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/mutex.h>
  59 #include <sys/priv.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/procdesc.h>
  62 #include <sys/pioctl.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         /*
 133          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 134          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 135          * itself from the parent using the return value.
 136          */
 137         error = fork1(td, &fr);
 138         if (error == 0) {
 139                 td->td_retval[0] = pid;
 140                 td->td_retval[1] = 0;
 141                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 142         }
 143         return (error);
 144 }
 145
 146 /* ARGSUSED */
 147 int
 148 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 149 {
 150         struct fork_req fr;
 151         int error, pid;
 152
 153         bzero(&fr, sizeof(fr));
 154         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 155         fr.fr_pidp = &pid;
 156         error = fork1(td, &fr);
 157         if (error == 0) {
 158                 td->td_retval[0] = pid;
 159                 td->td_retval[1] = 0;
 160         }
 161         return (error);
 162 }
 163
 164 int
 165 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 166 {
 167         struct fork_req fr;
 168         int error, pid;
 169
 170         /* Don't allow kernel-only flags. */
 171         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 172                 return (EINVAL);
 173
 174         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 175         bzero(&fr, sizeof(fr));
 176         fr.fr_flags = uap->flags;
 177         fr.fr_pidp = &pid;
 178         error = fork1(td, &fr);
 179         if (error == 0) {
 180                 td->td_retval[0] = pid;
 181                 td->td_retval[1] = 0;
 182         }
 183         return (error);
 184 }
 185
 186 int __exclusive_cache_line      nprocs = 1;             /* process 0 */
 187 int     lastpid = 0;
 188 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 189     "Last used PID");
 190
 191 /*
 192  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 193  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 194  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 195  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 196  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 197  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 198  */
 199 static int randompid = 0;
 200
 201 static int
 202 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 203 {
 204         int error, pid;
 205
 206         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 207         if (error != 0)
 208                 return(error);
 209         sx_xlock(&allproc_lock);
 210         pid = randompid;
 211         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 212         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 213                 if (pid == 0)
 214                         randompid = 0;
 215                 else if (pid == 1)
 216                         /* generate a random PID modulus between 100 and 1123 */
 217                         randompid = 100 + arc4random() % 1024;
 218                 else if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)
 219                         /* out of range */
 220                         randompid = pid_max - 100;
 221                 else if (pid < 100)
 222                         /* Make it reasonable */
 223                         randompid = 100;
 224                 else
 225                         randompid = pid;
 226         }
 227         sx_xunlock(&allproc_lock);
 228         return (error);
 229 }
 230
 231 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 232     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus. Special values: 0: disable, 1: choose random value");
 233
 234 extern bitstr_t proc_id_pidmap;
 235 extern bitstr_t proc_id_grpidmap;
 236 extern bitstr_t proc_id_sessidmap;
 237 extern bitstr_t proc_id_reapmap;
 238
 239 /*
 240  * Find an unused process ID
 241  *
 242  * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 243  * low-numbered pids.
 244  */
 245 static int
 246 fork_findpid(int flags)
 247 {
 248         pid_t result;
 249         int trypid;
 250
 251         trypid = lastpid + 1;
 252         if (flags & RFHIGHPID) {
 253                 if (trypid < 10)
 254                         trypid = 10;
 255         } else {
 256                 if (randompid)
 257                         trypid += arc4random() % randompid;
 258         }
 259         mtx_lock(&procid_lock);
 260 retry:
 261         if (trypid >= pid_max)
 262                 trypid = 2;
 263
 264         bit_ffc_at(&proc_id_pidmap, trypid, pid_max, &result);
 265         if (result == -1) {
 266                 KASSERT(trypid != 2, ("unexpectedly ran out of IDs"));
 267                 trypid = 2;
 268                 goto retry;
 269         }
 270         if (bit_test(&proc_id_grpidmap, result) ||
 271             bit_test(&proc_id_sessidmap, result) ||
 272             bit_test(&proc_id_reapmap, result)) {
 273                 trypid = result + 1;
 274                 goto retry;
 275         }
 276
 277         /*
 278          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 279          */
 280         if ((flags & RFHIGHPID) == 0)
 281                 lastpid = result;
 282
 283         bit_set(&proc_id_pidmap, result);
 284         mtx_unlock(&procid_lock);
 285
 286         return (result);
 287 }
 288
 289 static int
 290 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 291 {
 292         int error;
 293         struct proc *p1;
 294
 295         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 296             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 297         p1 = td->td_proc;
 298
 299         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 300             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 301                 PROC_LOCK(p1);
 302                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 303                         PROC_UNLOCK(p1);
 304                         return (ERESTART);
 305                 }
 306                 PROC_UNLOCK(p1);
 307         }
 308
 309         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 310         if (error)
 311                 goto fail;
 312
 313         /*
 314          * Close all file descriptors.
