sys/kern/kern_fork.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
   8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  *      @(#)kern_fork.c 8.6 (Berkeley) 4/8/94
  35  */
  36
  37 #include <sys/cdefs.h>
  38 __FBSDID("$FreeBSD$");
  39
  40 #include "opt_ktrace.h"
  41 #include "opt_kstack_pages.h"
  42
  43 #include <sys/param.h>
  44 #include <sys/systm.h>
  45 #include <sys/sysproto.h>
  46 #include <sys/eventhandler.h>
  47 #include <sys/fcntl.h>
  48 #include <sys/filedesc.h>
  49 #include <sys/jail.h>
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #include <sys/kthread.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <sys/lock.h>
  54 #include <sys/malloc.h>
  55 #include <sys/mutex.h>
  56 #include <sys/priv.h>
  57 #include <sys/proc.h>
  58 #include <sys/procdesc.h>
  59 #include <sys/pioctl.h>
  60 #include <sys/ptrace.h>
  61 #include <sys/racct.h>
  62 #include <sys/resourcevar.h>
  63 #include <sys/sched.h>
  64 #include <sys/syscall.h>
  65 #include <sys/vmmeter.h>
  66 #include <sys/vnode.h>
  67 #include <sys/acct.h>
  68 #include <sys/ktr.h>
  69 #include <sys/ktrace.h>
  70 #include <sys/unistd.h>
  71 #include <sys/sdt.h>
  72 #include <sys/sx.h>
  73 #include <sys/sysent.h>
  74 #include <sys/signalvar.h>
  75
  76 #include <security/audit/audit.h>
  77 #include <security/mac/mac_framework.h>
  78
  79 #include <vm/vm.h>
  80 #include <vm/pmap.h>
  81 #include <vm/vm_map.h>
  82 #include <vm/vm_extern.h>
  83 #include <vm/uma.h>
  84 #include <vm/vm_domain.h>
  85
  86 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  87 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  88 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  89 #endif
  90
  91 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  92 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, , , create, "struct proc *", "struct proc *", "int");
  93
  94 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  95 struct fork_args {
  96         int     dummy;
  97 };
  98 #endif
  99
 100 EVENTHANDLER_LIST_DECLARE(process_fork);
 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     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 static int
 235 fork_findpid(int flags)
 236 {
 237         struct proc *p;
 238         int trypid;
 239         static int pidchecked = 0;
 240
 241         /*
 242          * Requires allproc_lock in order to iterate over the list
 243          * of processes, and proctree_lock to access p_pgrp.
 244          */
 245         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 246         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 247
 248         /*
 249          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 250          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 251          *
 252          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 253          * low-numbered pids.
 254          */
 255         trypid = lastpid + 1;
 256         if (flags & RFHIGHPID) {
 257                 if (trypid < 10)
 258                         trypid = 10;
 259         } else {
 260                 if (randompid)
 261                         trypid += arc4random() % randompid;
 262         }
 263 retry:
 264         /*
 265          * If the process ID prototype has wrapped around,
 266          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 267          * tend to include daemons that don't exit.
 268          */
 269         if (trypid >= pid_max) {
 270                 trypid = trypid % pid_max;
 271                 if (trypid < 100)
 272                         trypid += 100;
 273                 pidchecked = 0;
 274         }
 275         if (trypid >= pidchecked) {
 276                 int doingzomb = 0;
 277
 278                 pidchecked = PID_MAX;
 279                 /*
 280                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 281                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 282                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 283                  *
 284                  * Avoid reuse of the process group id, session id or
 285                  * the reaper subtree id.  Note that for process group
 286                  * and sessions, the amount of reserved pids is
 287                  * limited by process limit.  For the subtree ids, the
 288                  * id is kept reserved only while there is a
 289                  * non-reaped process in the subtree, so amount of
 290                  * reserved pids is limited by process limit times
 291                  * two.
