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 EVENTHANDLER_LIST_DECLARE(process_fork);
 103
 104 /* ARGSUSED */
 105 int
 106 sys_fork(struct thread *td, struct fork_args *uap)
 107 {
 108         struct fork_req fr;
 109         int error, pid;
 110
 111         bzero(&fr, sizeof(fr));
 112         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC;
 113         fr.fr_pidp = &pid;
 114         error = fork1(td, &fr);
 115         if (error == 0) {
 116                 td->td_retval[0] = pid;
 117                 td->td_retval[1] = 0;
 118         }
 119         return (error);
 120 }
 121
 122 /* ARGUSED */
 123 int
 124 sys_pdfork(struct thread *td, struct pdfork_args *uap)
 125 {
 126         struct fork_req fr;
 127         int error, fd, pid;
 128
 129         bzero(&fr, sizeof(fr));
 130         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC;
 131         fr.fr_pidp = &pid;
 132         fr.fr_pd_fd = &fd;
 133         fr.fr_pd_flags = uap->flags;
 134         /*
 135          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 136          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 137          * itself from the parent using the return value.
 138          */
 139         error = fork1(td, &fr);
 140         if (error == 0) {
 141                 td->td_retval[0] = pid;
 142                 td->td_retval[1] = 0;
 143                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 144         }
 145         return (error);
 146 }
 147
 148 /* ARGSUSED */
 149 int
 150 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 151 {
 152         struct fork_req fr;
 153         int error, pid;
 154
 155         bzero(&fr, sizeof(fr));
 156         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 157         fr.fr_pidp = &pid;
 158         error = fork1(td, &fr);
 159         if (error == 0) {
 160                 td->td_retval[0] = pid;
 161                 td->td_retval[1] = 0;
 162         }
 163         return (error);
 164 }
 165
 166 int
 167 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 168 {
 169         struct fork_req fr;
 170         int error, pid;
 171
 172         /* Don't allow kernel-only flags. */
 173         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 174                 return (EINVAL);
 175
 176         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 177         bzero(&fr, sizeof(fr));
 178         fr.fr_flags = uap->flags;
 179         fr.fr_pidp = &pid;
 180         error = fork1(td, &fr);
 181         if (error == 0) {
 182                 td->td_retval[0] = pid;
 183                 td->td_retval[1] = 0;
 184         }
 185         return (error);
 186 }
 187
 188 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 189 int     lastpid = 0;
 190 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 191     "Last used PID");
 192
 193 /*
 194  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 195  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 196  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 197  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 198  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 199  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 200  */
 201 static int randompid = 0;
 202
 203 static int
 204 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 205 {
 206         int error, pid;
 207
 208         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 209         if (error != 0)
 210                 return(error);
 211         sx_xlock(&allproc_lock);
 212         pid = randompid;
 213         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 214         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 215                 if (pid == 0)
 216                         randompid = 0;
 217                 else if (pid == 1)
 218                         /* generate a random PID modulus between 100 and 1123 */
 219                         randompid = 100 + arc4random() % 1024;
 220                 else if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)
 221                         /* out of range */
 222                         randompid = pid_max - 100;
 223                 else if (pid < 100)
 224                         /* Make it reasonable */
 225                         randompid = 100;
 226                 else
 227                         randompid = pid;
 228         }
 229         sx_xunlock(&allproc_lock);
 230         return (error);
 231 }
 232
 233 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 234     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus. Special values: 0: disable, 1: choose random value");
 235
 236 extern bitstr_t proc_id_pidmap;
 237 extern bitstr_t proc_id_grpidmap;
 238 extern bitstr_t proc_id_sessidmap;
 239 extern bitstr_t proc_id_reapmap;
 240
 241 static int
 242 fork_findpid(int flags)
 243 {
 244         pid_t result;
 245         int trypid;
 246
 247         /*
 248          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 249          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 250          *
 251          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 252          * low-numbered pids.
 253          */
 254         trypid = lastpid + 1;
 255         if (flags & RFHIGHPID) {
 256                 if (trypid < 10)
 257                         trypid = 10;
 258         } else {
 259                 if (randompid)
 260                         trypid += arc4random() % randompid;
 261         }
 262         mtx_lock(&procid_lock);
 263 retry:
 264         /*
 265          * If the process ID prototype has wrapped around,
 266          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 267          * tend to include daemons that don't exit.
