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/ptrace.h>
  63 #include <sys/racct.h>
  64 #include <sys/resourcevar.h>
  65 #include <sys/sched.h>
  66 #include <sys/syscall.h>
  67 #include <sys/vmmeter.h>
  68 #include <sys/vnode.h>
  69 #include <sys/acct.h>
  70 #include <sys/ktr.h>
  71 #include <sys/ktrace.h>
  72 #include <sys/unistd.h>
  73 #include <sys/sdt.h>
  74 #include <sys/sx.h>
  75 #include <sys/sysent.h>
  76 #include <sys/signalvar.h>
  77
  78 #include <security/audit/audit.h>
  79 #include <security/mac/mac_framework.h>
  80
  81 #include <vm/vm.h>
  82 #include <vm/pmap.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_extern.h>
  85 #include <vm/uma.h>
  86
  87 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  88 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  89 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  90 #endif
  91
  92 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  93 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, , , create, "struct proc *", "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         struct fork_req fr;
 106         int error, pid;
 107
 108         bzero(&fr, sizeof(fr));
 109         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC;
 110         fr.fr_pidp = &pid;
 111         error = fork1(td, &fr);
 112         if (error == 0) {
 113                 td->td_retval[0] = pid;
 114                 td->td_retval[1] = 0;
 115         }
 116         return (error);
 117 }
 118
 119 /* ARGUSED */
 120 int
 121 sys_pdfork(struct thread *td, struct pdfork_args *uap)
 122 {
 123         struct fork_req fr;
 124         int error, fd, pid;
 125
 126         bzero(&fr, sizeof(fr));
 127         fr.fr_flags = RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC;
 128         fr.fr_pidp = &pid;
 129         fr.fr_pd_fd = &fd;
 130         fr.fr_pd_flags = uap->flags;
 131         AUDIT_ARG_FFLAGS(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         /*
 317          * Quiesce other threads if necessary.  If RFMEM is not specified we
 318          * must ensure that other threads do not concurrently create a second
 319          * process sharing the vmspace, see vmspace_unshare().
 320          */
 321         if ((p1->p_flag & (P_HADTHREADS | P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS &&
 322             ((flags & (RFCFDG | RFFDG)) != 0 || (flags & RFMEM) == 0)) {
 323                 PROC_LOCK(p1);
 324                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 325                         PROC_UNLOCK(p1);
 326                         return (ERESTART);
 327                 }
 328                 PROC_UNLOCK(p1);
 329         }
 330
 331         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 332         if (error)
 333                 goto fail;
 334
 335         /*
 336          * Close all file descriptors.
 337          */
 338         if (flags & RFCFDG) {
 339                 struct filedesc *fdtmp;
 340                 struct pwddesc *pdtmp;
 341                 pdtmp = pdinit(td->td_proc->p_pd, false);
 342                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false, NULL);
 343                 pdescfree(td);
 344                 fdescfree(td);
 345                 p1->p_fd = fdtmp;
 346                 p1->p_pd = pdtmp;
 347         }
 348
 349         /*
 350          * Unshare file descriptors (from parent).
 351          */
 352         if (flags & RFFDG) {
 353                 fdunshare(td);
 354                 pdunshare(td);
 355         }
 356
 357 fail:
 358         if ((p1->p_flag & (P_HADTHREADS | P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS &&
 359             ((flags & (RFCFDG | RFFDG)) != 0 || (flags & RFMEM) == 0)) {
 360                 PROC_LOCK(p1);
 361                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 362                 PROC_UNLOCK(p1);
 363         }
 364         return (error);
 365 }
 366
 367 static void
 368 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 369     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 370 {
 371         struct proc *p1, *pptr;
 372         struct filedesc *fd;
 373         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 374         struct pwddesc *pd;
 375         struct sigacts *newsigacts;
 376
 377         p1 = td->td_proc;
 378
 379         PROC_LOCK(p1);
 380         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 381             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 382         pargs_hold(p2->p_args);
 383         PROC_UNLOCK(p1);
 384
 385         bzero(&p2->p_startzero,
 386             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 387
 388         /* Tell the prison that we exist. */
 389         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 390
 391         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 392         p2->p_pid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 393         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 394
 395         sx_xlock(&allproc_lock);
 396         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 397         allproc_gen++;
 398         sx_xunlock(&allproc_lock);
 399
 400         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 401         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 402         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 403
 404         tidhash_add(td2);
 405
 406         /*
 407          * Malloc things while we don't hold any locks.
