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  * 4. 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_kdtrace.h"
  41 #include "opt_ktrace.h"
  42 #include "opt_kstack_pages.h"
  43 #include "opt_procdesc.h"
  44
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47 #include <sys/sysproto.h>
  48 #include <sys/eventhandler.h>
  49 #include <sys/fcntl.h>
  50 #include <sys/filedesc.h>
  51 #include <sys/jail.h>
  52 #include <sys/kernel.h>
  53 #include <sys/kthread.h>
  54 #include <sys/sysctl.h>
  55 #include <sys/lock.h>
  56 #include <sys/malloc.h>
  57 #include <sys/mutex.h>
  58 #include <sys/priv.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/procdesc.h>
  61 #include <sys/pioctl.h>
  62 #include <sys/racct.h>
  63 #include <sys/resourcevar.h>
  64 #include <sys/sched.h>
  65 #include <sys/syscall.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/vnode.h>
  68 #include <sys/acct.h>
  69 #include <sys/ktr.h>
  70 #include <sys/ktrace.h>
  71 #include <sys/unistd.h>
  72 #include <sys/sdt.h>
  73 #include <sys/sx.h>
  74 #include <sys/sysent.h>
  75 #include <sys/signalvar.h>
  76
  77 #include <security/audit/audit.h>
  78 #include <security/mac/mac_framework.h>
  79
  80 #include <vm/vm.h>
  81 #include <vm/pmap.h>
  82 #include <vm/vm_map.h>
  83 #include <vm/vm_extern.h>
  84 #include <vm/uma.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, kernel, , create, create, "struct proc *",
  93     "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         int error;
 106         struct proc *p2;
 107
 108         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC, 0, &p2, NULL, 0);
 109         if (error == 0) {
 110                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 111                 td->td_retval[1] = 0;
 112         }
 113         return (error);
 114 }
 115
 116 /* ARGUSED */
 117 int
 118 sys_pdfork(td, uap)
 119         struct thread *td;
 120         struct pdfork_args *uap;
 121 {
 122 #ifdef PROCDESC
 123         int error, fd;
 124         struct proc *p2;
 125
 126         /*
 127          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 128          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 129          * itself from the parent using the return value.
 130          */
 131         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC, 0, &p2,
 132             &fd, uap->flags);
 133         if (error == 0) {
 134                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 135                 td->td_retval[1] = 0;
 136                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 137         }
 138         return (error);
 139 #else
 140         return (ENOSYS);
 141 #endif
 142 }
 143
 144 /* ARGSUSED */
 145 int
 146 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 147 {
 148         int error, flags;
 149         struct proc *p2;
 150
 151         flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 152         error = fork1(td, flags, 0, &p2, NULL, 0);
 153         if (error == 0) {
 154                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 155                 td->td_retval[1] = 0;
 156         }
 157         return (error);
 158 }
 159
 160 int
 161 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 162 {
 163         struct proc *p2;
 164         int error;
 165
 166         /* Don't allow kernel-only flags. */
 167         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 168                 return (EINVAL);
 169
 170         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 171         error = fork1(td, uap->flags, 0, &p2, NULL, 0);
 172         if (error == 0) {
 173                 td->td_retval[0] = p2 ? p2->p_pid : 0;
 174                 td->td_retval[1] = 0;
 175         }
 176         return (error);
 177 }
 178
 179 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 180 int     lastpid = 0;
 181 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 182     "Last used PID");
 183
 184 /*
 185  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 186  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 187  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 188  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 189  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 190  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 191  */
 192 static int randompid = 0;
 193
 194 static int
 195 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 196 {
 197         int error, pid;
 198
 199         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 200         if (error != 0)
 201                 return(error);
 202         sx_xlock(&allproc_lock);
 203         pid = randompid;
 204         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 205         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 206                 if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)     /* out of range */
 207                         pid = pid_max - 100;
 208                 else if (pid < 2)                       /* NOP */
 209                         pid = 0;
 210                 else if (pid < 100)                     /* Make it reasonable */
 211                         pid = 100;
 212                 randompid = pid;
 213         }
 214         sx_xunlock(&allproc_lock);
 215         return (error);
 216 }
 217
 218 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 219     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus");
 220
 221 static int
 222 fork_findpid(int flags)
 223 {
 224         struct proc *p;
 225         int trypid;
 226         static int pidchecked = 0;
 227
 228         /*
 229          * Requires allproc_lock in order to iterate over the list
 230          * of processes, and proctree_lock to access p_pgrp.
