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_kdtrace.h"
  41 #include "opt_ktrace.h"
  42 #include "opt_kstack_pages.h"
  43 #include "opt_procdesc.h"
  44
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47 #include <sys/sysproto.h>
  48 #include <sys/eventhandler.h>
  49 #include <sys/fcntl.h>
  50 #include <sys/filedesc.h>
  51 #include <sys/jail.h>
  52 #include <sys/kernel.h>
  53 #include <sys/kthread.h>
  54 #include <sys/sysctl.h>
  55 #include <sys/lock.h>
  56 #include <sys/malloc.h>
  57 #include <sys/mutex.h>
  58 #include <sys/priv.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/procdesc.h>
  61 #include <sys/pioctl.h>
  62 #include <sys/racct.h>
  63 #include <sys/resourcevar.h>
  64 #include <sys/sched.h>
  65 #include <sys/syscall.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/vnode.h>
  68 #include <sys/acct.h>
  69 #include <sys/ktr.h>
  70 #include <sys/ktrace.h>
  71 #include <sys/unistd.h>
  72 #include <sys/sdt.h>
  73 #include <sys/sx.h>
  74 #include <sys/sysent.h>
  75 #include <sys/signalvar.h>
  76
  77 #include <security/audit/audit.h>
  78 #include <security/mac/mac_framework.h>
  79
  80 #include <vm/vm.h>
  81 #include <vm/pmap.h>
  82 #include <vm/vm_map.h>
  83 #include <vm/vm_extern.h>
  84 #include <vm/uma.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, kernel, , create, "struct proc *",
  93     "struct proc *", "int");
  94
  95 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  96 struct fork_args {
  97         int     dummy;
  98 };
  99 #endif
 100
 101 /* ARGSUSED */
 102 int
 103 sys_fork(struct thread *td, struct fork_args *uap)
 104 {
 105         int error;
 106         struct proc *p2;
 107
 108         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC, 0, &p2, NULL, 0);
 109         if (error == 0) {
 110                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 111                 td->td_retval[1] = 0;
 112         }
 113         return (error);
 114 }
 115
 116 /* ARGUSED */
 117 int
 118 sys_pdfork(td, uap)
 119         struct thread *td;
 120         struct pdfork_args *uap;
 121 {
 122 #ifdef PROCDESC
 123         int error, fd;
 124         struct proc *p2;
 125
 126         /*
 127          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 128          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 129          * itself from the parent using the return value.
 130          */
 131         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC, 0, &p2,
 132             &fd, uap->flags);
 133         if (error == 0) {
 134                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 135                 td->td_retval[1] = 0;
 136                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 137         }
 138         return (error);
 139 #else
 140         return (ENOSYS);
 141 #endif
 142 }
 143
 144 /* ARGSUSED */
 145 int
 146 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 147 {
 148         int error, flags;
 149         struct proc *p2;
 150
 151         flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 152         error = fork1(td, flags, 0, &p2, NULL, 0);
 153         if (error == 0) {
 154                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 155                 td->td_retval[1] = 0;
 156         }
 157         return (error);
 158 }
 159
 160 int
 161 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 162 {
 163         struct proc *p2;
 164         int error;
 165
 166         /* Don't allow kernel-only flags. */
 167         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 168                 return (EINVAL);
 169
 170         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 171         error = fork1(td, uap->flags, 0, &p2, NULL, 0);
 172         if (error == 0) {
 173                 td->td_retval[0] = p2 ? p2->p_pid : 0;
 174                 td->td_retval[1] = 0;
 175         }
 176         return (error);
 177 }
 178
 179 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 180 int     lastpid = 0;
 181 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 182     "Last used PID");
 183
 184 /*
 185  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 186  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 187  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 188  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 189  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 190  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 191  */
 192 static int randompid = 0;
 193
 194 static int
 195 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 196 {
 197         int error, pid;
 198
 199         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 200         if (error != 0)
 201                 return(error);
 202         sx_xlock(&allproc_lock);
 203         pid = randompid;
 204         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 205         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 206                 if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)     /* out of range */
 207                         pid = pid_max - 100;
 208                 else if (pid < 2)                       /* NOP */
 209                         pid = 0;
 210                 else if (pid < 100)                     /* Make it reasonable */
 211                         pid = 100;
 212                 randompid = pid;
 213         }
 214         sx_xunlock(&allproc_lock);
 215         return (error);
 216 }
 217
 218 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 219     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus");
 220
 221 static int
 222 fork_findpid(int flags)
 223 {
 224         struct proc *p;
 225         int trypid;
 226         static int pidchecked = 0;
 227
 228         /*
 229          * Requires allproc_lock in order to iterate over the list
 230          * of processes, and proctree_lock to access p_pgrp.
