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/bitstring.h>
  48 #include <sys/sysproto.h>
  49 #include <sys/eventhandler.h>
  50 #include <sys/fcntl.h>
  51 #include <sys/filedesc.h>
  52 #include <sys/jail.h>
  53 #include <sys/kernel.h>
  54 #include <sys/kthread.h>
  55 #include <sys/sysctl.h>
  56 #include <sys/lock.h>
  57 #include <sys/malloc.h>
  58 #include <sys/msan.h>
  59 #include <sys/mutex.h>
  60 #include <sys/priv.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/procdesc.h>
  63 #include <sys/ptrace.h>
  64 #include <sys/racct.h>
  65 #include <sys/resourcevar.h>
  66 #include <sys/sched.h>
  67 #include <sys/syscall.h>
  68 #include <sys/vmmeter.h>
  69 #include <sys/vnode.h>
  70 #include <sys/acct.h>
  71 #include <sys/ktr.h>
  72 #include <sys/ktrace.h>
  73 #include <sys/unistd.h>
  74 #include <sys/sdt.h>
  75 #include <sys/sx.h>
  76 #include <sys/sysent.h>
  77 #include <sys/signalvar.h>
  78
  79 #include <security/audit/audit.h>
  80 #include <security/mac/mac_framework.h>
  81
  82 #include <vm/vm.h>
  83 #include <vm/pmap.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86 #include <vm/uma.h>
  87
  88 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  89 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  90 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  91 #endif
  92
  93 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  94 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, , , create, "struct proc *", "struct proc *", "int");
  95
  96 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  97 struct fork_args {
  98         int     dummy;
  99 };
 100 #endif
 101
 102 /* ARGSUSED */
 103 int
 104 sys_fork(struct thread *td, struct fork_args *uap)
 105 {
 106         struct fork_req fr;
 107         int error, pid;
 108
 109         bzero(&fr, sizeof(fr));
 110         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC;
 111         fr.fr_pidp = &pid;
 112         error = fork1(td, &fr);
 113         if (error == 0) {
 114                 td->td_retval[0] = pid;
 115                 td->td_retval[1] = 0;
 116         }
 117         return (error);
 118 }
 119
 120 /* ARGUSED */
 121 int
 122 sys_pdfork(struct thread *td, struct pdfork_args *uap)
 123 {
 124         struct fork_req fr;
 125         int error, fd, pid;
 126
 127         bzero(&fr, sizeof(fr));
 128         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC;
 129         fr.fr_pidp = &pid;
 130         fr.fr_pd_fd = &fd;
 131         fr.fr_pd_flags = uap->flags;
 132         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 133         /*
 134          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 135          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 136          * itself from the parent using the return value.
 137          */
 138         error = fork1(td, &fr);
 139         if (error == 0) {
 140                 td->td_retval[0] = pid;
 141                 td->td_retval[1] = 0;
 142                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 143         }
 144         return (error);
 145 }
 146
 147 /* ARGSUSED */
 148 int
 149 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 150 {
 151         struct fork_req fr;
 152         int error, pid;
 153
 154         bzero(&fr, sizeof(fr));
 155         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 156         fr.fr_pidp = &pid;
 157         error = fork1(td, &fr);
 158         if (error == 0) {
 159                 td->td_retval[0] = pid;
 160                 td->td_retval[1] = 0;
 161         }
 162         return (error);
 163 }
 164
 165 int
 166 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 167 {
 168         struct fork_req fr;
 169         int error, pid;
 170
 171         /* Don't allow kernel-only flags. */
 172         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 173                 return (EINVAL);
 174         /* RFSPAWN must not appear with others */
 175         if ((uap->flags & RFSPAWN) != 0 && uap->flags != RFSPAWN)
 176                 return (EINVAL);
 177
 178         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 179         bzero(&fr, sizeof(fr));
 180         if ((uap->flags & RFSPAWN) != 0) {
 181                 fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 182                 fr.fr_flags2 = FR2_DROPSIG_CAUGHT;
 183         } else {
 184                 fr.fr_flags = uap->flags;
