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 #include "opt_ktrace.h"
  41 #include "opt_kstack_pages.h"
  42
  43 #include <sys/param.h>
  44 #include <sys/systm.h>
  45 #include <sys/bitstring.h>
  46 #include <sys/sysproto.h>
  47 #include <sys/eventhandler.h>
  48 #include <sys/fcntl.h>
  49 #include <sys/filedesc.h>
  50 #include <sys/jail.h>
  51 #include <sys/kernel.h>
  52 #include <sys/kthread.h>
  53 #include <sys/sysctl.h>
  54 #include <sys/lock.h>
  55 #include <sys/malloc.h>
  56 #include <sys/mutex.h>
  57 #include <sys/priv.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/procdesc.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
  85 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  86 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  87 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  88 #endif
  89
  90 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  91 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, , , create, "struct proc *", "struct proc *", "int");
  92
  93 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  94 struct fork_args {
  95         int     dummy;
  96 };
  97 #endif
  98
  99 /* ARGSUSED */
 100 int
 101 sys_fork(struct thread *td, struct fork_args *uap)
 102 {
 103         struct fork_req fr;
 104         int error, pid;
 105
 106         bzero(&fr, sizeof(fr));
 107         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC;
 108         fr.fr_pidp = &pid;
 109         error = fork1(td, &fr);
 110         if (error == 0) {
 111                 td->td_retval[0] = pid;
 112                 td->td_retval[1] = 0;
 113         }
 114         return (error);
 115 }
 116
 117 /* ARGUSED */
 118 int
 119 sys_pdfork(struct thread *td, struct pdfork_args *uap)
 120 {
 121         struct fork_req fr;
 122         int error, fd, pid;
 123
 124         bzero(&fr, sizeof(fr));
 125         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC;
 126         fr.fr_pidp = &pid;
 127         fr.fr_pd_fd = &fd;
 128         fr.fr_pd_flags = uap->flags;
 129         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 130         /*
 131          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 132          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 133          * itself from the parent using the return value.
 134          */
 135         error = fork1(td, &fr);
 136         if (error == 0) {
 137                 td->td_retval[0] = pid;
 138                 td->td_retval[1] = 0;
 139                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 140         }
 141         return (error);
 142 }
 143
 144 /* ARGSUSED */
 145 int
 146 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 147 {
 148         struct fork_req fr;
 149         int error, pid;
 150
 151         bzero(&fr, sizeof(fr));
 152         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 153         fr.fr_pidp = &pid;
 154         error = fork1(td, &fr);
 155         if (error == 0) {
 156                 td->td_retval[0] = pid;
 157                 td->td_retval[1] = 0;
 158         }
 159         return (error);
 160 }
 161
 162 int
 163 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 164 {
 165         struct fork_req fr;
 166         int error, pid;
 167
 168         /* Don't allow kernel-only flags. */
 169         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 170                 return (EINVAL);
 171         /* RFSPAWN must not appear with others */
 172         if ((uap->flags & RFSPAWN) != 0 && uap->flags != RFSPAWN)
 173                 return (EINVAL);
 174
 175         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 176         bzero(&fr, sizeof(fr));
 177         if ((uap->flags & RFSPAWN) != 0) {
 178                 fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 179                 fr.fr_flags2 = FR2_DROPSIG_CAUGHT;
 180         } else {
 181                 fr.fr_flags = uap->flags;
 182         }
 183         fr.fr_pidp = &pid;
 184         error = fork1(td, &fr);
 185         if (error == 0) {
 186                 td->td_retval[0] = pid;
 187                 td->td_retval[1] = 0;
 188         }
 189         return (error);
 190 }
 191
 192 int __exclusive_cache_line      nprocs = 1;             /* process 0 */
 193 int     lastpid = 0;
 194 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 195     "Last used PID");
 196
 197 /*
 198  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 199  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 200  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 201  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 202  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 203  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 204  */
 205 static int randompid = 0;
 206
 207 static int
 208 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 209 {
 210         int error, pid;
 211
 212         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 213         if (error != 0)
 214                 return(error);
 215         sx_xlock(&allproc_lock);
 216         pid = randompid;
 217         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 218         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 219                 if (pid == 0)
 220                         randompid = 0;
 221                 else if (pid == 1)
 222                         /* generate a random PID modulus between 100 and 1123 */
 223                         randompid = 100 + arc4random() % 1024;
 224                 else if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)
 225                         /* out of range */
 226                         randompid = pid_max - 100;
 227                 else if (pid < 100)
 228                         /* Make it reasonable */
 229                         randompid = 100;
 230                 else
 231                         randompid = pid;
 232         }
 233         sx_xunlock(&allproc_lock);
 234         return (error);
 235 }
 236
 237 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid,
 238     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0,
 239     sysctl_kern_randompid, "I",
 240     "Random PID modulus. Special values: 0: disable, 1: choose random value");
 241
 242 extern bitstr_t proc_id_pidmap;
 243 extern bitstr_t proc_id_grpidmap;
 244 extern bitstr_t proc_id_sessidmap;
 245 extern bitstr_t proc_id_reapmap;
 246
 247 /*
 248  * Find an unused process ID
 249  *
 250  * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 251  * low-numbered pids.