 268          */
 269         if (trypid >= pid_max) {
 270                 trypid = trypid % pid_max;
 271                 if (trypid < 100)
 272                         trypid += 100;
 273         }
 274
 275         bit_ffc_at(&proc_id_pidmap, trypid, pid_max, &result);
 276         if (result == -1)
 277                 goto retry;
 278         if (bit_test(&proc_id_grpidmap, result) ||
 279             bit_test(&proc_id_sessidmap, result) ||
 280             bit_test(&proc_id_reapmap, result)) {
 281                 trypid++;
 282                 goto retry;
 283         }
 284
 285         /*
 286          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 287          */
 288         if ((flags & RFHIGHPID) == 0)
 289                 lastpid = result;
 290
 291         bit_set(&proc_id_pidmap, result);
 292         mtx_unlock(&procid_lock);
 293
 294         return (result);
 295 }
 296
 297 static int
 298 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 299 {
 300         int error;
 301         struct proc *p1;
 302
 303         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 304             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 305         p1 = td->td_proc;
 306
 307         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 308             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 309                 PROC_LOCK(p1);
 310                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 311                         PROC_UNLOCK(p1);
 312                         return (ERESTART);
 313                 }
 314                 PROC_UNLOCK(p1);
 315         }
 316
 317         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 318         if (error)
 319                 goto fail;
 320
 321         /*
 322          * Close all file descriptors.
 323          */
 324         if (flags & RFCFDG) {
 325                 struct filedesc *fdtmp;
 326                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false);
 327                 fdescfree(td);
 328                 p1->p_fd = fdtmp;
 329         }
 330
 331         /*
 332          * Unshare file descriptors (from parent).
 333          */
 334         if (flags & RFFDG)
 335                 fdunshare(td);
 336
 337 fail:
 338         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 339             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 340                 PROC_LOCK(p1);
 341                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 342                 PROC_UNLOCK(p1);
 343         }
 344         return (error);
 345 }
 346
 347 static void
 348 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 349     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 350 {
 351         struct proc *p1, *pptr;
 352         int trypid;
 353         struct filedesc *fd;
 354         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 355         struct sigacts *newsigacts;
 356
 357         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 358
 359         p1 = td->td_proc;
 360
 361         trypid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 362         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 363         p2->p_pid = trypid;
 364         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 365         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 366         allproc_gen++;
 367         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 368         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 369         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 370         PROC_LOCK(p2);
 371         PROC_LOCK(p1);
 372
 373         sx_xunlock(&allproc_lock);
 374
 375         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 376             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 377         pargs_hold(p2->p_args);
 378
 379         PROC_UNLOCK(p1);
 380
 381         bzero(&p2->p_startzero,
 382             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 383
 384         /* Tell the prison that we exist. */
 385         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 386
 387         PROC_UNLOCK(p2);
 388
 389         tidhash_add(td2);
 390
 391         /*
 392          * Malloc things while we don't hold any locks.
 393          */
 394         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 395                 newsigacts = NULL;
 396         else
 397                 newsigacts = sigacts_alloc();
 398
 399         /*
 400          * Copy filedesc.
 401          */
 402         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 403                 fd = fdinit(p1->p_fd, false);
 404                 fdtol = NULL;
 405         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 406                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 407                 fdtol = NULL;
 408         } else {
 409                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 410                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 411                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 412                             p1->p_leader);
 413                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 414                         /*
 415                          * Shared file descriptor table, and shared
 416                          * process leaders.
 417                          */
 418                         fdtol = p1->p_fdtol;
 419                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 420                         fdtol->fdl_refcount++;
 421                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 422                 } else {
 423                         /*
 424                          * Shared file descriptor table, and different
 425                          * process leaders.
 426                          */
 427                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 428                             p1->p_fd, p2);
 429                 }
 430         }
 431         /*
 432          * Make a proc table entry for the new process.
 433          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 434          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 435          */
 436
 437         PROC_LOCK(p2);
 438         PROC_LOCK(p1);
 439
 440         bzero(&td2->td_startzero,
 441             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 442
 443         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 444             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 445
 446         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 447         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 448         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 449         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 450
 451 #ifdef VIMAGE
 452         td2->td_vnet = NULL;
 453         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 454 #endif
 455
 456         /*
 457          * Allow the scheduler to initialize the child.
