sys/kern/kern_fork.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1991, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   7  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   8  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   9  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
  10  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  20  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  22  *    without specific prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  *      @(#)kern_fork.c 8.6 (Berkeley) 4/8/94
  37  */
  38
  39 #include <sys/cdefs.h>
  40 __FBSDID("$FreeBSD$");
  41
  42 #include "opt_ktrace.h"
  43 #include "opt_kstack_pages.h"
  44
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47 #include <sys/bitstring.h>
  48 #include <sys/sysproto.h>
  49 #include <sys/eventhandler.h>
  50 #include <sys/fcntl.h>
  51 #include <sys/filedesc.h>
  52 #include <sys/jail.h>
  53 #include <sys/kernel.h>
  54 #include <sys/kthread.h>
  55 #include <sys/sysctl.h>
  56 #include <sys/lock.h>
  57 #include <sys/malloc.h>
  58 #include <sys/mutex.h>
  59 #include <sys/priv.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/procdesc.h>
  62 #include <sys/pioctl.h>
  63 #include <sys/ptrace.h>
  64 #include <sys/racct.h>
  65 #include <sys/resourcevar.h>
  66 #include <sys/sched.h>
  67 #include <sys/syscall.h>
  68 #include <sys/vmmeter.h>
  69 #include <sys/vnode.h>
  70 #include <sys/acct.h>
  71 #include <sys/ktr.h>
  72 #include <sys/ktrace.h>
  73 #include <sys/unistd.h>
  74 #include <sys/sdt.h>
  75 #include <sys/sx.h>
  76 #include <sys/sysent.h>
  77 #include <sys/signalvar.h>
  78
  79 #include <security/audit/audit.h>
  80 #include <security/mac/mac_framework.h>
  81
  82 #include <vm/vm.h>
  83 #include <vm/pmap.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86 #include <vm/uma.h>
  87
  88 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  89 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  90 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  91 #endif
  92
  93 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  94 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, , , create, "struct proc *", "struct proc *", "int");
  95
  96 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  97 struct fork_args {
  98         int     dummy;
  99 };
 100 #endif
 101
 102 /* ARGSUSED */
 103 int
 104 sys_fork(struct thread *td, struct fork_args *uap)
 105 {
 106         struct fork_req fr;
 107         int error, pid;
 108
 109         bzero(&fr, sizeof(fr));
 110         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC;
 111         fr.fr_pidp = &pid;
 112         error = fork1(td, &fr);
 113         if (error == 0) {
 114                 td->td_retval[0] = pid;
 115                 td->td_retval[1] = 0;
 116         }
 117         return (error);
 118 }
 119
 120 /* ARGUSED */
 121 int
 122 sys_pdfork(struct thread *td, struct pdfork_args *uap)
 123 {
 124         struct fork_req fr;
 125         int error, fd, pid;
 126
 127         bzero(&fr, sizeof(fr));
 128         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC;
 129         fr.fr_pidp = &pid;
 130         fr.fr_pd_fd = &fd;
 131         fr.fr_pd_flags = uap->flags;
 132         /*
 133          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 134          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 135          * itself from the parent using the return value.