 231          */
 232         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 233         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 234
 235         /*
 236          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 237          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 238          *
 239          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 240          * low-numbered pids.
 241          */
 242         trypid = lastpid + 1;
 243         if (flags & RFHIGHPID) {
 244                 if (trypid < 10)
 245                         trypid = 10;
 246         } else {
 247                 if (randompid)
 248                         trypid += arc4random() % randompid;
 249         }
 250 retry:
 251         /*
 252          * If the process ID prototype has wrapped around,
 253          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 254          * tend to include daemons that don't exit.
 255          */
 256         if (trypid >= pid_max) {
 257                 trypid = trypid % pid_max;
 258                 if (trypid < 100)
 259                         trypid += 100;
 260                 pidchecked = 0;
 261         }
 262         if (trypid >= pidchecked) {
 263                 int doingzomb = 0;
 264
 265                 pidchecked = PID_MAX;
 266                 /*
 267                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 268                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 269                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 270                  */
 271                 p = LIST_FIRST(&allproc);
 272 again:
 273                 for (; p != NULL; p = LIST_NEXT(p, p_list)) {
 274                         while (p->p_pid == trypid ||
 275                             (p->p_pgrp != NULL &&
 276                             (p->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 277                             (p->p_session != NULL &&
 278                             p->p_session->s_sid == trypid)))) {
 279                                 trypid++;
 280                                 if (trypid >= pidchecked)
 281                                         goto retry;
 282                         }
 283                         if (p->p_pid > trypid && pidchecked > p->p_pid)
 284                                 pidchecked = p->p_pid;
 285                         if (p->p_pgrp != NULL) {
 286                                 if (p->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 287                                     pidchecked > p->p_pgrp->pg_id)
 288                                         pidchecked = p->p_pgrp->pg_id;
 289                                 if (p->p_session != NULL &&
 290                                     p->p_session->s_sid > trypid &&
 291                                     pidchecked > p->p_session->s_sid)
 292                                         pidchecked = p->p_session->s_sid;
 293                         }
 294                 }
 295                 if (!doingzomb) {
 296                         doingzomb = 1;
 297                         p = LIST_FIRST(&zombproc);
 298                         goto again;
 299                 }
 300         }
 301
 302         /*
 303          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 304          */
 305         if (flags & RFHIGHPID)
 306                 pidchecked = 0;
 307         else
 308                 lastpid = trypid;
 309
 310         return (trypid);
 311 }
 312
 313 static int
 314 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 315 {
 316         int error;
 317         struct proc *p1;
 318
 319         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 320             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 321         p1 = td->td_proc;
 322
 323         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 324             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 325                 PROC_LOCK(p1);
 326                 if (thread_single(SINGLE_BOUNDARY)) {
 327                         PROC_UNLOCK(p1);
 328                         return (ERESTART);
 329                 }
 330                 PROC_UNLOCK(p1);
 331         }
 332
 333         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 334         if (error)
 335                 goto fail;
 336
 337         /*
 338          * Close all file descriptors.
 339          */
 340         if (flags & RFCFDG) {
 341                 struct filedesc *fdtmp;
 342                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd);
 343                 fdescfree(td);
 344                 p1->p_fd = fdtmp;
 345         }
 346
 347         /*
 348          * Unshare file descriptors (from parent).