 252  */
 253 static int
 254 fork_findpid(int flags)
 255 {
 256         pid_t result;
 257         int trypid, random;
 258
 259         /*
 260          * Avoid calling arc4random with procid_lock held.
 261          */
 262         random = 0;
 263         if (__predict_false(randompid))
 264                 random = arc4random() % randompid;
 265
 266         mtx_lock(&procid_lock);
 267
 268         trypid = lastpid + 1;
 269         if (flags & RFHIGHPID) {
 270                 if (trypid < 10)
 271                         trypid = 10;
 272         } else {
 273                 trypid += random;
 274         }
 275 retry:
 276         if (trypid >= pid_max)
 277                 trypid = 2;
 278
 279         bit_ffc_at(&proc_id_pidmap, trypid, pid_max, &result);
 280         if (result == -1) {
 281                 KASSERT(trypid != 2, ("unexpectedly ran out of IDs"));
 282                 trypid = 2;
 283                 goto retry;
 284         }
 285         if (bit_test(&proc_id_grpidmap, result) ||
 286             bit_test(&proc_id_sessidmap, result) ||
 287             bit_test(&proc_id_reapmap, result)) {
 288                 trypid = result + 1;
 289                 goto retry;
 290         }
 291
 292         /*
 293          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 294          */
 295         if ((flags & RFHIGHPID) == 0)
 296                 lastpid = result;
 297
 298         bit_set(&proc_id_pidmap, result);
 299         mtx_unlock(&procid_lock);
 300
 301         return (result);
 302 }
 303
 304 static int
 305 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 306 {
 307         struct proc *p1;
 308         int error;
 309
 310         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 311             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 312         p1 = td->td_proc;
 313
 314         /*
 315          * Quiesce other threads if necessary.  If RFMEM is not specified we
 316          * must ensure that other threads do not concurrently create a second
 317          * process sharing the vmspace, see vmspace_unshare().
 318          */
 319         if ((p1->p_flag & (P_HADTHREADS | P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS &&
 320             ((flags & (RFCFDG | RFFDG)) != 0 || (flags & RFMEM) == 0)) {
 321                 PROC_LOCK(p1);
 322                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 323                         PROC_UNLOCK(p1);
 324                         return (ERESTART);
 325                 }
 326                 PROC_UNLOCK(p1);
 327         }
 328
 329         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 330         if (error != 0)
 331                 goto fail;
 332
 333         /*
 334          * Close all file descriptors.
 335          */
 336         if ((flags & RFCFDG) != 0) {
 337                 struct filedesc *fdtmp;
 338                 struct pwddesc *pdtmp;
 339
 340                 pdtmp = pdinit(td->td_proc->p_pd, false);
 341                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false, NULL);
 342                 pdescfree(td);
 343                 fdescfree(td);
 344                 p1->p_fd = fdtmp;
 345                 p1->p_pd = pdtmp;
 346         }
 347
 348         /*
 349          * Unshare file descriptors (from parent).