 136          */
 137         error = fork1(td, &fr);
 138         if (error == 0) {
 139                 td->td_retval[0] = pid;
 140                 td->td_retval[1] = 0;
 141                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 142         }
 143         return (error);
 144 }
 145
 146 /* ARGSUSED */
 147 int
 148 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 149 {
 150         struct fork_req fr;
 151         int error, pid;
 152
 153         bzero(&fr, sizeof(fr));
 154         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 155         fr.fr_pidp = &pid;
 156         error = fork1(td, &fr);
 157         if (error == 0) {
 158                 td->td_retval[0] = pid;
 159                 td->td_retval[1] = 0;
 160         }
 161         return (error);
 162 }
 163
 164 int
 165 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 166 {
 167         struct fork_req fr;
 168         int error, pid;
 169
 170         /* Don't allow kernel-only flags. */
 171         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 172                 return (EINVAL);
 173         /* RFSPAWN must not appear with others */
 174         if ((uap->flags & RFSPAWN) != 0 && uap->flags != RFSPAWN)
 175                 return (EINVAL);
 176
 177         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 178         bzero(&fr, sizeof(fr));
 179         if ((uap->flags & RFSPAWN) != 0) {
 180                 fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 181                 fr.fr_flags2 = FR2_DROPSIG_CAUGHT;
 182         } else {
 183                 fr.fr_flags = uap->flags;
 184         }
 185         fr.fr_pidp = &pid;
 186         error = fork1(td, &fr);
 187         if (error == 0) {
 188                 td->td_retval[0] = pid;
 189                 td->td_retval[1] = 0;
 190         }
 191         return (error);
 192 }
 193
 194 int __exclusive_cache_line      nprocs = 1;             /* process 0 */
 195 int     lastpid = 0;
 196 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 197     "Last used PID");
 198
 199 /*
 200  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 201  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 202  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 203  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 204  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 205  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 206  */
 207 static int randompid = 0;
 208
 209 static int
 210 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 211 {
 212         int error, pid;
 213
 214         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 215         if (error != 0)
 216                 return(error);
 217         sx_xlock(&allproc_lock);
 218         pid = randompid;
 219         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 220         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 221                 if (pid == 0)
 222                         randompid = 0;
 223                 else if (pid == 1)
 224                         /* generate a random PID modulus between 100 and 1123 */
 225                         randompid = 100 + arc4random() % 1024;
 226                 else if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)
 227                         /* out of range */
 228                         randompid = pid_max - 100;
 229                 else if (pid < 100)
 230                         /* Make it reasonable */
 231                         randompid = 100;
 232                 else
 233                         randompid = pid;
 234         }
 235         sx_xunlock(&allproc_lock);
 236         return (error);
 237 }
 238
 239 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid,
 240     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0,
 241     sysctl_kern_randompid, "I",
 242     "Random PID modulus. Special values: 0: disable, 1: choose random value");
 243
 244 extern bitstr_t proc_id_pidmap;
 245 extern bitstr_t proc_id_grpidmap;
 246 extern bitstr_t proc_id_sessidmap;
 247 extern bitstr_t proc_id_reapmap;
 248
 249 /*
 250  * Find an unused process ID
 251  *
 252  * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 253  * low-numbered pids.
 254  */
 255 static int
 256 fork_findpid(int flags)
 257 {
 258         pid_t result;
 259         int trypid, random;
 260
 261         /*
 262          * Avoid calling arc4random with procid_lock held.
 263          */
 264         random = 0;
 265         if (__predict_false(randompid))
 266                 random = arc4random() % randompid;
 267
 268         mtx_lock(&procid_lock);
 269
 270         trypid = lastpid + 1;
 271         if (flags & RFHIGHPID) {
 272                 if (trypid < 10)
 273                         trypid = 10;
 274         } else {
 275                 trypid += random;
 276         }
 277 retry:
 278         if (trypid >= pid_max)
 279                 trypid = 2;
 280
 281         bit_ffc_at(&proc_id_pidmap, trypid, pid_max, &result);
 282         if (result == -1) {
 283                 KASSERT(trypid != 2, ("unexpectedly ran out of IDs"));
 284                 trypid = 2;
 285                 goto retry;
 286         }
 287         if (bit_test(&proc_id_grpidmap, result) ||
 288             bit_test(&proc_id_sessidmap, result) ||
 289             bit_test(&proc_id_reapmap, result)) {
 290                 trypid = result + 1;
 291                 goto retry;
 292         }
 293
 294         /*
 295          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 296          */
 297         if ((flags & RFHIGHPID) == 0)
 298                 lastpid = result;
 299
 300         bit_set(&proc_id_pidmap, result);
 301         mtx_unlock(&procid_lock);
 302
 303         return (result);
 304 }
 305
 306 static int
 307 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 308 {
 309         int error;
 310         struct proc *p1;
 311
 312         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 313             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 314         p1 = td->td_proc;
 315
 316         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 317             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 318                 PROC_LOCK(p1);
 319                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 320                         PROC_UNLOCK(p1);
 321                         return (ERESTART);
 322                 }
 323                 PROC_UNLOCK(p1);
 324         }
 325
 326         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 327         if (error)
 328                 goto fail;
 329
 330         /*
 331          * Close all file descriptors.
 332          */
 333         if (flags & RFCFDG) {
 334                 struct filedesc *fdtmp;
 335                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false);
 336                 fdescfree(td);
 337                 p1->p_fd = fdtmp;
 338         }
 339
 340         /*
 341          * Unshare file descriptors (from parent).
