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, 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, NULL);
 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         int error, fd;
 123         struct proc *p2;
 124
 125         /*
 126          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 127          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 128          * itself from the parent using the return value.
 129          */
 130         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC, 0, &p2,
 131             &fd, uap->flags, NULL);
 132         if (error == 0) {
 133                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 134                 td->td_retval[1] = 0;
 135                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 136         }
 137         return (error);
 138 }
 139
 140 /* ARGSUSED */
 141 int
 142 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 143 {
 144         int error, flags;
 145         struct proc *p2;
 146
 147         flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 148         error = fork1(td, flags, 0, &p2, NULL, 0, NULL);
 149         if (error == 0) {
 150                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 151                 td->td_retval[1] = 0;
 152         }
 153         return (error);
 154 }
 155
 156 int
 157 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 158 {
 159         struct proc *p2;
 160         int error;
 161
 162         /* Don't allow kernel-only flags. */
 163         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 164                 return (EINVAL);
 165
 166         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 167         error = fork1(td, uap->flags, 0, &p2, NULL, 0, NULL);
 168         if (error == 0) {
 169                 td->td_retval[0] = p2 ? p2->p_pid : 0;
 170                 td->td_retval[1] = 0;
 171         }
 172         return (error);
 173 }
 174
 175 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 176 int     lastpid = 0;
 177 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 178     "Last used PID");
 179
 180 /*
 181  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 182  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 183  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 184  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 185  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 186  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 187  */
 188 static int randompid = 0;
 189
 190 static int
 191 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 192 {
 193         int error, pid;
 194
 195         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 196         if (error != 0)
 197                 return(error);
 198         sx_xlock(&allproc_lock);
 199         pid = randompid;
 200         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 201         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 202                 if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)     /* out of range */
 203                         pid = pid_max - 100;
 204                 else if (pid < 2)                       /* NOP */
 205                         pid = 0;
 206                 else if (pid < 100)                     /* Make it reasonable */
 207                         pid = 100;
 208                 randompid = pid;
 209         }
 210         sx_xunlock(&allproc_lock);
 211         return (error);
 212 }
 213
 214 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 215     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus");
 216
 217 static int
 218 fork_findpid(int flags)
 219 {
 220         struct proc *p;
 221         int trypid;
 222         static int pidchecked = 0;
 223
 224         /*
 225          * Requires allproc_lock in order to iterate over the list
 226          * of processes, and proctree_lock to access p_pgrp.
 227          */
 228         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 229         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 230
 231         /*
 232          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 233          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 234          *
 235          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 236          * low-numbered pids.
 237          */
 238         trypid = lastpid + 1;
 239         if (flags & RFHIGHPID) {
 240                 if (trypid < 10)
 241                         trypid = 10;
 242         } else {
 243                 if (randompid)
 244                         trypid += arc4random() % randompid;
 245         }
 246 retry:
 247         /*
 248          * If the process ID prototype has wrapped around,
 249          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 250          * tend to include daemons that don't exit.
 251          */
 252         if (trypid >= pid_max) {
 253                 trypid = trypid % pid_max;
 254                 if (trypid < 100)
 255                         trypid += 100;
 256                 pidchecked = 0;
 257         }
 258         if (trypid >= pidchecked) {
 259                 int doingzomb = 0;
 260
 261                 pidchecked = PID_MAX;
 262                 /*
 263                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 264                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 265                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 266                  *
 267                  * Avoid reuse of the process group id, session id or
 268                  * the reaper subtree id.  Note that for process group
 269                  * and sessions, the amount of reserved pids is
 270                  * limited by process limit.  For the subtree ids, the
 271                  * id is kept reserved only while there is a
 272                  * non-reaped process in the subtree, so amount of
 273                  * reserved pids is limited by process limit times
 274                  * two.