 408          */
 409         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 410                 newsigacts = NULL;
 411         else
 412                 newsigacts = sigacts_alloc();
 413
 414         /*
 415          * Copy filedesc.
 416          */
 417         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 418                 pd = pdinit(p1->p_pd, false);
 419                 fd = fdinit(p1->p_fd, false, NULL);
 420                 fdtol = NULL;
 421         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 422                 if (fr->fr_flags2 & FR2_SHARE_PATHS)
 423                         pd = pdshare(p1->p_pd);
 424                 else
 425                         pd = pdcopy(p1->p_pd);
 426                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 427                 fdtol = NULL;
 428         } else {
 429                 if (fr->fr_flags2 & FR2_SHARE_PATHS)
 430                         pd = pdcopy(p1->p_pd);
 431                 else
 432                         pd = pdshare(p1->p_pd);
 433                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 434                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 435                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 436                             p1->p_leader);
 437                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 438                         /*
 439                          * Shared file descriptor table, and shared
 440                          * process leaders.
 441                          */
 442                         fdtol = p1->p_fdtol;
 443                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 444                         fdtol->fdl_refcount++;
 445                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 446                 } else {
 447                         /*
 448                          * Shared file descriptor table, and different
 449                          * process leaders.
 450                          */
 451                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 452                             p1->p_fd, p2);
 453                 }
 454         }
 455         /*
 456          * Make a proc table entry for the new process.
 457          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 458          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 459          */
 460
 461         PROC_LOCK(p2);
 462         PROC_LOCK(p1);
 463
 464         bzero(&td2->td_startzero,
 465             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 466
 467         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 468             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 469
 470         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 471         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 472         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 473         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 474
 475 #ifdef VIMAGE
 476         td2->td_vnet = NULL;
 477         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 478 #endif
 479
 480         /*
 481          * Allow the scheduler to initialize the child.
 482          */
 483         thread_lock(td);
 484         sched_fork(td, td2);
 485         thread_unlock(td);
 486
 487         /*
 488          * Duplicate sub-structures as needed.
 489          * Increase reference counts on shared objects.
 490          */
 491         p2->p_flag = P_INMEM;
 492         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 493             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC |
 494             P2_PROTMAX_ENABLE | P2_PROTMAX_DISABLE | P2_TRAPCAP |
 495             P2_STKGAP_DISABLE | P2_STKGAP_DISABLE_EXEC);
 496         p2->p_swtick = ticks;
 497         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 498                 startprofclock(p2);
 499
 500         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 501                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 502         } else {
 503                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 504                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 505                 if ((fr->fr_flags2 & (FR2_DROPSIG_CAUGHT | FR2_KPROC)) != 0) {
 506                         mtx_lock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 507                         if ((fr->fr_flags2 & FR2_DROPSIG_CAUGHT) != 0)
 508                                 sig_drop_caught(p2);
 509                         if ((fr->fr_flags2 & FR2_KPROC) != 0)
 510                                 p2->p_sigacts->ps_flag |= PS_NOCLDWAIT;
 511                         mtx_unlock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 512                 }
 513         }
 514
 515         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 516                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 517         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 518                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 519         else
 520                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 521
 522         if ((fr->fr_flags2 & FR2_KPROC) != 0) {
 523                 p2->p_flag |= P_SYSTEM | P_KPROC;
 524                 td2->td_pflags |= TDP_KTHREAD;
 525         }
 526
 527         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 528         p2->p_fd = fd;
 529         p2->p_fdtol = fdtol;
 530         p2->p_pd = pd;
 531
 532         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 533                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 534                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 535         }
 536
 537         /*
 538          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 539          */
 540         lim_fork(p1, p2);
 541
 542         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 543
 544         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 545
 546         PROC_UNLOCK(p1);
 547         PROC_UNLOCK(p2);
 548
 549         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 550         if (p2->p_textvp)
 551                 vrefact(p2->p_textvp);
 552
 553         /*
 554          * Set up linkage for kernel based threading.
 555          */
 556         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 557                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 558                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 559                 p1->p_peers = p2;
 560                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 561                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 562                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 563                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 564                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 565                         /*
 566                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 567                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 568                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 569                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 570                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 571                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 572                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 573                          * the task leader may not get a chance to send
 574                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 575                          * the task leader will wait for this new process
 576                          * to commit suicide.