 342          */
 343         if (flags & RFFDG)
 344                 fdunshare(td);
 345
 346 fail:
 347         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 348             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 349                 PROC_LOCK(p1);
 350                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 351                 PROC_UNLOCK(p1);
 352         }
 353         return (error);
 354 }
 355
 356 static void
 357 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 358     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 359 {
 360         struct proc *p1, *pptr;
 361         struct filedesc *fd;
 362         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 363         struct sigacts *newsigacts;
 364
 365         p1 = td->td_proc;
 366
 367         PROC_LOCK(p1);
 368         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 369             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 370         pargs_hold(p2->p_args);
 371         PROC_UNLOCK(p1);
 372
 373         bzero(&p2->p_startzero,
 374             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 375
 376         /* Tell the prison that we exist. */
 377         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 378
 379         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 380         p2->p_pid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 381         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 382
 383         sx_xlock(&allproc_lock);
 384         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 385         allproc_gen++;
 386         sx_xunlock(&allproc_lock);
 387
 388         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 389         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 390         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 391
 392         tidhash_add(td2);
 393
 394         /*
 395          * Malloc things while we don't hold any locks.
 396          */
 397         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 398                 newsigacts = NULL;
 399         else
 400                 newsigacts = sigacts_alloc();
 401
 402         /*
 403          * Copy filedesc.
 404          */
 405         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 406                 fd = fdinit(p1->p_fd, false);
 407                 fdtol = NULL;
 408         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 409                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 410                 fdtol = NULL;
 411         } else {
 412                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 413                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 414                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 415                             p1->p_leader);
 416                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 417                         /*
 418                          * Shared file descriptor table, and shared
 419                          * process leaders.
 420                          */
 421                         fdtol = p1->p_fdtol;
 422                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 423                         fdtol->fdl_refcount++;
 424                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 425                 } else {
 426                         /*
 427                          * Shared file descriptor table, and different
 428                          * process leaders.
 429                          */
 430                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 431                             p1->p_fd, p2);
 432                 }
 433         }
 434         /*
 435          * Make a proc table entry for the new process.
 436          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 437          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 438          */
 439
 440         PROC_LOCK(p2);
 441         PROC_LOCK(p1);
 442
 443         bzero(&td2->td_startzero,
 444             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 445
 446         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 447             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 448
 449         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 450         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 451         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 452         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 453
 454 #ifdef VIMAGE
 455         td2->td_vnet = NULL;
 456         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 457 #endif
 458
 459         /*
 460          * Allow the scheduler to initialize the child.
 461          */
 462         thread_lock(td);
 463         sched_fork(td, td2);
 464         thread_unlock(td);
 465
 466         /*
 467          * Duplicate sub-structures as needed.
 468          * Increase reference counts on shared objects.
 469          */
 470         p2->p_flag = P_INMEM;
 471         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 472             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC |
 473             P2_PROTMAX_ENABLE | P2_PROTMAX_DISABLE | P2_TRAPCAP |
 474             P2_STKGAP_DISABLE | P2_STKGAP_DISABLE_EXEC);
 475         p2->p_swtick = ticks;
 476         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 477                 startprofclock(p2);
 478
 479         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 480                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 481         } else {
 482                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 483                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 484                 if ((fr->fr_flags2 & FR2_DROPSIG_CAUGHT) != 0) {
 485                         mtx_lock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 486                         sig_drop_caught(p2);
 487                         mtx_unlock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 488                 }
 489         }
 490
 491         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 492                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 493         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 494                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 495         else
 496                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 497
 498         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 499         p2->p_fd = fd;
 500         p2->p_fdtol = fdtol;
 501
 502         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 503                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 504                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 505         }
 506
 507         /*
 508          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 509          */
 510         lim_fork(p1, p2);
 511
 512         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 513
 514         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 515
 516         PROC_UNLOCK(p1);
 517         PROC_UNLOCK(p2);
 518
 519         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 520         if (p2->p_textvp)
 521                 vrefact(p2->p_textvp);
 522
 523         /*
 524          * Set up linkage for kernel based threading.