 458          */
 459         thread_lock(td);
 460         sched_fork(td, td2);
 461         thread_unlock(td);
 462
 463         /*
 464          * Duplicate sub-structures as needed.
 465          * Increase reference counts on shared objects.
 466          */
 467         p2->p_flag = P_INMEM;
 468         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC | P2_TRAPCAP);
 469         p2->p_swtick = ticks;
 470         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 471                 startprofclock(p2);
 472
 473         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 474                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 475         } else {
 476                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 477                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 478         }
 479
 480         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 481                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 482         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 483                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 484         else
 485                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 486
 487         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 488         p2->p_fd = fd;
 489         p2->p_fdtol = fdtol;
 490
 491         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 492                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 493                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 494         }
 495
 496         /*
 497          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 498          */
 499         lim_fork(p1, p2);
 500
 501         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 502
 503         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 504
 505         PROC_UNLOCK(p1);
 506         PROC_UNLOCK(p2);
 507
 508         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 509         if (p2->p_textvp)
 510                 vrefact(p2->p_textvp);
 511
 512         /*
 513          * Set up linkage for kernel based threading.
 514          */
 515         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 516                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 517                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 518                 p1->p_peers = p2;
 519                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 520                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 521                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 522                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 523                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 524                         /*
 525                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 526                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 527                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 528                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 529                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 530                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 531                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 532                          * the task leader may not get a chance to send
 533                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 534                          * the task leader will wait for this new process
 535                          * to commit suicide.
 536                          */
 537                         PROC_LOCK(p2);
 538                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 539                         PROC_UNLOCK(p2);
 540                 } else
 541                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 542         } else {
 543                 p2->p_peers = NULL;
 544                 p2->p_leader = p2;
 545         }
 546
 547         sx_xlock(&proctree_lock);
 548         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 549         PROC_LOCK(p2);
 550         PROC_LOCK(p1);
 551
 552         /*
 553          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 554          * been preserved.
 555          */
 556         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 557         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) | TDP_FORKING;
 558         SESS_LOCK(p1->p_session);
 559         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 560                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 561         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 562         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 563                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 564
 565         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 566         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 567         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 568         LIST_INIT(&p2->p_children);
 569         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 570
 571         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 572
 573         /*
 574          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 575          * procfs ioctl flags from its parent.
 576          */
 577         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 578                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 579                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 580         }
 581
 582         /*
 583          * This begins the section where we must prevent the parent
 584          * from being swapped.
 585          */
 586         _PHOLD(p1);
 587         PROC_UNLOCK(p1);
 588
 589         /*
 590          * Attach the new process to its parent.
 591          *
 592          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 593          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 594          * parent.
 595          */
 596         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 597                 pptr = p1->p_reaper;
 598                 p2->p_reaper = pptr;
 599         } else {
 600                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 601                     p1 : p1->p_reaper;
 602                 pptr = p1;
 603         }
 604         p2->p_pptr = pptr;
 605         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 606         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 607         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 608         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 609         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 610                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 611                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 612         }
 613         sx_xunlock(&proctree_lock);
 614
 615         /* Inform accounting that we have forked. */
 616         p2->p_acflag = AFORK;
 617         PROC_UNLOCK(p2);
 618
 619 #ifdef KTRACE
 620         ktrprocfork(p1, p2);
 621 #endif
 622
 623         /*
 624          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 625          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 626          */
 627         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 628
 629         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 630                 VM_CNT_INC(v_forks);
 631                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 632                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 633         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 634                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 635                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 636                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 637         } else if (p1 == &proc0) {
 638                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 639                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 640                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 641         } else {
 642                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 643                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 644                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 645         }
 646
 647         /*
 648          * Associate the process descriptor with the process before anything
 649          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 650          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 651          */
 652         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 653                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 654
 655         /*
 656          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 657          * to adjust anything.
 658          */
 659         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 660
 661         /*
 662          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 663          */
 664         PROC_LOCK(p2);
 665         PROC_LOCK(p1);
 666         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 667         PROC_SLOCK(p2);
 668         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 669         PROC_SUNLOCK(p2);
 670
 671 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 672         /*
 673          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 674          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 675          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 676          * use pfind() later on.