 185         }
 186         fr.fr_pidp = &pid;
 187         error = fork1(td, &fr);
 188         if (error == 0) {
 189                 td->td_retval[0] = pid;
 190                 td->td_retval[1] = 0;
 191         }
 192         return (error);
 193 }
 194
 195 int __exclusive_cache_line      nprocs = 1;             /* process 0 */
 196 int     lastpid = 0;
 197 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 198     "Last used PID");
 199
 200 /*
 201  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 202  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 203  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 204  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 205  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 206  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 207  */
 208 static int randompid = 0;
 209
 210 static int
 211 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 212 {
 213         int error, pid;
 214
 215         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 216         if (error != 0)
 217                 return(error);
 218         sx_xlock(&allproc_lock);
 219         pid = randompid;
 220         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 221         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 222                 if (pid == 0)
 223                         randompid = 0;
 224                 else if (pid == 1)
 225                         /* generate a random PID modulus between 100 and 1123 */
 226                         randompid = 100 + arc4random() % 1024;
 227                 else if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)
 228                         /* out of range */
 229                         randompid = pid_max - 100;
 230                 else if (pid < 100)
 231                         /* Make it reasonable */
 232                         randompid = 100;
 233                 else
 234                         randompid = pid;
 235         }
 236         sx_xunlock(&allproc_lock);
 237         return (error);
 238 }
 239
 240 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid,
 241     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0,
 242     sysctl_kern_randompid, "I",
 243     "Random PID modulus. Special values: 0: disable, 1: choose random value");
 244
 245 extern bitstr_t proc_id_pidmap;
 246 extern bitstr_t proc_id_grpidmap;
 247 extern bitstr_t proc_id_sessidmap;
 248 extern bitstr_t proc_id_reapmap;
 249
 250 /*
 251  * Find an unused process ID
 252  *
 253  * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 254  * low-numbered pids.
 255  */
 256 static int
 257 fork_findpid(int flags)
 258 {
 259         pid_t result;
 260         int trypid, random;
 261
 262         /*
 263          * Avoid calling arc4random with procid_lock held.
 264          */
 265         random = 0;
 266         if (__predict_false(randompid))
 267                 random = arc4random() % randompid;
 268
 269         mtx_lock(&procid_lock);
 270
 271         trypid = lastpid + 1;
 272         if (flags & RFHIGHPID) {
 273                 if (trypid < 10)
 274                         trypid = 10;
 275         } else {
 276                 trypid += random;
 277         }
 278 retry:
 279         if (trypid >= pid_max)
 280                 trypid = 2;
 281
 282         bit_ffc_at(&proc_id_pidmap, trypid, pid_max, &result);
 283         if (result == -1) {
 284                 KASSERT(trypid != 2, ("unexpectedly ran out of IDs"));
 285                 trypid = 2;
 286                 goto retry;
 287         }
 288         if (bit_test(&proc_id_grpidmap, result) ||
 289             bit_test(&proc_id_sessidmap, result) ||
 290             bit_test(&proc_id_reapmap, result)) {
 291                 trypid = result + 1;
 292                 goto retry;
 293         }
 294
 295         /*
 296          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 297          */
 298         if ((flags & RFHIGHPID) == 0)
 299                 lastpid = result;
 300
 301         bit_set(&proc_id_pidmap, result);
 302         mtx_unlock(&procid_lock);
 303
 304         return (result);
 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         /*
 318          * Quiesce other threads if necessary.  If RFMEM is not specified we
 319          * must ensure that other threads do not concurrently create a second
 320          * process sharing the vmspace, see vmspace_unshare().