 577                          */
 578                         PROC_LOCK(p2);
 579                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 580                         PROC_UNLOCK(p2);
 581                 } else
 582                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 583         } else {
 584                 p2->p_peers = NULL;
 585                 p2->p_leader = p2;
 586         }
 587
 588         sx_xlock(&proctree_lock);
 589         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 590         PROC_LOCK(p2);
 591         PROC_LOCK(p1);
 592
 593         /*
 594          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 595          * been preserved.
 596          */
 597         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 598         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & (TDP_ALTSTACK |
 599             TDP_SIGFASTBLOCK)) | TDP_FORKING;
 600         SESS_LOCK(p1->p_session);
 601         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 602                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 603         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 604         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 605                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 606
 607         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 608         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 609         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 610         LIST_INIT(&p2->p_children);
 611         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 612
 613         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 614         TAILQ_INIT(&p2->p_kqtim_stop);
 615
 616         /*
 617          * This begins the section where we must prevent the parent
 618          * from being swapped.
 619          */
 620         _PHOLD(p1);
 621         PROC_UNLOCK(p1);
 622
 623         /*
 624          * Attach the new process to its parent.
 625          *
 626          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 627          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 628          * parent.
 629          */
 630         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 631                 pptr = p1->p_reaper;
 632                 p2->p_reaper = pptr;
 633         } else {
 634                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 635                     p1 : p1->p_reaper;
 636                 pptr = p1;
 637         }
 638         p2->p_pptr = pptr;
 639         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 640         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 641         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 642         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 643         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 644                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 645                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 646         }
 647         sx_xunlock(&proctree_lock);
 648
 649         /* Inform accounting that we have forked. */
 650         p2->p_acflag = AFORK;
 651         PROC_UNLOCK(p2);
 652
 653 #ifdef KTRACE
 654         ktrprocfork(p1, p2);
 655 #endif
 656
 657         /*
 658          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 659          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 660          */
 661         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 662
 663         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 664                 VM_CNT_INC(v_forks);
 665                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 666                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 667         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 668                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 669                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 670                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 671         } else if (p1 == &proc0) {
 672                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 673                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 674                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 675         } else {
 676                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 677                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 678                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 679         }
 680
 681         /*
 682          * Associate the process descriptor with the process before anything
 683          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 684          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 685          */
 686         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 687                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 688
 689         /*
 690          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 691          * to adjust anything.
 692          */
 693         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 694
 695         /*
 696          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 697          */
 698         PROC_LOCK(p2);
 699         PROC_LOCK(p1);
 700         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 701         PROC_SLOCK(p2);
 702         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 703         PROC_SUNLOCK(p2);
 704
 705 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 706         /*
 707          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 708          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 709          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 710          * use pfind() later on.
 711          */
 712         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 713                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 714 #endif
 715         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 716                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 717                 td->td_rfppwait_p = p2;
 718                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 719         }
 720         PROC_UNLOCK(p2);
 721
 722         /*
 723          * Tell any interested parties about the new process.
 724          */
 725         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 726
 727         /*
 728          * Now can be swapped.
 729          */
 730         _PRELE(p1);
 731         PROC_UNLOCK(p1);
 732         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 733
 734         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 735                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 736                 fdrop(fp_procdesc, td);
 737         }
 738
 739         /*
 740          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 741          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 742          * if being set atm.
 743          */
 744         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 745                 sx_xlock(&proctree_lock);
 746                 PROC_LOCK(p2);
 747
 748                 /*
 749                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 750                  * process and proctree locks for modifications,
 751                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 752                  */
 753                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 754                         /*
 755                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 756                          *
 757                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 758                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 759                          * for runaway child.
 760                          */
 761                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 762                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 763                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 764                         proc_set_traced(p2, true);
 765                         CTR2(KTR_PTRACE,
 766                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 767                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 768                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 769                 }
 770                 PROC_UNLOCK(p2);
 771                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 772         }
 773
 774         racct_proc_fork_done(p2);
 775
 776         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 777                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 778                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 779                 /*
 780                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 781                  * add to run queue.