 292                  */
 293                 p = LIST_FIRST(&allproc);
 294 again:
 295                 for (; p != NULL; p = LIST_NEXT(p, p_list)) {
 296                         while (p->p_pid == trypid ||
 297                             p->p_reapsubtree == trypid ||
 298                             (p->p_pgrp != NULL &&
 299                             (p->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 300                             (p->p_session != NULL &&
 301                             p->p_session->s_sid == trypid)))) {
 302                                 trypid++;
 303                                 if (trypid >= pidchecked)
 304                                         goto retry;
 305                         }
 306                         if (p->p_pid > trypid && pidchecked > p->p_pid)
 307                                 pidchecked = p->p_pid;
 308                         if (p->p_pgrp != NULL) {
 309                                 if (p->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 310                                     pidchecked > p->p_pgrp->pg_id)
 311                                         pidchecked = p->p_pgrp->pg_id;
 312                                 if (p->p_session != NULL &&
 313                                     p->p_session->s_sid > trypid &&
 314                                     pidchecked > p->p_session->s_sid)
 315                                         pidchecked = p->p_session->s_sid;
 316                         }
 317                 }
 318                 if (!doingzomb) {
 319                         doingzomb = 1;
 320                         p = LIST_FIRST(&zombproc);
 321                         goto again;
 322                 }
 323         }
 324
 325         /*
 326          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 327          */
 328         if (flags & RFHIGHPID)
 329                 pidchecked = 0;
 330         else
 331                 lastpid = trypid;
 332
 333         return (trypid);
 334 }
 335
 336 static int
 337 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 338 {
 339         int error;
 340         struct proc *p1;
 341
 342         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 343             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 344         p1 = td->td_proc;
 345
 346         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 347             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 348                 PROC_LOCK(p1);
 349                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 350                         PROC_UNLOCK(p1);
 351                         return (ERESTART);
 352                 }
 353                 PROC_UNLOCK(p1);
 354         }
 355
 356         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 357         if (error)
 358                 goto fail;
 359
 360         /*
 361          * Close all file descriptors.
 362          */
 363         if (flags & RFCFDG) {
 364                 struct filedesc *fdtmp;
 365                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false);
 366                 fdescfree(td);
 367                 p1->p_fd = fdtmp;
 368         }
 369
 370         /*
 371          * Unshare file descriptors (from parent).
 372          */
 373         if (flags & RFFDG)
 374                 fdunshare(td);
 375
 376 fail:
 377         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 378             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 379                 PROC_LOCK(p1);
 380                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 381                 PROC_UNLOCK(p1);
 382         }
 383         return (error);
 384 }
 385
 386 static void
 387 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 388     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 389 {
 390         struct proc *p1, *pptr;
 391         int trypid;
 392         struct filedesc *fd;
 393         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 394         struct sigacts *newsigacts;
 395
 396         sx_assert(&proctree_lock, SX_SLOCKED);
 397         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 398
 399         p1 = td->td_proc;
 400
 401         trypid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 402
 403         sx_sunlock(&proctree_lock);
 404
 405         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 406         p2->p_pid = trypid;
 407         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 408         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 409         allproc_gen++;
 410         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 411         tidhash_add(td2);
 412         PROC_LOCK(p2);
 413         PROC_LOCK(p1);
 414
 415         sx_xunlock(&allproc_lock);
 416
 417         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 418             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 419         p2->p_elf_machine = p1->p_elf_machine;
 420         p2->p_elf_flags = p1->p_elf_flags;
 421         pargs_hold(p2->p_args);
 422
 423         PROC_UNLOCK(p1);
 424
 425         bzero(&p2->p_startzero,
 426             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 427         p2->p_ptevents = 0;
 428         p2->p_pdeathsig = 0;
 429
 430         /* Tell the prison that we exist. */
 431         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 432
 433         PROC_UNLOCK(p2);
 434
 435         /*
 436          * Malloc things while we don't hold any locks.