 231          */
 232         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 233         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 234
 235         /*
 236          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 237          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 238          *
 239          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 240          * low-numbered pids.
 241          */
 242         trypid = lastpid + 1;
 243         if (flags & RFHIGHPID) {
 244                 if (trypid < 10)
 245                         trypid = 10;
 246         } else {
 247                 if (randompid)
 248                         trypid += arc4random() % randompid;
 249         }
 250 retry:
 251         /*
 252          * If the process ID prototype has wrapped around,
 253          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 254          * tend to include daemons that don't exit.
 255          */
 256         if (trypid >= pid_max) {
 257                 trypid = trypid % pid_max;
 258                 if (trypid < 100)
 259                         trypid += 100;
 260                 pidchecked = 0;
 261         }
 262         if (trypid >= pidchecked) {
 263                 int doingzomb = 0;
 264
 265                 pidchecked = PID_MAX;
 266                 /*
 267                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 268                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 269                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 270                  *
 271                  * Avoid reuse of the process group id, session id or
 272                  * the reaper subtree id.  Note that for process group
 273                  * and sessions, the amount of reserved pids is
 274                  * limited by process limit.  For the subtree ids, the
 275                  * id is kept reserved only while there is a
 276                  * non-reaped process in the subtree, so amount of
 277                  * reserved pids is limited by process limit times
 278                  * two.
 279                  */
 280                 p = LIST_FIRST(&allproc);
 281 again:
 282                 for (; p != NULL; p = LIST_NEXT(p, p_list)) {
 283                         while (p->p_pid == trypid ||
 284                             p->p_reapsubtree == trypid ||
 285                             (p->p_pgrp != NULL &&
 286                             (p->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 287                             (p->p_session != NULL &&
 288                             p->p_session->s_sid == trypid)))) {
 289                                 trypid++;
 290                                 if (trypid >= pidchecked)
 291                                         goto retry;
 292                         }
 293                         if (p->p_pid > trypid && pidchecked > p->p_pid)
 294                                 pidchecked = p->p_pid;
 295                         if (p->p_pgrp != NULL) {
 296                                 if (p->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 297                                     pidchecked > p->p_pgrp->pg_id)
 298                                         pidchecked = p->p_pgrp->pg_id;
 299                                 if (p->p_session != NULL &&
 300                                     p->p_session->s_sid > trypid &&
 301                                     pidchecked > p->p_session->s_sid)
 302                                         pidchecked = p->p_session->s_sid;
 303                         }
 304                 }
 305                 if (!doingzomb) {
 306                         doingzomb = 1;
 307                         p = LIST_FIRST(&zombproc);
 308                         goto again;
 309                 }
 310         }
 311
 312         /*
 313          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 314          */
 315         if (flags & RFHIGHPID)
 316                 pidchecked = 0;
 317         else
 318                 lastpid = trypid;
 319
 320         return (trypid);
 321 }
 322
 323 static int
 324 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 325 {
 326         int error;
 327         struct proc *p1;
 328
 329         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 330             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 331         p1 = td->td_proc;
 332
 333         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 334             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 335                 PROC_LOCK(p1);
 336                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 337                         PROC_UNLOCK(p1);
 338                         return (ERESTART);
 339                 }
 340                 PROC_UNLOCK(p1);
 341         }
 342
 343         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 344         if (error)
 345                 goto fail;
 346
 347         /*
 348          * Close all file descriptors.
 349          */
 350         if (flags & RFCFDG) {
 351                 struct filedesc *fdtmp;
 352                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd);
 353                 fdescfree(td);
 354                 p1->p_fd = fdtmp;
 355         }
 356
 357         /*
 358          * Unshare file descriptors (from parent).