 782                  */
 783                 thread_lock(td2);
 784                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 785                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 786         } else {
 787                 *fr->fr_procp = p2;
 788         }
 789 }
 790
 791 void
 792 fork_rfppwait(struct thread *td)
 793 {
 794         struct proc *p, *p2;
 795
 796         MPASS(td->td_pflags & TDP_RFPPWAIT);
 797
 798         p = td->td_proc;
 799         /*
 800          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If
 801          * waiting for child to exec or exit, fork set
 802          * P_PPWAIT on child, and there we sleep on our proc
 803          * (in case of exit).
 804          *
 805          * Do it after the ptracestop() above is finished, to
 806          * not block our debugger until child execs or exits
 807          * to finish vfork wait.
 808          */
 809         td->td_pflags &= ~TDP_RFPPWAIT;
 810         p2 = td->td_rfppwait_p;
 811 again:
 812         PROC_LOCK(p2);
 813         while (p2->p_flag & P_PPWAIT) {
 814                 PROC_LOCK(p);
 815                 if (thread_suspend_check_needed()) {
 816                         PROC_UNLOCK(p2);
 817                         thread_suspend_check(0);
 818                         PROC_UNLOCK(p);
 819                         goto again;
 820                 } else {
 821                         PROC_UNLOCK(p);
 822                 }
 823                 cv_timedwait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx, hz);
 824         }
 825         PROC_UNLOCK(p2);
 826
 827         if (td->td_dbgflags & TDB_VFORK) {
 828                 PROC_LOCK(p);
 829                 if (p->p_ptevents & PTRACE_VFORK)
 830                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
 831                 td->td_dbgflags &= ~TDB_VFORK;
 832                 PROC_UNLOCK(p);
 833         }
 834 }
 835
 836 int
 837 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 838 {
 839         struct proc *p1, *newproc;
 840         struct thread *td2;
 841         struct vmspace *vm2;
 842         struct ucred *cred;
 843         struct file *fp_procdesc;
 844         vm_ooffset_t mem_charged;
 845         int error, nprocs_new;
 846         static int curfail;
 847         static struct timeval lastfail;
 848         int flags, pages;
 849
 850         flags = fr->fr_flags;
 851         pages = fr->fr_pages;
 852
 853         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 854                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 855         else
 856                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 857
 858         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 859         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 860                 return (EINVAL);
 861
 862         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 863         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 864                 return (EINVAL);
 865
 866         /* Can't copy and clear. */
 867         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 868                 return (EINVAL);
 869
 870         /* Check the validity of the signal number. */
 871         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 872                 return (EINVAL);
 873
 874         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 875                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 876                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 877                         return (EINVAL);
 878
 879                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 880                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 881                         return (EINVAL);
 882
 883                 /* Check if we are using supported flags. */
 884                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 885                         return (EINVAL);
 886         }
 887
 888         p1 = td->td_proc;
 889
 890         /*
 891          * Here we don't create a new process, but we divorce
 892          * certain parts of a process from itself.
 893          */
 894         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 895                 if (fr->fr_procp != NULL)
 896                         *fr->fr_procp = NULL;
 897                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 898                         *fr->fr_pidp = 0;
 899                 return (fork_norfproc(td, flags));
 900         }
 901
 902         fp_procdesc = NULL;
 903         newproc = NULL;
 904         vm2 = NULL;
 905
 906         /*
 907          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 908          * Although process entries are dynamically created, we still
 909          * keep a global limit on the maximum number we will
 910          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 911          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 912          * the process data.
 913          *
 914          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 915          * processes; don't let root exceed the limit.
 916          */
 917         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 918         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 919                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 920                     nprocs_new >= maxproc) {
 921                         error = EAGAIN;
 922                         sx_xlock(&allproc_lock);
 923                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 924                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 925                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 926                                     "login.conf(5)\n",
 927                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 928                         }
 929                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 930                         goto fail2;
 931                 }
 932         }
 933
 934         /*
 935          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 936          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 937          * later.
