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, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 240     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus. Special values: 0: disable, 1: choose random value");
 241
 242 extern bitstr_t proc_id_pidmap;
 243 extern bitstr_t proc_id_grpidmap;
 244 extern bitstr_t proc_id_sessidmap;
 245 extern bitstr_t proc_id_reapmap;
 246
 247 /*
 248  * Find an unused process ID
 249  *
 250  * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 251  * low-numbered pids.
 252  */
 253 static int
 254 fork_findpid(int flags)
 255 {
 256         pid_t result;
 257         int trypid, random;
 258
 259         /*
 260          * Avoid calling arc4random with procid_lock held.
 261          */
 262         random = 0;
 263         if (__predict_false(randompid))
 264                 random = arc4random() % randompid;
 265
 266         mtx_lock(&procid_lock);
 267
 268         trypid = lastpid + 1;
 269         if (flags & RFHIGHPID) {
 270                 if (trypid < 10)
 271                         trypid = 10;
 272         } else {
 273                 trypid += random;
 274         }
 275 retry:
 276         if (trypid >= pid_max)
 277                 trypid = 2;
 278
 279         bit_ffc_at(&proc_id_pidmap, trypid, pid_max, &result);
 280         if (result == -1) {
 281                 KASSERT(trypid != 2, ("unexpectedly ran out of IDs"));
 282                 trypid = 2;
 283                 goto retry;
 284         }
 285         if (bit_test(&proc_id_grpidmap, result) ||
 286             bit_test(&proc_id_sessidmap, result) ||
 287             bit_test(&proc_id_reapmap, result)) {
 288                 trypid = result + 1;
 289                 goto retry;
 290         }
 291
 292         /*
 293          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 294          */
 295         if ((flags & RFHIGHPID) == 0)
 296                 lastpid = result;
 297
 298         bit_set(&proc_id_pidmap, result);
 299         mtx_unlock(&procid_lock);
 300
 301         return (result);
 302 }
 303
 304 static int
 305 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 306 {
 307         int error;
 308         struct proc *p1;
 309
 310         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 311             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 312         p1 = td->td_proc;
 313
 314         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 315             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 316                 PROC_LOCK(p1);
 317                 if (thread_single(p1, SINGLE_BOUNDARY)) {
 318                         PROC_UNLOCK(p1);
 319                         return (ERESTART);
 320                 }
 321                 PROC_UNLOCK(p1);
 322         }
 323
 324         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 325         if (error)
 326                 goto fail;
 327
 328         /*
 329          * Close all file descriptors.
 330          */
 331         if (flags & RFCFDG) {
 332                 struct filedesc *fdtmp;
 333                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd, false);
 334                 fdescfree(td);
 335                 p1->p_fd = fdtmp;
 336         }
 337
 338         /*
 339          * Unshare file descriptors (from parent).
 340          */
 341         if (flags & RFFDG)
 342                 fdunshare(td);
 343
 344 fail:
 345         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 346             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 347                 PROC_LOCK(p1);
 348                 thread_single_end(p1, SINGLE_BOUNDARY);
 349                 PROC_UNLOCK(p1);
 350         }
 351         return (error);
 352 }
 353
 354 static void
 355 do_fork(struct thread *td, struct fork_req *fr, struct proc *p2, struct thread *td2,
 356     struct vmspace *vm2, struct file *fp_procdesc)
 357 {
 358         struct proc *p1, *pptr;
 359         struct filedesc *fd;
 360         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 361         struct sigacts *newsigacts;
 362
 363         p1 = td->td_proc;
 364
 365         PROC_LOCK(p1);
 366         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 367             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 368         pargs_hold(p2->p_args);
 369         PROC_UNLOCK(p1);
 370
 371         bzero(&p2->p_startzero,
 372             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 373
 374         /* Tell the prison that we exist. */
 375         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 376
 377         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 378         p2->p_pid = fork_findpid(fr->fr_flags);
 379         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 380
 381         sx_xlock(&allproc_lock);
 382         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 383         allproc_gen++;
 384         sx_xunlock(&allproc_lock);
 385
 386         sx_xlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 387         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 388         sx_xunlock(PIDHASHLOCK(p2->p_pid));
 389
 390         tidhash_add(td2);
 391
 392         /*
 393          * Malloc things while we don't hold any locks.