 359          */
 360         if (flags & RFFDG)
 361                 fdunshare(td);
 362
 363 fail:
 364         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 365             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 366                 PROC_LOCK(p1);
 367                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 368                 PROC_UNLOCK(p1);
 369         }
 370         return (error);
 371 }
 372
 373 static void
 374 do_fork(struct thread *td, int flags, struct proc *p2, struct thread *td2,
 375     struct vmspace *vm2, int pdflags)
 376 {
 377         struct proc *p1, *pptr;
 378         int p2_held, trypid;
 379         struct filedesc *fd;
 380         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 381         struct sigacts *newsigacts;
 382
 383         sx_assert(&proctree_lock, SX_SLOCKED);
 384         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 385
 386         p2_held = 0;
 387         p1 = td->td_proc;
 388
 389         /*
 390          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 391          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 392          */
 393         nprocs++;
 394
 395         trypid = fork_findpid(flags);
 396
 397         sx_sunlock(&proctree_lock);
 398
 399         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 400         p2->p_pid = trypid;
 401         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 402         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 403         allproc_gen++;
 404         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 405         tidhash_add(td2);
 406         PROC_LOCK(p2);
 407         PROC_LOCK(p1);
 408
 409         sx_xunlock(&allproc_lock);
 410
 411         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 412             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 413         pargs_hold(p2->p_args);
 414         PROC_UNLOCK(p1);
 415
 416         bzero(&p2->p_startzero,
 417             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 418         p2->p_treeflag = 0;
 419
 420         p2->p_ucred = crhold(td->td_ucred);
 421
 422         /* Tell the prison that we exist. */
 423         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 424
 425         PROC_UNLOCK(p2);
 426
 427         /*
 428          * Malloc things while we don't hold any locks.
 429          */
 430         if (flags & RFSIGSHARE)
 431                 newsigacts = NULL;
 432         else
 433                 newsigacts = sigacts_alloc();
 434
 435         /*
 436          * Copy filedesc.
 437          */
 438         if (flags & RFCFDG) {
 439                 fd = fdinit(p1->p_fd);
 440                 fdtol = NULL;
 441         } else if (flags & RFFDG) {
 442                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 443                 fdtol = NULL;
 444         } else {
 445                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 446                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 447                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 448                             p1->p_leader);
 449                 if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 450                         /*
 451                          * Shared file descriptor table, and shared
 452                          * process leaders.
 453                          */
 454                         fdtol = p1->p_fdtol;
 455                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 456                         fdtol->fdl_refcount++;
 457                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 458                 } else {
 459                         /*
 460                          * Shared file descriptor table, and different
 461                          * process leaders.
 462                          */
 463                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 464                             p1->p_fd, p2);
 465                 }
 466         }
 467         /*
 468          * Make a proc table entry for the new process.
 469          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 470          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 471          */
 472
 473         PROC_LOCK(p2);
 474         PROC_LOCK(p1);
 475
 476         bzero(&td2->td_startzero,
 477             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 478
 479         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 480             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 481
 482         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 483         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 484         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 485         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 486
 487 #ifdef VIMAGE
 488         td2->td_vnet = NULL;
 489         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 490 #endif
 491
 492         /*
 493          * Allow the scheduler to initialize the child.
 494          */
 495         thread_lock(td);
 496         sched_fork(td, td2);
 497         thread_unlock(td);
 498
 499         /*
 500          * Duplicate sub-structures as needed.
 501          * Increase reference counts on shared objects.
 502          */
 503         p2->p_flag = P_INMEM;
 504         p2->p_flag2 = 0;
 505         p2->p_swtick = ticks;
 506         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 507                 startprofclock(p2);
 508         td2->td_ucred = crhold(p2->p_ucred);
 509
 510         if (flags & RFSIGSHARE) {
 511                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 512         } else {
 513                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 514                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 515         }
 516
 517         if (flags & RFTSIGZMB)
 518                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(flags);
 519         else if (flags & RFLINUXTHPN)
 520                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 521         else
 522                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 523
 524         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 525         p2->p_fd = fd;
 526         p2->p_fdtol = fdtol;
 527
 528         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 529                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 530                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 531         }
 532
 533         /*
 534          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 535          */
 536         lim_fork(p1, p2);
 537
 538         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 539
 540         PROC_UNLOCK(p1);
 541         PROC_UNLOCK(p2);
 542
 543         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 544         if (p2->p_textvp)
 545                 vref(p2->p_textvp);
 546
 547         /*
 548          * Set up linkage for kernel based threading.