 938          */
 939         if (flags & RFPROCDESC) {
 940                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 941                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 942                 if (error != 0)
 943                         goto fail2;
 944                 AUDIT_ARG_FD(*fr->fr_pd_fd);
 945         }
 946
 947         mem_charged = 0;
 948         if (pages == 0)
 949                 pages = kstack_pages;
 950         /* Allocate new proc. */
 951         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 952         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 953         if (td2 == NULL) {
 954                 td2 = thread_alloc(pages);
 955                 if (td2 == NULL) {
 956                         error = ENOMEM;
 957                         goto fail2;
 958                 }
 959                 proc_linkup(newproc, td2);
 960         } else {
 961                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 962                         if (td2->td_kstack != 0)
 963                                 vm_thread_dispose(td2);
 964                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 965                                 error = ENOMEM;
 966                                 goto fail2;
 967                         }
 968                 }
 969         }
 970
 971         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 972                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 973                 if (vm2 == NULL) {
 974                         error = ENOMEM;
 975                         goto fail2;
 976                 }
 977                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 978                         /*
 979                          * The swap reservation failed. The accounting
 980                          * from the entries of the copied vm2 will be
 981                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 982                          * reservation there.
 983                          */
 984                         swap_reserve_force(mem_charged);
 985                         error = ENOMEM;
 986                         goto fail2;
 987                 }
 988         } else
 989                 vm2 = NULL;
 990
 991         /*
 992          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 993          *      per-cred resource counters.
 994          */
 995         proc_set_cred_init(newproc, td->td_ucred);
 996
 997         /*
 998          * Initialize resource accounting for the child process.
 999          */
1000         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
1001         if (error != 0) {
1002                 error = EAGAIN;
1003                 goto fail1;
1004         }
1005
1006 #ifdef MAC
1007         mac_proc_init(newproc);
1008 #endif
1009         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
1010         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
1011
1012         /*
1013          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
1014          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
1015          */
1016         cred = td->td_ucred;
1017         if (!chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, lim_cur(td, RLIMIT_NPROC))) {
1018                 if (priv_check_cred(cred, PRIV_PROC_LIMIT) != 0)
1019                         goto fail0;
1020                 chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, 0);
1021         }
1022
1023         do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
1024         return (0);
1025 fail0:
1026         error = EAGAIN;
1027 #ifdef MAC
1028         mac_proc_destroy(newproc);
1029 #endif
1030         racct_proc_exit(newproc);
1031 fail1:
1032         proc_unset_cred(newproc);
1033 fail2:
1034         if (vm2 != NULL)
1035                 vmspace_free(vm2);
1036         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1037         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1038                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1039                 fdrop(fp_procdesc, td);
1040         }
1041         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1042         pause("fork", hz / 2);
1043         return (error);
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1048  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1049  */
1050 void
1051 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1052     struct trapframe *frame)
1053 {
1054         struct proc *p;
1055         struct thread *td;
1056         struct thread *dtd;
1057
1058         td = curthread;
1059         p = td->td_proc;
1060         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1061
1062         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1063             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1064
1065         sched_fork_exit(td);
1066         /*
1067         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1068         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1069         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1070         */
1071         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1072                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1073                 thread_stash(dtd);
1074         }
1075         thread_unlock(td);
1076
1077         /*
1078          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1079          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1080          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1081          */
1082         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1083         callout(arg, frame);
1084
1085         /*
1086          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1087          * function.
1088          */
1089         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1090                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1091                     td->td_name, p->p_pid);
1092                 kthread_exit();
1093         }
1094         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1095
1096         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1097                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1098         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1103  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1104  * as the first parameter and is called when returning to a new
1105  * userland process.
1106  */
1107 void
1108 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1109 {
1110         struct proc *p;
1111
1112         p = td->td_proc;
1113         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1114                 PROC_LOCK(p);
1115                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1116                         /*
1117                          * Inform the debugger if one is still present.
1118                          */
1119                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1120                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1121                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1122                 } else {
1123                         /*
1124                          * ... otherwise clear the request.
1125                          */
1126                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1127                 }
1128                 PROC_UNLOCK(p);
1129         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1130                 /*
1131                  * This is the start of a new thread in a traced
1132                  * process.  Report a system call exit event.
1133                  */
1134                 PROC_LOCK(p);
1135                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1136                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1137                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1138                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1139                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1140                 PROC_UNLOCK(p);
1141         }
1142
1143         /*
1144          * If the prison was killed mid-fork, die along with it.
1145          */
1146         if (!prison_isalive(td->td_ucred->cr_prison))
1147                 exit1(td, 0, SIGKILL);
1148
1149         userret(td, frame);
1150
1151 #ifdef KTRACE
1152         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1153                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1154 #endif
1155 }