 321          */
 322         if ((p1->p_flag & (P_HADTHREADS | P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS &&
 323             ((flags & (RFCFDG | RFFDG)) != 0 || (flags & RFMEM) == 0)) {
 324                 PROC_LOCK(p1);
 325                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 326                         PROC_UNLOCK(p1);
 327                         return (ERESTART);
 328                 }
 329                 PROC_UNLOCK(p1);
 330         }
 331
 332         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 333         if (error)
 334                 goto fail;
 335
 336         /*
 337          * Close all file descriptors.
 338          */
 339         if (flags & RFCFDG) {
 340                 struct filedesc *fdtmp;
 341                 struct pwddesc *pdtmp;
 342                 pdtmp = pdinit(td->td_proc->p_pd, false);
 343                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false, NULL);
 344                 pdescfree(td);
 345                 fdescfree(td);
 346                 p1->p_fd = fdtmp;
 347                 p1->p_pd = pdtmp;
 348         }
 349
 350         /*
 351          * Unshare file descriptors (from parent).
 352          */
 353         if (flags & RFFDG) {
 354                 fdunshare(td);
 355                 pdunshare(td);
 356         }
 357
 358 fail:
 359         if ((p1->p_flag & (P_HADTHREADS | P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS &&
 360             ((flags & (RFCFDG | RFFDG)) != 0 || (flags & RFMEM) == 0)) {
 361                 PROC_LOCK(p1);
 362                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 363                 PROC_UNLOCK(p1);
 364         }
 365         return (error);
 366 }
 367
 368 static void
 369 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 370     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 371 {
 372         struct proc *p1, *pptr;
 373         struct filedesc *fd;
 374         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 375         struct pwddesc *pd;
 376         struct sigacts *newsigacts;
 377
 378         p1 = td->td_proc;
 379
 380         PROC_LOCK(p1);
 381         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 382             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 383         pargs_hold(p2->p_args);
 384         PROC_UNLOCK(p1);
 385
 386         bzero(&p2->p_startzero,
 387             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 388
 389         /* Tell the prison that we exist. */
 390         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 391
 392         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 393         p2->p_pid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 394         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 395         TSFORK(p2->p_pid, p1->p_pid);
 396
 397         sx_xlock(&allproc_lock);
 398         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 399         allproc_gen++;
 400         sx_xunlock(&allproc_lock);
 401
 402         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 403         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 404         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 405
 406         tidhash_add(td2);
 407
 408         /*
 409          * Malloc things while we don't hold any locks.
 410          */
 411         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 412                 newsigacts = NULL;
 413         else
 414                 newsigacts = sigacts_alloc();
 415
 416         /*
 417          * Copy filedesc.
 418          */
 419         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 420                 pd = pdinit(p1->p_pd, false);
 421                 fd = fdinit(p1->p_fd, false, NULL);
 422                 fdtol = NULL;
 423         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 424                 if (fr->fr_flags2 & FR2_SHARE_PATHS)
 425                         pd = pdshare(p1->p_pd);
 426                 else
 427                         pd = pdcopy(p1->p_pd);
 428                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 429                 fdtol = NULL;
 430         } else {
 431                 if (fr->fr_flags2 & FR2_SHARE_PATHS)
 432                         pd = pdcopy(p1->p_pd);
 433                 else
 434                         pd = pdshare(p1->p_pd);
 435                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 436                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 437                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 438                             p1->p_leader);
 439                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 440                         /*
 441                          * Shared file descriptor table, and shared
 442                          * process leaders.
 443                          */
 444                         fdtol = p1->p_fdtol;
 445                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 446                         fdtol->fdl_refcount++;
 447                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 448                 } else {
 449                         /*
 450                          * Shared file descriptor table, and different
 451                          * process leaders.
 452                          */
 453                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 454                             p1->p_fd, p2);
 455                 }
 456         }
 457         /*
 458          * Make a proc table entry for the new process.
 459          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 460          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 461          */
 462
 463         PROC_LOCK(p2);
 464         PROC_LOCK(p1);
 465
 466         bzero(&td2->td_startzero,
 467             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 468
 469         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 470             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 471
 472         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 473         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 474         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 475         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 476
 477 #ifdef VIMAGE
 478         td2->td_vnet = NULL;
 479         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 480 #endif
 481
 482         /*
 483          * Allow the scheduler to initialize the child.