 549          */
 550         if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 551                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 552                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 553                 p1->p_peers = p2;
 554                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 555                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 556                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 557                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 558                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 559                         /*
 560                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 561                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 562                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 563                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 564                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 565                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 566                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 567                          * the task leader may not get a chance to send
 568                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 569                          * the task leader will wait for this new process
 570                          * to commit suicide.
 571                          */
 572                         PROC_LOCK(p2);
 573                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 574                         PROC_UNLOCK(p2);
 575                 } else
 576                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 577         } else {
 578                 p2->p_peers = NULL;
 579                 p2->p_leader = p2;
 580         }
 581
 582         sx_xlock(&proctree_lock);
 583         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 584         PROC_LOCK(p2);
 585         PROC_LOCK(p1);
 586
 587         /*
 588          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 589          * been preserved.
 590          */
 591         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 592         td2->td_pflags |= td->td_pflags & TDP_ALTSTACK;
 593         SESS_LOCK(p1->p_session);
 594         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 595                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 596         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 597         if (flags & RFPPWAIT)
 598                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 599
 600         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 601         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 602         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 603         LIST_INIT(&p2->p_children);
 604         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 605
 606         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 607
 608         /*
 609          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 610          * procfs ioctl flags from its parent.
 611          */
 612         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 613                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 614                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 615         }
 616
 617         /*
 618          * This begins the section where we must prevent the parent
 619          * from being swapped.
 620          */
 621         _PHOLD(p1);
 622         PROC_UNLOCK(p1);
 623
 624         /*
 625          * Attach the new process to its parent.
 626          *
 627          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 628          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 629          * parent.
 630          */
 631         if ((flags & RFNOWAIT) != 0) {
 632                 pptr = p1->p_reaper;
 633                 p2->p_reaper = pptr;
 634         } else {
 635                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 636                     p1 : p1->p_reaper;
 637                 pptr = p1;
 638         }
 639         p2->p_pptr = pptr;
 640         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 641         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 642         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 643         if (p2->p_reaper == p1)
 644                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 645         else
 646                 p2->p_reapsubtree = p1->p_reapsubtree;
 647         sx_xunlock(&proctree_lock);
 648
 649         /* Inform accounting that we have forked. */
 650         p2->p_acflag = AFORK;
 651         PROC_UNLOCK(p2);
 652
 653 #ifdef KTRACE
 654         ktrprocfork(p1, p2);
 655 #endif
 656
 657         /*
 658          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 659          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 660          */
 661         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, flags);
 662
 663         if (flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 664                 PCPU_INC(cnt.v_forks);
 665                 PCPU_ADD(cnt.v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 666                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 667         } else if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 668                 PCPU_INC(cnt.v_vforks);
 669                 PCPU_ADD(cnt.v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 670                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 671         } else if (p1 == &proc0) {
 672                 PCPU_INC(cnt.v_kthreads);
 673                 PCPU_ADD(cnt.v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 674                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 675         } else {
 676                 PCPU_INC(cnt.v_rforks);
 677                 PCPU_ADD(cnt.v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 678                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 679         }
 680
 681 #ifdef PROCDESC
 682         /*
 683          * Associate the process descriptor with the process before anything
 684          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 685          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 686          */
 687         if (flags & RFPROCDESC)
 688                 procdesc_new(p2, pdflags);
 689 #endif
 690
 691         /*
 692          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 693          * to adjust anything.
 694          */
 695         EVENTHANDLER_INVOKE(process_fork, p1, p2, 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 ((flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 715                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 716 #endif
 717         if ((p1->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) == (P_TRACED |
 718             P_FOLLOWFORK)) {
 719                 /*
 720                  * Arrange for debugger to receive the fork event.
 721                  *
 722                  * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 723                  * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 724                  * for runaway child.
 725                  */
 726                 td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 727                 td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 728                 td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 729                 _PHOLD(p2);
 730                 p2_held = 1;
 731         }
 732         if (flags & RFPPWAIT) {
 733                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 734                 td->td_rfppwait_p = p2;
 735         }
 736         PROC_UNLOCK(p2);
 737         if ((flags & RFSTOPPED) == 0) {
 738                 /*
 739                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 740                  * add to run queue.
 741                  */
 742                 thread_lock(td2);
 743                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 744                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 745                 thread_unlock(td2);
 746         }
 747
 748         /*
 749          * Now can be swapped.