 275                  */
 276                 p = LIST_FIRST(&allproc);
 277 again:
 278                 for (; p != NULL; p = LIST_NEXT(p, p_list)) {
 279                         while (p->p_pid == trypid ||
 280                             p->p_reapsubtree == trypid ||
 281                             (p->p_pgrp != NULL &&
 282                             (p->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 283                             (p->p_session != NULL &&
 284                             p->p_session->s_sid == trypid)))) {
 285                                 trypid++;
 286                                 if (trypid >= pidchecked)
 287                                         goto retry;
 288                         }
 289                         if (p->p_pid > trypid && pidchecked > p->p_pid)
 290                                 pidchecked = p->p_pid;
 291                         if (p->p_pgrp != NULL) {
 292                                 if (p->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 293                                     pidchecked > p->p_pgrp->pg_id)
 294                                         pidchecked = p->p_pgrp->pg_id;
 295                                 if (p->p_session != NULL &&
 296                                     p->p_session->s_sid > trypid &&
 297                                     pidchecked > p->p_session->s_sid)
 298                                         pidchecked = p->p_session->s_sid;
 299                         }
 300                 }
 301                 if (!doingzomb) {
 302                         doingzomb = 1;
 303                         p = LIST_FIRST(&zombproc);
 304                         goto again;
 305                 }
 306         }
 307
 308         /*
 309          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 310          */
 311         if (flags & RFHIGHPID)
 312                 pidchecked = 0;
 313         else
 314                 lastpid = trypid;
 315
 316         return (trypid);
 317 }
 318
 319 static int
 320 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 321 {
 322         int error;
 323         struct proc *p1;
 324
 325         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 326             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 327         p1 = td->td_proc;
 328
 329         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 330             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 331                 PROC_LOCK(p1);
 332                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 333                         PROC_UNLOCK(p1);
 334                         return (ERESTART);
 335                 }
 336                 PROC_UNLOCK(p1);
 337         }
 338
 339         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 340         if (error)
 341                 goto fail;
 342
 343         /*
 344          * Close all file descriptors.
 345          */
 346         if (flags & RFCFDG) {
 347                 struct filedesc *fdtmp;
 348                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false);
 349                 fdescfree(td);
 350                 p1->p_fd = fdtmp;
 351         }
 352
 353         /*
 354          * Unshare file descriptors (from parent).
 355          */
 356         if (flags & RFFDG)
 357                 fdunshare(td);
 358
 359 fail:
 360         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 361             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 362                 PROC_LOCK(p1);
 363                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 364                 PROC_UNLOCK(p1);
 365         }
 366         return (error);
 367 }
 368
 369 static void
 370 do_fork(struct thread *td, int flags, struct proc *p2, struct thread *td2,
 371     struct vmspace *vm2, int pdflags)
 372 {
 373         struct proc *p1, *pptr;
 374         int p2_held, trypid;
 375         struct filedesc *fd;
 376         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 377         struct sigacts *newsigacts;
 378
 379         sx_assert(&proctree_lock, SX_SLOCKED);
 380         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 381
 382         p2_held = 0;
 383         p1 = td->td_proc;
 384
 385         /*
 386          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 387          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 388          */
 389         nprocs++;
 390
 391         trypid = fork_findpid(flags);
 392
 393         sx_sunlock(&proctree_lock);
 394
 395         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 396         p2->p_pid = trypid;
 397         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 398         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 399         allproc_gen++;
 400         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 401         tidhash_add(td2);
 402         PROC_LOCK(p2);
 403         PROC_LOCK(p1);
 404
 405         sx_xunlock(&allproc_lock);
 406
 407         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 408             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 409         pargs_hold(p2->p_args);
 410
 411         PROC_UNLOCK(p1);
 412
 413         bzero(&p2->p_startzero,
 414             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 415
 416         /* Tell the prison that we exist. */
 417         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 418
 419         PROC_UNLOCK(p2);
 420
 421         /*
 422          * Malloc things while we don't hold any locks.
 423          */
 424         if (flags & RFSIGSHARE)
 425                 newsigacts = NULL;
 426         else
 427                 newsigacts = sigacts_alloc();
 428
 429         /*
 430          * Copy filedesc.
