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_mac.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/filedesc.h>
  48 #include <sys/kernel.h>
  49 #include <sys/kthread.h>
  50 #include <sys/sysctl.h>
  51 #include <sys/lock.h>
  52 #include <sys/malloc.h>
  53 #include <sys/mutex.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/pioctl.h>
  56 #include <sys/resourcevar.h>
  57 #include <sys/sched.h>
  58 #include <sys/syscall.h>
  59 #include <sys/vmmeter.h>
  60 #include <sys/vnode.h>
  61 #include <sys/acct.h>
  62 #include <sys/mac.h>
  63 #include <sys/ktr.h>
  64 #include <sys/ktrace.h>
  65 #include <sys/unistd.h>
  66 #include <sys/sx.h>
  67 #include <sys/signalvar.h>
  68
  69 #include <security/audit/audit.h>
  70
  71 #include <vm/vm.h>
  72 #include <vm/pmap.h>
  73 #include <vm/vm_map.h>
  74 #include <vm/vm_extern.h>
  75 #include <vm/uma.h>
  76
  77
  78 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  79 struct fork_args {
  80         int     dummy;
  81 };
  82 #endif
  83
  84 static int forksleep; /* Place for fork1() to sleep on. */
  85
  86 /*
  87  * MPSAFE
  88  */
  89 /* ARGSUSED */
  90 int
  91 fork(td, uap)
  92         struct thread *td;
  93         struct fork_args *uap;
  94 {
  95         int error;
  96         struct proc *p2;
  97
  98         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC, 0, &p2);
  99         if (error == 0) {
 100                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 101                 td->td_retval[1] = 0;
 102         }
 103         return (error);
 104 }
 105
 106 /*
 107  * MPSAFE
 108  */
 109 /* ARGSUSED */
 110 int
 111 vfork(td, uap)
 112         struct thread *td;
 113         struct vfork_args *uap;
 114 {
 115         int error;
 116         struct proc *p2;
 117
 118         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM, 0, &p2);
 119         if (error == 0) {
 120                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 121                 td->td_retval[1] = 0;
 122         }
 123         return (error);
 124 }
 125
 126 /*
 127  * MPSAFE
 128  */
 129 int
 130 rfork(td, uap)
 131         struct thread *td;
 132         struct rfork_args *uap;
 133 {
 134         struct proc *p2;
 135         int error;
 136
 137         /* Don't allow kernel-only flags. */
 138         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 139                 return (EINVAL);
 140
 141         AUDIT_ARG(fflags, uap->flags);
 142         error = fork1(td, uap->flags, 0, &p2);
 143         if (error == 0) {
 144                 td->td_retval[0] = p2 ? p2->p_pid : 0;
 145                 td->td_retval[1] = 0;
 146         }
 147         return (error);
 148 }
 149
 150 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 151 int     lastpid = 0;
 152 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 153     "Last used PID");
 154
 155 /*
 156  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 157  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 158  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 159  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 160  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 161  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 162  */
 163 static int randompid = 0;
 164
 165 static int
 166 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 167 {
 168         int error, pid;
 169
 170         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 171         if (error != 0)
 172                 return(error);
 173         sx_xlock(&allproc_lock);
 174         pid = randompid;
 175         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 176         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 177                 if (pid < 0 || pid > PID_MAX - 100)     /* out of range */
 178                         pid = PID_MAX - 100;
 179                 else if (pid < 2)                       /* NOP */
 180                         pid = 0;
 181                 else if (pid < 100)                     /* Make it reasonable */
 182                         pid = 100;
 183                 randompid = pid;
 184         }
 185         sx_xunlock(&allproc_lock);
 186         return (error);
 187 }
 188
 189 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 190     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus");
 191
 192 int
 193 fork1(td, flags, pages, procp)
 194         struct thread *td;
 195         int flags;
 196         int pages;
 197         struct proc **procp;
 198 {
 199         struct proc *p1, *p2, *pptr;
 200         uid_t uid;
 201         struct proc *newproc;
 202         int ok, trypid;
 203         static int curfail, pidchecked = 0;
 204         static struct timeval lastfail;
 205         struct filedesc *fd;
 206         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 207         struct thread *td2;
 208         struct ksegrp *kg2;
 209         struct sigacts *newsigacts;
 210         int error;
 211
 212         /* Can't copy and clear. */
 213         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 214                 return (EINVAL);
 215
 216         p1 = td->td_proc;
 217
 218         /*
 219          * Here we don't create a new process, but we divorce
 220          * certain parts of a process from itself.