 394          */
 395         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE)
 396                 newsigacts = NULL;
 397         else
 398                 newsigacts = sigacts_alloc();
 399
 400         /*
 401          * Copy filedesc.
 402          */
 403         if (fr->fr_flags & RFCFDG) {
 404                 fd = fdinit(p1->p_fd, false);
 405                 fdtol = NULL;
 406         } else if (fr->fr_flags & RFFDG) {
 407                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 408                 fdtol = NULL;
 409         } else {
 410                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 411                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 412                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 413                             p1->p_leader);
 414                 if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 415                         /*
 416                          * Shared file descriptor table, and shared
 417                          * process leaders.
 418                          */
 419                         fdtol = p1->p_fdtol;
 420                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 421                         fdtol->fdl_refcount++;
 422                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 423                 } else {
 424                         /*
 425                          * Shared file descriptor table, and different
 426                          * process leaders.
 427                          */
 428                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 429                             p1->p_fd, p2);
 430                 }
 431         }
 432         /*
 433          * Make a proc table entry for the new process.
 434          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 435          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 436          */
 437
 438         PROC_LOCK(p2);
 439         PROC_LOCK(p1);
 440
 441         bzero(&td2->td_startzero,
 442             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 443
 444         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 445             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 446
 447         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 448         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 449         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 450         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 451
 452 #ifdef VIMAGE
 453         td2->td_vnet = NULL;
 454         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 455 #endif
 456
 457         /*
 458          * Allow the scheduler to initialize the child.
 459          */
 460         thread_lock(td);
 461         sched_fork(td, td2);
 462         thread_unlock(td);
 463
 464         /*
 465          * Duplicate sub-structures as needed.
 466          * Increase reference counts on shared objects.
 467          */
 468         p2->p_flag = P_INMEM;
 469         p2->p_flag2 = p1->p_flag2 & (P2_ASLR_DISABLE | P2_ASLR_ENABLE |
 470             P2_ASLR_IGNSTART | P2_NOTRACE | P2_NOTRACE_EXEC |
 471             P2_PROTMAX_ENABLE | P2_PROTMAX_DISABLE | P2_TRAPCAP |
 472             P2_STKGAP_DISABLE | P2_STKGAP_DISABLE_EXEC);
 473         p2->p_swtick = ticks;
 474         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 475                 startprofclock(p2);
 476
 477         if (fr->fr_flags & RFSIGSHARE) {
 478                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 479         } else {
 480                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 481                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 482                 if ((fr->fr_flags2 & FR2_DROPSIG_CAUGHT) != 0) {
 483                         mtx_lock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 484                         sig_drop_caught(p2);
 485                         mtx_unlock(&p2->p_sigacts->ps_mtx);
 486                 }
 487         }
 488
 489         if (fr->fr_flags & RFTSIGZMB)
 490                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(fr->fr_flags);
 491         else if (fr->fr_flags & RFLINUXTHPN)
 492                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 493         else
 494                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 495
 496         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 497         p2->p_fd = fd;
 498         p2->p_fdtol = fdtol;
 499
 500         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 501                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 502                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 503         }
 504
 505         /*
 506          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 507          */
 508         lim_fork(p1, p2);
 509
 510         thread_cow_get_proc(td2, p2);
 511
 512         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 513
 514         PROC_UNLOCK(p1);
 515         PROC_UNLOCK(p2);
 516
 517         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 518         if (p2->p_textvp)
 519                 vrefact(p2->p_textvp);
 520
 521         /*
 522          * Set up linkage for kernel based threading.
 523          */
 524         if ((fr->fr_flags & RFTHREAD) != 0) {
 525                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 526                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 527                 p1->p_peers = p2;
 528                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 529                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 530                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 531                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 532                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 533                         /*
 534                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 535                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 536                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 537                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 538                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 539                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 540                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 541                          * the task leader may not get a chance to send
 542                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 543                          * the task leader will wait for this new process
 544                          * to commit suicide.