 315          */
 316         if (flags & RFCFDG) {
 317                 struct filedesc *fdtmp;
 318                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false);
 319                 fdescfree(td);
 320                 p1->p_fd = fdtmp;
 321         }
 322
 323         /*
 324          * Unshare file descriptors (from parent).
 325          */
 326         if (flags & RFFDG)
 327                 fdunshare(td);
 328
 329 fail:
 330         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 331             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 332                 PROC_LOCK(p1);
 333                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 334                 PROC_UNLOCK(p1);
 335         }
 336         return (error);
 337 }
 338
 339 static void
 340 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 341     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 342 {
 343         struct proc *p1, *pptr;
 344         int trypid;
 345         struct filedesc *fd;
 346         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 347         struct sigacts *newsigacts;
 348
 349         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 350
 351         p1 = td->td_proc;
 352
 353         trypid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 354         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 355         p2->p_pid = trypid;
 356         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 357         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 358         allproc_gen++;
 359         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 360         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 361         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 362         PROC_LOCK(p2);
 363         PROC_LOCK(p1);
 364
 365         sx_xunlock(&allproc_lock);
 366
 367         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 368             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 369         pargs_hold(p2->p_args);
 370
 371         PROC_UNLOCK(p1);
 372
 373         bzero(&p2->p_startzero,
 374             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 375
 376         /* Tell the prison that we exist. */
 377         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 378
 379         PROC_UNLOCK(p2);
 380
 381         tidhash_add(td2);
 382
 383         /*
 384          * Malloc things while we don't hold any locks.
 385          */
 386         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 387                 newsigacts = NULL;
 388         else
 389                 newsigacts = sigacts_alloc();
 390
 391         /*
 392          * Copy filedesc.
 393          */
 394         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 395                 fd = fdinit(p1->p_fd, false);
 396                 fdtol = NULL;
 397         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 398                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 399                 fdtol = NULL;
 400         } else {
 401                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 402                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 403                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 404                             p1->p_leader);
 405                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 406                         /*
 407                          * Shared file descriptor table, and shared
 408                          * process leaders.
 409                          */
 410                         fdtol = p1->p_fdtol;
 411                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 412                         fdtol->fdl_refcount++;
 413                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 414                 } else {
 415                         /*
 416                          * Shared file descriptor table, and different
 417                          * process leaders.
 418                          */
 419                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 420                             p1->p_fd, p2);
 421                 }
 422         }
 423         /*
 424          * Make a proc table entry for the new process.
 425          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 426          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 427          */
 428
 429         PROC_LOCK(p2);
 430         PROC_LOCK(p1);
 431
 432         bzero(&td2->td_startzero,
 433             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 434
 435         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 436             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 437
 438         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 439         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 440         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 441         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 442
 443 #ifdef VIMAGE
 444         td2->td_vnet = NULL;
 445         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 446 #endif
 447
 448         /*
 449          * Allow the scheduler to initialize the child.
 450          */
 451         thread_lock(td);
 452         sched_fork(td, td2);
 453         thread_unlock(td);
 454
 455         /*
 456          * Duplicate sub-structures as needed.
 457          * Increase reference counts on shared objects.
 458          */
 459         p2->p_flag = P_INMEM;
 460         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 461             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC |
 462             P2_PROTMAX_ENABLE | P2_PROTMAX_DISABLE | P2_TRAPCAP);
 463         p2->p_swtick = ticks;
 464         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 465                 startprofclock(p2);
 466
 467         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 468                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 469         } else {
 470                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 471                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 472         }
 473
 474         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 475                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 476         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 477                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 478         else
 479                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 480
 481         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 482         p2->p_fd = fd;
 483         p2->p_fdtol = fdtol;
 484
 485         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 486                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 487                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 488         }
 489
 490         /*
 491          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 492          */
 493         lim_fork(p1, p2);
 494
 495         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 496
 497         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 498
 499         PROC_UNLOCK(p1);
 500         PROC_UNLOCK(p2);
 501
 502         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 503         if (p2->p_textvp)
 504                 vrefact(p2->p_textvp);
 505
 506         /*
 507          * Set up linkage for kernel based threading.