 221          */
 222         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 223                 if ((p1->p_flag & P_HADTHREADS) &&
 224                     (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 225                         PROC_LOCK(p1);
 226                         if (thread_single(SINGLE_BOUNDARY)) {
 227                                 PROC_UNLOCK(p1);
 228                                 return (ERESTART);
 229                         }
 230                         PROC_UNLOCK(p1);
 231                 }
 232
 233                 vm_forkproc(td, NULL, NULL, flags);
 234
 235                 /*
 236                  * Close all file descriptors.
 237                  */
 238                 if (flags & RFCFDG) {
 239                         struct filedesc *fdtmp;
 240                         fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd);
 241                         fdfree(td);
 242                         p1->p_fd = fdtmp;
 243                 }
 244
 245                 /*
 246                  * Unshare file descriptors (from parent).
 247                  */
 248                 if (flags & RFFDG)
 249                         fdunshare(p1, td);
 250
 251                 if ((p1->p_flag & P_HADTHREADS) &&
 252                     (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 253                         PROC_LOCK(p1);
 254                         thread_single_end();
 255                         PROC_UNLOCK(p1);
 256                 }
 257                 *procp = NULL;
 258                 return (0);
 259         }
 260
 261         /*
 262          * Note 1:1 allows for forking with one thread coming out on the
 263          * other side with the expectation that the process is about to
 264          * exec.
 265          */
 266         if (p1->p_flag & P_HADTHREADS) {
 267                 /*
 268                  * Idle the other threads for a second.
 269                  * Since the user space is copied, it must remain stable.
 270                  * In addition, all threads (from the user perspective)
 271                  * need to either be suspended or in the kernel,
 272                  * where they will try restart in the parent and will
 273                  * be aborted in the child.
 274                  */
 275                 PROC_LOCK(p1);
 276                 if (thread_single(SINGLE_NO_EXIT)) {
 277                         /* Abort. Someone else is single threading before us. */
 278                         PROC_UNLOCK(p1);
 279                         return (ERESTART);
 280                 }
 281                 PROC_UNLOCK(p1);
 282                 /*
 283                  * All other activity in this process
 284                  * is now suspended at the user boundary,
 285                  * (or other safe places if we think of any).
 286                  */
 287         }
 288
 289         /* Allocate new proc. */
 290         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 291 #ifdef MAC
 292         mac_init_proc(newproc);
 293 #endif
 294 #ifdef AUDIT
 295         audit_proc_alloc(newproc);
 296 #endif
 297         knlist_init(&newproc->p_klist, &newproc->p_mtx, NULL, NULL, NULL);
 298         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 299
 300         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 301         sx_slock(&proctree_lock);
 302
 303         /*
 304          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 305          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 306          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 307          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 308          * processes, maxproc is the limit.
 309          */
 310         sx_xlock(&allproc_lock);
 311         uid = td->td_ucred->cr_ruid;
 312         if ((nprocs >= maxproc - 10 &&
 313             suser_cred(td->td_ucred, SUSER_RUID) != 0) ||
 314             nprocs >= maxproc) {
 315                 error = EAGAIN;
 316                 goto fail;
 317         }
 318
 319         /*
 320          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 321          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 322          */
 323         PROC_LOCK(p1);
 324         ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 325                 (uid != 0) ? lim_cur(p1, RLIMIT_NPROC) : 0);
 326         PROC_UNLOCK(p1);
 327         if (!ok) {
 328                 error = EAGAIN;
 329                 goto fail;
 330         }
 331
 332         /*
 333          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 334          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 335          */
 336         nprocs++;
 337
 338         /*
 339          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 340          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 341          *
 342          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 343          * low-numbered pids.
 344          */
 345         trypid = lastpid + 1;
 346         if (flags & RFHIGHPID) {
 347                 if (trypid < 10)
 348                         trypid = 10;
 349         } else {
 350                 if (randompid)
 351                         trypid += arc4random() % randompid;
 352         }
 353 retry:
 354         /*
 355          * If the process ID prototype has wrapped around,
 356          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 357          * tend to include daemons that don't exit.