 545                          */
 546                         PROC_LOCK(p2);
 547                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 548                         PROC_UNLOCK(p2);
 549                 } else
 550                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 551         } else {
 552                 p2->p_peers = NULL;
 553                 p2->p_leader = p2;
 554         }
 555
 556         sx_xlock(&proctree_lock);
 557         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 558         PROC_LOCK(p2);
 559         PROC_LOCK(p1);
 560
 561         /*
 562          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 563          * been preserved.
 564          */
 565         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 566         td2->td_pflags |= (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) | TDP_FORKING;
 567         SESS_LOCK(p1->p_session);
 568         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 569                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 570         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 571         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT)
 572                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 573
 574         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 575         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 576         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 577         LIST_INIT(&p2->p_children);
 578         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 579
 580         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 581
 582         /*
 583          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 584          * procfs ioctl flags from its parent.
 585          */
 586         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 587                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 588                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 589         }
 590
 591         /*
 592          * This begins the section where we must prevent the parent
 593          * from being swapped.
 594          */
 595         _PHOLD(p1);
 596         PROC_UNLOCK(p1);
 597
 598         /*
 599          * Attach the new process to its parent.
 600          *
 601          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 602          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 603          * parent.
 604          */
 605         if ((fr->fr_flags & RFNOWAIT) != 0) {
 606                 pptr = p1->p_reaper;
 607                 p2->p_reaper = pptr;
 608         } else {
 609                 p2->p_reaper = (p1->p_treeflag & P_TREE_REAPER) != 0 ?
 610                     p1 : p1->p_reaper;
 611                 pptr = p1;
 612         }
 613         p2->p_pptr = pptr;
 614         p2->p_oppid = pptr->p_pid;
 615         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 616         LIST_INIT(&p2->p_reaplist);
 617         LIST_INSERT_HEAD(&p2->p_reaper->p_reaplist, p2, p_reapsibling);
 618         if (p2->p_reaper == p1 && p1 != initproc) {
 619                 p2->p_reapsubtree = p2->p_pid;
 620                 proc_id_set_cond(PROC_ID_REAP, p2->p_pid);
 621         }
 622         sx_xunlock(&proctree_lock);
 623
 624         /* Inform accounting that we have forked. */
 625         p2->p_acflag = AFORK;
 626         PROC_UNLOCK(p2);
 627
 628 #ifdef KTRACE
 629         ktrprocfork(p1, p2);
 630 #endif
 631
 632         /*
 633          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 634          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 635          */
 636         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, fr->fr_flags);
 637
 638         if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 639                 VM_CNT_INC(v_forks);
 640                 VM_CNT_ADD(v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 641                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 642         } else if (fr->fr_flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 643                 VM_CNT_INC(v_vforks);
 644                 VM_CNT_ADD(v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 645                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 646         } else if (p1 == &proc0) {
 647                 VM_CNT_INC(v_kthreads);
 648                 VM_CNT_ADD(v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 649                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 650         } else {
 651                 VM_CNT_INC(v_rforks);
 652                 VM_CNT_ADD(v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 653                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 654         }
 655
 656         /*
 657          * Associate the process descriptor with the process before anything
 658          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 659          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 660          */
 661         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC)
 662                 procdesc_new(p2, fr->fr_pd_flags);
 663
 664         /*
 665          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 666          * to adjust anything.
 667          */
 668         EVENTHANDLER_DIRECT_INVOKE(process_fork, p1, p2, fr->fr_flags);
 669
 670         /*
 671          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 672          */
 673         PROC_LOCK(p2);
 674         PROC_LOCK(p1);
 675         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 676         PROC_SLOCK(p2);
 677         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 678         PROC_SUNLOCK(p2);
 679
 680 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 681         /*
 682          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 683          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 684          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 685          * use pfind() later on.
 686          */
 687         if ((fr->fr_flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 688                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 689 #endif
 690         if (fr->fr_flags & RFPPWAIT) {
 691                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 692                 td->td_rfppwait_p = p2;
 693                 td->td_dbgflags |= TDB_VFORK;
 694         }
 695         PROC_UNLOCK(p2);
 696
 697         /*
 698          * Tell any interested parties about the new process.
 699          */
 700         knote_fork(p1->p_klist, p2->p_pid);
 701
 702         /*
 703          * Now can be swapped.