 350          */
 351         if ((flags & RFFDG) != 0) {
 352                 fdunshare(td);
 353                 pdunshare(td);
 354         }
 355
 356 fail:
 357         if ((p1->p_flag & (P_HADTHREADS | P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS &&
 358             ((flags & (RFCFDG | RFFDG)) != 0 || (flags & RFMEM) == 0)) {
 359                 PROC_LOCK(p1);
 360                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 361                 PROC_UNLOCK(p1);
 362         }
 363         return (error);
 364 }
 365
 366 static void
 367 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 368     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 369 {
 370         struct proc *p1, *pptr;
 371         struct filedesc *fd;
 372         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 373         struct pwddesc *pd;
 374         struct sigacts *newsigacts;
 375
 376         p1 = td->td_proc;
 377
 378         PROC_LOCK(p1);
 379         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 380             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 381         pargs_hold(p2->p_args);
 382         p2->p_umtx_min_timeout = p1->p_umtx_min_timeout;
 383         PROC_UNLOCK(p1);
 384
 385         bzero(&p2->p_startzero,
 386             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 387
 388         /* Tell the prison that we exist. */
 389         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 390
 391         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 392         p2->p_pid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 393         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 394         TSFORK(p2->p_pid, p1->p_pid);
 395
 396         sx_xlock(&allproc_lock);
 397         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 398         allproc_gen++;
 399         sx_xunlock(&allproc_lock);
 400
 401         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 402         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 403         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 404
 405         tidhash_add(td2);
 406
 407         /*
 408          * Malloc things while we don't hold any locks.
 409          */
 410         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 411                 newsigacts = NULL;
 412         else
 413                 newsigacts = sigacts_alloc();
 414
 415         /*
 416          * Copy filedesc.
 417          */
 418         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 419                 pd = pdinit(p1->p_pd, false);
 420                 fd = fdinit(p1->p_fd, false, NULL);
 421                 fdtol = NULL;
 422         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 423                 if (fr->fr_flags2 & FR2_SHARE_PATHS)
 424                         pd = pdshare(p1->p_pd);
 425                 else
 426                         pd = pdcopy(p1->p_pd);
 427                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 428                 fdtol = NULL;
 429         } else {
 430                 if (fr->fr_flags2 & FR2_SHARE_PATHS)
 431                         pd = pdcopy(p1->p_pd);
 432                 else
 433                         pd = pdshare(p1->p_pd);
 434                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 435                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 436                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 437                             p1->p_leader);
 438                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 439                         /*
 440                          * Shared file descriptor table, and shared
 441                          * process leaders.
 442                          */
 443                         fdtol = filedesc_to_leader_share(p1->p_fdtol, p1->p_fd);
 444                 } else {
 445                         /*
 446                          * Shared file descriptor table, and different
 447                          * process leaders.
 448                          */
 449                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 450                             p1->p_fd, p2);
 451                 }
 452         }
 453         /*
 454          * Make a proc table entry for the new process.
 455          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 456          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 457          */
 458
 459         PROC_LOCK(p2);
 460         PROC_LOCK(p1);
 461
 462         bzero(&td2->td_startzero,
 463             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 464
 465         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 466             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 467
 468         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 469         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 470         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 471         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 472
 473 #ifdef VIMAGE
 474         td2->td_vnet = NULL;
 475         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 476 #endif
 477
 478         /*
 479          * Allow the scheduler to initialize the child.
 480          */
 481         thread_lock(td);
 482         sched_fork(td, td2);
 483         thread_unlock(td);
 484
 485         /*
 486          * Duplicate sub-structures as needed.
 487          * Increase reference counts on shared objects.