 358          */
 359         if (trypid >= PID_MAX) {
 360                 trypid = trypid % PID_MAX;
 361                 if (trypid < 100)
 362                         trypid += 100;
 363                 pidchecked = 0;
 364         }
 365         if (trypid >= pidchecked) {
 366                 int doingzomb = 0;
 367
 368                 pidchecked = PID_MAX;
 369                 /*
 370                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 371                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 372                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 373                  */
 374                 p2 = LIST_FIRST(&allproc);
 375 again:
 376                 for (; p2 != NULL; p2 = LIST_NEXT(p2, p_list)) {
 377                         PROC_LOCK(p2);
 378                         while (p2->p_pid == trypid ||
 379                             (p2->p_pgrp != NULL &&
 380                             (p2->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 381                             (p2->p_session != NULL &&
 382                             p2->p_session->s_sid == trypid)))) {
 383                                 trypid++;
 384                                 if (trypid >= pidchecked) {
 385                                         PROC_UNLOCK(p2);
 386                                         goto retry;
 387                                 }
 388                         }
 389                         if (p2->p_pid > trypid && pidchecked > p2->p_pid)
 390                                 pidchecked = p2->p_pid;
 391                         if (p2->p_pgrp != NULL) {
 392                                 if (p2->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 393                                     pidchecked > p2->p_pgrp->pg_id)
 394                                         pidchecked = p2->p_pgrp->pg_id;
 395                                 if (p2->p_session != NULL &&
 396                                     p2->p_session->s_sid > trypid &&
 397                                     pidchecked > p2->p_session->s_sid)
 398                                         pidchecked = p2->p_session->s_sid;
 399                         }
 400                         PROC_UNLOCK(p2);
 401                 }
 402                 if (!doingzomb) {
 403                         doingzomb = 1;
 404                         p2 = LIST_FIRST(&zombproc);
 405                         goto again;
 406                 }
 407         }
 408         sx_sunlock(&proctree_lock);
 409
 410         /*
 411          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 412          */
 413         if (flags & RFHIGHPID)
 414                 pidchecked = 0;
 415         else
 416                 lastpid = trypid;
 417
 418         p2 = newproc;
 419         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 420         p2->p_pid = trypid;
 421         AUDIT_ARG(pid, p2->p_pid);
 422         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 423         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 424         sx_xunlock(&allproc_lock);
 425
 426         /*
 427          * Malloc things while we don't hold any locks.
 428          */
 429         if (flags & RFSIGSHARE)
 430                 newsigacts = NULL;
 431         else
 432                 newsigacts = sigacts_alloc();
 433
 434         /*
 435          * Copy filedesc.
 436          */
 437         if (flags & RFCFDG) {
 438                 fd = fdinit(p1->p_fd);
 439                 fdtol = NULL;
 440         } else if (flags & RFFDG) {
 441                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 442                 fdtol = NULL;
 443         } else {
 444                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 445                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 446                         p1->p_fdtol =
 447                                 filedesc_to_leader_alloc(NULL,
 448                                                          NULL,
 449                                                          p1->p_leader);
 450                 if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 451                         /*
 452                          * Shared file descriptor table and
 453                          * shared process leaders.
 454                          */
 455                         fdtol = p1->p_fdtol;
 456                         FILEDESC_LOCK_FAST(p1->p_fd);
 457                         fdtol->fdl_refcount++;
 458                         FILEDESC_UNLOCK_FAST(p1->p_fd);
 459                 } else {
 460                         /*
 461                          * Shared file descriptor table, and
 462                          * different process leaders
 463                          */
 464                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 465                                                          p1->p_fd,
 466                                                          p2);
 467                 }
 468         }
 469         /*
 470          * Make a proc table entry for the new process.
 471          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 472          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 473          */
 474         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(p2);
 475         kg2 = FIRST_KSEGRP_IN_PROC(p2);
 476
 477         /* Allocate and switch to an alternate kstack if specified. */
 478         if (pages != 0)
 479                 vm_thread_new_altkstack(td2, pages);
 480
 481         PROC_LOCK(p2);
 482         PROC_LOCK(p1);
 483
 484         bzero(&p2->p_startzero,
 485             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 486         bzero(&td2->td_startzero,
 487             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 488         bzero(&kg2->kg_startzero,
 489             __rangeof(struct ksegrp, kg_startzero, kg_endzero));
 490
 491         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 492             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 493         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 494             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 495         bcopy(&td->td_ksegrp->kg_startcopy, &kg2->kg_startcopy,
 496             __rangeof(struct ksegrp, kg_startcopy, kg_endcopy));
 497
 498         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 499         td2->td_sigmask = td->td_sigmask;
 500
 501         /*
 502          * Duplicate sub-structures as needed.
 503          * Increase reference counts on shared objects.
 504          */
 505         p2->p_flag = 0;
 506         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 507                 startprofclock(p2);
 508         mtx_lock_spin(&sched_lock);
 509         p2->p_sflag = PS_INMEM;
 510         /*
 511          * Allow the scheduler to adjust the priority of the child and
 512          * parent while we hold the sched_lock.
