sys/kern/kern_fork.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1991, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   7  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   8  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   9  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
  10  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  20  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  22  *    without specific prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  *      @(#)kern_fork.c 8.6 (Berkeley) 4/8/94
  37  */
  38
  39 #include <sys/cdefs.h>
  40 __FBSDID("$FreeBSD$");
  41
  42 #include "opt_ktrace.h"
  43 #include "opt_kstack_pages.h"
  44
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47 #include <sys/sysproto.h>
  48 #include <sys/eventhandler.h>
  49 #include <sys/fcntl.h>
  50 #include <sys/filedesc.h>
  51 #include <sys/jail.h>
  52 #include <sys/kernel.h>
  53 #include <sys/kthread.h>
  54 #include <sys/sysctl.h>
  55 #include <sys/lock.h>
  56 #include <sys/malloc.h>
  57 #include <sys/mutex.h>
  58 #include <sys/priv.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/procdesc.h>
  61 #include <sys/pioctl.h>
  62 #include <sys/ptrace.h>
  63 #include <sys/racct.h>
  64 #include <sys/resourcevar.h>
  65 #include <sys/sched.h>
  66 #include <sys/syscall.h>
  67 #include <sys/vmmeter.h>
  68 #include <sys/vnode.h>
  69 #include <sys/acct.h>
  70 #include <sys/ktr.h>
  71 #include <sys/ktrace.h>
  72 #include <sys/unistd.h>
  73 #include <sys/sdt.h>
  74 #include <sys/sx.h>
  75 #include <sys/sysent.h>
  76 #include <sys/signalvar.h>
  77
  78 #include <security/audit/audit.h>
  79 #include <security/mac/mac_framework.h>
  80
  81 #include <vm/vm.h>
  82 #include <vm/pmap.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_extern.h>
  85 #include <vm/uma.h>
  86
  87 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  88 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  89 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  90 #endif
  91
  92 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  93 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, , , create, "struct proc *", "struct proc *", "int");
  94
  95 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  96 struct fork_args {
  97         int     dummy;
  98 };
  99 #endif
 100
 101 EVENTHANDLER_LIST_DECLARE(process_fork);
 102
 103 /* ARGSUSED */
 104 int
 105 sys_fork(struct thread *td, struct fork_args *uap)
 106 {
 107         struct fork_req fr;
 108         int error, pid;
 109
 110         bzero(&fr, sizeof(fr));
 111         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC;
 112         fr.fr_pidp = &pid;
 113         error = fork1(td, &fr);
 114         if (error == 0) {
 115                 td->td_retval[0] = pid;
 116                 td->td_retval[1] = 0;
 117         }
 118         return (error);
 119 }
 120
 121 /* ARGUSED */
 122 int
 123 sys_pdfork(struct thread *td, struct pdfork_args *uap)
 124 {
 125         struct fork_req fr;
 126         int error, fd, pid;
 127
 128         bzero(&fr, sizeof(fr));
 129         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC;
 130         fr.fr_pidp = &pid;
 131         fr.fr_pd_fd = &fd;
 132         fr.fr_pd_flags = uap->flags;
 133         /*
 134          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 135          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 136          * itself from the parent using the return value.