 431          */
 432         if (flags & RFCFDG) {
 433                 fd = fdinit(p1->p_fd, false);
 434                 fdtol = NULL;
 435         } else if (flags & RFFDG) {
 436                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 437                 fdtol = NULL;
 438         } else {
 439                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 440                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 441                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 442                             p1->p_leader);
 443                 if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 444                         /*
 445                          * Shared file descriptor table, and shared
 446                          * process leaders.
 447                          */
 448                         fdtol = p1->p_fdtol;
 449                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 450                         fdtol->fdl_refcount++;
 451                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 452                 } else {
 453                         /*
 454                          * Shared file descriptor table, and different
 455                          * process leaders.
 456                          */
 457                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 458                             p1->p_fd, p2);
 459                 }
 460         }
 461         /*
 462          * Make a proc table entry for the new process.
 463          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 464          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 465          */
 466
 467         PROC_LOCK(p2);
 468         PROC_LOCK(p1);
 469
 470         bzero(&td2->td_startzero,
 471             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 472
 473         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 474             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 475
 476         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 477         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 478         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 479         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 480
 481 #ifdef VIMAGE
 482         td2->td_vnet = NULL;
 483         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 484 #endif
 485
 486         /*
 487          * Allow the scheduler to initialize the child.
 488          */
 489         thread_lock(td);
 490         sched_fork(td, td2);
 491         thread_unlock(td);
 492
 493         /*
 494          * Duplicate sub-structures as needed.
 495          * Increase reference counts on shared objects.
 496          */
 497         p2->p_flag = P_INMEM;
 498         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC);
 499         p2->p_swtick = ticks;
 500         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 501                 startprofclock(p2);
 502
 503         /*
 504          * Whilst the proc lock is held, copy the VM domain data out
 505          * using the VM domain method.
 506          */
 507         vm_domain_policy_init(&p2->p_vm_dom_policy);
 508         vm_domain_policy_localcopy(&p2->p_vm_dom_policy,
 509             &p1->p_vm_dom_policy);
 510
 511         if (flags & RFSIGSHARE) {
 512                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 513         } else {
 514                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 515                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 516         }
 517
 518         if (flags & RFTSIGZMB)
 519                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(flags);
 520         else if (flags & RFLINUXTHPN)
 521                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 522         else
 523                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 524
 525         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 526         p2->p_fd = fd;
 527         p2->p_fdtol = fdtol;
 528
 529         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 530                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 531                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 532         }
 533
 534         /*
 535          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 536          */
 537         lim_fork(p1, p2);
 538
 539         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 540
 541         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 542
 543         PROC_UNLOCK(p1);
 544         PROC_UNLOCK(p2);
 545
 546         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 547         if (p2->p_textvp)
 548                 vref(p2->p_textvp);
 549
 550         /*
 551          * Set up linkage for kernel based threading.
 552          */
 553         if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 554                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 555                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 556                 p1->p_peers = p2;
 557                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 558                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 559                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 560                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 561                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 562                         /*
 563                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 564                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 565                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 566                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 567                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 568                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 569                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 570                          * the task leader may not get a chance to send
 571                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 572                          * the task leader will wait for this new process
 573                          * to commit suicide.
 574                          */
 575                         PROC_LOCK(p2);
 576                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 577                         PROC_UNLOCK(p2);
 578                 } else
 579                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 580         } else {
 581                 p2->p_peers = NULL;
 582                 p2->p_leader = p2;
 583         }
 584
 585         sx_xlock(&proctree_lock);
 586         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 587         PROC_LOCK(p2);
 588         PROC_LOCK(p1);
 589
 590         /*
 591          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 592          * been preserved.
 593          */
 594         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 595         td2->td_pflags |= td->td_pflags & TDP_ALTSTACK;
 596         SESS_LOCK(p1->p_session);
 597         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 598                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 599         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 600         if (flags & RFPPWAIT)
 601                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 602
 603         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 604         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 605         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 606         LIST_INIT(&p2->p_children);
 607         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 608
 609         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 610
 611         /*
 612          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 613          * procfs ioctl flags from its parent.
 614          */
 615         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 616                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 617                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 618         }
 619
 620         /*
 621          * This begins the section where we must prevent the parent
 622          * from being swapped.