 525          */
 526         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 527                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 528                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 529                 p1->p_peers = p2;
 530                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 531                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 532                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 533                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 534                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 535                         /*
 536                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 537                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 538                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 539                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 540                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 541                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 542                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 543                          * the task leader may not get a chance to send
 544                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 545                          * the task leader will wait for this new process
 546                          * to commit suicide.
 547                          */
 548                         PROC_LOCK(p2);
 549                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 550                         PROC_UNLOCK(p2);
 551                 } else
 552                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 553         } else {
 554                 p2->p_peers = NULL;
 555                 p2->p_leader = p2;
 556         }
 557
 558         sx_xlock(&proctree_lock);
 559         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 560         PROC_LOCK(p2);
 561         PROC_LOCK(p1);
 562
 563         /*
 564          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 565          * been preserved.
 566          */
 567         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 568         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & (TDP_ALTSTACK |
 569             TDP_SIGFASTBLOCK)) | TDP_FORKING;
 570         SESS_LOCK(p1->p_session);
 571         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 572                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 573         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 574         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 575                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 576
 577         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 578         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 579         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 580         LIST_INIT(&p2->p_children);
 581         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 582
 583         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 584
 585         /*
 586          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 587          * procfs ioctl flags from its parent.
 588          */
 589         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 590                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 591                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 592         }
 593
 594         /*
 595          * This begins the section where we must prevent the parent
 596          * from being swapped.
 597          */
 598         _PHOLD(p1);
 599         PROC_UNLOCK(p1);
 600
 601         /*
 602          * Attach the new process to its parent.
 603          *
 604          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 605          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 606          * parent.
 607          */
 608         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 609                 pptr = p1->p_reaper;
 610                 p2->p_reaper = pptr;
 611         } else {
 612                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 613                     p1 : p1->p_reaper;
 614                 pptr = p1;
 615         }
 616         p2->p_pptr = pptr;
 617         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 618         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 619         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 620         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 621         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 622                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 623                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 624         }
 625         sx_xunlock(&proctree_lock);
 626
 627         /* Inform accounting that we have forked. */
 628         p2->p_acflag = AFORK;
 629         PROC_UNLOCK(p2);
 630
 631 #ifdef KTRACE
 632         ktrprocfork(p1, p2);
 633 #endif
 634
 635         /*
 636          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 637          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 638          */
 639         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 640
 641         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 642                 VM_CNT_INC(v_forks);
 643                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 644                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 645         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 646                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 647                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 648                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 649         } else if (p1 == &proc0) {
 650                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 651                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 652                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 653         } else {
 654                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 655                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 656                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 657         }
 658
 659         /*
 660          * Associate the process descriptor with the process before anything
 661          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 662          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 663          */
 664         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 665                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 666
 667         /*
 668          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 669          * to adjust anything.
 670          */
 671         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 672
 673         /*
 674          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 675          */
 676         PROC_LOCK(p2);
 677         PROC_LOCK(p1);
 678         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 679         PROC_SLOCK(p2);
 680         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 681         PROC_SUNLOCK(p2);
 682
 683 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 684         /*
 685          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 686          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 687          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 688          * use pfind() later on.
 689          */
 690         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 691                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 692 #endif
 693         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 694                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 695                 td->td_rfppwait_p = p2;
 696                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 697         }
 698         PROC_UNLOCK(p2);
 699
 700         /*
 701          * Tell any interested parties about the new process.
 702          */
 703         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 704
 705         /*
 706          * Now can be swapped.
 707          */
 708         _PRELE(p1);
 709         PROC_UNLOCK(p1);
 710         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 711
 712         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 713                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 714                 fdrop(fp_procdesc, td);
 715         }
 716
 717         /*
 718          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 719          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 720          * if being set atm.
 721          */
 722         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 723                 sx_xlock(&proctree_lock);
 724                 PROC_LOCK(p2);
 725
 726                 /*
 727                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 728                  * process and proctree locks for modifications,
 729                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 730                  */
 731                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 732                         /*
 733                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 734                          *
 735                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 736                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 737                          * for runaway child.
 738                          */
 739                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 740                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 741                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 742                         proc_set_traced(p2, true);
 743                         CTR2(KTR_PTRACE,
 744                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 745                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 746                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 747                 }
 748                 PROC_UNLOCK(p2);
 749                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 750         }
 751
 752         racct_proc_fork_done(p2);
 753
 754         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 755                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 756                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 757                 /*
 758                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 759                  * add to run queue.