 484          */
 485         thread_lock(td);
 486         sched_fork(td, td2);
 487         thread_unlock(td);
 488
 489         /*
 490          * Duplicate sub-structures as needed.
 491          * Increase reference counts on shared objects.
 492          */
 493         p2->p_flag = P_INMEM;
 494         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 495             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC |
 496             P2_PROTMAX_ENABLE | P2_PROTMAX_DISABLE | P2_TRAPCAP |
 497             P2_STKGAP_DISABLE | P2_STKGAP_DISABLE_EXEC | P2_NO_NEW_PRIVS |
 498             P2_WXORX_DISABLE | P2_WXORX_ENABLE_EXEC);
 499         p2->p_swtick = ticks;
 500         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 501                 startprofclock(p2);
 502
 503         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 504                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 505         } else {
 506                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 507                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 508                 if ((fr->fr_flags2 & (FR2_DROPSIG_CAUGHT | FR2_KPROC)) != 0) {
 509                         mtx_lock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 510                         if ((fr->fr_flags2 & FR2_DROPSIG_CAUGHT) != 0)
 511                                 sig_drop_caught(p2);
 512                         if ((fr->fr_flags2 & FR2_KPROC) != 0)
 513                                 p2->p_sigacts->ps_flag |= PS_NOCLDWAIT;
 514                         mtx_unlock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 515                 }
 516         }
 517
 518         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 519                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 520         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 521                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 522         else
 523                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 524
 525         if ((fr->fr_flags2 & FR2_KPROC) != 0) {
 526                 p2->p_flag |= P_SYSTEM | P_KPROC;
 527                 td2->td_pflags |= TDP_KTHREAD;
 528         }
 529
 530         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 531         p2->p_fd = fd;
 532         p2->p_fdtol = fdtol;
 533         p2->p_pd = pd;
 534
 535         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 536                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 537                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 538         }
 539
 540         /*
 541          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 542          */
 543         lim_fork(p1, p2);
 544
 545         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 546
 547         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 548
 549         PROC_UNLOCK(p1);
 550         PROC_UNLOCK(p2);
 551
 552         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 553         if (p2->p_textvp)
 554                 vrefact(p2->p_textvp);
 555
 556         /*
 557          * Set up linkage for kernel based threading.
 558          */
 559         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 560                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 561                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 562                 p1->p_peers = p2;
 563                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 564                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 565                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 566                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 567                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 568                         /*
 569                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 570                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 571                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 572                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 573                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 574                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 575                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 576                          * the task leader may not get a chance to send
 577                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 578                          * the task leader will wait for this new process
 579                          * to commit suicide.
 580                          */
 581                         PROC_LOCK(p2);
 582                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 583                         PROC_UNLOCK(p2);
 584                 } else
 585                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 586         } else {
 587                 p2->p_peers = NULL;
 588                 p2->p_leader = p2;
 589         }
 590
 591         sx_xlock(&proctree_lock);
 592         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 593         PROC_LOCK(p2);
 594         PROC_LOCK(p1);
 595
 596         /*
 597          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 598          * been preserved.
 599          */
 600         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 601         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & (TDP_ALTSTACK | TDP_SIGFASTBLOCK));
 602         SESS_LOCK(p1->p_session);
 603         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 604                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 605         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 606         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 607                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 608
 609         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 610         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 611         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 612         LIST_INIT(&p2->p_children);
 613         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 614
 615         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 616         TAILQ_INIT(&p2->p_kqtim_stop);
 617
 618         /*
 619          * This begins the section where we must prevent the parent
 620          * from being swapped.
 621          */
 622         _PHOLD(p1);
 623         PROC_UNLOCK(p1);
 624
 625         /*
 626          * Attach the new process to its parent.
 627          *
 628          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 629          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 630          * parent.
