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