 704          */
 705         _PRELE(p1);
 706         PROC_UNLOCK(p1);
 707         SDT_PROBE3(proc, , , create, p2, p1, fr->fr_flags);
 708
 709         if (fr->fr_flags & RFPROCDESC) {
 710                 procdesc_finit(p2->p_procdesc, fp_procdesc);
 711                 fdrop(fp_procdesc, td);
 712         }
 713
 714         /*
 715          * Speculative check for PTRACE_FORK. PTRACE_FORK is not
 716          * synced with forks in progress so it is OK if we miss it
 717          * if being set atm.
 718          */
 719         if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 720                 sx_xlock(&proctree_lock);
 721                 PROC_LOCK(p2);
 722
 723                 /*
 724                  * p1->p_ptevents & p1->p_pptr are protected by both
 725                  * process and proctree locks for modifications,
 726                  * so owning proctree_lock allows the race-free read.
 727                  */
 728                 if ((p1->p_ptevents & PTRACE_FORK) != 0) {
 729                         /*
 730                          * Arrange for debugger to receive the fork event.
 731                          *
 732                          * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 733                          * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 734                          * for runaway child.
 735                          */
 736                         td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 737                         td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 738                         td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 739                         proc_set_traced(p2, true);
 740                         CTR2(KTR_PTRACE,
 741                             "do_fork: attaching to new child pid %d: oppid %d",
 742                             p2->p_pid, p2->p_oppid);
 743                         proc_reparent(p2, p1->p_pptr, false);
 744                 }
 745                 PROC_UNLOCK(p2);
 746                 sx_xunlock(&proctree_lock);
 747         }
 748
 749         racct_proc_fork_done(p2);
 750
 751         if ((fr->fr_flags & RFSTOPPED) == 0) {
 752                 if (fr->fr_pidp != NULL)
 753                         *fr->fr_pidp = p2->p_pid;
 754                 /*
 755                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 756                  * add to run queue.
 757                  */
 758                 thread_lock(td2);
 759                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 760                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 761         } else {
 762                 *fr->fr_procp = p2;
 763         }
 764 }
 765
 766 void
 767 fork_rfppwait(struct thread *td)
 768 {
 769         struct proc *p, *p2;
 770
 771         MPASS(td->td_pflags & TDP_RFPPWAIT);
 772
 773         p = td->td_proc;
 774         /*
 775          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If
 776          * waiting for child to exec or exit, fork set
 777          * P_PPWAIT on child, and there we sleep on our proc
 778          * (in case of exit).
 779          *
 780          * Do it after the ptracestop() above is finished, to
 781          * not block our debugger until child execs or exits
 782          * to finish vfork wait.
 783          */
 784         td->td_pflags &= ~TDP_RFPPWAIT;
 785         p2 = td->td_rfppwait_p;
 786 again:
 787         PROC_LOCK(p2);
 788         while (p2->p_flag & P_PPWAIT) {
 789                 PROC_LOCK(p);
 790                 if (thread_suspend_check_needed()) {
 791                         PROC_UNLOCK(p2);
 792                         thread_suspend_check(0);
 793                         PROC_UNLOCK(p);
 794                         goto again;
 795                 } else {
 796                         PROC_UNLOCK(p);
 797                 }
 798                 cv_timedwait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx, hz);
 799         }
 800         PROC_UNLOCK(p2);
 801
 802         if (td->td_dbgflags & TDB_VFORK) {
 803                 PROC_LOCK(p);
 804                 if (p->p_ptevents & PTRACE_VFORK)
 805                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
 806                 td->td_dbgflags &= ~TDB_VFORK;
 807                 PROC_UNLOCK(p);
 808         }
 809 }
 810
 811 int
 812 fork1(struct thread *td, struct fork_req *fr)
 813 {
 814         struct proc *p1, *newproc;
 815         struct thread *td2;
 816         struct vmspace *vm2;
 817         struct ucred *cred;
 818         struct file *fp_procdesc;
 819         vm_ooffset_t mem_charged;
 820         int error, nprocs_new;
 821         static int curfail;
 822         static struct timeval lastfail;
 823         int flags, pages;
 824
 825         flags = fr->fr_flags;
 826         pages = fr->fr_pages;
 827
 828         if ((flags & RFSTOPPED) != 0)
 829                 MPASS(fr->fr_procp != NULL && fr->fr_pidp == NULL);
 830         else
 831                 MPASS(fr->fr_procp == NULL);
 832
 833         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 834         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 835                 return (EINVAL);
 836
 837         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 838         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 839                 return (EINVAL);
 840
 841         /* Can't copy and clear. */
 842         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 843                 return (EINVAL);
 844
 845         /* Check the validity of the signal number. */
 846         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 847                 return (EINVAL);
 848
 849         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 850                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 851                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 852                         return (EINVAL);
 853
 854                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 855                 if (fr->fr_pd_fd == NULL)
 856                         return (EINVAL);
 857
 858                 /* Check if we are using supported flags. */
 859                 if ((fr->fr_pd_flags & ~PD_ALLOWED_AT_FORK) != 0)
 860                         return (EINVAL);
 861         }
 862
 863         p1 = td->td_proc;
 864
 865         /*
 866          * Here we don't create a new process, but we divorce
 867          * certain parts of a process from itself.