 508          */
 509         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 510                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 511                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 512                 p1->p_peers = p2;
 513                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 514                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 515                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 516                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 517                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 518                         /*
 519                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 520                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 521                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 522                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 523                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 524                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 525                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 526                          * the task leader may not get a chance to send
 527                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 528                          * the task leader will wait for this new process
 529                          * to commit suicide.
 530                          */
 531                         PROC_LOCK(p2);
 532                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 533                         PROC_UNLOCK(p2);
 534                 } else
 535                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 536         } else {
 537                 p2->p_peers = NULL;
 538                 p2->p_leader = p2;
 539         }
 540
 541         sx_xlock(&proctree_lock);
 542         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 543         PROC_LOCK(p2);
 544         PROC_LOCK(p1);
 545
 546         /*
 547          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 548          * been preserved.
 549          */
 550         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 551         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) | TDP_FORKING;
 552         SESS_LOCK(p1->p_session);
 553         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 554                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 555         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 556         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 557                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 558
 559         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 560         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 561         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 562         LIST_INIT(&p2->p_children);
 563         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 564
 565         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 566
 567         /*
 568          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 569          * procfs ioctl flags from its parent.
 570          */
 571         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 572                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 573                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 574         }
 575
 576         /*
 577          * This begins the section where we must prevent the parent
 578          * from being swapped.
 579          */
 580         _PHOLD(p1);
 581         PROC_UNLOCK(p1);
 582
 583         /*
 584          * Attach the new process to its parent.
 585          *
 586          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 587          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 588          * parent.
 589          */
 590         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 591                 pptr = p1->p_reaper;
 592                 p2->p_reaper = pptr;
 593         } else {
 594                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 595                     p1 : p1->p_reaper;
 596                 pptr = p1;
 597         }
 598         p2->p_pptr = pptr;
 599         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 600         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 601         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 602         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 603         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 604                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 605                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 606         }
 607         sx_xunlock(&proctree_lock);
 608
 609         /* Inform accounting that we have forked. */
 610         p2->p_acflag = AFORK;
 611         PROC_UNLOCK(p2);
 612
 613 #ifdef KTRACE
 614         ktrprocfork(p1, p2);
 615 #endif
 616
 617         /*
 618          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 619          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 620          */
 621         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 622
 623         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 624                 VM_CNT_INC(v_forks);
 625                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 626                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 627         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 628                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 629                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 630                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 631         } else if (p1 == &proc0) {
 632                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 633                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 634                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 635         } else {
 636                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 637                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 638                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 639         }
 640
 641         /*
 642          * Associate the process descriptor with the process before anything
 643          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 644          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 645          */
 646         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 647                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 648
 649         /*
 650          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 651          * to adjust anything.
 652          */
 653         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 654
 655         /*
 656          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 657          */
 658         PROC_LOCK(p2);
 659         PROC_LOCK(p1);
 660         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 661         PROC_SLOCK(p2);
 662         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 663         PROC_SUNLOCK(p2);
 664
 665 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 666         /*
 667          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 668          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 669          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 670          * use pfind() later on.
 671          */
 672         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 673                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 674 #endif
 675         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 676                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 677                 td->td_rfppwait_p = p2;
 678                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 679         }
 680         PROC_UNLOCK(p2);
 681
 682         /*
 683          * Tell any interested parties about the new process.
 684          */
 685         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 686
 687         /*
 688          * Now can be swapped.
 689          */
 690         _PRELE(p1);
 691         PROC_UNLOCK(p1);
 692         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 693
 694         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 695                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 696                 fdrop(fp_procdesc, td);
 697         }
 698
 699         /*
 700          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 701          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 702          * if being set atm.
 703          */
 704         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 705                 sx_xlock(&proctree_lock);
 706                 PROC_LOCK(p2);
 707
 708                 /*
 709                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 710                  * process and proctree locks for modifications,
 711                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 712                  */
 713                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 714                         /*
 715                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 716                          *
 717                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 718                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 719                          * for runaway child.
