1->p_leader);
 412                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 413                         /*
 414                          * Shared file descriptor table, and shared
 415                          * process leaders.
 416                          */
 417                         fdtol = p1->p_fdtol;
 418                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 419                         fdtol->fdl_refcount++;
 420                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 421                 } else {
 422                         /*
 423                          * Shared file descriptor table, and different
 424                          * process leaders.
 425                          */
 426                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 427                             p1->p_fd, p2);
 428                 }
 429         }
 430         /*
 431          * Make a proc table entry for the new process.
 432          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 433          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 434          */
 435
 436         PROC_LOCK(p2);
 437         PROC_LOCK(p1);
 438
 439         bzero(&td2->td_startzero,
 440             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 441
 442         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 443             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 444
 445         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 446         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 447         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 448         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 449
 450 #ifdef VIMAGE
 451         td2->td_vnet = NULL;
 452         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 453 #endif
 454
 455         /*
 456          * Allow the scheduler to initialize the child.
 457          */
 458         thread_lock(td);
 459         sched_fork(td, td2);
 460         thread_unlock(td);
 461
 462         /*
 463          * Duplicate sub-structures as needed.
 464          * Increase reference counts on shared objects.
 465          */
 466         p2->p_flag = P_INMEM;
 467         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 468             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC | P2_TRAPCAP);
 469         p2->p_swtick = ticks;
 470         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 471                 startprofclock(p2);
 472
 473         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 474                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 475         } else {
 476                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 477                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 478         }
 479
 480         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 481                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 482         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 483                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 484         else
 485                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 486
 487         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 488         p2->p_fd = fd;
 489         p2->p_fdtol = fdtol;
 490
 491         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 492                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 493                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 494         }
 495
 496         /*
 497          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 498          */
 499         lim_fork(p1, p2);
 500
 501         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 502
 503         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 504
 505         PROC_UNLOCK(p1);
 506         PROC_UNLOCK(p2);
 507
 508         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 509         if (p2->p_textvp)
 510                 vrefact(p2->p_textvp);
 511
 512         /*
 513          * Set up linkage for kernel based threading.
 514          */
 515         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 516                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 517                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 518                 p1->p_peers = p2;
 519                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 520                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 521                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 522                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 523                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 524                         /*
 525                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 526                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 527                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 528                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 529                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 530                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 531                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 532                          * the task leader may not get a chance to send
 533                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 534                          * the task leader will wait for this new process
 535                          * to commit suicide.
 536                          */
 537                         PROC_LOCK(p2);
 538                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 539                         PROC_UNLOCK(p2);
 540                 } else
 541                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 542         } else {
 543                 p2->p_peers = NULL;
 544                 p2->p_leader = p2;
 545         }
 546
 547         sx_xlock(&proctree_lock);
 548         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 549         PROC_LOCK(p2);
 550         PROC_LOCK(p1);
 551
 552         /*
 553          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 554          * been preserved.
 555          */
 556         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 557         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) | TDP_FORKING;
 558         SESS_LOCK(p1->p_session);
 559         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 560                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 561         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 562         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 563                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 564
 565         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 566         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 567         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 568         LIST_INIT(&p2->p_children);
 569         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 570
 571         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 572
 573         /*
 574          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 575          * procfs ioctl flags from its parent.
 576          */
 577         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 578                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 579                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 580         }
 581
 582         /*
 583          * This begins the section where we must prevent the parent
 584          * from being swapped.
 585          */
 586         _PHOLD(p1);
 587         PROC_UNLOCK(p1);
 588
 589         /*
 590          * Attach the new process to its parent.
 591          *
 592          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 593          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 594          * parent.
 595          */
 596         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 597                 pptr = p1->p_reaper;
 598                 p2->p_reaper = pptr;
 599         } else {
 600                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 601                     p1 : p1->p_reaper;
 602                 pptr = p1;
 603         }
 604         p2->p_pptr = pptr;
 605         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 606         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 607         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 608         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 609         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 610                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 611                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 612         }
 613         sx_xunlock(&proctree_lock);
 614
 615         /* Inform accounting that we have forked. */
 616         p2->p_acflag = AFORK;
 617         PROC_UNLOCK(p2);
 618
 619 #ifdef KTRACE
 620         ktrprocfork(p1, p2);
 621 #endif
 622
 623         /*
 624          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 625          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 626          */
 627         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 628
 629         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 630                 VM_CNT_INC(v_forks);
 631                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 632                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 633         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 634                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 635                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 636                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 637         } else if (p1 == &proc0) {
 638                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 639                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 640                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 641         } else {
 642                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 643                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 644                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 645         }
 646
 647         /*
 648          * Associate the process descriptor with the process before anything
 649          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 650          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 651          */
 652         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 653                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 654
 655         /*
 656          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 657          * to adjust anything.
 658          */
 659         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 660
 661         /*
 662          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 663          */
 664         PROC_LOCK(p2);
 665         PROC_LOCK(p1);
 666         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 667         PROC_SLOCK(p2);
 668         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 669         PROC_SUNLOCK(p2);
 670
 671 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 672         /*
 673          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 674          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 675          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 676          * use pfind() later on.