 137          */
 138         error = fork1(td, &fr);
 139         if (error == 0) {
 140                 td->td_retval[0] = pid;
 141                 td->td_retval[1] = 0;
 142                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 143         }
 144         return (error);
 145 }
 146
 147 /* ARGSUSED */
 148 int
 149 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 150 {
 151         struct fork_req fr;
 152         int error, pid;
 153
 154         bzero(&fr, sizeof(fr));
 155         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 156         fr.fr_pidp = &pid;
 157         error = fork1(td, &fr);
 158         if (error == 0) {
 159                 td->td_retval[0] = pid;
 160                 td->td_retval[1] = 0;
 161         }
 162         return (error);
 163 }
 164
 165 int
 166 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 167 {
 168         struct fork_req fr;
 169         int error, pid;
 170
 171         /* Don't allow kernel-only flags. */
 172         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 173                 return (EINVAL);
 174         /* RFSPAWN must not appear with others */
 175         if ((uap->flags & RFSPAWN) != 0 && uap->flags != RFSPAWN)
 176                 return (EINVAL);
 177
 178         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 179         bzero(&fr, sizeof(fr));
 180         if ((uap->flags & RFSPAWN) != 0) {
 181                 fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 182                 fr.fr_flags2 = FR2_DROPSIG_CAUGHT;
 183         } else {
 184                 fr.fr_flags = uap->flags;
 185         }
 186         fr.fr_pidp = &pid;
 187         error = fork1(td, &fr);
 188         if (error == 0) {
 189                 td->td_retval[0] = pid;
 190                 td->td_retval[1] = 0;
 191         }
 192         return (error);
 193 }
 194
 195 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 196 int     lastpid = 0;
 197 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 198     "Last used PID");
 199
 200 /*
 201  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 202  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 203  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 204  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 205  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 206  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 207  */
 208 static int randompid = 0;
 209
 210 static int
 211 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 212 {
 213         int error, pid;
 214
 215         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 216         if (error != 0)
 217                 return(error);
 218         sx_xlock(&allproc_lock);
 219         pid = randompid;
 220         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 221         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 222                 if (pid == 0)
 223                         randompid = 0;
 224                 else if (pid == 1)
 225                         /* generate a random PID modulus between 100 and 1123 */
 226                         randompid = 100 + arc4random() % 1024;
 227                 else if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)
 228                         /* out of range */
 229                         randompid = pid_max - 100;
 230                 else if (pid < 100)
 231                         /* Make it reasonable */
 232                         randompid = 100;
 233                 else
 234                         randompid = pid;
 235         }
 236         sx_xunlock(&allproc_lock);
 237         return (error);
 238 }
 239
 240 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 241     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus. Special values: 0: disable, 1: choose random value");
 242
 243 static int
 244 fork_findpid(int flags)
 245 {
 246         struct proc *p;
 247         int trypid;
 248         static int pidchecked = 0;
 249
 250         /*
 251          * Requires allproc_lock in order to iterate over the list
 252          * of processes, and proctree_lock to access p_pgrp.
 253          */
 254         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 255         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 256
 257         /*
 258          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 259          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 260          *
 261          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 262          * low-numbered pids.
 263          */
 264         trypid = lastpid + 1;
 265         if (flags & RFHIGHPID) {
 266                 if (trypid < 10)
 267                         trypid = 10;
 268         } else {
 269                 if (randompid)
 270                         trypid += arc4random() % randompid;
 271         }
 272 retry:
 273         /*
 274          * If the process ID prototype has wrapped around,
 275          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 276          * tend to include daemons that don't exit.
 277          */
 278         if (trypid >= pid_max) {
 279                 trypid = trypid % pid_max;
 280                 if (trypid < 100)
 281                         trypid += 100;
 282                 pidchecked = 0;
 283         }
 284         if (trypid >= pidchecked) {
 285                 int doingzomb = 0;
 286
 287                 pidchecked = PID_MAX;
 288                 /*
 289                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 290                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 291                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 292                  *
 293                  * Avoid reuse of the process group id, session id or
 294                  * the reaper subtree id.  Note that for process group
 295                  * and sessions, the amount of reserved pids is
 296                  * limited by process limit.  For the subtree ids, the
 297                  * id is kept reserved only while there is a
 298                  * non-reaped process in the subtree, so amount of
 299                  * reserved pids is limited by process limit times
 300                  * two.
 301                  */
 302                 p = LIST_FIRST(&allproc);
 303 again:
 304                 for (; p != NULL; p = LIST_NEXT(p, p_list)) {
 305                         while (p->p_pid == trypid ||
 306                             p->p_reapsubtree == trypid ||
 307                             (p->p_pgrp != NULL &&
 308                             (p->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 309                             (p->p_session != NULL &&
 310                             p->p_session->s_sid == trypid)))) {
 311                                 trypid++;
 312                                 if (trypid >= pidchecked)
 313                                         goto retry;
 314                         }
 315                         if (p->p_pid > trypid && pidchecked > p->p_pid)
 316                                 pidchecked = p->p_pid;
 317                         if (p->p_pgrp != NULL) {
 318                                 if (p->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 319                                     pidchecked > p->p_pgrp->pg_id)
 320                                         pidchecked = p->p_pgrp->pg_id;
 321                                 if (p->p_session != NULL &&
 322                                     p->p_session->s_sid > trypid &&
 323                                     pidchecked > p->p_session->s_sid)
 324                                         pidchecked = p->p_session->s_sid;
 325                         }
 326                 }
 327                 if (!doingzomb) {
 328                         doingzomb = 1;
 329                         p = LIST_FIRST(&zombproc);
 330                         goto again;
 331                 }
 332         }
 333
 334         /*
 335          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 336          */
 337         if (flags & RFHIGHPID)
 338                 pidchecked = 0;
 339         else
 340                 lastpid = trypid;
 341
 342         return (trypid);
 343 }
 344
 345 static int
 346 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 347 {
 348         int error;
 349         struct proc *p1;
 350
 351         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 352             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 353         p1 = td->td_proc;
 354
 355         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 356             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 357                 PROC_LOCK(p1);
 358                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 359                         PROC_UNLOCK(p1);
 360                         return (ERESTART);
 361                 }
 362                 PROC_UNLOCK(p1);
 363         }
 364
 365         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 366         if (error)
 367                 goto fail;
 368
 369         /*
 370          * Close all file descriptors.
