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_DEFINE(proc, kernel, , create, create);
  93 SDT_PROBE_ARGTYPE(proc, kernel, , create, 0, "struct proc *");
  94 SDT_PROBE_ARGTYPE(proc, kernel, , create, 1, "struct proc *");
  95 SDT_PROBE_ARGTYPE(proc, kernel, , create, 2, "int");
  96
  97 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  98 struct fork_args {
  99         int     dummy;
 100 };
 101 #endif
 102
 103 /* ARGSUSED */
 104 int
 105 sys_fork(struct thread *td, struct fork_args *uap)
 106 {
 107         int error;
 108         struct proc *p2;
 109
 110         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC, 0, &p2, NULL, 0);
 111         if (error == 0) {
 112                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 113                 td->td_retval[1] = 0;
 114         }
 115         return (error);
 116 }
 117
 118 /* ARGUSED */
 119 int
 120 sys_pdfork(td, uap)
 121         struct thread *td;
 122         struct pdfork_args *uap;
 123 {
 124 #ifdef PROCDESC
 125         int error, fd;
 126         struct proc *p2;
 127
 128         /*
 129          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 130          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 131          * itself from the parent using the return value.
 132          */
 133         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC, 0, &p2,
 134             &fd, uap->flags);
 135         if (error == 0) {
 136                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 137                 td->td_retval[1] = 0;
 138                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 139         }
 140         return (error);
 141 #else
 142         return (ENOSYS);
 143 #endif
 144 }
 145
 146 /* ARGSUSED */
 147 int
 148 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 149 {
 150         int error, flags;
 151         struct proc *p2;
 152
 153 #ifdef XEN
 154         flags = RFFDG | RFPROC; /* validate that this is still an issue */
 155 #else
 156         flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 157 #endif
 158         error = fork1(td, flags, 0, &p2, NULL, 0);
 159         if (error == 0) {
 160                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 161                 td->td_retval[1] = 0;
 162         }
 163         return (error);
 164 }
 165
 166 int
 167 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 168 {
 169         struct proc *p2;
 170         int error;
 171
 172         /* Don't allow kernel-only flags. */
 173         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 174                 return (EINVAL);
 175
 176         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 177         error = fork1(td, uap->flags, 0, &p2, NULL, 0);
 178         if (error == 0) {
 179                 td->td_retval[0] = p2 ? p2->p_pid : 0;
 180                 td->td_retval[1] = 0;
 181         }
 182         return (error);
 183 }
 184
 185 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 186 int     lastpid = 0;
 187 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 188     "Last used PID");
 189
 190 /*
 191  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 192  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 193  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 194  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 195  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 196  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 197  */
 198 static int randompid = 0;
 199
 200 static int
 201 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 202 {
 203         int error, pid;
 204
 205         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 206         if (error != 0)
 207                 return(error);
 208         sx_xlock(&allproc_lock);
 209         pid = randompid;
 210         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 211         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 212                 if (pid < 0 || pid > PID_MAX - 100)     /* out of range */
 213                         pid = PID_MAX - 100;
 214                 else if (pid < 2)                       /* NOP */
 215                         pid = 0;
 216                 else if (pid < 100)                     /* Make it reasonable */
 217                         pid = 100;
 218                 randompid = pid;
 219         }
 220         sx_xunlock(&allproc_lock);
 221         return (error);
 222 }
 223
 224 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 225     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus");
 226
 227 static int
 228 fork_findpid(int flags)
 229 {
 230         struct proc *p;
 231         int trypid;
 232         static int pidchecked = 0;
 233
 234         /*
 235          * Requires allproc_lock in order to iterate over the list
 236          * of processes, and proctree_lock to access p_pgrp.
 237          */
 238         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 239         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 240
 241         /*
 242          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 243          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 244          *
 245          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 246          * low-numbered pids.
 247          */
 248         trypid = lastpid + 1;
 249         if (flags & RFHIGHPID) {
 250                 if (trypid < 10)
 251                         trypid = 10;
 252         } else {
 253                 if (randompid)
 254                         trypid += arc4random() % randompid;
 255         }
 256 retry:
 257         /*
 258          * If the process ID prototype has wrapped around,
 259          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 260          * tend to include daemons that don't exit.