 720                          */
 721                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 722                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 723                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 724                         proc_set_traced(p2, true);
 725                         CTR2(KTR_PTRACE,
 726                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 727                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 728                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 729                 }
 730                 PROC_UNLOCK(p2);
 731                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 732         }
 733
 734         racct_proc_fork_done(p2);
 735
 736         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 737                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 738                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 739                 /*
 740                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 741                  * add to run queue.
 742                  */
 743                 thread_lock(td2);
 744                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 745                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 746                 thread_unlock(td2);
 747         } else {
 748                 *fr->fr_procp = p2;
 749         }
 750 }
 751
 752 void
 753 fork_rfppwait(struct thread *td)
 754 {
 755         struct proc *p, *p2;
 756
 757         MPASS(td->td_pflags & TDP_RFPPWAIT);
 758
 759         p = td->td_proc;
 760         /*
 761          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If
 762          * waiting for child to exec or exit, fork set
 763          * P_PPWAIT on child, and there we sleep on our proc
 764          * (in case of exit).
 765          *
 766          * Do it after the ptracestop() above is finished, to
 767          * not block our debugger until child execs or exits
 768          * to finish vfork wait.
 769          */
 770         td->td_pflags &= ~TDP_RFPPWAIT;
 771         p2 = td->td_rfppwait_p;
 772 again:
 773         PROC_LOCK(p2);
 774         while (p2->p_flag & P_PPWAIT) {
 775                 PROC_LOCK(p);
 776                 if (thread_suspend_check_needed()) {
 777                         PROC_UNLOCK(p2);
 778                         thread_suspend_check(0);
 779                         PROC_UNLOCK(p);
 780                         goto again;
 781                 } else {
 782                         PROC_UNLOCK(p);
 783                 }
 784                 cv_timedwait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx, hz);
 785         }
 786         PROC_UNLOCK(p2);
 787
 788         if (td->td_dbgflags & TDB_VFORK) {
 789                 PROC_LOCK(p);
 790                 if (p->p_ptevents & PTRACE_VFORK)
 791                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
 792                 td->td_dbgflags &= ~TDB_VFORK;
 793                 PROC_UNLOCK(p);
 794         }
 795 }
 796
 797 int
 798 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 799 {
 800         struct proc *p1, *newproc;
 801         struct thread *td2;
 802         struct vmspace *vm2;
 803         struct file *fp_procdesc;
 804         vm_ooffset_t mem_charged;
 805         int error, nprocs_new, ok;
 806         static int curfail;
 807         static struct timeval lastfail;
 808         int flags, pages;
 809
 810         flags = fr->fr_flags;
 811         pages = fr->fr_pages;
 812
 813         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 814                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 815         else
 816                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 817
 818         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 819         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 820                 return (EINVAL);
 821
 822         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 823         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 824                 return (EINVAL);
 825
 826         /* Can't copy and clear. */
 827         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 828                 return (EINVAL);
 829
 830         /* Check the validity of the signal number. */
 831         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 832                 return (EINVAL);
 833
 834         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 835                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 836                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 837                         return (EINVAL);
 838
 839                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 840                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 841                         return (EINVAL);
 842
 843                 /* Check if we are using supported flags. */
 844                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 845                         return (EINVAL);
 846         }
 847
 848         p1 = td->td_proc;
 849
 850         /*
 851          * Here we don't create a new process, but we divorce
 852          * certain parts of a process from itself.
 853          */
 854         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 855                 if (fr->fr_procp != NULL)
 856                         *fr->fr_procp = NULL;
 857                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 858                         *fr->fr_pidp = 0;
 859                 return (fork_norfproc(td, flags));
 860         }
 861
 862         fp_procdesc = NULL;
 863         newproc = NULL;
 864         vm2 = NULL;
 865
 866         /*
 867          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 868          * Although process entries are dynamically created, we still
 869          * keep a global limit on the maximum number we will
 870          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 871          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 872          * the process data.
 873          *
 874          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 875          * processes; don't let root exceed the limit.
 876          */
 877         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 878         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 879                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 880                     nprocs_new >= maxproc) {
 881                         error = EAGAIN;
 882                         sx_xlock(&allproc_lock);
 883                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 884                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 885                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 886                                     "login.conf(5)\n",
 887                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 888                         }
 889                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 890                         goto fail2;
 891                 }
 892         }
 893
 894         /*
 895          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 896          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 897          * later.