 371          */
 372         if (flags & RFCFDG) {
 373                 struct filedesc *fdtmp;
 374                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false);
 375                 fdescfree(td);
 376                 p1->p_fd = fdtmp;
 377         }
 378
 379         /*
 380          * Unshare file descriptors (from parent).
 381          */
 382         if (flags & RFFDG)
 383                 fdunshare(td);
 384
 385 fail:
 386         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 387             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 388                 PROC_LOCK(p1);
 389                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 390                 PROC_UNLOCK(p1);
 391         }
 392         return (error);
 393 }
 394
 395 static void
 396 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 397     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 398 {
 399         struct proc *p1, *pptr;
 400         int trypid;
 401         struct filedesc *fd;
 402         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 403         struct sigacts *newsigacts;
 404
 405         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 406         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 407
 408         p1 = td->td_proc;
 409
 410         trypid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 411
 412         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 413         p2->p_pid = trypid;
 414         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 415         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 416         allproc_gen++;
 417         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 418         PROC_LOCK(p2);
 419         PROC_LOCK(p1);
 420
 421         sx_xunlock(&allproc_lock);
 422         sx_xunlock(&proctree_lock);
 423
 424         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 425             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 426         p2->p_fctl0 = p1->p_fctl0;
 427         pargs_hold(p2->p_args);
 428
 429         PROC_UNLOCK(p1);
 430
 431         bzero(&p2->p_startzero,
 432             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 433
 434         /* Tell the prison that we exist. */
 435         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 436
 437         PROC_UNLOCK(p2);
 438
 439         tidhash_add(td2);
 440
 441         /*
 442          * Malloc things while we don't hold any locks.
 443          */
 444         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 445                 newsigacts = NULL;
 446         else
 447                 newsigacts = sigacts_alloc();
 448
 449         /*
 450          * Copy filedesc.
 451          */
 452         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 453                 fd = fdinit(p1->p_fd, false);
 454                 fdtol = NULL;
 455         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 456                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 457                 fdtol = NULL;
 458         } else {
 459                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 460                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 461                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 462                             p1->p_leader);
 463                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 464                         /*
 465                          * Shared file descriptor table, and shared
 466                          * process leaders.
 467                          */
 468                         fdtol = p1->p_fdtol;
 469                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 470                         fdtol->fdl_refcount++;
 471                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 472                 } else {
 473                         /*
 474                          * Shared file descriptor table, and different
 475                          * process leaders.
 476                          */
 477                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 478                             p1->p_fd, p2);
 479                 }
 480         }
 481         /*
 482          * Make a proc table entry for the new process.
 483          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 484          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 485          */
 486
 487         PROC_LOCK(p2);
 488         PROC_LOCK(p1);
 489
 490         bzero(&td2->td_startzero,
 491             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 492         td2->td_pflags2 = 0;
 493         td2->td_errno = 0;
 494
 495         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 496             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 497
 498         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 499         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 500         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 501         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 502
 503 #ifdef VIMAGE
 504         td2->td_vnet = NULL;
 505         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 506 #endif
 507
 508         /*
 509          * Allow the scheduler to initialize the child.
 510          */
 511         thread_lock(td);
 512         sched_fork(td, td2);
 513         thread_unlock(td);
 514
 515         /*
 516          * Duplicate sub-structures as needed.
 517          * Increase reference counts on shared objects.