 261          */
 262         if (trypid >= PID_MAX) {
 263                 trypid = trypid % PID_MAX;
 264                 if (trypid < 100)
 265                         trypid += 100;
 266                 pidchecked = 0;
 267         }
 268         if (trypid >= pidchecked) {
 269                 int doingzomb = 0;
 270
 271                 pidchecked = PID_MAX;
 272                 /*
 273                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 274                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 275                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 276                  */
 277                 p = LIST_FIRST(&allproc);
 278 again:
 279                 for (; p != NULL; p = LIST_NEXT(p, p_list)) {
 280                         while (p->p_pid == trypid ||
 281                             (p->p_pgrp != NULL &&
 282                             (p->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 283                             (p->p_session != NULL &&
 284                             p->p_session->s_sid == trypid)))) {
 285                                 trypid++;
 286                                 if (trypid >= pidchecked)
 287                                         goto retry;
 288                         }
 289                         if (p->p_pid > trypid && pidchecked > p->p_pid)
 290                                 pidchecked = p->p_pid;
 291                         if (p->p_pgrp != NULL) {
 292                                 if (p->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 293                                     pidchecked > p->p_pgrp->pg_id)
 294                                         pidchecked = p->p_pgrp->pg_id;
 295                                 if (p->p_session != NULL &&
 296                                     p->p_session->s_sid > trypid &&
 297                                     pidchecked > p->p_session->s_sid)
 298                                         pidchecked = p->p_session->s_sid;
 299                         }
 300                 }
 301                 if (!doingzomb) {
 302                         doingzomb = 1;
 303                         p = LIST_FIRST(&zombproc);
 304                         goto again;
 305                 }
 306         }
 307
 308         /*
 309          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 310          */
 311         if (flags & RFHIGHPID)
 312                 pidchecked = 0;
 313         else
 314                 lastpid = trypid;
 315
 316         return (trypid);
 317 }
 318
 319 static int
 320 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 321 {
 322         int error;
 323         struct proc *p1;
 324
 325         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 326             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 327         p1 = td->td_proc;
 328
 329         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 330             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 331                 PROC_LOCK(p1);
 332                 if (thread_single(SINGLE_BOUNDARY)) {
 333                         PROC_UNLOCK(p1);
 334                         return (ERESTART);
 335                 }
 336                 PROC_UNLOCK(p1);
 337         }
 338
 339         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 340         if (error)
 341                 goto fail;
 342
 343         /*
 344          * Close all file descriptors.
 345          */
 346         if (flags & RFCFDG) {
 347                 struct filedesc *fdtmp;
 348                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd);
 349                 fdfree(td);
 350                 p1->p_fd = fdtmp;
 351         }
 352
 353         /*
 354          * Unshare file descriptors (from parent).
 355          */
 356         if (flags & RFFDG)
 357                 fdunshare(p1, td);
 358
 359 fail:
 360         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 361             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 362                 PROC_LOCK(p1);
 363                 thread_single_end();
 364                 PROC_UNLOCK(p1);
 365         }
 366         return (error);
 367 }
 368
 369 static void
 370 do_fork(struct thread *td, int flags, struct proc *p2, struct thread *td2,
 371     struct vmspace *vm2, int pdflags)
 372 {
 373         struct proc *p1, *pptr;
 374         int p2_held, trypid;
 375         struct filedesc *fd;
 376         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 377         struct sigacts *newsigacts;
 378
 379         sx_assert(&proctree_lock, SX_SLOCKED);
 380         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 381
 382         p2_held = 0;
 383         p1 = td->td_proc;
 384
 385         /*
 386          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 387          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 388          */
 389         nprocs++;
 390
 391         trypid = fork_findpid(flags);
 392
 393         sx_sunlock(&proctree_lock);
 394
 395         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 396         p2->p_pid = trypid;
 397         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 398         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 399         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 400         tidhash_add(td2);
 401         PROC_LOCK(p2);
 402         PROC_LOCK(p1);
 403
 404         sx_xunlock(&allproc_lock);
 405
 406         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 407             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 408         pargs_hold(p2->p_args);
 409         PROC_UNLOCK(p1);
 410
 411         bzero(&p2->p_startzero,
 412             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 413
 414         p2->p_ucred = crhold(td->td_ucred);
 415
 416         /* Tell the prison that we exist. */
 417         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 418
 419         PROC_UNLOCK(p2);
 420
 421         /*
 422          * Malloc things while we don't hold any locks.