 349          */
 350         if (flags & RFFDG)
 351                 fdunshare(p1, td);
 352
 353 fail:
 354         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 355             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 356                 PROC_LOCK(p1);
 357                 thread_single_end();
 358                 PROC_UNLOCK(p1);
 359         }
 360         return (error);
 361 }
 362
 363 static void
 364 do_fork(struct thread *td, int flags, struct proc *p2, struct thread *td2,
 365     struct vmspace *vm2, int pdflags)
 366 {
 367         struct proc *p1, *pptr;
 368         int p2_held, trypid;
 369         struct filedesc *fd;
 370         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 371         struct sigacts *newsigacts;
 372
 373         sx_assert(&proctree_lock, SX_SLOCKED);
 374         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 375
 376         p2_held = 0;
 377         p1 = td->td_proc;
 378
 379         /*
 380          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 381          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 382          */
 383         nprocs++;
 384
 385         trypid = fork_findpid(flags);
 386
 387         sx_sunlock(&proctree_lock);
 388
 389         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 390         p2->p_pid = trypid;
 391         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 392         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 393         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 394         tidhash_add(td2);
 395         PROC_LOCK(p2);
 396         PROC_LOCK(p1);
 397
 398         sx_xunlock(&allproc_lock);
 399
 400         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 401             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 402         pargs_hold(p2->p_args);
 403         PROC_UNLOCK(p1);
 404
 405         bzero(&p2->p_startzero,
 406             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 407
 408         p2->p_ucred = crhold(td->td_ucred);
 409
 410         /* Tell the prison that we exist. */
 411         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 412
 413         PROC_UNLOCK(p2);
 414
 415         /*
 416          * Malloc things while we don't hold any locks.
 417          */
 418         if (flags & RFSIGSHARE)
 419                 newsigacts = NULL;
 420         else
 421                 newsigacts = sigacts_alloc();
 422
 423         /*
 424          * Copy filedesc.
 425          */
 426         if (flags & RFCFDG) {
 427                 fd = fdinit(p1->p_fd);
 428                 fdtol = NULL;
 429         } else if (flags & RFFDG) {
 430                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 431                 fdtol = NULL;
 432         } else {
 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 ((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 = 0;
 493         p2->p_swtick = ticks;
 494         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 495                 startprofclock(p2);
 496         td2->td_ucred = crhold(p2->p_ucred);
 497
 498         if (flags & RFSIGSHARE) {
 499                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 500         } else {
 501                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 502                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 503         }
 504
 505         if (flags & RFTSIGZMB)
 506                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(flags);
 507         else if (flags & RFLINUXTHPN)
 508                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 509         else
 510                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 511
 512         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 513         p2->p_fd = fd;
 514         p2->p_fdtol = fdtol;
 515
 516         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 517                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 518                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 519         }
 520
 521         /*
 522          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 523          */
 524         lim_fork(p1, p2);
 525
 526         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 527
 528         PROC_UNLOCK(p1);
 529         PROC_UNLOCK(p2);
 530
 531         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 532         if (p2->p_textvp)
 533                 vref(p2->p_textvp);
 534
 535         /*
 536          * Set up linkage for kernel based threading.
 537          */
 538         if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 539                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 540                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 541                 p1->p_peers = p2;
 542                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 543                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 544                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 545                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 546                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 547                         /*
 548                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 549                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 550                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 551                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 552                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 553                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 554                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 555                          * the task leader may not get a chance to send
 556                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 557                          * the task leader will wait for this new process
 558                          * to commit suicide.
 559                          */
 560                         PROC_LOCK(p2);
 561                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 562                         PROC_UNLOCK(p2);
 563                 } else
 564                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 565         } else {
 566                 p2->p_peers = NULL;
 567                 p2->p_leader = p2;
 568         }
 569
 570         sx_xlock(&proctree_lock);
 571         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 572         PROC_LOCK(p2);
 573         PROC_LOCK(p1);
 574
 575         /*
 576          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 577          * been preserved.
 578          */
 579         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 580         td2->td_pflags |= td->td_pflags & TDP_ALTSTACK;
 581         SESS_LOCK(p1->p_session);
 582         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 583                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 584         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 585         if (flags & RFPPWAIT)
 586                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 587
 588         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 589         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 590         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 591         LIST_INIT(&p2->p_children);
 592         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 593
 594         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 595
 596         /*
 597          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 598          * procfs ioctl flags from its parent.