 437          */
 438         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 439                 newsigacts = NULL;
 440         else
 441                 newsigacts = sigacts_alloc();
 442
 443         /*
 444          * Copy filedesc.
 445          */
 446         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 447                 fd = fdinit(p1->p_fd, false);
 448                 fdtol = NULL;
 449         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 450                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 451                 fdtol = NULL;
 452         } else {
 453                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 454                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 455                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 456                             p1->p_leader);
 457                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 458                         /*
 459                          * Shared file descriptor table, and shared
 460                          * process leaders.
 461                          */
 462                         fdtol = p1->p_fdtol;
 463                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 464                         fdtol->fdl_refcount++;
 465                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 466                 } else {
 467                         /*
 468                          * Shared file descriptor table, and different
 469                          * process leaders.
 470                          */
 471                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 472                             p1->p_fd, p2);
 473                 }
 474         }
 475         /*
 476          * Make a proc table entry for the new process.
 477          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 478          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 479          */
 480
 481         PROC_LOCK(p2);
 482         PROC_LOCK(p1);
 483
 484         bzero(&td2->td_startzero,
 485             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 486         td2->td_sleeptimo = 0;
 487         td2->td_vslock_sz = 0;
 488         bzero(&td2->td_si, sizeof(td2->td_si));
 489
 490         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 491             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 492         td2->td_sa = td->td_sa;
 493
 494         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 495         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 496         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 497         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 498
 499 #ifdef VIMAGE
 500         td2->td_vnet = NULL;
 501         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 502 #endif
 503
 504         /*
 505          * Allow the scheduler to initialize the child.
 506          */
 507         thread_lock(td);
 508         sched_fork(td, td2);
 509         thread_unlock(td);
 510
 511         /*
 512          * Duplicate sub-structures as needed.
 513          * Increase reference counts on shared objects.
 514          */
 515         p2->p_flag = P_INMEM;
 516         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC | P2_TRAPCAP);
 517         p2->p_swtick = ticks;
 518         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 519                 startprofclock(p2);
 520
 521         /*
 522          * Whilst the proc lock is held, copy the VM domain data out
 523          * using the VM domain method.
 524          */
 525         vm_domain_policy_init(&p2->p_vm_dom_policy);
 526         vm_domain_policy_localcopy(&p2->p_vm_dom_policy,
 527             &p1->p_vm_dom_policy);
 528
 529         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 530                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 531         } else {
 532                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 533                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 534         }
 535
 536         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 537                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 538         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 539                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 540         else
 541                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 542
 543         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 544         p2->p_fd = fd;
 545         p2->p_fdtol = fdtol;
 546
 547         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 548                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 549                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 550         }
 551
 552         /*
 553          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 554          */
 555         lim_fork(p1, p2);
 556
 557         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 558
 559         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 560
 561         PROC_UNLOCK(p1);
 562         PROC_UNLOCK(p2);
 563
 564         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 565         if (p2->p_textvp)
 566                 vrefact(p2->p_textvp);
 567
 568         /*
 569          * Set up linkage for kernel based threading.
 570          */
 571         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 572                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 573                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 574                 p1->p_peers = p2;
 575                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 576                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 577                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 578                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 579                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 580                         /*
 581                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 582                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 583                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 584                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 585                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 586                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 587                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 588                          * the task leader may not get a chance to send
 589                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 590                          * the task leader will wait for this new process
 591                          * to commit suicide.
 592                          */
 593                         PROC_LOCK(p2);
 594                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 595                         PROC_UNLOCK(p2);
 596                 } else
 597                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 598         } else {
 599                 p2->p_peers = NULL;
 600                 p2->p_leader = p2;
 601         }
 602
 603         sx_xlock(&proctree_lock);
 604         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 605         PROC_LOCK(p2);
 606         PROC_LOCK(p1);
 607
 608         /*
 609          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 610          * been preserved.