 518          */
 519         p2->p_flag = P_INMEM;
 520         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 521             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC |
 522             P2_TRAPCAP |
 523             P2_STKGAP_DISABLE | P2_STKGAP_DISABLE_EXEC);
 524         p2->p_swtick = ticks;
 525         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 526                 startprofclock(p2);
 527
 528         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 529                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 530         } else {
 531                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 532                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 533                 if ((fr->fr_flags2 & FR2_DROPSIG_CAUGHT) != 0) {
 534                         mtx_lock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 535                         sig_drop_caught(p2);
 536                         mtx_unlock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 537                 }
 538         }
 539
 540         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 541                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 542         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 543                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 544         else
 545                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 546
 547         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 548         p2->p_fd = fd;
 549         p2->p_fdtol = fdtol;
 550
 551         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 552                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 553                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 554         }
 555
 556         /*
 557          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 558          */
 559         lim_fork(p1, p2);
 560
 561         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 562
 563         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 564
 565         PROC_UNLOCK(p1);
 566         PROC_UNLOCK(p2);
 567
 568         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 569         if (p2->p_textvp)
 570                 vrefact(p2->p_textvp);
 571
 572         /*
 573          * Set up linkage for kernel based threading.
 574          */
 575         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 576                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 577                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 578                 p1->p_peers = p2;
 579                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 580                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 581                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 582                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 583                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 584                         /*
 585                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 586                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 587                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 588                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 589                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 590                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 591                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 592                          * the task leader may not get a chance to send
 593                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 594                          * the task leader will wait for this new process
 595                          * to commit suicide.
 596                          */
 597                         PROC_LOCK(p2);
 598                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 599                         PROC_UNLOCK(p2);
 600                 } else
 601                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 602         } else {
 603                 p2->p_peers = NULL;
 604                 p2->p_leader = p2;
 605         }
 606
 607         sx_xlock(&proctree_lock);
 608         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 609         PROC_LOCK(p2);
 610         PROC_LOCK(p1);
 611
 612         /*
 613          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 614          * been preserved.
 615          */
 616         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 617         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) | TDP_FORKING;
 618         SESS_LOCK(p1->p_session);
 619         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 620                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 621         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 622         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 623                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 624
 625         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 626         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 627         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 628         LIST_INIT(&p2->p_children);
 629         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 630
 631         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 632
 633         /*
 634          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 635          * procfs ioctl flags from its parent.
 636          */
 637         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 638                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 639                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 640         }
 641
 642         /*
 643          * This begins the section where we must prevent the parent
 644          * from being swapped.
 645          */
 646         _PHOLD(p1);
 647         PROC_UNLOCK(p1);
 648
 649         /*
 650          * Attach the new process to its parent.
 651          *
 652          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 653          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 654          * parent.
 655          */
 656         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 657                 pptr = p1->p_reaper;
 658                 p2->p_reaper = pptr;
 659         } else {
 660                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 661                     p1 : p1->p_reaper;
 662                 pptr = p1;
 663         }
 664         p2->p_pptr = pptr;
 665         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 666         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 667         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 668         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 669         if (p2->p_reaper == p1)
 670                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 671         sx_xunlock(&proctree_lock);
 672
 673         /* Inform accounting that we have forked. */
 674         p2->p_acflag = AFORK;
 675         PROC_UNLOCK(p2);
 676
 677 #ifdef KTRACE
 678         ktrprocfork(p1, p2);
 679 #endif
 680
 681         /*
 682          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 683          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 684          */
 685         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 686
 687         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 688                 VM_CNT_INC(v_forks);
 689                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 690                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 691         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 692                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 693                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 694                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 695         } else if (p1 == &proc0) {
 696                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 697                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 698                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 699         } else {
 700                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 701                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 702                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 703         }
 704
 705         /*
 706          * Associate the process descriptor with the process before anything
 707          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 708          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 709          */
 710         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 711                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 712
 713         /*
 714          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 715          * to adjust anything.
 716          */
 717         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 718
 719         /*
 720          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 721          */
 722         PROC_LOCK(p2);
 723         PROC_LOCK(p1);
 724         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 725         PROC_SLOCK(p2);
 726         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 727         PROC_SUNLOCK(p2);
 728
 729 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 730         /*
 731          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 732          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 733          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 734          * use pfind() later on.
 735          */
 736         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 737                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 738 #endif
 739         /*
 740          * Hold the process so that it cannot exit after we make it runnable,
 741          * but before we wait for the debugger.