 677          */
 678         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 679                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 680 #endif
 681         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 682                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 683                 td->td_rfppwait_p = p2;
 684                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 685         }
 686         PROC_UNLOCK(p2);
 687
 688         /*
 689          * Tell any interested parties about the new process.
 690          */
 691         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 692
 693         /*
 694          * Now can be swapped.
 695          */
 696         _PRELE(p1);
 697         PROC_UNLOCK(p1);
 698         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 699
 700         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 701                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 702                 fdrop(fp_procdesc, td);
 703         }
 704
 705         /*
 706          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 707          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 708          * if being set atm.
 709          */
 710         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 711                 sx_xlock(&proctree_lock);
 712                 PROC_LOCK(p2);
 713
 714                 /*
 715                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 716                  * process and proctree locks for modifications,
 717                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 718                  */
 719                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 720                         /*
 721                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 722                          *
 723                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 724                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 725                          * for runaway child.
 726                          */
 727                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 728                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 729                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 730                         proc_set_traced(p2, true);
 731                         CTR2(KTR_PTRACE,
 732                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 733                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 734                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 735                 }
 736                 PROC_UNLOCK(p2);
 737                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 738         }
 739
 740         racct_proc_fork_done(p2);
 741
 742         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 743                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 744                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 745                 /*
 746                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 747                  * add to run queue.
 748                  */
 749                 thread_lock(td2);
 750                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 751                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 752                 thread_unlock(td2);
 753         } else {
 754                 *fr->fr_procp = p2;
 755         }
 756 }
 757
 758 int
 759 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 760 {
 761         struct proc *p1, *newproc;
 762         struct thread *td2;
 763         struct vmspace *vm2;
 764         struct file *fp_procdesc;
 765         vm_ooffset_t mem_charged;
 766         int error, nprocs_new, ok;
 767         static int curfail;
 768         static struct timeval lastfail;
 769         int flags, pages;
 770
 771         flags = fr->fr_flags;
 772         pages = fr->fr_pages;
 773
 774         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 775                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 776         else
 777                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 778
 779         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 780         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 781                 return (EINVAL);
 782
 783         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 784         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 785                 return (EINVAL);
 786
 787         /* Can't copy and clear. */
 788         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 789                 return (EINVAL);
 790
 791         /* Check the validity of the signal number. */
 792         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 793                 return (EINVAL);
 794
 795         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 796                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 797                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 798                         return (EINVAL);
 799
 800                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 801                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 802                         return (EINVAL);
 803
 804                 /* Check if we are using supported flags. */
 805                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 806                         return (EINVAL);
 807         }
 808
 809         p1 = td->td_proc;
 810
 811         /*
 812          * Here we don't create a new process, but we divorce
 813          * certain parts of a process from itself.
 814          */
 815         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 816                 if (fr->fr_procp != NULL)
 817                         *fr->fr_procp = NULL;
 818                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 819                         *fr->fr_pidp = 0;
 820                 return (fork_norfproc(td, flags));
 821         }
 822
 823         fp_procdesc = NULL;
 824         newproc = NULL;
 825         vm2 = NULL;
 826
 827         /*
 828          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 829          * Although process entries are dynamically created, we still
 830          * keep a global limit on the maximum number we will
 831          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 832          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 833          * the process data.
 834          *
 835          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 836          * processes; don't let root exceed the limit.
 837          */
 838         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 839         if ((nprocs_new >= maxproc - 10 && priv_check_cred(td->td_ucred,
 840             PRIV_MAXPROC, 0) != 0) || nprocs_new >= maxproc) {
 841                 error = EAGAIN;
 842                 sx_xlock(&allproc_lock);
 843                 if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 844                         printf("maxproc limit exceeded by uid %u (pid %d); "
 845                             "see tuning(7) and login.conf(5)\n",
 846                             td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 847                 }
 848                 sx_xunlock(&allproc_lock);
 849                 goto fail2;
 850         }
 851
 852         /*
 853          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 854          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 855          * later.