 599          */
 600         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 601                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 602                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 603         }
 604
 605         /*
 606          * This begins the section where we must prevent the parent
 607          * from being swapped.
 608          */
 609         _PHOLD(p1);
 610         PROC_UNLOCK(p1);
 611
 612         /*
 613          * Attach the new process to its parent.
 614          *
 615          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 616          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 617          * parent.
 618          */
 619         if (flags & RFNOWAIT)
 620                 pptr = initproc;
 621         else
 622                 pptr = p1;
 623         p2->p_pptr = pptr;
 624         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 625         sx_xunlock(&proctree_lock);
 626
 627         /* Inform accounting that we have forked. */
 628         p2->p_acflag = AFORK;
 629         PROC_UNLOCK(p2);
 630
 631 #ifdef KTRACE
 632         ktrprocfork(p1, p2);
 633 #endif
 634
 635         /*
 636          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 637          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 638          */
 639         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, flags);
 640
 641         if (flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 642                 PCPU_INC(cnt.v_forks);
 643                 PCPU_ADD(cnt.v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 644                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 645         } else if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 646                 PCPU_INC(cnt.v_vforks);
 647                 PCPU_ADD(cnt.v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 648                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 649         } else if (p1 == &proc0) {
 650                 PCPU_INC(cnt.v_kthreads);
 651                 PCPU_ADD(cnt.v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 652                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 653         } else {
 654                 PCPU_INC(cnt.v_rforks);
 655                 PCPU_ADD(cnt.v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 656                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 657         }
 658
 659 #ifdef PROCDESC
 660         /*
 661          * Associate the process descriptor with the process before anything
 662          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 663          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 664          */
 665         if (flags & RFPROCDESC)
 666                 procdesc_new(p2, pdflags);
 667 #endif
 668
 669         /*
 670          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 671          * to adjust anything.
 672          */
 673         EVENTHANDLER_INVOKE(process_fork, p1, p2, flags);
 674
 675         /*
 676          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 677          */
 678         PROC_LOCK(p2);
 679         PROC_LOCK(p1);
 680         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 681         PROC_SLOCK(p2);
 682         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 683         PROC_SUNLOCK(p2);
 684
 685 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 686         /*
 687          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process
 688          * if it has registered an interest. We have to do this only after
 689          * p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will use pfind()
 690          * later on.
 691          */
 692         if (dtrace_fasttrap_fork)
 693                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 694 #endif
 695         if ((p1->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) == (P_TRACED |
 696             P_FOLLOWFORK)) {
 697                 /*
 698                  * Arrange for debugger to receive the fork event.
 699                  *
 700                  * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 701                  * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 702                  * for runaway child.
 703                  */
 704                 td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 705                 td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 706                 td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 707                 _PHOLD(p2);
 708                 p2_held = 1;
 709         }
 710         if (flags & RFPPWAIT) {
 711                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 712                 td->td_rfppwait_p = p2;
 713         }
 714         PROC_UNLOCK(p2);
 715         if ((flags & RFSTOPPED) == 0) {
 716                 /*
 717                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 718                  * add to run queue.
 719                  */
 720                 thread_lock(td2);
 721                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 722                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 723                 thread_unlock(td2);
 724         }
 725
 726         /*
 727          * Now can be swapped.
 728          */
 729         _PRELE(p1);
 730         PROC_UNLOCK(p1);
 731
 732         /*
 733          * Tell any interested parties about the new process.
 734          */
 735         knote_fork(&p1->p_klist, p2->p_pid);
 736         SDT_PROBE(proc, kernel, , create, p2, p1, flags, 0, 0);
 737
 738         /*
 739          * Wait until debugger is attached to child.