 760                  */
 761                 thread_lock(td2);
 762                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 763                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 764         } else {
 765                 *fr->fr_procp = p2;
 766         }
 767 }
 768
 769 void
 770 fork_rfppwait(struct thread *td)
 771 {
 772         struct proc *p, *p2;
 773
 774         MPASS(td->td_pflags & TDP_RFPPWAIT);
 775
 776         p = td->td_proc;
 777         /*
 778          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If
 779          * waiting for child to exec or exit, fork set
 780          * P_PPWAIT on child, and there we sleep on our proc
 781          * (in case of exit).
 782          *
 783          * Do it after the ptracestop() above is finished, to
 784          * not block our debugger until child execs or exits
 785          * to finish vfork wait.
 786          */
 787         td->td_pflags &= ~TDP_RFPPWAIT;
 788         p2 = td->td_rfppwait_p;
 789 again:
 790         PROC_LOCK(p2);
 791         while (p2->p_flag & P_PPWAIT) {
 792                 PROC_LOCK(p);
 793                 if (thread_suspend_check_needed()) {
 794                         PROC_UNLOCK(p2);
 795                         thread_suspend_check(0);
 796                         PROC_UNLOCK(p);
 797                         goto again;
 798                 } else {
 799                         PROC_UNLOCK(p);
 800                 }
 801                 cv_timedwait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx, hz);
 802         }
 803         PROC_UNLOCK(p2);
 804
 805         if (td->td_dbgflags & TDB_VFORK) {
 806                 PROC_LOCK(p);
 807                 if (p->p_ptevents & PTRACE_VFORK)
 808                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
 809                 td->td_dbgflags &= ~TDB_VFORK;
 810                 PROC_UNLOCK(p);
 811         }
 812 }
 813
 814 int
 815 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 816 {
 817         struct proc *p1, *newproc;
 818         struct thread *td2;
 819         struct vmspace *vm2;
 820         struct ucred *cred;
 821         struct file *fp_procdesc;
 822         vm_ooffset_t mem_charged;
 823         int error, nprocs_new;
 824         static int curfail;
 825         static struct timeval lastfail;
 826         int flags, pages;
 827
 828         flags = fr->fr_flags;
 829         pages = fr->fr_pages;
 830
 831         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 832                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 833         else
 834                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 835
 836         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 837         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 838                 return (EINVAL);
 839
 840         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 841         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 842                 return (EINVAL);
 843
 844         /* Can't copy and clear. */
 845         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 846                 return (EINVAL);
 847
 848         /* Check the validity of the signal number. */
 849         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 850                 return (EINVAL);
 851
 852         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 853                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 854                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 855                         return (EINVAL);
 856
 857                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 858                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 859                         return (EINVAL);
 860
 861                 /* Check if we are using supported flags. */
 862                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 863                         return (EINVAL);
 864         }
 865
 866         p1 = td->td_proc;
 867
 868         /*
 869          * Here we don't create a new process, but we divorce
 870          * certain parts of a process from itself.
 871          */
 872         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 873                 if (fr->fr_procp != NULL)
 874                         *fr->fr_procp = NULL;
 875                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 876                         *fr->fr_pidp = 0;
 877                 return (fork_norfproc(td, flags));
 878         }
 879
 880         fp_procdesc = NULL;
 881         newproc = NULL;
 882         vm2 = NULL;
 883
 884         /*
 885          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 886          * Although process entries are dynamically created, we still
 887          * keep a global limit on the maximum number we will
 888          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 889          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 890          * the process data.
 891          *
 892          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 893          * processes; don't let root exceed the limit.
 894          */
 895         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 896         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 897                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 898                     nprocs_new >= maxproc) {
 899                         error = EAGAIN;
 900                         sx_xlock(&allproc_lock);
 901                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 902                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 903                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 904                                     "login.conf(5)\n",
 905                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 906                         }
 907                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 908                         goto fail2;
 909                 }
 910         }
 911
 912         /*
 913          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 914          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 915          * later.