 742          */
 743         _PHOLD(p2);
 744         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 745                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 746                 td->td_rfppwait_p = p2;
 747                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 748         }
 749         PROC_UNLOCK(p2);
 750
 751         /*
 752          * Now can be swapped.
 753          */
 754         _PRELE(p1);
 755         PROC_UNLOCK(p1);
 756
 757         /*
 758          * Tell any interested parties about the new process.
 759          */
 760         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 761         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 762
 763         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 764                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 765                 fdrop(fp_procdesc, td);
 766         }
 767
 768         /*
 769          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 770          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 771          * if being set atm.
 772          */
 773         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 774                 sx_xlock(&proctree_lock);
 775                 PROC_LOCK(p2);
 776
 777                 /*
 778                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 779                  * process and proctree locks for modifications,
 780                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 781                  */
 782                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 783                         /*
 784                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 785                          *
 786                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 787                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 788                          * for runaway child.
 789                          */
 790                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 791                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 792                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 793                         proc_set_traced(p2, true);
 794                         CTR2(KTR_PTRACE,
 795                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 796                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 797                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 798                 }
 799                 PROC_UNLOCK(p2);
 800                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 801         }
 802
 803         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 804                 /*
 805                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 806                  * add to run queue.
 807                  */
 808                 thread_lock(td2);
 809                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 810                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 811                 thread_unlock(td2);
 812                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 813                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 814         } else {
 815                 *fr->fr_procp = p2;
 816         }
 817
 818         PROC_LOCK(p2);
 819         _PRELE(p2);
 820         racct_proc_fork_done(p2);
 821         PROC_UNLOCK(p2);
 822 }
 823
 824 int
 825 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 826 {
 827         struct proc *p1, *newproc;
 828         struct thread *td2;
 829         struct vmspace *vm2;
 830         struct file *fp_procdesc;
 831         vm_ooffset_t mem_charged;
 832         int error, nprocs_new, ok;
 833         static int curfail;
 834         static struct timeval lastfail;
 835         int flags, pages;
 836
 837         flags = fr->fr_flags;
 838         pages = fr->fr_pages;
 839
 840         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 841                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 842         else
 843                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 844
 845         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 846         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 847                 return (EINVAL);
 848
 849         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 850         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 851                 return (EINVAL);
 852
 853         /* Can't copy and clear. */
 854         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 855                 return (EINVAL);
 856
 857         /* Check the validity of the signal number. */
 858         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 859                 return (EINVAL);
 860
 861         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 862                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 863                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 864                         return (EINVAL);
 865
 866                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 867                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 868                         return (EINVAL);
 869
 870                 /* Check if we are using supported flags. */
 871                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 872                         return (EINVAL);
 873         }
 874
 875         p1 = td->td_proc;
 876
 877         /*
 878          * Here we don't create a new process, but we divorce
 879          * certain parts of a process from itself.
 880          */
 881         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 882                 if (fr->fr_procp != NULL)
 883                         *fr->fr_procp = NULL;
 884                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 885                         *fr->fr_pidp = 0;
 886                 return (fork_norfproc(td, flags));
 887         }
 888
 889         fp_procdesc = NULL;
 890         newproc = NULL;
 891         vm2 = NULL;
 892
 893         /*
 894          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 895          * Although process entries are dynamically created, we still
 896          * keep a global limit on the maximum number we will
 897          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 898          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 899          * the process data.
 900          *
 901          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 902          * processes; don't let root exceed the limit.
 903          */
 904         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 905         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 906                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC, 0) != 0 ||
 907                     nprocs_new >= maxproc) {
 908                         error = EAGAIN;
 909                         sx_xlock(&allproc_lock);
 910                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 911                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 912                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 913                                     "login.conf(5)\n",
 914                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 915                         }
 916                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 917                         goto fail2;
 918                 }
 919         }
 920
 921         /*
 922          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 923          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 924          * later.
 925          */
 926         if (flags & RFPROCDESC) {
 927                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 928                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 929                 if (error != 0)
 930                         goto fail2;
 931         }
 932
 933         mem_charged = 0;
 934         if (pages == 0)
 935                 pages = kstack_pages;
 936         /* Allocate new proc. */
 937         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 938         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 939         if (td2 == NULL) {
 940                 td2 = thread_alloc(pages);
 941                 if (td2 == NULL) {
 942                         error = ENOMEM;
 943                         goto fail2;
 944                 }
 945                 proc_linkup(newproc, td2);
 946         } else {
 947                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 948                         if (td2->td_kstack != 0)
 949                                 vm_thread_dispose(td2);
 950                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 951                                 error = ENOMEM;
 952                                 goto fail2;
 953                         }
 954                 }
 955         }
 956
 957         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 958                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 959                 if (vm2 == NULL) {
 960                         error = ENOMEM;
 961                         goto fail2;
 962                 }
 963                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 964                         /*
 965                          * The swap reservation failed. The accounting
 966                          * from the entries of the copied vm2 will be
 967                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 968                          * reservation there.