 488          */
 489         p2->p_flag = P_INMEM;
 490         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 491             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC |
 492             P2_PROTMAX_ENABLE | P2_PROTMAX_DISABLE | P2_TRAPCAP |
 493             P2_STKGAP_DISABLE | P2_STKGAP_DISABLE_EXEC | P2_NO_NEW_PRIVS |
 494             P2_WXORX_DISABLE | P2_WXORX_ENABLE_EXEC);
 495         p2->p_swtick = ticks;
 496         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 497                 startprofclock(p2);
 498
 499         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 500                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 501         } else {
 502                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 503                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 504                 if ((fr->fr_flags2 & (FR2_DROPSIG_CAUGHT | FR2_KPROC)) != 0) {
 505                         mtx_lock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 506                         if ((fr->fr_flags2 & FR2_DROPSIG_CAUGHT) != 0)
 507                                 sig_drop_caught(p2);
 508                         if ((fr->fr_flags2 & FR2_KPROC) != 0)
 509                                 p2->p_sigacts->ps_flag |= PS_NOCLDWAIT;
 510                         mtx_unlock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 511                 }
 512         }
 513
 514         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 515                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 516         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 517                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 518         else
 519                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 520
 521         if ((fr->fr_flags2 & FR2_KPROC) != 0) {
 522                 p2->p_flag |= P_SYSTEM | P_KPROC;
 523                 td2->td_pflags |= TDP_KTHREAD;
 524         }
 525
 526         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 527         p2->p_textdvp = p1->p_textdvp;
 528         p2->p_fd = fd;
 529         p2->p_fdtol = fdtol;
 530         p2->p_pd = pd;
 531         p2->p_elf_brandinfo = p1->p_elf_brandinfo;
 532
 533         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 534                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 535                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 536         }
 537
 538         /*
 539          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 540          */
 541         lim_fork(p1, p2);
 542
 543         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 544
 545         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 546
 547         PROC_UNLOCK(p1);
 548         PROC_UNLOCK(p2);
 549
 550         /*
 551          * Bump references to the text vnode and directory, and copy
 552          * the hardlink name.
 553          */
 554         if (p2->p_textvp != NULL)
 555                 vrefact(p2->p_textvp);
 556         if (p2->p_textdvp != NULL)
 557                 vrefact(p2->p_textdvp);
 558         p2->p_binname = p1->p_binname == NULL ? NULL :
 559             strdup(p1->p_binname, M_PARGS);
 560
 561         /*
 562          * Set up linkage for kernel based threading.
 563          */
 564         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 565                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 566                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 567                 p1->p_peers = p2;
 568                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 569                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 570                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 571                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 572                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 573                         /*
 574                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 575                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 576                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 577                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 578                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 579                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 580                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 581                          * the task leader may not get a chance to send
 582                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 583                          * the task leader will wait for this new process
 584                          * to commit suicide.
 585                          */
 586                         PROC_LOCK(p2);
 587                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 588                         PROC_UNLOCK(p2);
 589                 } else
 590                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 591         } else {
 592                 p2->p_peers = NULL;
 593                 p2->p_leader = p2;
 594         }
 595
 596         sx_xlock(&proctree_lock);
 597         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 598         PROC_LOCK(p2);
 599         PROC_LOCK(p1);
 600
 601         /*
 602          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 603          * been preserved.
 604          */
 605         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 606         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & (TDP_ALTSTACK |
 607             TDP_SIGFASTBLOCK)) | TDP_FORKING;
 608         SESS_LOCK(p1->p_session);
 609         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 610                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 611         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 612         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 613                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 614
 615         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 616         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 617         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 618         LIST_INIT(&p2->p_children);
 619         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 620
 621         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 622         TAILQ_INIT(&p2->p_kqtim_stop);
 623
 624         /*
 625          * This begins the section where we must prevent the parent
 626          * from being swapped.
 627          */
 628         _PHOLD(p1);
 629         PROC_UNLOCK(p1);
 630
 631         /*
 632          * Attach the new process to its parent.
 633          *
 634          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 635          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 636          * parent.
 637          */
 638         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 639                 pptr = p1->p_reaper;
 640                 p2->p_reaper = pptr;
 641         } else {
 642                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 643                     p1 : p1->p_reaper;
 644                 pptr = p1;
 645         }
 646         p2->p_pptr = pptr;
 647         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 648         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 649         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 650         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 651         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 652                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 653                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 654         }
 655         sx_xunlock(&proctree_lock);
 656
 657         /* Inform accounting that we have forked. */
 658         p2->p_acflag = AFORK;
 659         PROC_UNLOCK(p2);
 660
 661 #ifdef KTRACE
 662         ktrprocfork(p1, p2);
 663 #endif
 664
 665         /*
 666          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 667          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 668          */
 669         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 670
 671         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 672                 VM_CNT_INC(v_forks);
 673                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 674                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 675         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 676                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 677                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 678                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 679         } else if (p1 == &proc0) {
 680                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 681                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 682                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 683         } else {
 684                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 685                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 686                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 687         }
 688
 689         /*
 690          * Associate the process descriptor with the process before anything
 691          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 692          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 693          */
 694         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 695                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 696
 697         /*
 698          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 699          * to adjust anything.