 631          */
 632         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 633                 pptr = p1->p_reaper;
 634                 p2->p_reaper = pptr;
 635         } else {
 636                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 637                     p1 : p1->p_reaper;
 638                 pptr = p1;
 639         }
 640         p2->p_pptr = pptr;
 641         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 642         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 643         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 644         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 645         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 646                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 647                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 648         }
 649         sx_xunlock(&proctree_lock);
 650
 651         /* Inform accounting that we have forked. */
 652         p2->p_acflag = AFORK;
 653         PROC_UNLOCK(p2);
 654
 655 #ifdef KTRACE
 656         ktrprocfork(p1, p2);
 657 #endif
 658
 659         /*
 660          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 661          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 662          */
 663         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 664
 665         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 666                 VM_CNT_INC(v_forks);
 667                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 668                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 669         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 670                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 671                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 672                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 673         } else if (p1 == &proc0) {
 674                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 675                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 676                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 677         } else {
 678                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 679                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 680                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 681         }
 682
 683         /*
 684          * Associate the process descriptor with the process before anything
 685          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 686          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 687          */
 688         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 689                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 690
 691         /*
 692          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 693          * to adjust anything.
 694          */
 695         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 696
 697         /*
 698          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 699          */
 700         PROC_LOCK(p2);
 701         PROC_LOCK(p1);
 702         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 703         PROC_SLOCK(p2);
 704         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 705         PROC_SUNLOCK(p2);
 706
 707 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 708         /*
 709          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 710          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 711          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 712          * use pfind() later on.
 713          */
 714         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 715                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 716 #endif
 717         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 718                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 719                 td->td_rfppwait_p = p2;
 720                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 721         }
 722         PROC_UNLOCK(p2);
 723
 724         /*
 725          * Tell any interested parties about the new process.
 726          */
 727         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 728
 729         /*
 730          * Now can be swapped.
 731          */
 732         _PRELE(p1);
 733         PROC_UNLOCK(p1);
 734         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 735
 736         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 737                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 738                 fdrop(fp_procdesc, td);
 739         }
 740
 741         /*
 742          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 743          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 744          * if being set atm.
 745          */
 746         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 747                 sx_xlock(&proctree_lock);
 748                 PROC_LOCK(p2);
 749
 750                 /*
 751                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 752                  * process and proctree locks for modifications,
 753                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 754                  */
 755                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 756                         /*
 757                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 758                          *
 759                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 760                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 761                          * for runaway child.
 762                          */
 763                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 764                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 765                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 766                         proc_set_traced(p2, true);
 767                         CTR2(KTR_PTRACE,
 768                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 769                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 770                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 771                 }
 772                 PROC_UNLOCK(p2);
 773                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 774         }
 775
 776         racct_proc_fork_done(p2);
 777
 778         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 779                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 780                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 781                 /*
 782                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 783                  * add to run queue.
 784                  */
 785                 thread_lock(td2);
 786                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 787                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 788         } else {
 789                 *fr->fr_procp = p2;
 790         }
 791 }
 792
 793 void
 794 fork_rfppwait(struct thread *td)
 795 {
 796         struct proc *p, *p2;
 797
 798         MPASS(td->td_pflags & TDP_RFPPWAIT);
 799
 800         p = td->td_proc;
 801         /*
 802          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If
 803          * waiting for child to exec or exit, fork set
 804          * P_PPWAIT on child, and there we sleep on our proc
 805          * (in case of exit).
 806          *
 807          * Do it after the ptracestop() above is finished, to
 808          * not block our debugger until child execs or exits
 809          * to finish vfork wait.