 423          */
 424         if (flags & RFSIGSHARE)
 425                 newsigacts = NULL;
 426         else
 427                 newsigacts = sigacts_alloc();
 428
 429         /*
 430          * Copy filedesc.
 431          */
 432         if (flags & RFCFDG) {
 433                 fd = fdinit(p1->p_fd);
 434                 fdtol = NULL;
 435         } else if (flags & RFFDG) {
 436                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 437                 fdtol = NULL;
 438         } else {
 439                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 440                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 441                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 442                             p1->p_leader);
 443                 if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 444                         /*
 445                          * Shared file descriptor table, and shared
 446                          * process leaders.
 447                          */
 448                         fdtol = p1->p_fdtol;
 449                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 450                         fdtol->fdl_refcount++;
 451                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 452                 } else {
 453                         /*
 454                          * Shared file descriptor table, and different
 455                          * process leaders.
 456                          */
 457                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 458                             p1->p_fd, p2);
 459                 }
 460         }
 461         /*
 462          * Make a proc table entry for the new process.
 463          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 464          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 465          */
 466
 467         PROC_LOCK(p2);
 468         PROC_LOCK(p1);
 469
 470         bzero(&td2->td_startzero,
 471             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 472
 473         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 474             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 475
 476         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 477         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 478         td2->td_sigmask = td->td_sigmask;
 479         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 480         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 481
 482 #ifdef VIMAGE
 483         td2->td_vnet = NULL;
 484         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 485 #endif
 486
 487         /*
 488          * Allow the scheduler to initialize the child.
 489          */
 490         thread_lock(td);
 491         sched_fork(td, td2);
 492         thread_unlock(td);
 493
 494         /*
 495          * Duplicate sub-structures as needed.
 496          * Increase reference counts on shared objects.
 497          */
 498         p2->p_flag = P_INMEM;
 499         p2->p_swtick = ticks;
 500         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 501                 startprofclock(p2);
 502         td2->td_ucred = crhold(p2->p_ucred);
 503
 504         if (flags & RFSIGSHARE) {
 505                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 506         } else {
 507                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 508                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 509         }
 510
 511         if (flags & RFTSIGZMB)
 512                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(flags);
 513         else if (flags & RFLINUXTHPN)
 514                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 515         else
 516                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 517
 518         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 519         p2->p_fd = fd;
 520         p2->p_fdtol = fdtol;
 521
 522         /*
 523          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 524          */
 525         lim_fork(p1, p2);
 526
 527         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 528
 529         PROC_UNLOCK(p1);
 530         PROC_UNLOCK(p2);
 531
 532         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 533         if (p2->p_textvp)
 534                 vref(p2->p_textvp);
 535
 536         /*
 537          * Set up linkage for kernel based threading.
 538          */
 539         if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 540                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 541                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 542                 p1->p_peers = p2;
 543                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 544                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 545                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 546                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 547                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 548                         /*
 549                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 550                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 551                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 552                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 553                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 554                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 555                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 556                          * the task leader may not get a chance to send
 557                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 558                          * the task leader will wait for this new process
 559                          * to commit suicide.
 560                          */
 561                         PROC_LOCK(p2);
 562                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 563                         PROC_UNLOCK(p2);
 564                 } else
 565                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 566         } else {
 567                 p2->p_peers = NULL;
 568                 p2->p_leader = p2;
 569         }
 570
 571         sx_xlock(&proctree_lock);
 572         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 573         PROC_LOCK(p2);
 574         PROC_LOCK(p1);
 575
 576         /*
 577          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 578          * been preserved.