 868          */
 869         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 870                 if (fr->fr_procp != NULL)
 871                         *fr->fr_procp = NULL;
 872                 else if (fr->fr_pidp != NULL)
 873                         *fr->fr_pidp = 0;
 874                 return (fork_norfproc(td, flags));
 875         }
 876
 877         fp_procdesc = NULL;
 878         newproc = NULL;
 879         vm2 = NULL;
 880
 881         /*
 882          * Increment the nprocs resource before allocations occur.
 883          * Although process entries are dynamically created, we still
 884          * keep a global limit on the maximum number we will
 885          * create. There are hard-limits as to the number of processes
 886          * that can run, established by the KVA and memory usage for
 887          * the process data.
 888          *
 889          * Don't allow a nonprivileged user to use the last ten
 890          * processes; don't let root exceed the limit.
 891          */
 892         nprocs_new = atomic_fetchadd_int(&nprocs, 1) + 1;
 893         if (nprocs_new >= maxproc - 10) {
 894                 if (priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_MAXPROC) != 0 ||
 895                     nprocs_new >= maxproc) {
 896                         error = EAGAIN;
 897                         sx_xlock(&allproc_lock);
 898                         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 899                                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u "
 900                                     "(pid %d); see tuning(7) and "
 901                                     "login.conf(5)\n",
 902                                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 903                         }
 904                         sx_xunlock(&allproc_lock);
 905                         goto fail2;
 906                 }
 907         }
 908
 909         /*
 910          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 911          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 912          * later.
 913          */
 914         if (flags & RFPROCDESC) {
 915                 error = procdesc_falloc(td, &fp_procdesc, fr->fr_pd_fd,
 916                     fr->fr_pd_flags, fr->fr_pd_fcaps);
 917                 if (error != 0)
 918                         goto fail2;
 919         }
 920
 921         mem_charged = 0;
 922         if (pages == 0)
 923                 pages = kstack_pages;
 924         /* Allocate new proc. */
 925         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 926         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 927         if (td2 == NULL) {
 928                 td2 = thread_alloc(pages);
 929                 if (td2 == NULL) {
 930                         error = ENOMEM;
 931                         goto fail2;
 932                 }
 933                 proc_linkup(newproc, td2);
 934         } else {
 935                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 936                         if (td2->td_kstack != 0)
 937                                 vm_thread_dispose(td2);
 938                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 939                                 error = ENOMEM;
 940                                 goto fail2;
 941                         }
 942                 }
 943         }
 944
 945         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 946                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 947                 if (vm2 == NULL) {
 948                         error = ENOMEM;
 949                         goto fail2;
 950                 }
 951                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 952                         /*
 953                          * The swap reservation failed. The accounting
 954                          * from the entries of the copied vm2 will be
 955                          * subtracted in vmspace_free(), so force the
 956                          * reservation there.
 957                          */
 958                         swap_reserve_force(mem_charged);
 959                         error = ENOMEM;
 960                         goto fail2;
 961                 }
 962         } else
 963                 vm2 = NULL;
 964
 965         /*
 966          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 967          *      per-cred resource counters.
 968          */
 969         proc_set_cred_init(newproc, crhold(td->td_ucred));
 970
 971         /*
 972          * Initialize resource accounting for the child process.