 969                          */
 970                         swap_reserve_force(mem_charged);
 971                         error = ENOMEM;
 972                         goto fail2;
 973                 }
 974         } else
 975                 vm2 = NULL;
 976
 977         /*
 978          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 979          *      per-cred resource counters.
 980          */
 981         proc_set_cred_init(newproc, crhold(td->td_ucred));
 982
 983         /*
 984          * Initialize resource accounting for the child process.
 985          */
 986         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 987         if (error != 0) {
 988                 error = EAGAIN;
 989                 goto fail1;
 990         }
 991
 992 #ifdef MAC
 993         mac_proc_init(newproc);
 994 #endif
 995         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
 996         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 997
 998         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 999         sx_xlock(&proctree_lock);
1000         sx_xlock(&allproc_lock);
1001
1002         /*
1003          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
1004          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
1005          *
1006          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
1007          */
1008         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
1009         if (error == 0)
1010                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
1011         else {
1012                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
1013                     lim_cur(td, RLIMIT_NPROC));
1014         }
1015         if (ok) {
1016                 do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
1017                 return (0);
1018         }
1019
1020         error = EAGAIN;
1021         sx_xunlock(&allproc_lock);
1022         sx_xunlock(&proctree_lock);
1023 #ifdef MAC
1024         mac_proc_destroy(newproc);
1025 #endif
1026         racct_proc_exit(newproc);
1027 fail1:
1028         crfree(newproc->p_ucred);
1029         newproc->p_ucred = NULL;
1030 fail2:
1031         if (vm2 != NULL)
1032                 vmspace_free(vm2);
1033         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1034         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1035                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1036                 fdrop(fp_procdesc, td);
1037         }
1038         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1039         pause("fork", hz / 2);
1040         return (error);
1041 }
1042
1043 /*
1044  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1045  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1046  */
1047 void
1048 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1049     struct trapframe *frame)
1050 {
1051         struct proc *p;
1052         struct thread *td;
1053         struct thread *dtd;
1054
1055         td = curthread;
1056         p = td->td_proc;
1057         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1058
1059         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1060             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1061
1062         sched_fork_exit(td);
1063         /*
1064         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1065         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1066         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1067         */
1068         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1069                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1070                 thread_stash(dtd);
1071         }
1072         thread_unlock(td);
1073
1074         /*
1075          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1076          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1077          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1078          */
1079         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1080         callout(arg, frame);
1081
1082         /*
1083          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1084          * function.
1085          */
1086         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1087                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1088                     td->td_name, p->p_pid);
1089                 kthread_exit();
1090         }
1091         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1092
1093         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1094                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1095         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1100  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1101  * as the first parameter and is called when returning to a new
1102  * userland process.
1103  */
1104 void
1105 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1106 {
1107         struct proc *p;
1108
1109         p = td->td_proc;
1110         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1111                 PROC_LOCK(p);
1112                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1113                         /*
1114                          * Inform the debugger if one is still present.
1115                          */
1116                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1117                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1118                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1119                 } else {
1120                         /*
1121                          * ... otherwise clear the request.
1122                          */
1123                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1124                 }
1125                 PROC_UNLOCK(p);
1126         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1127                 /*
1128                  * This is the start of a new thread in a traced
1129                  * process.  Report a system call exit event.
1130                  */
1131                 PROC_LOCK(p);
1132                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1133                 _STOPEVENT(p, S_SCX, td->td_sa.code);
1134                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1135                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1136                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1137                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1138                 PROC_UNLOCK(p);
1139         }
1140
1141         /*
1142          * If the prison was killed mid-fork, die along with it.
1143          */
1144         if (td->td_ucred->cr_prison->pr_flags & PR_REMOVE)
1145                 exit1(td, 0, SIGKILL);
1146
1147         userret(td, frame);
1148
1149 #ifdef KTRACE
1150         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1151                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1152 #endif
1153 }