 611          */
 612         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 613         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) | TDP_FORKING;
 614         SESS_LOCK(p1->p_session);
 615         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 616                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 617         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 618         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 619                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 620
 621         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 622         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 623         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 624         LIST_INIT(&p2->p_children);
 625         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 626
 627         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 628
 629         /*
 630          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 631          * procfs ioctl flags from its parent.
 632          */
 633         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 634                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 635                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 636         }
 637
 638         /*
 639          * This begins the section where we must prevent the parent
 640          * from being swapped.
 641          */
 642         _PHOLD(p1);
 643         PROC_UNLOCK(p1);
 644
 645         /*
 646          * Attach the new process to its parent.
 647          *
 648          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 649          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 650          * parent.
 651          */
 652         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 653                 pptr = p1->p_reaper;
 654                 p2->p_reaper = pptr;
 655         } else {
 656                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 657                     p1 : p1->p_reaper;
 658                 pptr = p1;
 659         }
 660         p2->p_pptr = pptr;
 661         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 662         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 663         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 664         if (p2->p_reaper == p1)
 665                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 666         sx_xunlock(&proctree_lock);
 667
 668         /* Inform accounting that we have forked. */
 669         p2->p_acflag = AFORK;
 670         PROC_UNLOCK(p2);
 671
 672 #ifdef KTRACE
 673         ktrprocfork(p1, p2);
 674 #endif
 675
 676         /*
 677          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 678          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 679          */
 680         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 681
 682         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 683                 PCPU_INC(cnt.v_forks);
 684                 PCPU_ADD(cnt.v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 685                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 686         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 687                 PCPU_INC(cnt.v_vforks);
 688                 PCPU_ADD(cnt.v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 689                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 690         } else if (p1 == &proc0) {
 691                 PCPU_INC(cnt.v_kthreads);
 692                 PCPU_ADD(cnt.v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 693                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 694         } else {
 695                 PCPU_INC(cnt.v_rforks);
 696                 PCPU_ADD(cnt.v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 697                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 698         }
 699
 700         /*
 701          * Associate the process descriptor with the process before anything
 702          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 703          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 704          */
 705         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 706                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 707
 708         /*
 709          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 710          * to adjust anything.
 711          */
 712         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 713
 714         /*
 715          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 716          */
 717         PROC_LOCK(p2);
 718         PROC_LOCK(p1);
 719         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 720         PROC_SLOCK(p2);
 721         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 722         PROC_SUNLOCK(p2);
 723
 724 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 725         /*
 726          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 727          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 728          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 729          * use pfind() later on.
 730          */
 731         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 732                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 733 #endif
 734         /*
 735          * Hold the process so that it cannot exit after we make it runnable,
 736          * but before we wait for the debugger.
 737          */
 738         _PHOLD(p2);
 739         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 740                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 741                 td->td_rfppwait_p = p2;
 742                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 743         }
 744         PROC_UNLOCK(p2);
 745
 746         /*
 747          * Now can be swapped.
 748          */
 749         _PRELE(p1);
 750         PROC_UNLOCK(p1);
 751
 752         /*
 753          * Tell any interested parties about the new process.
 754          */
 755         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 756         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 757
 758         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 759                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 760                 fdrop(fp_procdesc, td);
 761         }
 762
 763         /*
 764          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 765          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 766          * if being set atm.
 767          */
 768         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 769                 sx_xlock(&proctree_lock);
 770                 PROC_LOCK(p2);
 771
 772                 /*
 773                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 774                  * process and proctree locks for modifications,
 775                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 776                  */
 777                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 778                         /*
 779                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 780                          *
 781                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 782                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 783                          * for runaway child.
 784                          */
 785                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 786                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 787                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 788                         proc_set_traced(p2, true);
 789                         CTR2(KTR_PTRACE,
 790                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 791                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 792                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr);
 793                 }
 794                 PROC_UNLOCK(p2);
 795                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 796         }
 797
 798         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 799                 /*
 800                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 801                  * add to run queue.