 623          */
 624         _PHOLD(p1);
 625         PROC_UNLOCK(p1);
 626
 627         /*
 628          * Attach the new process to its parent.
 629          *
 630          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 631          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 632          * parent.
 633          */
 634         if ((flags & RFNOWAIT) != 0) {
 635                 pptr = p1->p_reaper;
 636                 p2->p_reaper = pptr;
 637         } else {
 638                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 639                     p1 : p1->p_reaper;
 640                 pptr = p1;
 641         }
 642         p2->p_pptr = pptr;
 643         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 644         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 645         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 646         if (p2->p_reaper == p1)
 647                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 648         sx_xunlock(&proctree_lock);
 649
 650         /* Inform accounting that we have forked. */
 651         p2->p_acflag = AFORK;
 652         PROC_UNLOCK(p2);
 653
 654 #ifdef KTRACE
 655         ktrprocfork(p1, p2);
 656 #endif
 657
 658         /*
 659          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 660          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 661          */
 662         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, flags);
 663
 664         if (flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 665                 PCPU_INC(cnt.v_forks);
 666                 PCPU_ADD(cnt.v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 667                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 668         } else if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 669                 PCPU_INC(cnt.v_vforks);
 670                 PCPU_ADD(cnt.v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 671                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 672         } else if (p1 == &proc0) {
 673                 PCPU_INC(cnt.v_kthreads);
 674                 PCPU_ADD(cnt.v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 675                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 676         } else {
 677                 PCPU_INC(cnt.v_rforks);
 678                 PCPU_ADD(cnt.v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 679                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 680         }
 681
 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
 690         /*
 691          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 692          * to adjust anything.
 693          */
 694         EVENTHANDLER_INVOKE(process_fork, p1, p2, flags);
 695
 696         /*
 697          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 698          */
 699         PROC_LOCK(p2);
 700         PROC_LOCK(p1);
 701         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 702         PROC_SLOCK(p2);
 703         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 704         PROC_SUNLOCK(p2);
 705
 706 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 707         /*
 708          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 709          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 710          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 711          * use pfind() later on.
 712          */
 713         if ((flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 714                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 715 #endif
 716         if ((p1->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) == (P_TRACED |
 717             P_FOLLOWFORK)) {
 718                 /*
 719                  * Arrange for debugger to receive the fork event.
 720                  *
 721                  * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 722                  * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 723                  * for runaway child.
 724                  */
 725                 td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 726                 td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 727                 td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 728                 _PHOLD(p2);
 729                 p2_held = 1;
 730         }
 731         if (flags & RFPPWAIT) {
 732                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 733                 td->td_rfppwait_p = p2;
 734         }
 735         PROC_UNLOCK(p2);
 736         if ((flags & RFSTOPPED) == 0) {
 737                 /*
 738                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 739                  * add to run queue.
 740                  */
 741                 thread_lock(td2);
 742                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 743                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 744                 thread_unlock(td2);
 745         }
 746
 747         /*
 748          * Now can be swapped.
 749          */
 750         _PRELE(p1);
 751         PROC_UNLOCK(p1);
 752
 753         /*
 754          * Tell any interested parties about the new process.
 755          */
 756         knote_fork(&p1->p_klist, p2->p_pid);
 757         SDT_PROBE3(proc, kernel, , create, p2, p1, flags);
 758
 759         /*
 760          * Wait until debugger is attached to child.
