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