 700          */
 701         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 702
 703         /*
 704          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 705          */
 706         PROC_LOCK(p2);
 707         PROC_LOCK(p1);
 708         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 709         PROC_SLOCK(p2);
 710         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 711         PROC_SUNLOCK(p2);
 712
 713 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 714         /*
 715          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 716          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 717          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 718          * use pfind() later on.
 719          */
 720         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 721                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 722 #endif
 723         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 724                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 725                 td->td_rfppwait_p = p2;
 726                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 727         }
 728         PROC_UNLOCK(p2);
 729
 730         /*
 731          * Tell any interested parties about the new process.
 732          */
 733         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 734
 735         /*
 736          * Now can be swapped.
 737          */
 738         _PRELE(p1);
 739         PROC_UNLOCK(p1);
 740         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 741
 742         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 743                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 744                 fdrop(fp_procdesc, td);
 745         }
 746
 747         /*
 748          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 749          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 750          * if being set atm.
 751          */
 752         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 753                 sx_xlock(&proctree_lock);
 754                 PROC_LOCK(p2);
 755
 756                 /*
 757                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 758                  * process and proctree locks for modifications,
 759                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 760                  */
 761                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 762                         /*
 763                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 764                          *
 765                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 766                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 767                          * for runaway child.
 768                          */
 769                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 770                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 771                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 772                         proc_set_traced(p2, true);
 773                         CTR2(KTR_PTRACE,
 774                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 775                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 776                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 777                 }
 778                 PROC_UNLOCK(p2);
 779                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 780         }
 781
 782         racct_proc_fork_done(p2);
 783
 784         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 785                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 786                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 787                 /*
 788                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 789                  * add to run queue.
 790                  */
 791                 thread_lock(td2);
 792                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 793                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 794         } else {
 795                 *fr->fr_procp = p2;
 796         }
 797 }
 798
 799 void
 800 fork_rfppwait(struct thread *td)
 801 {
 802         struct proc *p, *p2;
 803
 804         MPASS(td->td_pflags & TDP_RFPPWAIT);
 805
 806         p = td->td_proc;
 807         /*
 808          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If
 809          * waiting for child to exec or exit, fork set
 810          * P_PPWAIT on child, and there we sleep on our proc
 811          * (in case of exit).
 812          *
 813          * Do it after the ptracestop() above is finished, to
 814          * not block our debugger until child execs or exits
 815          * to finish vfork wait.
 816          */
 817         td->td_pflags &= ~TDP_RFPPWAIT;
 818         p2 = td->td_rfppwait_p;
 819 again:
 820         PROC_LOCK(p2);
 821         while (p2->p_flag & P_PPWAIT) {
 822                 PROC_LOCK(p);
 823                 if (thread_suspend_check_needed()) {
 824                         PROC_UNLOCK(p2);
 825                         thread_suspend_check(0);
 826                         PROC_UNLOCK(p);
 827                         goto again;
 828                 } else {
 829                         PROC_UNLOCK(p);
 830                 }
 831                 cv_timedwait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx, hz);
 832         }
 833         PROC_UNLOCK(p2);
 834
 835         if (td->td_dbgflags & TDB_VFORK) {
 836                 PROC_LOCK(p);
 837                 if (p->p_ptevents & PTRACE_VFORK)
 838                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
 839                 td->td_dbgflags &= ~TDB_VFORK;
 840                 PROC_UNLOCK(p);
 841         }
 842 }
 843
 844 int
 845 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 846 {
 847         struct proc *p1, *newproc;
 848         struct thread *td2;
 849         struct vmspace *vm2;
 850         struct ucred *cred;
 851         struct file *fp_procdesc;
 852         struct pgrp *pg;
 853         vm_ooffset_t mem_charged;
 854         int error, nprocs_new;
 855         static int curfail;
 856         static struct timeval lastfail;
 857         int flags, pages;
 858         bool killsx_locked, singlethreaded;
 859
 860         flags = fr->fr_flags;
 861         pages = fr->fr_pages;
 862
 863         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 864                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 865         else
 866                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 867
 868         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 869         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 870                 return (EINVAL);
 871
 872         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 873         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 874                 return (EINVAL);
 875
 876         /* Can't copy and clear. */
 877         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 878                 return (EINVAL);
 879
 880         /* Check the validity of the signal number. */
 881         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 882                 return (EINVAL);
 883
 884         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 885                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 886                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 887                         return (EINVAL);
 888
 889                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 890                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 891                         return (EINVAL);
 892
 893                 /* Check if we are using supported flags. */
 894                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 895                         return (EINVAL);
 896         }
 897
 898         p1 = td->td_proc;
 899
 900         /*
 901          * Here we don't create a new process, but we divorce
 902          * certain parts of a process from itself.