 750          */
 751         _PRELE(p1);
 752         PROC_UNLOCK(p1);
 753
 754         /*
 755          * Tell any interested parties about the new process.
 756          */
 757         knote_fork(&p1->p_klist, p2->p_pid);
 758         SDT_PROBE(proc, kernel, , create, p2, p1, flags, 0, 0);
 759
 760         /*
 761          * Wait until debugger is attached to child.
 762          */
 763         PROC_LOCK(p2);
 764         while ((td2->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) != 0)
 765                 cv_wait(&p2->p_dbgwait, &p2->p_mtx);
 766         if (p2_held)
 767                 _PRELE(p2);
 768         PROC_UNLOCK(p2);
 769 }
 770
 771 int
 772 fork1(struct thread *td, int flags, int pages, struct proc **procp,
 773     int *procdescp, int pdflags)
 774 {
 775         struct proc *p1;
 776         struct proc *newproc;
 777         int ok;
 778         struct thread *td2;
 779         struct vmspace *vm2;
 780         vm_ooffset_t mem_charged;
 781         int error;
 782         static int curfail;
 783         static struct timeval lastfail;
 784 #ifdef PROCDESC
 785         struct file *fp_procdesc = NULL;
 786 #endif
 787
 788         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 789         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 790                 return (EINVAL);
 791
 792         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 793         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 794                 return (EINVAL);
 795
 796         /* Can't copy and clear. */
 797         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 798                 return (EINVAL);
 799
 800         /* Check the validity of the signal number. */
 801         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 802                 return (EINVAL);
 803
 804 #ifdef PROCDESC
 805         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 806                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 807                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 808                         return (EINVAL);
 809
 810                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 811                 if (procdescp == NULL)
 812                         return (EINVAL);
 813         }
 814 #endif
 815
 816         p1 = td->td_proc;
 817
 818         /*
 819          * Here we don't create a new process, but we divorce
 820          * certain parts of a process from itself.
 821          */
 822         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 823                 *procp = NULL;
 824                 return (fork_norfproc(td, flags));
 825         }
 826
 827 #ifdef PROCDESC
 828         /*
 829          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 830          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 831          * later.
 832          */
 833         if (flags & RFPROCDESC) {
 834                 error = falloc(td, &fp_procdesc, procdescp, 0);
 835                 if (error != 0)
 836                         return (error);
 837         }
 838 #endif
 839
 840         mem_charged = 0;
 841         vm2 = NULL;
 842         if (pages == 0)
 843                 pages = KSTACK_PAGES;
 844         /* Allocate new proc. */
 845         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 846         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 847         if (td2 == NULL) {
 848                 td2 = thread_alloc(pages);
 849                 if (td2 == NULL) {
 850                         error = ENOMEM;
 851                         goto fail1;
 852                 }
 853                 proc_linkup(newproc, td2);
 854         } else {
 855                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 856                         if (td2->td_kstack != 0)
 857                                 vm_thread_dispose(td2);
 858                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 859                                 error = ENOMEM;
 860                                 goto fail1;
 861                         }
 862                 }
 863         }
 864
 865         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 866                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 867                 if (vm2 == NULL) {
 868                         error = ENOMEM;
 869                         goto fail1;
 870                 }
 871                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 872                         /*
 873                          * The swap reservation failed. The accounting
 874                          * from the entries of the copied vm2 will be
 875                          * substracted in vmspace_free(), so force the
 876                          * reservation there.
 877                          */
 878                         swap_reserve_force(mem_charged);
 879                         error = ENOMEM;
 880                         goto fail1;
 881                 }
 882         } else
 883                 vm2 = NULL;
 884
 885         /*
 886          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 887          *      per-cred resource counters.
 888          */
 889         newproc->p_ucred = p1->p_ucred;
 890
 891         /*
 892          * Initialize resource accounting for the child process.
 893          */
 894         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 895         if (error != 0) {
 896                 error = EAGAIN;
 897                 goto fail1;
 898         }
 899
 900 #ifdef MAC
 901         mac_proc_init(newproc);
 902 #endif
 903         knlist_init_mtx(&newproc->p_klist, &newproc->p_mtx);
 904         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 905
 906         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 907         sx_slock(&proctree_lock);
 908
 909         /*
 910          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 911          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 912          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 913          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 914          * processes, maxproc is the limit.