 916          */
 917         if (flags & RFPROCDESC) {
 918                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 919                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 920                 if (error != 0)
 921                         goto fail2;
 922         }
 923
 924         mem_charged = 0;
 925         if (pages == 0)
 926                 pages = kstack_pages;
 927         /* Allocate new proc. */
 928         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 929         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 930         if (td2 == NULL) {
 931                 td2 = thread_alloc(pages);
 932                 if (td2 == NULL) {
 933                         error = ENOMEM;
 934                         goto fail2;
 935                 }
 936                 proc_linkup(newproc, td2);
 937         } else {
 938                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 939                         if (td2->td_kstack != 0)
 940                                 vm_thread_dispose(td2);
 941                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 942                                 error = ENOMEM;
 943                                 goto fail2;
 944                         }
 945                 }
 946         }
 947
 948         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 949                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 950                 if (vm2 == NULL) {
 951                         error = ENOMEM;
 952                         goto fail2;
 953                 }
 954                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 955                         /*
 956                          * The swap reservation failed. The accounting
 957                          * from the entries of the copied vm2 will be
 958                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 959                          * reservation there.
 960                          */
 961                         swap_reserve_force(mem_charged);
 962                         error = ENOMEM;
 963                         goto fail2;
 964                 }
 965         } else
 966                 vm2 = NULL;
 967
 968         /*
 969          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 970          *      per-cred resource counters.
 971          */
 972         proc_set_cred_init(newproc, crhold(td->td_ucred));
 973
 974         /*
 975          * Initialize resource accounting for the child process.
 976          */
 977         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 978         if (error != 0) {
 979                 error = EAGAIN;
 980                 goto fail1;
 981         }
 982
 983 #ifdef MAC
 984         mac_proc_init(newproc);
 985 #endif
 986         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
 987         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 988
 989         /*
 990          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 991          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 992          */
 993         cred = td->td_ucred;
 994         if (!chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, lim_cur(td, RLIMIT_NPROC))) {
 995                 if (priv_check_cred(cred, PRIV_PROC_LIMIT) != 0)
 996                         goto fail0;
 997                 chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 998         }
 999
1000         do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
1001         return (0);
1002 fail0:
1003         error = EAGAIN;
1004 #ifdef MAC
1005         mac_proc_destroy(newproc);
1006 #endif
1007         racct_proc_exit(newproc);
1008 fail1:
1009         crfree(newproc->p_ucred);
1010         newproc->p_ucred = NULL;
1011 fail2:
1012         if (vm2 != NULL)
1013                 vmspace_free(vm2);
1014         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1015         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1016                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1017                 fdrop(fp_procdesc, td);
1018         }
1019         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1020         pause("fork", hz / 2);
1021         return (error);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1026  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1027  */
1028 void
1029 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1030     struct trapframe *frame)
1031 {
1032         struct proc *p;
1033         struct thread *td;
1034         struct thread *dtd;
1035
1036         td = curthread;
1037         p = td->td_proc;
1038         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1039
1040         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1041             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1042
1043         sched_fork_exit(td);
1044         /*
1045         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1046         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1047         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1048         */
1049         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1050                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1051                 thread_stash(dtd);
1052         }
1053         thread_unlock(td);
1054
1055         /*
1056          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1057          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1058          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1059          */
1060         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1061         callout(arg, frame);
1062
1063         /*
1064          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1065          * function.
1066          */
1067         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1068                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1069                     td->td_name, p->p_pid);
1070                 kthread_exit();
1071         }
1072         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1073
1074         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1075                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1076         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1081  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1082  * as the first parameter and is called when returning to a new
1083  * userland process.
1084  */
1085 void
1086 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1087 {
1088         struct proc *p;
1089
1090         p = td->td_proc;
1091         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1092                 PROC_LOCK(p);
1093                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1094                         /*
1095                          * Inform the debugger if one is still present.
1096                          */
1097                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1098                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1099                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1100                 } else {
1101                         /*
1102                          * ... otherwise clear the request.
1103                          */
1104                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1105                 }
1106                 PROC_UNLOCK(p);
1107         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1108                 /*
1109                  * This is the start of a new thread in a traced
1110                  * process.  Report a system call exit event.
1111                  */
1112                 PROC_LOCK(p);
1113                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1114                 _STOPEVENT(p, S_SCX, td->td_sa.code);
1115                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1116                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1117                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1118                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1119                 PROC_UNLOCK(p);
1120         }
1121
1122         userret(td, frame);
1123
1124 #ifdef KTRACE
1125         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1126                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1127 #endif
1128 }