 761          */
 762         PROC_LOCK(p2);
 763         while ((td2->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) != 0)
 764                 cv_wait(&p2->p_dbgwait, &p2->p_mtx);
 765         if (p2_held)
 766                 _PRELE(p2);
 767         PROC_UNLOCK(p2);
 768 }
 769
 770 int
 771 fork1(struct thread *td, int flags, int pages, struct proc **procp,
 772     int *procdescp, int pdflags, struct filecaps *fcaps)
 773 {
 774         struct proc *p1;
 775         struct proc *newproc;
 776         int ok;
 777         struct thread *td2;
 778         struct vmspace *vm2;
 779         vm_ooffset_t mem_charged;
 780         int error;
 781         static int curfail;
 782         static struct timeval lastfail;
 783         struct file *fp_procdesc = NULL;
 784
 785         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 786         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 787                 return (EINVAL);
 788
 789         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 790         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 791                 return (EINVAL);
 792
 793         /* Can't copy and clear. */
 794         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 795                 return (EINVAL);
 796
 797         /* Check the validity of the signal number. */
 798         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 799                 return (EINVAL);
 800
 801         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 802                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 803                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 804                         return (EINVAL);
 805
 806                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 807                 if (procdescp == NULL)
 808                         return (EINVAL);
 809         }
 810
 811         p1 = td->td_proc;
 812
 813         /*
 814          * Here we don't create a new process, but we divorce
 815          * certain parts of a process from itself.
 816          */
 817         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 818                 *procp = NULL;
 819                 return (fork_norfproc(td, flags));
 820         }
 821
 822         /*
 823          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 824          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 825          * later.
 826          */
 827         if (flags & RFPROCDESC) {
 828                 error = falloc_caps(td, &fp_procdesc, procdescp, 0, fcaps);
 829                 if (error != 0)
 830                         return (error);
 831         }
 832
 833         mem_charged = 0;
 834         vm2 = NULL;
 835         if (pages == 0)
 836                 pages = kstack_pages;
 837         /* Allocate new proc. */
 838         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 839         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 840         if (td2 == NULL) {
 841                 td2 = thread_alloc(pages);
 842                 if (td2 == NULL) {
 843                         error = ENOMEM;
 844                         goto fail2;
 845                 }
 846                 proc_linkup(newproc, td2);
 847         } else {
 848                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 849                         if (td2->td_kstack != 0)
 850                                 vm_thread_dispose(td2);
 851                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 852                                 error = ENOMEM;
 853                                 goto fail2;
 854                         }
 855                 }
 856         }
 857
 858         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 859                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 860                 if (vm2 == NULL) {
 861                         error = ENOMEM;
 862                         goto fail2;
 863                 }
 864                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 865                         /*
 866                          * The swap reservation failed. The accounting
 867                          * from the entries of the copied vm2 will be
 868                          * substracted in vmspace_free(), so force the
 869                          * reservation there.
 870                          */
 871                         swap_reserve_force(mem_charged);
 872                         error = ENOMEM;
 873                         goto fail2;
 874                 }
 875         } else
 876                 vm2 = NULL;
 877
 878         /*
 879          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 880          *      per-cred resource counters.
 881          */
 882         proc_set_cred_init(newproc, crhold(td->td_ucred));
 883
 884         /*
 885          * Initialize resource accounting for the child process.
 886          */
 887         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 888         if (error != 0) {
 889                 error = EAGAIN;
 890                 goto fail1;
 891         }
 892
 893 #ifdef MAC
 894         mac_proc_init(newproc);
 895 #endif
 896         knlist_init_mtx(&newproc->p_klist, &newproc->p_mtx);
 897         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 898
 899         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 900         sx_slock(&proctree_lock);
 901
 902         /*
 903          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 904          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 905          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 906          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 907          * processes, maxproc is the limit.
 908          */
 909         sx_xlock(&allproc_lock);
 910         if ((nprocs >= maxproc - 10 && priv_check_cred(td->td_ucred,
 911             PRIV_MAXPROC, 0) != 0) || nprocs >= maxproc) {
 912                 error = EAGAIN;
 913                 goto fail;
 914         }
 915
 916         /*
 917          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 918          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 919          *
 920          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 921          */
 922         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
 923         if (error == 0)
 924                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 925         else {
 926                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 927                     lim_cur(td, RLIMIT_NPROC));
 928         }
 929         if (ok) {
 930                 do_fork(td, flags, newproc, td2, vm2, pdflags);
 931
 932                 /*
 933                  * Return child proc pointer to parent.