 677          */
 678         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 679                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 680 #endif
 681         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 682                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 683                 td->td_rfppwait_p = p2;
 684                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 685         }
 686         PROC_UNLOCK(p2);
 687
 688         /*
 689          * Tell any interested parties about the new process.
 690          */
 691         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 692
 693         /*
 694          * Now can be swapped.
 695          */
 696         _PRELE(p1);
 697         PROC_UNLOCK(p1);
 698         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 699
 700         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 701                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 702                 fdrop(fp_procdesc, td);
 703         }
 704
 705         /*
 706          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 707          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 708          * if being set atm.
 709          */
 710         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 711                 sx_xlock(&proctree_lock);
 712                 PROC_LOCK(p2);
 713
 714                 /*
 715                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 716                  * process and proctree locks for modifications,
 717                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 718                  */
 719                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 720                         /*
 721                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 722                          *
 723                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 724                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 725                          * for runaway child.
 726                          */
 727                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 728                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 729                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 730                         proc_set_traced(p2, true);
 731                         CTR2(KTR_PTRACE,
 732                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 733                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 734                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 735                 }
 736                 PROC_UNLOCK(p2);
 737                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 738         }
 739
 740         racct_proc_fork_done(p2);
 741
 742         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 743                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 744                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 745                 /*
 746                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 747                  * add to run queue.
 748                  */
 749                 thread_lock(td2);
 750                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 751                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 752                 thread_unlock(td2);
 753         } else {
 754                 *fr->fr_procp = p2;
 755         }
 756 }
 757
 758 void
 759 fork_rfppwait(struct thread *td)
 760 {
 761         struct proc *p, *p2;
 762
 763         MPASS(td->td_pflags & TDP_RFPPWAIT);
 764
 765         p = td->td_proc;
 766         /*
 767          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If
 768          * waiting for child to exec or exit, fork set
 769          * P_PPWAIT on child, and there we sleep on our proc
 770          * (in case of exit).
 771          *
 772          * Do it after the ptracestop() above is finished, to
 773          * not block our debugger until child execs or exits
 774          * to finish vfork wait.
 775          */
 776         td->td_pflags &= ~TDP_RFPPWAIT;
 777         p2 = td->td_rfppwait_p;
 778 again:
 779         PROC_LOCK(p2);
 780         while (p2->p_flag & P_PPWAIT) {
 781                 PROC_LOCK(p);
 782                 if (thread_suspend_check_needed()) {
 783                         PROC_UNLOCK(p2);
 784                         thread_suspend_check(0);
 785                         PROC_UNLOCK(p);
 786                         goto again;
 787                 } else {
 788                         PROC_UNLOCK(p);
 789                 }
 790                 cv_timedwait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx, hz);
 791         }
 792         PROC_UNLOCK(p2);
 793
 794         if (td->td_dbgflags & TDB_VFORK) {
 795                 PROC_LOCK(p);
 796                 if (p->p_ptevents & PTRACE_VFORK)
 797                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
 798                 td->td_dbgflags &= ~TDB_VFORK;
 799                 PROC_UNLOCK(p);
 800         }
 801 }
 802
 803 int
 804 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 805 {
 806         struct proc *p1, *newproc;
 807         struct thread *td2;
 808         struct vmspace *vm2;
 809         struct file *fp_procdesc;
 810         vm_ooffset_t mem_charged;
 811         int error, nprocs_new, ok;
 812         static int curfail;
 813         static struct timeval lastfail;
 814         int flags, pages;
 815
 816         flags = fr->fr_flags;
 817         pages = fr->fr_pages;
 818
 819         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 820                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 821         else
 822                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 823
 824         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 825         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 826                 return (EINVAL);
 827
 828         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 829         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 830                 return (EINVAL);
 831
 832         /* Can't copy and clear. */
 833         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 834                 return (EINVAL);
 835
 836         /* Check the validity of the signal number. */
 837         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 838                 return (EINVAL);
 839
 840         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 841                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 842                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 843                         return (EINVAL);
 844
 845                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 846                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 847                         return (EINVAL);
 848
 849                 /* Check if we are using supported flags. */
 850                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 851                         return (EINVAL);
 852         }
 853
 854         p1 = td->td_proc;
 855
 856         /*
 857          * Here we don't create a new process, but we divorce
 858          * certain parts of a process from itself.
 859          */
 860         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 861                 if (fr->fr_procp != NULL)
 862                         *fr->fr_procp = NULL;
 863                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 864                         *fr->fr_pidp = 0;
 865                 return (fork_norfproc(td, flags));
 866         }
 867
 868         fp_procdesc = NULL;
 869         newproc = NULL;
 870         vm2 = NULL;
 871
 872         /*
 873          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 874          * Although process entries are dynamically created, we still
 875          * keep a global limit on the maximum number we will
 876          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 877          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 878          * the process data.
 879          *
 880          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 881          * processes; don't let root exceed the limit.