 810          */
 811         td->td_pflags &= ~TDP_RFPPWAIT;
 812         p2 = td->td_rfppwait_p;
 813 again:
 814         PROC_LOCK(p2);
 815         while (p2->p_flag & P_PPWAIT) {
 816                 PROC_LOCK(p);
 817                 if (thread_suspend_check_needed()) {
 818                         PROC_UNLOCK(p2);
 819                         thread_suspend_check(0);
 820                         PROC_UNLOCK(p);
 821                         goto again;
 822                 } else {
 823                         PROC_UNLOCK(p);
 824                 }
 825                 cv_timedwait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx, hz);
 826         }
 827         PROC_UNLOCK(p2);
 828
 829         if (td->td_dbgflags & TDB_VFORK) {
 830                 PROC_LOCK(p);
 831                 if (p->p_ptevents & PTRACE_VFORK)
 832                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
 833                 td->td_dbgflags &= ~TDB_VFORK;
 834                 PROC_UNLOCK(p);
 835         }
 836 }
 837
 838 int
 839 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 840 {
 841         struct proc *p1, *newproc;
 842         struct thread *td2;
 843         struct vmspace *vm2;
 844         struct ucred *cred;
 845         struct file *fp_procdesc;
 846         vm_ooffset_t mem_charged;
 847         int error, nprocs_new;
 848         static int curfail;
 849         static struct timeval lastfail;
 850         int flags, pages;
 851
 852         flags = fr->fr_flags;
 853         pages = fr->fr_pages;
 854
 855         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 856                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 857         else
 858                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 859
 860         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 861         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 862                 return (EINVAL);
 863
 864         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 865         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 866                 return (EINVAL);
 867
 868         /* Can't copy and clear. */
 869         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 870                 return (EINVAL);
 871
 872         /* Check the validity of the signal number. */
 873         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 874                 return (EINVAL);
 875
 876         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 877                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 878                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 879                         return (EINVAL);
 880
 881                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 882                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 883                         return (EINVAL);
 884
 885                 /* Check if we are using supported flags. */
 886                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 887                         return (EINVAL);
 888         }
 889
 890         p1 = td->td_proc;
 891
 892         /*
 893          * Here we don't create a new process, but we divorce
 894          * certain parts of a process from itself.
 895          */
 896         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 897                 if (fr->fr_procp != NULL)
 898                         *fr->fr_procp = NULL;
 899                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 900                         *fr->fr_pidp = 0;
 901                 return (fork_norfproc(td, flags));
 902         }
 903
 904         fp_procdesc = NULL;
 905         newproc = NULL;
 906         vm2 = NULL;
 907
 908         /*
 909          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 910          * Although process entries are dynamically created, we still
 911          * keep a global limit on the maximum number we will
 912          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 913          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 914          * the process data.
 915          *
 916          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 917          * processes; don't let root exceed the limit.
 918          */
 919         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 920         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 921                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 922                     nprocs_new >= maxproc) {
 923                         error = EAGAIN;
 924                         sx_xlock(&allproc_lock);
 925                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 926                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 927                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 928                                     "login.conf(5)\n",
 929                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 930                         }
 931                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 932                         goto fail2;
 933                 }
 934         }
 935
 936         /*
 937          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 938          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 939          * later.
 940          */
 941         if (flags & RFPROCDESC) {
 942                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 943                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 944                 if (error != 0)
 945                         goto fail2;
 946                 AUDIT_ARG_FD(*fr->fr_pd_fd);
 947         }
 948
 949         mem_charged = 0;
 950         if (pages == 0)
 951                 pages = kstack_pages;
 952         /* Allocate new proc. */
 953         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 954         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 955         if (td2 == NULL) {
 956                 td2 = thread_alloc(pages);
 957                 if (td2 == NULL) {
 958                         error = ENOMEM;
 959                         goto fail2;
 960                 }
 961                 proc_linkup(newproc, td2);
 962         } else {
 963                 kmsan_thread_alloc(td2);
 964                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 965                         if (td2->td_kstack != 0)
 966                                 vm_thread_dispose(td2);
 967                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 968                                 error = ENOMEM;
 969                                 goto fail2;
 970                         }
 971                 }
 972         }
 973
 974         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 975                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 976                 if (vm2 == NULL) {
 977                         error = ENOMEM;
 978                         goto fail2;
 979                 }
 980                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 981                         /*
 982                          * The swap reservation failed. The accounting
 983                          * from the entries of the copied vm2 will be
 984                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 985                          * reservation there.
