sys/kern/kern_fork.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
   8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  *      @(#)kern_fork.c 8.6 (Berkeley) 4/8/94
  35  */
  36
  37 #include <sys/cdefs.h>
  38 __FBSDID("$FreeBSD$");
  39
  40 #include "opt_ktrace.h"
  41 #include "opt_kstack_pages.h"
  42
  43 #include <sys/param.h>
  44 #include <sys/systm.h>
  45 #include <sys/sysproto.h>
  46 #include <sys/eventhandler.h>
  47 #include <sys/fcntl.h>
  48 #include <sys/filedesc.h>
  49 #include <sys/jail.h>
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #include <sys/kthread.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <sys/lock.h>
  54 #include <sys/malloc.h>
  55 #include <sys/mutex.h>
  56 #include <sys/priv.h>
  57 #include <sys/proc.h>
  58 #include <sys/procdesc.h>
  59 #include <sys/pioctl.h>
  60 #include <sys/racct.h>
  61 #include <sys/resourcevar.h>
  62 #include <sys/sched.h>
  63 #include <sys/syscall.h>
  64 #include <sys/vmmeter.h>
  65 #include <sys/vnode.h>
  66 #include <sys/acct.h>
  67 #include <sys/ktr.h>
  68 #include <sys/ktrace.h>
  69 #include <sys/unistd.h>
  70 #include <sys/sdt.h>
  71 #include <sys/sx.h>
  72 #include <sys/sysent.h>
  73 #include <sys/signalvar.h>
  74
  75 #include <security/audit/audit.h>
  76 #include <security/mac/mac_framework.h>
  77
  78 #include <vm/vm.h>
  79 #include <vm/pmap.h>
  80 #include <vm/vm_map.h>
  81 #include <vm/vm_extern.h>
  82 #include <vm/uma.h>
  83
  84 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  85 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  86 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  87 #endif
  88
  89 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  90 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, kernel, , create, "struct proc *",
  91     "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         int error;
 104         struct proc *p2;
 105
 106         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC, 0, &p2, NULL, 0);
 107         if (error == 0) {
 108                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 109                 td->td_retval[1] = 0;
 110         }
 111         return (error);
 112 }
 113
 114 /* ARGUSED */
 115 int
 116 sys_pdfork(td, uap)
 117         struct thread *td;
 118         struct pdfork_args *uap;
 119 {
 120         int error, fd;
 121         struct proc *p2;
 122
 123         /*
 124          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 125          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 126          * itself from the parent using the return value.
 127          */
 128         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC, 0, &p2,
 129             &fd, uap->flags);
 130         if (error == 0) {
 131                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 132                 td->td_retval[1] = 0;
 133                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 134         }
 135         return (error);
 136 }
 137
 138 /* ARGSUSED */
 139 int
 140 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 141 {
 142         int error, flags;
 143         struct proc *p2;
 144
 145         flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 146         error = fork1(td, flags, 0, &p2, NULL, 0);
 147         if (error == 0) {
 148                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 149                 td->td_retval[1] = 0;
 150         }
 151         return (error);
 152 }
 153
 154 int
 155 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 156 {
 157         struct proc *p2;
 158         int error;
 159
 160         /* Don't allow kernel-only flags. */
 161         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 162                 return (EINVAL);
 163
 164         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 165         error = fork1(td, uap->flags, 0, &p2, NULL, 0);
 166         if (error == 0) {
 167                 td->td_retval[0] = p2 ? p2->p_pid : 0;
 168                 td->td_retval[1] = 0;
 169         }
 170         return (error);
 171 }
 172
 173 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 174 int     lastpid = 0;
 175 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 176     "Last used PID");
 177
 178 /*
 179  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 180  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 181  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 182  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 183  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 184  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 185  */
 186 static int randompid = 0;
 187
 188 static int
 189 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 190 {
 191         int error, pid;
 192
 193         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 194         if (error != 0)
 195                 return(error);
 196         sx_xlock(&allproc_lock);
 197         pid = randompid;
 198         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 199         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 200                 if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)     /* out of range */
 201                         pid = pid_max - 100;
 202                 else if (pid < 2)                       /* NOP */
 203                         pid = 0;
 204                 else if (pid < 100)                     /* Make it reasonable */
 205                         pid = 100;
 206                 randompid = pid;
 207         }
 208         sx_xunlock(&allproc_lock);
 209         return (error);
 210 }
 211
 212 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 213     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus");
 214
 215 static int
 216 fork_findpid(int flags)
 217 {
 218         struct proc *p;
 219         int trypid;
 220         static int pidchecked = 0;
 221
 222         /*
 223          * Requires allproc_lock in order to iterate over the list
 224          * of processes, and proctree_lock to access p_pgrp.