 740          */
 741         PROC_LOCK(p2);
 742         while ((td2->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) != 0)
 743                 cv_wait(&p2->p_dbgwait, &p2->p_mtx);
 744         if (p2_held)
 745                 _PRELE(p2);
 746         PROC_UNLOCK(p2);
 747 }
 748
 749 int
 750 fork1(struct thread *td, int flags, int pages, struct proc **procp,
 751     int *procdescp, int pdflags)
 752 {
 753         struct proc *p1;
 754         struct proc *newproc;
 755         int ok;
 756         struct thread *td2;
 757         struct vmspace *vm2;
 758         vm_ooffset_t mem_charged;
 759         int error;
 760         static int curfail;
 761         static struct timeval lastfail;
 762 #ifdef PROCDESC
 763         struct file *fp_procdesc = NULL;
 764 #endif
 765
 766         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 767         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 768                 return (EINVAL);
 769
 770         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 771         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 772                 return (EINVAL);
 773
 774         /* Can't copy and clear. */
 775         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 776                 return (EINVAL);
 777
 778         /* Check the validity of the signal number. */
 779         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 780                 return (EINVAL);
 781
 782 #ifdef PROCDESC
 783         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 784                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 785                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 786                         return (EINVAL);
 787
 788                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 789                 if (procdescp == NULL)
 790                         return (EINVAL);
 791         }
 792 #endif
 793
 794         p1 = td->td_proc;
 795
 796         /*
 797          * Here we don't create a new process, but we divorce
 798          * certain parts of a process from itself.
 799          */
 800         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 801                 *procp = NULL;
 802                 return (fork_norfproc(td, flags));
 803         }
 804
 805 #ifdef PROCDESC
 806         /*
 807          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 808          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 809          * later.
 810          */
 811         if (flags & RFPROCDESC) {
 812                 error = falloc(td, &fp_procdesc, procdescp, 0);
 813                 if (error != 0)
 814                         return (error);
 815         }
 816 #endif
 817
 818         mem_charged = 0;
 819         vm2 = NULL;
 820         if (pages == 0)
 821                 pages = KSTACK_PAGES;
 822         /* Allocate new proc. */
 823         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 824         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 825         if (td2 == NULL) {
 826                 td2 = thread_alloc(pages);
 827                 if (td2 == NULL) {
 828                         error = ENOMEM;
 829                         goto fail1;
 830                 }
 831                 proc_linkup(newproc, td2);
 832         } else {
 833                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 834                         if (td2->td_kstack != 0)
 835                                 vm_thread_dispose(td2);
 836                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 837                                 error = ENOMEM;
 838                                 goto fail1;
 839                         }
 840                 }
 841         }
 842
 843         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 844                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 845                 if (vm2 == NULL) {
 846                         error = ENOMEM;
 847                         goto fail1;
 848                 }
 849                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 850                         /*
 851                          * The swap reservation failed. The accounting
 852                          * from the entries of the copied vm2 will be
 853                          * substracted in vmspace_free(), so force the
 854                          * reservation there.
 855                          */
 856                         swap_reserve_force(mem_charged);
 857                         error = ENOMEM;
 858                         goto fail1;
 859                 }
 860         } else
 861                 vm2 = NULL;
 862
 863         /*
 864          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 865          *      per-cred resource counters.
 866          */
 867         newproc->p_ucred = p1->p_ucred;
 868
 869         /*
 870          * Initialize resource accounting for the child process.
 871          */
 872         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 873         if (error != 0) {
 874                 error = EAGAIN;
 875                 goto fail1;
 876         }
 877
 878 #ifdef MAC
 879         mac_proc_init(newproc);
 880 #endif
 881         knlist_init_mtx(&newproc->p_klist, &newproc->p_mtx);
 882         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 883
 884         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 885         sx_slock(&proctree_lock);
 886
 887         /*
 888          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 889          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 890          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 891          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 892          * processes, maxproc is the limit.
 893          */
 894         sx_xlock(&allproc_lock);
 895         if ((nprocs >= maxproc - 10 && priv_check_cred(td->td_ucred,
 896             PRIV_MAXPROC, 0) != 0) || nprocs >= maxproc) {
 897                 error = EAGAIN;
 898                 goto fail;
 899         }
 900
 901         /*
 902          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 903          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 904          *
 905          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 906          */
 907         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
 908         if (error == 0)
 909                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 910         else {
 911                 PROC_LOCK(p1);
 912                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 913                     lim_cur(p1, RLIMIT_NPROC));
 914                 PROC_UNLOCK(p1);
 915         }
 916         if (ok) {
 917                 do_fork(td, flags, newproc, td2, vm2, pdflags);
 918
 919                 /*
 920                  * Return child proc pointer to parent.