 856          */
 857         if (flags & RFPROCDESC) {
 858                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 859                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 860                 if (error != 0)
 861                         goto fail2;
 862         }
 863
 864         mem_charged = 0;
 865         if (pages == 0)
 866                 pages = kstack_pages;
 867         /* Allocate new proc. */
 868         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 869         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 870         if (td2 == NULL) {
 871                 td2 = thread_alloc(pages);
 872                 if (td2 == NULL) {
 873                         error = ENOMEM;
 874                         goto fail2;
 875                 }
 876                 proc_linkup(newproc, td2);
 877         } else {
 878                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 879                         if (td2->td_kstack != 0)
 880                                 vm_thread_dispose(td2);
 881                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 882                                 error = ENOMEM;
 883                                 goto fail2;
 884                         }
 885                 }
 886         }
 887
 888         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 889                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 890                 if (vm2 == NULL) {
 891                         error = ENOMEM;
 892                         goto fail2;
 893                 }
 894                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 895                         /*
 896                          * The swap reservation failed. The accounting
 897                          * from the entries of the copied vm2 will be
 898                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 899                          * reservation there.
 900                          */
 901                         swap_reserve_force(mem_charged);
 902                         error = ENOMEM;
 903                         goto fail2;
 904                 }
 905         } else
 906                 vm2 = NULL;
 907
 908         /*
 909          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 910          *      per-cred resource counters.
 911          */
 912         proc_set_cred_init(newproc, crhold(td->td_ucred));
 913
 914         /*
 915          * Initialize resource accounting for the child process.
 916          */
 917         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 918         if (error != 0) {
 919                 error = EAGAIN;
 920                 goto fail1;
 921         }
 922
 923 #ifdef MAC
 924         mac_proc_init(newproc);
 925 #endif
 926         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
 927         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 928
 929         sx_xlock(&allproc_lock);
 930
 931         /*
 932          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 933          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 934          *
 935          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 936          */
 937         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
 938         if (error == 0)
 939                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 940         else {
 941                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 942                     lim_cur(td, RLIMIT_NPROC));
 943         }
 944         if (ok) {
 945                 do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
 946                 return (0);
 947         }
 948
 949         error = EAGAIN;
 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, *fr->fr_pd_fd);
 964                 fdrop(fp_procdesc, td);
 965         }
 966         atomic_add_int(&nprocs, -1);
 967         pause("fork", hz / 2);
 968         return (error);
 969 }
 970
 971 /*
 972  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
 973  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
 974  */
 975 void
 976 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
 977     struct trapframe *frame)
 978 {
 979         struct proc *p;
 980         struct thread *td;
 981         struct thread *dtd;
 982
 983         td = curthread;
 984         p = td->td_proc;
 985         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
 986
 987         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
 988             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
 989
 990         sched_fork_exit(td);
 991         /*
 992         * Processes normally resume in mi_switch() after being
 993         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
 994         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
 995         */
 996         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
 997                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
 998                 thread_stash(dtd);
 999         }
1000         thread_unlock(td);
1001
1002         /*
1003          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1004          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1005          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1006          */
1007         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1008         callout(arg, frame);
1009
1010         /*
1011          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1012          * function.
1013          */
1014         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1015                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1016                     td->td_name, p->p_pid);
1017                 kthread_exit();
1018         }
1019         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1020
1021         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1022                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1023         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1028  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1029  * as the first parameter and is called when returning to a new
1030  * userland process.
1031  */
1032 void
1033 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1034 {
1035         struct proc *p;
1036
1037         p = td->td_proc;
1038         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1039                 PROC_LOCK(p);
1040                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1041                         /*
1042                          * Inform the debugger if one is still present.
1043                          */
1044                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1045                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1046                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1047                 } else {
1048                         /*
1049                          * ... otherwise clear the request.
1050                          */
1051                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1052                 }
1053                 PROC_UNLOCK(p);
1054         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1055                 /*
1056                  * This is the start of a new thread in a traced
1057                  * process.  Report a system call exit event.
1058                  */
1059                 PROC_LOCK(p);
1060                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1061                 _STOPEVENT(p, S_SCX, td->td_sa.code);
1062                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1063                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1064                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1065                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1066                 PROC_UNLOCK(p);
1067         }
1068
1069         userret(td, frame);
1070
1071 #ifdef KTRACE
1072         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1073                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1074 #endif
1075 }