sys/kern/kern_fork.c

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