 898          */
 899         if (flags & RFPROCDESC) {
 900                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 901                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 902                 if (error != 0)
 903                         goto fail2;
 904         }
 905
 906         mem_charged = 0;
 907         if (pages == 0)
 908                 pages = kstack_pages;
 909         /* Allocate new proc. */
 910         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 911         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 912         if (td2 == NULL) {
 913                 td2 = thread_alloc(pages);
 914                 if (td2 == NULL) {
 915                         error = ENOMEM;
 916                         goto fail2;
 917                 }
 918                 proc_linkup(newproc, td2);
 919         } else {
 920                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 921                         if (td2->td_kstack != 0)
 922                                 vm_thread_dispose(td2);
 923                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 924                                 error = ENOMEM;
 925                                 goto fail2;
 926                         }
 927                 }
 928         }
 929
 930         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 931                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 932                 if (vm2 == NULL) {
 933                         error = ENOMEM;
 934                         goto fail2;
 935                 }
 936                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 937                         /*
 938                          * The swap reservation failed. The accounting
 939                          * from the entries of the copied vm2 will be
 940                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 941                          * reservation there.
 942                          */
 943                         swap_reserve_force(mem_charged);
 944                         error = ENOMEM;
 945                         goto fail2;
 946                 }
 947         } else
 948                 vm2 = NULL;
 949
 950         /*
 951          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 952          *      per-cred resource counters.
 953          */
 954         proc_set_cred_init(newproc, crhold(td->td_ucred));
 955
 956         /*
 957          * Initialize resource accounting for the child process.
 958          */
 959         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 960         if (error != 0) {
 961                 error = EAGAIN;
 962                 goto fail1;
 963         }
 964
 965 #ifdef MAC
 966         mac_proc_init(newproc);
 967 #endif
 968         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
 969         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 970
 971         sx_xlock(&allproc_lock);
 972
 973         /*
 974          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 975          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 976          *
 977          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 978          */
 979         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT);
 980         if (error == 0)
 981                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 982         else {
 983                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 984                     lim_cur(td, RLIMIT_NPROC));
 985         }
 986         if (ok) {
 987                 do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
 988                 return (0);
 989         }
 990
 991         error = EAGAIN;
 992         sx_xunlock(&allproc_lock);
 993 #ifdef MAC
 994         mac_proc_destroy(newproc);
 995 #endif
 996         racct_proc_exit(newproc);
 997 fail1:
 998         crfree(newproc->p_ucred);
 999         newproc->p_ucred = NULL;
1000 fail2:
1001         if (vm2 != NULL)
1002                 vmspace_free(vm2);
1003         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1004         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1005                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1006                 fdrop(fp_procdesc, td);
1007         }
1008         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1009         pause("fork", hz / 2);
1010         return (error);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1015  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1016  */
1017 void
1018 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1019     struct trapframe *frame)
1020 {
1021         struct proc *p;
1022         struct thread *td;
1023         struct thread *dtd;
1024
1025         td = curthread;
1026         p = td->td_proc;
1027         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1028
1029         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1030             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1031
1032         sched_fork_exit(td);
1033         /*
1034         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1035         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1036         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1037         */
1038         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1039                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1040                 thread_stash(dtd);
1041         }
1042         thread_unlock(td);
1043
1044         /*
1045          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1046          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1047          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1048          */
1049         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1050         callout(arg, frame);
1051
1052         /*
1053          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1054          * function.
1055          */
1056         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1057                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1058                     td->td_name, p->p_pid);
1059                 kthread_exit();
1060         }
1061         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1062
1063         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1064                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1065         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1066 }
1067
1068 /*
1069  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1070  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1071  * as the first parameter and is called when returning to a new
1072  * userland process.
1073  */
1074 void
1075 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1076 {
1077         struct proc *p;
1078
1079         p = td->td_proc;
1080         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1081                 PROC_LOCK(p);
1082                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1083                         /*
1084                          * Inform the debugger if one is still present.
1085                          */
1086                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1087                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1088                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1089                 } else {
1090                         /*
1091                          * ... otherwise clear the request.
1092                          */
1093                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
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 }