 225          */
 226         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 227         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 228
 229         /*
 230          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 231          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 232          *
 233          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 234          * low-numbered pids.
 235          */
 236         trypid = lastpid + 1;
 237         if (flags & RFHIGHPID) {
 238                 if (trypid < 10)
 239                         trypid = 10;
 240         } else {
 241                 if (randompid)
 242                         trypid += arc4random() % randompid;
 243         }
 244 retry:
 245         /*
 246          * If the process ID prototype has wrapped around,
 247          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 248          * tend to include daemons that don't exit.
 249          */
 250         if (trypid >= pid_max) {
 251                 trypid = trypid % pid_max;
 252                 if (trypid < 100)
 253                         trypid += 100;
 254                 pidchecked = 0;
 255         }
 256         if (trypid >= pidchecked) {
 257                 int doingzomb = 0;
 258
 259                 pidchecked = PID_MAX;
 260                 /*
 261                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 262                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 263                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 264                  */
 265                 p = LIST_FIRST(&allproc);
 266 again:
 267                 for (; p != NULL; p = LIST_NEXT(p, p_list)) {
 268                         while (p->p_pid == trypid ||
 269                             (p->p_pgrp != NULL &&
 270                             (p->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 271                             (p->p_session != NULL &&
 272                             p->p_session->s_sid == trypid)))) {
 273                                 trypid++;
 274                                 if (trypid >= pidchecked)
 275                                         goto retry;
 276                         }
 277                         if (p->p_pid > trypid && pidchecked > p->p_pid)
 278                                 pidchecked = p->p_pid;
 279                         if (p->p_pgrp != NULL) {
 280                                 if (p->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 281                                     pidchecked > p->p_pgrp->pg_id)
 282                                         pidchecked = p->p_pgrp->pg_id;
 283                                 if (p->p_session != NULL &&
 284                                     p->p_session->s_sid > trypid &&
 285                                     pidchecked > p->p_session->s_sid)
 286                                         pidchecked = p->p_session->s_sid;
 287                         }
 288                 }
 289                 if (!doingzomb) {
 290                         doingzomb = 1;
 291                         p = LIST_FIRST(&zombproc);
 292                         goto again;
 293                 }
 294         }
 295
 296         /*
 297          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 298          */
 299         if (flags & RFHIGHPID)
 300                 pidchecked = 0;
 301         else
 302                 lastpid = trypid;
 303
 304         return (trypid);
 305 }
 306
 307 static int
 308 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 309 {
 310         int error;
 311         struct proc *p1;
 312
 313         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 314             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 315         p1 = td->td_proc;
 316
 317         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 318             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 319                 PROC_LOCK(p1);
 320                 if (thread_single(SINGLE_BOUNDARY)) {
 321                         PROC_UNLOCK(p1);
 322                         return (ERESTART);
 323                 }
 324                 PROC_UNLOCK(p1);
 325         }
 326
 327         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 328         if (error)
 329                 goto fail;
 330
 331         /*
 332          * Close all file descriptors.
 333          */
 334         if (flags & RFCFDG) {
 335                 struct filedesc *fdtmp;
 336                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false);
 337                 fdescfree(td);
 338                 p1->p_fd = fdtmp;
 339         }
 340
 341         /*
 342          * Unshare file descriptors (from parent).