 934                  */
 935                 *procp = newproc;
 936                 if (flags & RFPROCDESC) {
 937                         procdesc_finit(newproc->p_procdesc, fp_procdesc);
 938                         fdrop(fp_procdesc, td);
 939                 }
 940                 racct_proc_fork_done(newproc);
 941                 return (0);
 942         }
 943
 944         error = EAGAIN;
 945 fail:
 946         sx_sunlock(&proctree_lock);
 947         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 948                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u (pid %d); see tuning(7) and login.conf(5)\n",
 949                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 950         sx_xunlock(&allproc_lock);
 951 #ifdef MAC
 952         mac_proc_destroy(newproc);
 953 #endif
 954         racct_proc_exit(newproc);
 955 fail1:
 956         crfree(newproc->p_ucred);
 957         newproc->p_ucred = NULL;
 958 fail2:
 959         if (vm2 != NULL)
 960                 vmspace_free(vm2);
 961         uma_zfree(proc_zone, newproc);
 962         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
 963                 fdclose(td, fp_procdesc, *procdescp);
 964                 fdrop(fp_procdesc, td);
 965         }
 966         pause("fork", hz / 2);
 967         return (error);
 968 }
 969
 970 /*
 971  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
 972  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
 973  */
 974 void
 975 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
 976     struct trapframe *frame)
 977 {
 978         struct proc *p;
 979         struct thread *td;
 980         struct thread *dtd;
 981
 982         td = curthread;
 983         p = td->td_proc;
 984         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
 985
 986         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
 987                 td, td->td_sched, p->p_pid, td->td_name);
 988
 989         sched_fork_exit(td);
 990         /*
 991         * Processes normally resume in mi_switch() after being
 992         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
 993         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
 994         */
 995         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
 996                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
 997                 thread_stash(dtd);
 998         }
 999         thread_unlock(td);
1000
1001         /*
1002          * cpu_set_fork_handler intercepts this function call to
1003          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1004          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1005          */
1006         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1007         callout(arg, frame);
1008
1009         /*
1010          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1011          * function.
1012          */
1013         if (p->p_flag & P_KTHREAD) {
1014                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1015                     td->td_name, p->p_pid);
1016                 kproc_exit(0);
1017         }
1018         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1019
1020         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1021                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1026  * directly into user mode.  Giant is not held on entry, and must not
1027  * be held on return.  This function is passed in to fork_exit() as the
1028  * first parameter and is called when returning to a new userland process.
1029  */
1030 void
1031 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1032 {
1033         struct proc *p, *dbg;
1034
1035         p = td->td_proc;
1036         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1037                 sx_xlock(&proctree_lock);
1038                 PROC_LOCK(p);
1039                 if ((p->p_pptr->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) ==
1040                     (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) {
1041                         /*
1042                          * If debugger still wants auto-attach for the
1043                          * parent's children, do it now.
1044                          */
1045                         dbg = p->p_pptr->p_pptr;
1046                         p->p_flag |= P_TRACED;
1047                         p->p_oppid = p->p_pptr->p_pid;
1048                         CTR2(KTR_PTRACE,
1049                     "fork_return: attaching to new child pid %d: oppid %d",
1050                             p->p_pid, p->p_oppid);
1051                         proc_reparent(p, dbg);
1052                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1053                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX;
1054                         ptracestop(td, SIGSTOP);
1055                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1056                 } else {
1057                         /*
1058                          * ... otherwise clear the request.
1059                          */
1060                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1061                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1062                         cv_broadcast(&p->p_dbgwait);
1063                 }
1064                 PROC_UNLOCK(p);
1065         } else if (p->p_flag & P_TRACED) {
1066                 /*
1067                  * This is the start of a new thread in a traced
1068                  * process.  Report a system call exit event.
1069                  */
1070                 PROC_LOCK(p);
1071                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1072                 _STOPEVENT(p, S_SCX, td->td_dbg_sc_code);
1073                 if ((p->p_stops & S_PT_SCX) != 0)
1074                         ptracestop(td, SIGTRAP);
1075                 td->td_dbgflags &= ~TDB_SCX;
1076                 PROC_UNLOCK(p);
1077         }
1078
1079         userret(td, frame);
1080
1081 #ifdef KTRACE
1082         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1083                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1084 #endif
1085 }