 802                  */
 803                 thread_lock(td2);
 804                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 805                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 806                 thread_unlock(td2);
 807                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 808                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 809         } else {
 810                 *fr->fr_procp = p2;
 811         }
 812
 813         PROC_LOCK(p2);
 814         _PRELE(p2);
 815         racct_proc_fork_done(p2);
 816         PROC_UNLOCK(p2);
 817 }
 818
 819 int
 820 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 821 {
 822         struct proc *p1, *newproc;
 823         struct thread *td2;
 824         struct vmspace *vm2;
 825         struct file *fp_procdesc;
 826         vm_ooffset_t mem_charged;
 827         int error, nprocs_new, ok;
 828         static int curfail;
 829         static struct timeval lastfail;
 830         int flags, pages;
 831
 832         flags = fr->fr_flags;
 833         pages = fr->fr_pages;
 834
 835         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 836                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 837         else
 838                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 839
 840         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 841         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 842                 return (EINVAL);
 843
 844         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 845         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 846                 return (EINVAL);
 847
 848         /* Can't copy and clear. */
 849         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 850                 return (EINVAL);
 851
 852         /* Check the validity of the signal number. */
 853         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 854                 return (EINVAL);
 855
 856         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 857                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 858                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 859                         return (EINVAL);
 860
 861                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 862                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 863                         return (EINVAL);
 864
 865                 /* Check if we are using supported flags. */
 866                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 867                         return (EINVAL);
 868         }
 869
 870         p1 = td->td_proc;
 871
 872         /*
 873          * Here we don't create a new process, but we divorce
 874          * certain parts of a process from itself.
 875          */
 876         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 877                 if (fr->fr_procp != NULL)
 878                         *fr->fr_procp = NULL;
 879                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 880                         *fr->fr_pidp = 0;
 881                 return (fork_norfproc(td, flags));
 882         }
 883
 884         fp_procdesc = NULL;
 885         newproc = NULL;
 886         vm2 = NULL;
 887
 888         /*
 889          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 890          * Although process entries are dynamically created, we still
 891          * keep a global limit on the maximum number we will
 892          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 893          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 894          * the process data.
 895          *
 896          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 897          * processes; don't let root exceed the limit.
 898          */
 899         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 900         if ((nprocs_new >= maxproc - 10 && priv_check_cred(td->td_ucred,
 901             PRIV_MAXPROC, 0) != 0) || nprocs_new >= maxproc) {
 902                 error = EAGAIN;
 903                 sx_xlock(&allproc_lock);
 904                 if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 905                         printf("maxproc limit exceeded by uid %u (pid %d); "
 906                             "see tuning(7) and login.conf(5)\n",
 907                             td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 908                 }
 909                 sx_xunlock(&allproc_lock);
 910                 goto fail2;
 911         }
 912
 913         /*
 914          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 915          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 916          * later.
 917          */
 918         if (flags & RFPROCDESC) {
 919                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 920                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 921                 if (error != 0)
 922                         goto fail2;
 923         }
 924
 925         mem_charged = 0;
 926         if (pages == 0)
 927                 pages = kstack_pages;
 928         /* Allocate new proc. */
 929         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 930         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 931         if (td2 == NULL) {
 932                 td2 = thread_alloc(pages);
 933                 if (td2 == NULL) {
 934                         error = ENOMEM;
 935                         goto fail2;
 936                 }
 937                 proc_linkup(newproc, td2);
 938         } else {
 939                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 940                         if (td2->td_kstack != 0)
 941                                 vm_thread_dispose(td2);
 942                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 943                                 error = ENOMEM;
 944                                 goto fail2;
 945                         }
 946                 }
 947         }
 948
 949         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 950                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 951                 if (vm2 == NULL) {
 952                         error = ENOMEM;
 953                         goto fail2;
 954                 }
 955                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 956                         /*
 957                          * The swap reservation failed. The accounting
 958                          * from the entries of the copied vm2 will be
 959                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 960                          * reservation there.