 903          */
 904         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 905                 if (fr->fr_procp != NULL)
 906                         *fr->fr_procp = NULL;
 907                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 908                         *fr->fr_pidp = 0;
 909                 return (fork_norfproc(td, flags));
 910         }
 911
 912         fp_procdesc = NULL;
 913         newproc = NULL;
 914         vm2 = NULL;
 915         killsx_locked = false;
 916         singlethreaded = false;
 917
 918         /*
 919          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 920          * Although process entries are dynamically created, we still
 921          * keep a global limit on the maximum number we will
 922          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 923          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 924          * the process data.
 925          *
 926          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 927          * processes; don't let root exceed the limit.
 928          */
 929         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 930         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 931                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 932                     nprocs_new >= maxproc) {
 933                         error = EAGAIN;
 934                         sx_xlock(&allproc_lock);
 935                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 936                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 937                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 938                                     "login.conf(5)\n",
 939                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 940                         }
 941                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 942                         goto fail2;
 943                 }
 944         }
 945
 946         /*
 947          * If we are possibly multi-threaded, and there is a process
 948          * sending a signal to our group right now, ensure that our
 949          * other threads cannot be chosen for the signal queueing.
 950          * Otherwise, this might delay signal action, and make the new
 951          * child escape the signaling.
 952          */
 953         pg = p1->p_pgrp;
 954         if (p1->p_numthreads > 1) {
 955                 if (sx_try_slock(&pg->pg_killsx) != 0) {
 956                         killsx_locked = true;
 957                 } else {
 958                         PROC_LOCK(p1);
 959                         if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 960                                 PROC_UNLOCK(p1);
 961                                 error = ERESTART;
 962                                 goto fail2;
 963                         }
 964                         PROC_UNLOCK(p1);
 965                         singlethreaded = true;
 966                 }
 967         }
 968
 969         /*
 970          * Atomically check for signals and block processes from sending
 971          * a signal to our process group until the child is visible.
 972          */
 973         if (!killsx_locked && sx_slock_sig(&pg->pg_killsx) != 0) {
 974                 error = ERESTART;
 975                 goto fail2;
 976         }
 977         if (__predict_false(p1->p_pgrp != pg || sig_intr() != 0)) {
 978                 /*
 979                  * Either the process was moved to other process
 980                  * group, or there is pending signal.  sx_slock_sig()
 981                  * does not check for signals if not sleeping for the
 982                  * lock.
 983                  */
 984                 sx_sunlock(&pg->pg_killsx);
 985                 killsx_locked = false;
 986                 error = ERESTART;
 987                 goto fail2;
 988         } else {
 989                 killsx_locked = true;
 990         }
 991
 992         /*
 993          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 994          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 995          * later.
 996          */
 997         if (flags & RFPROCDESC) {
 998                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 999                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
1000                 if (error != 0)
1001                         goto fail2;
1002                 AUDIT_ARG_FD(*fr->fr_pd_fd);
1003         }
1004
1005         mem_charged = 0;
1006         if (pages == 0)
1007                 pages = kstack_pages;
1008         /* Allocate new proc. */
1009         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
1010         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
1011         if (td2 == NULL) {
1012                 td2 = thread_alloc(pages);
1013                 if (td2 == NULL) {
1014                         error = ENOMEM;
1015                         goto fail2;
1016                 }
1017                 proc_linkup(newproc, td2);
1018         } else {
1019                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
1020                         if (td2->td_kstack != 0)
1021                                 vm_thread_dispose(td2);
1022                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
1023                                 error = ENOMEM;
1024                                 goto fail2;
1025                         }
1026                 }
1027         }
1028
1029         if ((flags & RFMEM) == 0) {
1030                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
1031                 if (vm2 == NULL) {
1032                         error = ENOMEM;
1033                         goto fail2;
1034                 }
1035                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
1036                         /*
1037                          * The swap reservation failed. The accounting
1038                          * from the entries of the copied vm2 will be
1039                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
1040                          * reservation there.