 343          */
 344         if (flags & RFFDG)
 345                 fdunshare(td);
 346
 347 fail:
 348         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 349             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 350                 PROC_LOCK(p1);
 351                 thread_single_end();
 352                 PROC_UNLOCK(p1);
 353         }
 354         return (error);
 355 }
 356
 357 static void
 358 do_fork(struct thread *td, int flags, struct proc *p2, struct thread *td2,
 359     struct vmspace *vm2, int pdflags)
 360 {
 361         struct proc *p1, *pptr;
 362         int p2_held, trypid;
 363         struct filedesc *fd;
 364         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 365         struct sigacts *newsigacts;
 366
 367         sx_assert(&proctree_lock, SX_SLOCKED);
 368         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 369
 370         p2_held = 0;
 371         p1 = td->td_proc;
 372
 373         /*
 374          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 375          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 376          */
 377         nprocs++;
 378
 379         trypid = fork_findpid(flags);
 380
 381         sx_sunlock(&proctree_lock);
 382
 383         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 384         p2->p_pid = trypid;
 385         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 386         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 387         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 388         tidhash_add(td2);
 389         PROC_LOCK(p2);
 390         PROC_LOCK(p1);
 391
 392         sx_xunlock(&allproc_lock);
 393
 394         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 395             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 396         pargs_hold(p2->p_args);
 397         PROC_UNLOCK(p1);
 398
 399         bzero(&p2->p_startzero,
 400             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 401
 402         p2->p_ucred = crhold(td->td_ucred);
 403
 404         /* Tell the prison that we exist. */
 405         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 406
 407         PROC_UNLOCK(p2);
 408
 409         /*
 410          * Malloc things while we don't hold any locks.
 411          */
 412         if (flags & RFSIGSHARE)
 413                 newsigacts = NULL;
 414         else
 415                 newsigacts = sigacts_alloc();
 416
 417         /*
 418          * Copy filedesc.
 419          */
 420         if (flags & RFCFDG) {
 421                 fd = fdinit(p1->p_fd, false);
 422                 fdtol = NULL;
 423         } else if (flags & RFFDG) {
 424                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 425                 fdtol = NULL;
 426         } else {
 427                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 428                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 429                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 430                             p1->p_leader);
 431                 if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 432                         /*
 433                          * Shared file descriptor table, and shared
 434                          * process leaders.
 435                          */
 436                         fdtol = p1->p_fdtol;
 437                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 438                         fdtol->fdl_refcount++;
 439                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 440                 } else {
 441                         /*
 442                          * Shared file descriptor table, and different
 443                          * process leaders.
 444                          */
 445                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 446                             p1->p_fd, p2);
 447                 }
 448         }
 449         /*
 450          * Make a proc table entry for the new process.
 451          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 452          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 453          */
 454
 455         PROC_LOCK(p2);
 456         PROC_LOCK(p1);
 457
 458         bzero(&td2->td_startzero,
 459             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 460
 461         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 462             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 463
 464         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 465         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 466         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 467         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 468
 469 #ifdef VIMAGE
 470         td2->td_vnet = NULL;
 471         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 472 #endif
 473
 474         /*
 475          * Allow the scheduler to initialize the child.
 476          */
 477         thread_lock(td);
 478         sched_fork(td, td2);
 479         thread_unlock(td);
 480
 481         /*
 482          * Duplicate sub-structures as needed.
 483          * Increase reference counts on shared objects.
 484          */
 485         p2->p_flag = P_INMEM;
 486         p2->p_flag2 = 0;
 487         p2->p_swtick = ticks;
 488         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 489                 startprofclock(p2);
 490         td2->td_ucred = crhold(p2->p_ucred);
 491
 492         if (flags & RFSIGSHARE) {
 493                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 494         } else {
 495                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 496                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 497         }
 498
 499         if (flags & RFTSIGZMB)
 500                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(flags);
 501         else if (flags & RFLINUXTHPN)
 502                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 503         else
 504                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 505
 506         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 507         p2->p_fd = fd;
 508         p2->p_fdtol = fdtol;
 509
 510         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 511                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 512                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 513         }
 514
 515         /*
 516          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 517          */
 518         lim_fork(p1, p2);
 519
 520         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 521
 522         PROC_UNLOCK(p1);
 523         PROC_UNLOCK(p2);
 524
 525         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 526         if (p2->p_textvp)
 527                 vref(p2->p_textvp);
 528
 529         /*
 530          * Set up linkage for kernel based threading.
 531          */
 532         if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 533                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 534                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 535                 p1->p_peers = p2;
 536                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 537                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 538                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 539                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 540                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 541                         /*
 542                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 543                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 544                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 545                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 546                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 547                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 548                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 549                          * the task leader may not get a chance to send
 550                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 551                          * the task leader will wait for this new process
 552                          * to commit suicide.