 961                          */
 962                         swap_reserve_force(mem_charged);
 963                         error = ENOMEM;
 964                         goto fail2;
 965                 }
 966         } else
 967                 vm2 = NULL;
 968
 969         /*
 970          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 971          *      per-cred resource counters.
 972          */
 973         proc_set_cred_init(newproc, crhold(td->td_ucred));
 974
 975         /*
 976          * Initialize resource accounting for the child process.
 977          */
 978         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 979         if (error != 0) {
 980                 error = EAGAIN;
 981                 goto fail1;
 982         }
 983
 984 #ifdef MAC
 985         mac_proc_init(newproc);
 986 #endif
 987         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
 988         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 989
 990         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 991         sx_slock(&proctree_lock);
 992         sx_xlock(&allproc_lock);
 993
 994         /*
 995          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 996          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 997          *
 998          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 999          */
1000         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
1001         if (error == 0)
1002                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
1003         else {
1004                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
1005                     lim_cur(td, RLIMIT_NPROC));
1006         }
1007         if (ok) {
1008                 do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
1009                 return (0);
1010         }
1011
1012         error = EAGAIN;
1013         sx_sunlock(&proctree_lock);
1014         sx_xunlock(&allproc_lock);
1015 #ifdef MAC
1016         mac_proc_destroy(newproc);
1017 #endif
1018         racct_proc_exit(newproc);
1019 fail1:
1020         crfree(newproc->p_ucred);
1021         newproc->p_ucred = NULL;
1022 fail2:
1023         if (vm2 != NULL)
1024                 vmspace_free(vm2);
1025         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1026         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1027                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1028                 fdrop(fp_procdesc, td);
1029         }
1030         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1031         pause("fork", hz / 2);
1032         return (error);
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1037  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1038  */
1039 void
1040 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1041     struct trapframe *frame)
1042 {
1043         struct proc *p;
1044         struct thread *td;
1045         struct thread *dtd;
1046
1047         td = curthread;
1048         p = td->td_proc;
1049         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1050
1051         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1052             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1053
1054         sched_fork_exit(td);
1055         /*
1056         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1057         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1058         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1059         */
1060         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1061                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1062                 thread_stash(dtd);
1063         }
1064         thread_unlock(td);
1065
1066         /*
1067          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1068          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1069          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1070          */
1071         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1072         callout(arg, frame);
1073
1074         /*
1075          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1076          * function.
1077          */
1078         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1079                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1080                     td->td_name, p->p_pid);
1081                 kthread_exit();
1082         }
1083         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1084
1085         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1086                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1087         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1088 }
1089
1090 /*
1091  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1092  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1093  * as the first parameter and is called when returning to a new
1094  * userland process.
1095  */
1096 void
1097 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1098 {
1099         struct proc *p;
1100
1101         p = td->td_proc;
1102         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1103                 PROC_LOCK(p);
1104                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1105                         /*
1106                          * Inform the debugger if one is still present.
1107                          */
1108                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1109                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1110                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1111                 } else {
1112                         /*
1113                          * ... otherwise clear the request.
1114                          */
1115                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1116                 }
1117                 PROC_UNLOCK(p);
1118         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1119                 /*
1120                  * This is the start of a new thread in a traced
1121                  * process.  Report a system call exit event.
1122                  */
1123                 PROC_LOCK(p);
1124                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1125                 _STOPEVENT(p, S_SCX, td->td_sa.code);
1126                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1127                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1128                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1129                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1130                 PROC_UNLOCK(p);
1131         }
1132
1133         userret(td, frame);
1134
1135 #ifdef KTRACE
1136         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1137                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1138 #endif
1139 }