 513          */
 514         sched_fork(td, td2);
 515
 516         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
 517         p2->p_ucred = crhold(td->td_ucred);
 518         td2->td_ucred = crhold(p2->p_ucred);    /* XXXKSE */
 519 #ifdef AUDIT
 520         audit_proc_fork(p1, p2);
 521 #endif
 522         pargs_hold(p2->p_args);
 523
 524         if (flags & RFSIGSHARE) {
 525                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 526         } else {
 527                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 528                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 529         }
 530         if (flags & RFLINUXTHPN)
 531                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 532         else
 533                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 534
 535         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 536         p2->p_fd = fd;
 537         p2->p_fdtol = fdtol;
 538
 539         /*
 540          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 541          */
 542         p2->p_limit = lim_hold(p1->p_limit);
 543
 544         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 545
 546         PROC_UNLOCK(p1);
 547         PROC_UNLOCK(p2);
 548
 549         /* Bump references to the text vnode (for procfs) */
 550         if (p2->p_textvp)
 551                 vref(p2->p_textvp);
 552
 553         /*
 554          * Set up linkage for kernel based threading.
 555          */
 556         if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 557                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 558                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 559                 p1->p_peers = p2;
 560                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 561                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 562                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 563                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 564                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 565                         /*
 566                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 567                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 568                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 569                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 570                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 571                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 572                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 573                          * the task leader may not get a chance to send
 574                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 575                          * the task leader will wait for this new process
 576                          * to commit suicide.
 577                          */
 578                         PROC_LOCK(p2);
 579                         psignal(p2, SIGKILL);
 580                         PROC_UNLOCK(p2);
 581                 } else
 582                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 583         } else {
 584                 p2->p_peers = NULL;
 585                 p2->p_leader = p2;
 586         }
 587
 588         sx_xlock(&proctree_lock);
 589         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 590         PROC_LOCK(p2);
 591         PROC_LOCK(p1);
 592
 593         /*
 594          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 595          * been preserved.
 596          */
 597         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 598         td2->td_pflags |= td->td_pflags & TDP_ALTSTACK;
 599         SESS_LOCK(p1->p_session);
 600         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 601                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 602         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 603         if (flags & RFPPWAIT)
 604                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 605
 606         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 607         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 608         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 609         LIST_INIT(&p2->p_children);
 610
 611         callout_init(&p2->p_itcallout, CALLOUT_MPSAFE);
 612
 613 #ifdef KTRACE
 614         /*
 615          * Copy traceflag and tracefile if enabled.
 616          */
 617         mtx_lock(&ktrace_mtx);
 618         KASSERT(p2->p_tracevp == NULL, ("new process has a ktrace vnode"));
 619         if (p1->p_traceflag & KTRFAC_INHERIT) {
 620                 p2->p_traceflag = p1->p_traceflag;
 621                 if ((p2->p_tracevp = p1->p_tracevp) != NULL) {
 622                         VREF(p2->p_tracevp);
 623                         KASSERT(p1->p_tracecred != NULL,
 624                             ("ktrace vnode with no cred"));
 625                         p2->p_tracecred = crhold(p1->p_tracecred);
 626                 }
 627         }
 628         mtx_unlock(&ktrace_mtx);
 629 #endif
 630
 631         /*
 632          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 633          * procfs ioctl flags from its parent.
 634          */
 635         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 636                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 637                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 638         }
 639
 640         /*
 641          * This begins the section where we must prevent the parent
 642          * from being swapped.
 643          */
 644         _PHOLD(p1);
 645         PROC_UNLOCK(p1);
 646
 647         /*
 648          * Attach the new process to its parent.
 649          *
 650          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 651          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 652          * parent.
 653          */
 654         if (flags & RFNOWAIT)
 655                 pptr = initproc;
 656         else
 657                 pptr = p1;
 658         p2->p_pptr = pptr;
 659         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 660         sx_xunlock(&proctree_lock);
 661
 662         /* Inform accounting that we have forked. */
 663         p2->p_acflag = AFORK;
 664         PROC_UNLOCK(p2);
 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, flags);
 671
 672         if (flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 673                 atomic_add_int(&cnt.v_forks, 1);
 674                 atomic_add_int(&cnt.v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 675                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 676         } else if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 677                 atomic_add_int(&cnt.v_vforks, 1);
 678                 atomic_add_int(&cnt.v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 679                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 680         } else if (p1 == &proc0) {
 681                 atomic_add_int(&cnt.v_kthreads, 1);
 682                 atomic_add_int(&cnt.v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 683                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 684         } else {
 685                 atomic_add_int(&cnt.v_rforks, 1);
 686                 atomic_add_int(&cnt.v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 687                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 688         }
 689
 690         /*
 691          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 692          * to adjust anything.