 973          */
 974         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 975         if (error != 0) {
 976                 error = EAGAIN;
 977                 goto fail1;
 978         }
 979
 980 #ifdef MAC
 981         mac_proc_init(newproc);
 982 #endif
 983         newproc->p_klist = knlist_alloc(&newproc->p_mtx);
 984         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 985
 986         /*
 987          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 988          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 989          */
 990         cred = td->td_ucred;
 991         if (!chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, lim_cur(td, RLIMIT_NPROC))) {
 992                 if (priv_check_cred(cred, PRIV_PROC_LIMIT) != 0)
 993                         goto fail0;
 994                 chgproccnt(cred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 995         }
 996
 997         do_fork(td, fr, newproc, td2, vm2, fp_procdesc);
 998         return (0);
 999 fail0:
1000         error = EAGAIN;
1001 #ifdef MAC
1002         mac_proc_destroy(newproc);
1003 #endif
1004         racct_proc_exit(newproc);
1005 fail1:
1006         crfree(newproc->p_ucred);
1007         newproc->p_ucred = NULL;
1008 fail2:
1009         if (vm2 != NULL)
1010                 vmspace_free(vm2);
1011         uma_zfree(proc_zone, newproc);
1012         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
1013                 fdclose(td, fp_procdesc, *fr->fr_pd_fd);
1014                 fdrop(fp_procdesc, td);
1015         }
1016         atomic_add_int(&nprocs, -1);
1017         pause("fork", hz / 2);
1018         return (error);
1019 }
1020
1021 /*
1022  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
1023  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
1024  */
1025 void
1026 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
1027     struct trapframe *frame)
1028 {
1029         struct proc *p;
1030         struct thread *td;
1031         struct thread *dtd;
1032
1033         td = curthread;
1034         p = td->td_proc;
1035         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
1036
1037         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
1038             td, td_get_sched(td), p->p_pid, td->td_name);
1039
1040         sched_fork_exit(td);
1041         /*
1042         * Processes normally resume in mi_switch() after being
1043         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
1044         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
1045         */
1046         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
1047                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
1048                 thread_stash(dtd);
1049         }
1050         thread_unlock(td);
1051
1052         /*
1053          * cpu_fork_kthread_handler intercepts this function call to
1054          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
1055          * initproc has its own fork handler, but it does return.
1056          */
1057         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1058         callout(arg, frame);
1059
1060         /*
1061          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1062          * function.
1063          */
1064         if (p->p_flag & P_KPROC) {
1065                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1066                     td->td_name, p->p_pid);
1067                 kthread_exit();
1068         }
1069         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1070
1071         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1072                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1073         td->td_pflags &= ~TDP_FORKING;
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1078  * directly into user mode.  This function is passed in to fork_exit()
1079  * as the first parameter and is called when returning to a new
1080  * userland process.
1081  */
1082 void
1083 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1084 {
1085         struct proc *p;
1086
1087         p = td->td_proc;
1088         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1089                 PROC_LOCK(p);
1090                 if ((p->p_flag & P_TRACED) != 0) {
1091                         /*
1092                          * Inform the debugger if one is still present.
1093                          */
1094                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX | TDB_FSTP;
1095                         ptracestop(td, SIGSTOP, NULL);
1096                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1097                 } else {
1098                         /*
1099                          * ... otherwise clear the request.
1100                          */
1101                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1102                 }
1103                 PROC_UNLOCK(p);
1104         } else if (p->p_flag & P_TRACED || td->td_dbgflags & TDB_BORN) {
1105                 /*
1106                  * This is the start of a new thread in a traced
1107                  * process.  Report a system call exit event.
1108                  */
1109                 PROC_LOCK(p);
1110                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1111                 _STOPEVENT(p, S_SCX, td->td_sa.code);
1112                 if ((p->p_ptevents & PTRACE_SCX) != 0 ||
1113                     (td->td_dbgflags & TDB_BORN) != 0)
1114                         ptracestop(td, SIGTRAP, NULL);
1115                 td->td_dbgflags &= ~(TDB_SCX | TDB_BORN);
1116                 PROC_UNLOCK(p);
1117         }
1118
1119         userret(td, frame);
1120
1121 #ifdef KTRACE
1122         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1123                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1124 #endif
1125 }