 553                          */
 554                         PROC_LOCK(p2);
 555                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 556                         PROC_UNLOCK(p2);
 557                 } else
 558                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 559         } else {
 560                 p2->p_peers = NULL;
 561                 p2->p_leader = p2;
 562         }
 563
 564         sx_xlock(&proctree_lock);
 565         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 566         PROC_LOCK(p2);
 567         PROC_LOCK(p1);
 568
 569         /*
 570          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 571          * been preserved.
 572          */
 573         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 574         td2->td_pflags |= td->td_pflags & TDP_ALTSTACK;
 575         SESS_LOCK(p1->p_session);
 576         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 577                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 578         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 579         if (flags & RFPPWAIT)
 580                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 581
 582         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 583         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 584         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 585         LIST_INIT(&p2->p_children);
 586         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 587
 588         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 589
 590         /*
 591          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 592          * procfs ioctl flags from its parent.
 593          */
 594         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 595                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 596                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 597         }
 598
 599         /*
 600          * This begins the section where we must prevent the parent
 601          * from being swapped.
 602          */
 603         _PHOLD(p1);
 604         PROC_UNLOCK(p1);
 605
 606         /*
 607          * Attach the new process to its parent.
 608          *
 609          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 610          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 611          * parent.
 612          */
 613         if (flags & RFNOWAIT)
 614                 pptr = initproc;
 615         else
 616                 pptr = p1;
 617         p2->p_pptr = pptr;
 618         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 619         sx_xunlock(&proctree_lock);
 620
 621         /* Inform accounting that we have forked. */
 622         p2->p_acflag = AFORK;
 623         PROC_UNLOCK(p2);
 624
 625 #ifdef KTRACE
 626         ktrprocfork(p1, p2);
 627 #endif
 628
 629         /*
 630          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 631          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 632          */
 633         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, flags);
 634
 635         if (flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 636                 PCPU_INC(cnt.v_forks);
 637                 PCPU_ADD(cnt.v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 638                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 639         } else if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 640                 PCPU_INC(cnt.v_vforks);
 641                 PCPU_ADD(cnt.v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 642                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 643         } else if (p1 == &proc0) {
 644                 PCPU_INC(cnt.v_kthreads);
 645                 PCPU_ADD(cnt.v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 646                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 647         } else {
 648                 PCPU_INC(cnt.v_rforks);
 649                 PCPU_ADD(cnt.v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 650                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 651         }
 652
 653         /*
 654          * Associate the process descriptor with the process before anything
 655          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 656          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 657          */
 658         if (flags & RFPROCDESC)
 659                 procdesc_new(p2, pdflags);
 660
 661         /*
 662          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 663          * to adjust anything.
 664          */
 665         EVENTHANDLER_INVOKE(process_fork, p1, p2, flags);
 666
 667         /*
 668          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 669          */
 670         PROC_LOCK(p2);
 671         PROC_LOCK(p1);
 672         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 673         PROC_SLOCK(p2);
 674         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 675         PROC_SUNLOCK(p2);
 676
 677 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 678         /*
 679          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 680          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 681          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 682          * use pfind() later on.
 683          */
 684         if ((flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 685                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 686 #endif
 687         if ((p1->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) == (P_TRACED |
 688             P_FOLLOWFORK)) {
 689                 /*
 690                  * Arrange for debugger to receive the fork event.
 691                  *
 692                  * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 693                  * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 694                  * for runaway child.
 695                  */
 696                 td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 697                 td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 698                 td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 699                 _PHOLD(p2);
 700                 p2_held = 1;
 701         }
 702         if (flags & RFPPWAIT) {
 703                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 704                 td->td_rfppwait_p = p2;
 705         }
 706         PROC_UNLOCK(p2);
 707         if ((flags & RFSTOPPED) == 0) {
 708                 /*
 709                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 710                  * add to run queue.
 711                  */
 712                 thread_lock(td2);
 713                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 714                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 715                 thread_unlock(td2);
 716         }
 717
 718         /*
 719          * Now can be swapped.
 720          */
 721         _PRELE(p1);
 722         PROC_UNLOCK(p1);
 723
 724         /*
 725          * Tell any interested parties about the new process.