1041                          */
1042                         swap_reserve_force(mem_charged);
1043                         error = ENOMEM;
1044                         goto fail2;
1045                 }
1046         } else
1047                 vm2 = NULL;
1048
1049         /*
1050          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
1051          *      per-cred resource counters.
1052          */
1053         proc_set_cred_init(newproc, td->td_ucred);
1054
1055         /*
1056          * Initialize resource accounting for the child process.
1057          */
1058         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
1059         if (error != 0) {
1060                 error = EAGAIN;
1061                 goto fail1;
1062         }
1063
1064 #ifdef MAC
1065         mac_proc_init(newproc);
1066 #endif
1067         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
1068         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
1069
1070         /*
1071          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
1072          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
1073          */
1074         cred = td->td_ucred;
1075         if (!chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, lim_cur(td, RLIMIT_NPROC))) {
1076                 if (priv_check_cred(cred, PRIV_PROC_LIMIT) != 0)
1077                         goto fail0;
1078                 chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, 0);
1079         }
1080
1081         do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
1082         error = 0;
1083         goto cleanup;
1084 fail0:
1085         error = EAGAIN;
1086 #ifdef MAC
1087         mac_proc_destroy(newproc);
1088 #endif
1089         racct_proc_exit(newproc);
1090 fail1:
1091         proc_unset_cred(newproc);
1092 fail2:
1093         if (vm2 != NULL)
1094                 vmspace_free(vm2);
1095         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1096         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1097                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1098                 fdrop(fp_procdesc, td);
1099         }
1100         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1101 cleanup:
1102         if (killsx_locked)
1103                 sx_sunlock(&pg->pg_killsx);
1104         if (singlethreaded) {
1105                 PROC_LOCK(p1);
1106                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
1107                 PROC_UNLOCK(p1);
1108         }
1109         if (error != 0)
1110                 pause("fork", hz / 2);
1111         return (error);
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1116  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1117  */
1118 void
1119 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1120     struct trapframe *frame)
1121 {
1122         struct proc *p;
1123         struct thread *td;
1124         struct thread *dtd;
1125
1126         td = curthread;
1127         p = td->td_proc;
1128         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1129
1130         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1131             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1132
1133         sched_fork_exit(td);
1134
1135         /*
1136          * Processes normally resume in mi_switch() after being
1137          * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1138          * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1139          */
1140         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1141                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1142                 thread_stash(dtd);
1143         }
1144         thread_unlock(td);
1145
1146         /*
1147          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1148          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1149          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1150          */
1151         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1152         callout(arg, frame);
1153
1154         /*
1155          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1156          * function.
1157          */
1158         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1159                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1160                     td->td_name, p->p_pid);
1161                 kthread_exit();
1162         }
1163         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1164
1165         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1166                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1167         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1168 }
1169
1170 /*
1171  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1172  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1173  * as the first parameter and is called when returning to a new
1174  * userland process.
1175  */
1176 void
1177 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1178 {
1179         struct proc *p;
1180
1181         p = td->td_proc;
1182         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1183                 PROC_LOCK(p);
1184                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1185                         /*
1186                          * Inform the debugger if one is still present.
1187                          */
1188                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1189                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1190                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1191                 } else {
1192                         /*
1193                          * ... otherwise clear the request.
1194                          */
1195                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1196                 }
1197                 PROC_UNLOCK(p);
1198         } else if (p->p_flag & P_TRACED) {
1199                 /*
1200                  * This is the start of a new thread in a traced
1201                  * process.  Report a system call exit event.
1202                  */
1203                 PROC_LOCK(p);
1204                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1205                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1206                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1207                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1208                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1209                 PROC_UNLOCK(p);
1210         }
1211
1212         /*
1213          * If the prison was killed mid-fork, die along with it.
1214          */
1215         if (!prison_isalive(td->td_ucred->cr_prison))
1216                 exit1(td, 0, SIGKILL);
1217
1218         userret(td, frame);
1219
1220 #ifdef KTRACE
1221         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1222                 ktrsysret(td->td_sa.code, 0, 0);
1223 #endif
1224 }