 915          */
 916         sx_xlock(&allproc_lock);
 917         if ((nprocs >= maxproc - 10 && priv_check_cred(td->td_ucred,
 918             PRIV_MAXPROC, 0) != 0) || nprocs >= maxproc) {
 919                 error = EAGAIN;
 920                 goto fail;
 921         }
 922
 923         /*
 924          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 925          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 926          *
 927          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 928          */
 929         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
 930         if (error == 0)
 931                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 932         else {
 933                 PROC_LOCK(p1);
 934                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 935                     lim_cur(p1, RLIMIT_NPROC));
 936                 PROC_UNLOCK(p1);
 937         }
 938         if (ok) {
 939                 do_fork(td, flags, newproc, td2, vm2, pdflags);
 940
 941                 /*
 942                  * Return child proc pointer to parent.
 943                  */
 944                 *procp = newproc;
 945 #ifdef PROCDESC
 946                 if (flags & RFPROCDESC) {
 947                         procdesc_finit(newproc->p_procdesc, fp_procdesc);
 948                         fdrop(fp_procdesc, td);
 949                 }
 950 #endif
 951                 racct_proc_fork_done(newproc);
 952                 return (0);
 953         }
 954
 955         error = EAGAIN;
 956 fail:
 957         sx_sunlock(&proctree_lock);
 958         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 959                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u (pid %d); see tuning(7) and login.conf(5)\n",
 960                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 961         sx_xunlock(&allproc_lock);
 962 #ifdef MAC
 963         mac_proc_destroy(newproc);
 964 #endif
 965         racct_proc_exit(newproc);
 966 fail1:
 967         if (vm2 != NULL)
 968                 vmspace_free(vm2);
 969         uma_zfree(proc_zone, newproc);
 970 #ifdef PROCDESC
 971         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
 972                 fdclose(td->td_proc->p_fd, fp_procdesc, *procdescp, td);
 973                 fdrop(fp_procdesc, td);
 974         }
 975 #endif
 976         pause("fork", hz / 2);
 977         return (error);
 978 }
 979
 980 /*
 981  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
 982  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
 983  */
 984 void
 985 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
 986     struct trapframe *frame)
 987 {
 988         struct proc *p;
 989         struct thread *td;
 990         struct thread *dtd;
 991
 992         td = curthread;
 993         p = td->td_proc;
 994         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
 995
 996         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
 997                 td, td->td_sched, p->p_pid, td->td_name);
 998
 999         sched_fork_exit(td);
1000         /*
1001         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1002         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1003         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1004         */
1005         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1006                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1007                 thread_stash(dtd);
1008         }
1009         thread_unlock(td);
1010
1011         /*
1012          * cpu_set_fork_handler intercepts this function call to
1013          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1014          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1015          */
1016         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1017         callout(arg, frame);
1018
1019         /*
1020          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1021          * function.
1022          */
1023         if (p->p_flag & P_KTHREAD) {
1024                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1025                     td->td_name, p->p_pid);
1026                 kproc_exit(0);
1027         }
1028         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1029
1030         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1031                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1036  * directly into user mode.  Giant is not held on entry, and must not
1037  * be held on return.  This function is passed in to fork_exit() as the
1038  * first parameter and is called when returning to a new userland process.
1039  */
1040 void
1041 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1042 {
1043         struct proc *p, *dbg;
1044
1045         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1046                 p = td->td_proc;
1047                 sx_xlock(&proctree_lock);
1048                 PROC_LOCK(p);
1049                 if ((p->p_pptr->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) ==
1050                     (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) {
1051                         /*
1052                          * If debugger still wants auto-attach for the
1053                          * parent's children, do it now.
1054                          */
1055                         dbg = p->p_pptr->p_pptr;
1056                         p->p_flag |= P_TRACED;
1057                         p->p_oppid = p->p_pptr->p_pid;
1058                         proc_reparent(p, dbg);
1059                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1060                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD;
1061                         ptracestop(td, SIGSTOP);
1062                         td->td_dbgflags &= ~TDB_CHILD;
1063                 } else {
1064                         /*
1065                          * ... otherwise clear the request.
1066                          */
1067                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1068                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1069                         cv_broadcast(&p->p_dbgwait);
1070                 }
1071                 PROC_UNLOCK(p);
1072         }
1073
1074         userret(td, frame);
1075
1076 #ifdef KTRACE
1077         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1078                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1079 #endif
1080 }