 726          */
 727         knote_fork(&p1->p_klist, p2->p_pid);
 728         SDT_PROBE(proc, kernel, , create, p2, p1, flags, 0, 0);
 729
 730         /*
 731          * Wait until debugger is attached to child.
 732          */
 733         PROC_LOCK(p2);
 734         while ((td2->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) != 0)
 735                 cv_wait(&p2->p_dbgwait, &p2->p_mtx);
 736         if (p2_held)
 737                 _PRELE(p2);
 738         PROC_UNLOCK(p2);
 739 }
 740
 741 int
 742 fork1(struct thread *td, int flags, int pages, struct proc **procp,
 743     int *procdescp, int pdflags)
 744 {
 745         struct proc *p1;
 746         struct proc *newproc;
 747         int ok;
 748         struct thread *td2;
 749         struct vmspace *vm2;
 750         vm_ooffset_t mem_charged;
 751         int error;
 752         static int curfail;
 753         static struct timeval lastfail;
 754         struct file *fp_procdesc = NULL;
 755
 756         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 757         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 758                 return (EINVAL);
 759
 760         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 761         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 762                 return (EINVAL);
 763
 764         /* Can't copy and clear. */
 765         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 766                 return (EINVAL);
 767
 768         /* Check the validity of the signal number. */
 769         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 770                 return (EINVAL);
 771
 772         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 773                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 774                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 775                         return (EINVAL);
 776
 777                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 778                 if (procdescp == NULL)
 779                         return (EINVAL);
 780         }
 781
 782         p1 = td->td_proc;
 783
 784         /*
 785          * Here we don't create a new process, but we divorce
 786          * certain parts of a process from itself.
 787          */
 788         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 789                 *procp = NULL;
 790                 return (fork_norfproc(td, flags));
 791         }
 792
 793         /*
 794          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 795          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 796          * later.
 797          */
 798         if (flags & RFPROCDESC) {
 799                 error = falloc(td, &fp_procdesc, procdescp, 0);
 800                 if (error != 0)
 801                         return (error);
 802         }
 803
 804         mem_charged = 0;
 805         vm2 = NULL;
 806         if (pages == 0)
 807                 pages = KSTACK_PAGES;
 808         /* Allocate new proc. */
 809         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 810         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 811         if (td2 == NULL) {
 812                 td2 = thread_alloc(pages);
 813                 if (td2 == NULL) {
 814                         error = ENOMEM;
 815                         goto fail1;
 816                 }
 817                 proc_linkup(newproc, td2);
 818         } else {
 819                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 820                         if (td2->td_kstack != 0)
 821                                 vm_thread_dispose(td2);
 822                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 823                                 error = ENOMEM;
 824                                 goto fail1;
 825                         }
 826                 }
 827         }
 828
 829         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 830                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 831                 if (vm2 == NULL) {
 832                         error = ENOMEM;
 833                         goto fail1;
 834                 }
 835                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 836                         /*
 837                          * The swap reservation failed. The accounting
 838                          * from the entries of the copied vm2 will be
 839                          * substracted in vmspace_free(), so force the
 840                          * reservation there.
 841                          */
 842                         swap_reserve_force(mem_charged);
 843                         error = ENOMEM;
 844                         goto fail1;
 845                 }
 846         } else
 847                 vm2 = NULL;
 848
 849         /*
 850          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 851          *      per-cred resource counters.
 852          */
 853         newproc->p_ucred = p1->p_ucred;
 854
 855         /*
 856          * Initialize resource accounting for the child process.
 857          */
 858         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 859         if (error != 0) {
 860                 error = EAGAIN;
 861                 goto fail1;
 862         }
 863
 864 #ifdef MAC
 865         mac_proc_init(newproc);
 866 #endif
 867         knlist_init_mtx(&newproc->p_klist, &newproc->p_mtx);
 868         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 869
 870         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 871         sx_slock(&proctree_lock);
 872
 873         /*
 874          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 875          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 876          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 877          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 878          * processes, maxproc is the limit.