 921                  */
 922                 *procp = newproc;
 923 #ifdef PROCDESC
 924                 if (flags & RFPROCDESC) {
 925                         procdesc_finit(newproc->p_procdesc, fp_procdesc);
 926                         fdrop(fp_procdesc, td);
 927                 }
 928 #endif
 929                 racct_proc_fork_done(newproc);
 930                 return (0);
 931         }
 932
 933         error = EAGAIN;
 934 fail:
 935         sx_sunlock(&proctree_lock);
 936         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 937                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u (pid %d); see tuning(7) and login.conf(5)\n",
 938                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 939         sx_xunlock(&allproc_lock);
 940 #ifdef MAC
 941         mac_proc_destroy(newproc);
 942 #endif
 943         racct_proc_exit(newproc);
 944 fail1:
 945         if (vm2 != NULL)
 946                 vmspace_free(vm2);
 947         uma_zfree(proc_zone, newproc);
 948 #ifdef PROCDESC
 949         if ((flags & RFPROCDESC) != 0 && fp_procdesc != NULL) {
 950                 fdclose(td->td_proc->p_fd, fp_procdesc, *procdescp, td);
 951                 fdrop(fp_procdesc, td);
 952         }
 953 #endif
 954         pause("fork", hz / 2);
 955         return (error);
 956 }
 957
 958 /*
 959  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
 960  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
 961  */
 962 void
 963 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
 964     struct trapframe *frame)
 965 {
 966         struct proc *p;
 967         struct thread *td;
 968         struct thread *dtd;
 969
 970         td = curthread;
 971         p = td->td_proc;
 972         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
 973
 974         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
 975                 td, td->td_sched, p->p_pid, td->td_name);
 976
 977         sched_fork_exit(td);
 978         /*
 979         * Processes normally resume in mi_switch() after being
 980         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
 981         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
 982         */
 983         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
 984                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
 985                 thread_stash(dtd);
 986         }
 987         thread_unlock(td);
 988
 989         /*
 990          * cpu_set_fork_handler intercepts this function call to
 991          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
 992          * initproc has its own fork handler, but it does return.
 993          */
 994         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
 995         callout(arg, frame);
 996
 997         /*
 998          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
 999          * function.
1000          */
1001         if (p->p_flag & P_KTHREAD) {
1002                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1003                     td->td_name, p->p_pid);
1004                 kproc_exit(0);
1005         }
1006         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1007
1008         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1009                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1014  * directly into user mode.  Giant is not held on entry, and must not
1015  * be held on return.  This function is passed in to fork_exit() as the
1016  * first parameter and is called when returning to a new userland process.
1017  */
1018 void
1019 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1020 {
1021         struct proc *p, *dbg;
1022
1023         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1024                 p = td->td_proc;
1025                 sx_xlock(&proctree_lock);
1026                 PROC_LOCK(p);
1027                 if ((p->p_pptr->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) ==
1028                     (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) {
1029                         /*
1030                          * If debugger still wants auto-attach for the
1031                          * parent's children, do it now.
1032                          */
1033                         dbg = p->p_pptr->p_pptr;
1034                         p->p_flag |= P_TRACED;
1035                         p->p_oppid = p->p_pptr->p_pid;
1036                         proc_reparent(p, dbg);
1037                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1038                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD;
1039                         ptracestop(td, SIGSTOP);
1040                         td->td_dbgflags &= ~TDB_CHILD;
1041                 } else {
1042                         /*
1043                          * ... otherwise clear the request.
1044                          */
1045                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1046                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1047                         cv_broadcast(&p->p_dbgwait);
1048                 }
1049                 PROC_UNLOCK(p);
1050         }
1051
1052         userret(td, frame);
1053
1054 #ifdef KTRACE
1055         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1056                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1057 #endif
1058 }