 693          *   What if they have an error? XXX
 694          */
 695         EVENTHANDLER_INVOKE(process_fork, p1, p2, flags);
 696
 697         /*
 698          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 699          */
 700         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 701         mtx_lock_spin(&sched_lock);
 702         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 703
 704         /*
 705          * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and add to
 706          * run queue.
 707          */
 708         if ((flags & RFSTOPPED) == 0) {
 709                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 710                 setrunqueue(td2, SRQ_BORING);
 711         }
 712         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
 713
 714         /*
 715          * Now can be swapped.
 716          */
 717         PROC_LOCK(p1);
 718         _PRELE(p1);
 719
 720         /*
 721          * Tell any interested parties about the new process.
 722          */
 723         KNOTE_LOCKED(&p1->p_klist, NOTE_FORK | p2->p_pid);
 724
 725         PROC_UNLOCK(p1);
 726
 727         /*
 728          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If waiting for
 729          * child to exec or exit, set P_PPWAIT on child, and sleep on our
 730          * proc (in case of exit).
 731          */
 732         PROC_LOCK(p2);
 733         while (p2->p_flag & P_PPWAIT)
 734                 msleep(p1, &p2->p_mtx, PWAIT, "ppwait", 0);
 735         PROC_UNLOCK(p2);
 736
 737         /*
 738          * If other threads are waiting, let them continue now.
 739          */
 740         if (p1->p_flag & P_HADTHREADS) {
 741                 PROC_LOCK(p1);
 742                 thread_single_end();
 743                 PROC_UNLOCK(p1);
 744         }
 745
 746         /*
 747          * Return child proc pointer to parent.
 748          */
 749         *procp = p2;
 750         return (0);
 751 fail:
 752         sx_sunlock(&proctree_lock);
 753         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 754                 printf("maxproc limit exceeded by uid %i, please see tuning(7) and login.conf(5).\n",
 755                         uid);
 756         sx_xunlock(&allproc_lock);
 757 #ifdef MAC
 758         mac_destroy_proc(newproc);
 759 #endif
 760 #ifdef AUDIT
 761         audit_proc_free(newproc);
 762 #endif
 763         uma_zfree(proc_zone, newproc);
 764         if (p1->p_flag & P_HADTHREADS) {
 765                 PROC_LOCK(p1);
 766                 thread_single_end();
 767                 PROC_UNLOCK(p1);
 768         }
 769         tsleep(&forksleep, PUSER, "fork", hz / 2);
 770         return (error);
 771 }
 772
 773 /*
 774  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
 775  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
 776  */
 777 void
 778 fork_exit(callout, arg, frame)
 779         void (*callout)(void *, struct trapframe *);
 780         void *arg;
 781         struct trapframe *frame;
 782 {
 783         struct proc *p;
 784         struct thread *td;
 785
 786         /*
 787          * Finish setting up thread glue so that it begins execution in a
 788          * non-nested critical section with sched_lock held but not recursed.
 789          */
 790         td = curthread;
 791         p = td->td_proc;
 792         td->td_oncpu = PCPU_GET(cpuid);
 793         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
 794
 795         sched_lock.mtx_lock = (uintptr_t)td;
 796         mtx_assert(&sched_lock, MA_OWNED | MA_NOTRECURSED);
 797         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (kse %p, pid %d, %s)",
 798                 td, td->td_sched, p->p_pid, p->p_comm);
 799
 800         /*
 801          * Processes normally resume in mi_switch() after being
 802          * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
 803          * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
 804          */
 805
 806         if ((td = PCPU_GET(deadthread))) {
 807                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
 808                 thread_stash(td);
 809         }
 810         td = curthread;
 811         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
 812
 813         /*
 814          * cpu_set_fork_handler intercepts this function call to
 815          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
 816          * initproc has its own fork handler, but it does return.
 817          */
 818         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
 819         callout(arg, frame);
 820
 821         /*
 822          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
 823          * function.
 824          */
 825         if (p->p_flag & P_KTHREAD) {
 826                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
 827                     p->p_comm, p->p_pid);
 828                 kthread_exit(0);
 829         }
 830         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 831 }
 832
 833 /*
 834  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
 835  * directly into user mode.  Giant is not held on entry, and must not
 836  * be held on return.  This function is passed in to fork_exit() as the
 837  * first parameter and is called when returning to a new userland process.
 838  */
 839 void
 840 fork_return(td, frame)
 841         struct thread *td;
 842         struct trapframe *frame;
 843 {
 844
 845         userret(td, frame);
 846 #ifdef KTRACE
 847         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
 848                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
 849 #endif
 850         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 851 }