 879          */
 880         sx_xlock(&allproc_lock);
 881         if ((nprocs >= maxproc - 10 && priv_check_cred(td->td_ucred,
 882             PRIV_MAXPROC, 0) != 0) || nprocs >= maxproc) {
 883                 error = EAGAIN;
 884                 goto fail;
 885         }
 886
 887         /*
 888          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 889          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 890          *
 891          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 892          */
 893         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
 894         if (error == 0)
 895                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 896         else {
 897                 PROC_LOCK(p1);
 898                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 899                     lim_cur(p1, RLIMIT_NPROC));
 900                 PROC_UNLOCK(p1);
 901         }
 902         if (ok) {
 903                 do_fork(td, flags, newproc, td2, vm2, pdflags);
 904
 905                 /*
 906                  * Return child proc pointer to parent.
 907                  */
 908                 *procp = newproc;
 909                 if (flags & RFPROCDESC) {
 910                         procdesc_finit(newproc->p_procdesc, fp_procdesc);
 911                         fdrop(fp_procdesc, td);
 912                 }
 913                 racct_proc_fork_done(newproc);
 914                 return (0);
 915         }
 916
 917         error = EAGAIN;
 918 fail:
 919         sx_sunlock(&proctree_lock);
 920         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 921                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u (pid %d); see tuning(7) and login.conf(5)\n",
 922                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 923         sx_xunlock(&allproc_lock);
 924 #ifdef MAC
 925         mac_proc_destroy(newproc);
 926 #endif
 927         racct_proc_exit(newproc);
 928 fail1:
 929         if (vm2 != NULL)
 930                 vmspace_free(vm2);
 931         uma_zfree(proc_zone, newproc);
 932         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
 933                 fdclose(td->td_proc->p_fd, fp_procdesc, *procdescp, td);
 934                 fdrop(fp_procdesc, td);
 935         }
 936         pause("fork", hz / 2);
 937         return (error);
 938 }
 939
 940 /*
 941  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
 942  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
 943  */
 944 void
 945 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
 946     struct trapframe *frame)
 947 {
 948         struct proc *p;
 949         struct thread *td;
 950         struct thread *dtd;
 951
 952         td = curthread;
 953         p = td->td_proc;
 954         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
 955
 956         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
 957                 td, td->td_sched, p->p_pid, td->td_name);
 958
 959         sched_fork_exit(td);
 960         /*
 961         * Processes normally resume in mi_switch() after being
 962         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
 963         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
 964         */
 965         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
 966                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
 967                 thread_stash(dtd);
 968         }
 969         thread_unlock(td);
 970
 971         /*
 972          * cpu_set_fork_handler intercepts this function call to
 973          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
 974          * initproc has its own fork handler, but it does return.
 975          */
 976         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
 977         callout(arg, frame);
 978
 979         /*
 980          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
 981          * function.
 982          */
 983         if (p->p_flag & P_KTHREAD) {
 984                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
 985                     td->td_name, p->p_pid);
 986                 kproc_exit(0);
 987         }
 988         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 989
 990         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
 991                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
 992 }
 993
 994 /*
 995  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
 996  * directly into user mode.  Giant is not held on entry, and must not
 997  * be held on return.  This function is passed in to fork_exit() as the
 998  * first parameter and is called when returning to a new userland process.
 999  */
1000 void
1001 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1002 {
1003         struct proc *p, *dbg;
1004
1005         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1006                 p = td->td_proc;
1007                 sx_xlock(&proctree_lock);
1008                 PROC_LOCK(p);
1009                 if ((p->p_pptr->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) ==
1010                     (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) {
1011                         /*
1012                          * If debugger still wants auto-attach for the
1013                          * parent's children, do it now.
1014                          */
1015                         dbg = p->p_pptr->p_pptr;
1016                         p->p_flag |= P_TRACED;
1017                         p->p_oppid = p->p_pptr->p_pid;
1018                         proc_reparent(p, dbg);
1019                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1020                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD;
1021                         ptracestop(td, SIGSTOP);
1022                         td->td_dbgflags &= ~TDB_CHILD;
1023                 } else {
1024                         /*
1025                          * ... otherwise clear the request.
1026                          */
1027                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1028                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1029                         cv_broadcast(&p->p_dbgwait);
1030                 }
1031                 PROC_UNLOCK(p);
1032         }
1033
1034         userret(td, frame);
1035
1036 #ifdef KTRACE
1037         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1038                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1039 #endif
1040 }