sys/kern/kern_fork.c

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