 986                          */
 987                         swap_reserve_force(mem_charged);
 988                         error = ENOMEM;
 989                         goto fail2;
 990                 }
 991         } else
 992                 vm2 = NULL;
 993
 994         /*
 995          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 996          *      per-cred resource counters.
 997          */
 998         proc_set_cred_init(newproc, td->td_ucred);
 999
1000         /*
1001          * Initialize resource accounting for the child process.
1002          */
1003         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
1004         if (error != 0) {
1005                 error = EAGAIN;
1006                 goto fail1;
1007         }
1008
1009 #ifdef MAC
1010         mac_proc_init(newproc);
1011 #endif
1012         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
1013         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
1014
1015         /*
1016          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
1017          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
1018          */
1019         cred = td->td_ucred;
1020         if (!chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, lim_cur(td, RLIMIT_NPROC))) {
1021                 if (priv_check_cred(cred, PRIV_PROC_LIMIT) != 0)
1022                         goto fail0;
1023                 chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, 0);
1024         }
1025
1026         do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
1027         return (0);
1028 fail0:
1029         error = EAGAIN;
1030 #ifdef MAC
1031         mac_proc_destroy(newproc);
1032 #endif
1033         racct_proc_exit(newproc);
1034 fail1:
1035         proc_unset_cred(newproc);
1036 fail2:
1037         if (vm2 != NULL)
1038                 vmspace_free(vm2);
1039         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1040         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1041                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1042                 fdrop(fp_procdesc, td);
1043         }
1044         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1045         pause("fork", hz / 2);
1046         return (error);
1047 }
1048
1049 /*
1050  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1051  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1052  */
1053 void
1054 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1055     struct trapframe *frame)
1056 {
1057         struct proc *p;
1058         struct thread *td;
1059         struct thread *dtd;
1060
1061         kmsan_mark(frame, sizeof(*frame), KMSAN_STATE_INITED);
1062
1063         td = curthread;
1064         p = td->td_proc;
1065         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1066
1067         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1068             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1069
1070         sched_fork_exit(td);
1071         /*
1072         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1073         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1074         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1075         */
1076         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1077                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1078                 thread_stash(dtd);
1079         }
1080         thread_unlock(td);
1081
1082         /*
1083          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1084          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1085          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1086          */
1087         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1088         callout(arg, frame);
1089
1090         /*
1091          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1092          * function.
1093          */
1094         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1095                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1096                     td->td_name, p->p_pid);
1097                 kthread_exit();
1098         }
1099         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1100
1101         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1102                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1107  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1108  * as the first parameter and is called when returning to a new
1109  * userland process.
1110  */
1111 void
1112 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1113 {
1114         struct proc *p;
1115
1116         p = td->td_proc;
1117         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1118                 PROC_LOCK(p);
1119                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1120                         /*
1121                          * Inform the debugger if one is still present.
1122                          */
1123                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1124                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1125                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1126                 } else {
1127                         /*
1128                          * ... otherwise clear the request.
1129                          */
1130                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1131                 }
1132                 PROC_UNLOCK(p);
1133         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1134                 /*
1135                  * This is the start of a new thread in a traced
1136                  * process.  Report a system call exit event.
1137                  */
1138                 PROC_LOCK(p);
1139                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1140                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1141                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1142                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1143                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1144                 PROC_UNLOCK(p);
1145         }
1146
1147         /*
1148          * If the prison was killed mid-fork, die along with it.
1149          */
1150         if (!prison_isalive(td->td_ucred->cr_prison))
1151                 exit1(td, 0, SIGKILL);
1152
1153         userret(td, frame);
1154
1155 #ifdef KTRACE
1156         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1157                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1158 #endif
1159 }