 882          */
 883         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 884         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 885                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 886                     nprocs_new >= maxproc) {
 887                         error = EAGAIN;
 888                         sx_xlock(&allproc_lock);
 889                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 890                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 891                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 892                                     "login.conf(5)\n",
 893                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 894                         }
 895                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 896                         goto fail2;
 897                 }
 898         }
 899
 900         /*
 901          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 902          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 903          * later.
 904          */
 905         if (flags & RFPROCDESC) {
 906                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 907                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 908                 if (error != 0)
 909                         goto fail2;
 910         }
 911
 912         mem_charged = 0;
 913         if (pages == 0)
 914                 pages = kstack_pages;
 915         /* Allocate new proc. */
 916         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 917         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 918         if (td2 == NULL) {
 919                 td2 = thread_alloc(pages);
 920                 if (td2 == NULL) {
 921                         error = ENOMEM;
 922                         goto fail2;
 923                 }
 924                 proc_linkup(newproc, td2);
 925         } else {
 926                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 927                         if (td2->td_kstack != 0)
 928                                 vm_thread_dispose(td2);
 929                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 930                                 error = ENOMEM;
 931                                 goto fail2;
 932                         }
 933                 }
 934         }
 935
 936         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 937                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 938                 if (vm2 == NULL) {
 939                         error = ENOMEM;
 940                         goto fail2;
 941                 }
 942                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 943                         /*
 944                          * The swap reservation failed. The accounting
 945                          * from the entries of the copied vm2 will be
 946                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 947                          * reservation there.
 948                          */
 949                         swap_reserve_force(mem_charged);
 950                         error = ENOMEM;
 951                         goto fail2;
 952                 }
 953         } else
 954                 vm2 = NULL;
 955
 956         /*
 957          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 958          *      per-cred resource counters.
 959          */
 960         proc_set_cred_init(newproc, crhold(td->td_ucred));
 961
 962         /*
 963          * Initialize resource accounting for the child process.
 964          */
 965         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 966         if (error != 0) {
 967                 error = EAGAIN;
 968                 goto fail1;
 969         }
 970
 971 #ifdef MAC
 972         mac_proc_init(newproc);
 973 #endif
 974         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
 975         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 976
 977         sx_xlock(&allproc_lock);
 978
 979         /*
 980          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 981          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 982          *
 983          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 984          */
 985         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT);
 986         if (error == 0)
 987                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 988         else {
 989                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 990                     lim_cur(td, RLIMIT_NPROC));
 991         }
 992         if (ok) {
 993                 do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
 994                 return (0);
 995         }
 996
 997         error = EAGAIN;
 998         sx_xunlock(&allproc_lock);
 999 #ifdef MAC
1000         mac_proc_destroy(newproc);
1001 #endif
1002         racct_proc_exit(newproc);
1003 fail1:
1004         crfree(newproc->p_ucred);
1005         newproc->p_ucred = NULL;
1006 fail2:
1007         if (vm2 != NULL)
1008                 vmspace_free(vm2);
1009         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1010         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1011                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1012                 fdrop(fp_procdesc, td);
1013         }
1014         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1015         pause("fork", hz / 2);
1016         return (error);
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1021  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1022  */
1023 void
1024 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1025     struct trapframe *frame)
1026 {
1027         struct proc *p;
1028         struct thread *td;
1029         struct thread *dtd;
1030
1031         td = curthread;
1032         p = td->td_proc;
1033         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1034
1035         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1036             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1037
1038         sched_fork_exit(td);
1039         /*
1040         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1041         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1042         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1043         */
1044         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1045                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1046                 thread_stash(dtd);
1047         }
1048         thread_unlock(td);
1049
1050         /*
1051          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1052          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1053          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1054          */
1055         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1056         callout(arg, frame);
1057
1058         /*
1059          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1060          * function.
1061          */
1062         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1063                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1064                     td->td_name, p->p_pid);
1065                 kthread_exit();
1066         }
1067         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1068
1069         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1070                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1071         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1076  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1077  * as the first parameter and is called when returning to a new
1078  * userland process.
1079  */
1080 void
1081 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1082 {
1083         struct proc *p;
1084
1085         p = td->td_proc;
1086         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1087                 PROC_LOCK(p);
1088                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1089                         /*
1090                          * Inform the debugger if one is still present.
1091                          */
1092                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1093                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1094                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1095                 } else {
1096                         /*
1097                          * ... otherwise clear the request.
1098                          */
1099                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1100                 }
1101                 PROC_UNLOCK(p);
1102         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1103                 /*
1104                  * This is the start of a new thread in a traced
1105                  * process.  Report a system call exit event.
1106                  */
1107                 PROC_LOCK(p);
1108                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1109                 _STOPEVENT(p, S_SCX, td->td_sa.code);
1110                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1111                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1112                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1113                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1114                 PROC_UNLOCK(p);
1115         }
1116
1117         userret(td, frame);
1118
1119 #ifdef KTRACE
1120         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1121                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1122 #endif
1123 }