 579          */
 580         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 581         td2->td_pflags |= td->td_pflags & TDP_ALTSTACK;
 582         SESS_LOCK(p1->p_session);
 583         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 584                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 585         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 586         if (flags & RFPPWAIT)
 587                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 588
 589         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 590         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 591         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 592         LIST_INIT(&p2->p_children);
 593
 594         callout_init(&p2->p_itcallout, CALLOUT_MPSAFE);
 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         PROC_UNLOCK(p2);
 711         if ((flags & RFSTOPPED) == 0) {
 712                 /*
 713                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 714                  * add to run queue.
 715                  */
 716                 thread_lock(td2);
 717                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 718                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 719                 thread_unlock(td2);
 720         }
 721
 722         /*
 723          * Now can be swapped.
 724          */
 725         _PRELE(p1);
 726         PROC_UNLOCK(p1);
 727
 728         /*
 729          * Tell any interested parties about the new process.
 730          */
 731         knote_fork(&p1->p_klist, p2->p_pid);
 732         SDT_PROBE(proc, kernel, , create, p2, p1, flags, 0, 0);
 733
 734         /*
 735          * Wait until debugger is attached to child.
 736          */
 737         PROC_LOCK(p2);
 738         while ((td2->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) != 0)
 739                 cv_wait(&p2->p_dbgwait, &p2->p_mtx);
 740         if (p2_held)
 741                 _PRELE(p2);
 742
 743         /*
 744          * Preserve synchronization semantics of vfork.  If waiting for
 745          * child to exec or exit, set P_PPWAIT on child, and sleep on our
 746          * proc (in case of exit).
 747          */
 748         while (p2->p_flag & P_PPWAIT)
 749                 cv_wait(&p2->p_pwait, &p2->p_mtx);
 750         PROC_UNLOCK(p2);
 751 }
 752
 753 int
 754 fork1(struct thread *td, int flags, int pages, struct proc **procp,
 755     int *procdescp, int pdflags)
 756 {
 757         struct proc *p1;
 758         struct proc *newproc;
 759         int ok;
 760         struct thread *td2;
 761         struct vmspace *vm2;
 762         vm_ooffset_t mem_charged;
 763         int error;
 764         static int curfail;
 765         static struct timeval lastfail;
 766 #ifdef PROCDESC
 767         struct file *fp_procdesc = NULL;
 768 #endif
 769
 770         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 771         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 772                 return (EINVAL);
 773
 774         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 775         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 776                 return (EINVAL);
 777
 778         /* Can't copy and clear. */
 779         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 780                 return (EINVAL);
 781
 782         /* Check the validity of the signal number. */
 783         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 784                 return (EINVAL);
 785
 786 #ifdef PROCDESC
 787         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 788                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 789                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 790                         return (EINVAL);
 791
 792                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 793                 if (procdescp == NULL)
 794                         return (EINVAL);
 795         }
 796 #endif
 797
 798         p1 = td->td_proc;
 799
 800         /*
 801          * Here we don't create a new process, but we divorce
 802          * certain parts of a process from itself.
 803          */
 804         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 805                 *procp = NULL;
 806                 return (fork_norfproc(td, flags));
 807         }
 808
 809 #ifdef PROCDESC
 810         /*
 811          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 812          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 813          * later.
 814          */
 815         if (flags & RFPROCDESC) {
 816                 error = falloc(td, &fp_procdesc, procdescp, 0);
 817                 if (error != 0)
 818                         return (error);
 819         }
 820 #endif
 821
 822         mem_charged = 0;
 823         vm2 = NULL;
 824         if (pages == 0)
 825                 pages = KSTACK_PAGES;
 826         /* Allocate new proc. */
 827         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 828         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 829         if (td2 == NULL) {
 830                 td2 = thread_alloc(pages);
 831                 if (td2 == NULL) {
 832                         error = ENOMEM;
 833                         goto fail1;
 834                 }
 835                 proc_linkup(newproc, td2);
 836         } else {
 837                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 838                         if (td2->td_kstack != 0)
 839                                 vm_thread_dispose(td2);
 840                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 841                                 error = ENOMEM;
 842                                 goto fail1;
 843                         }
 844                 }
 845         }
 846
 847         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 848                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 849                 if (vm2 == NULL) {
 850                         error = ENOMEM;
 851                         goto fail1;
 852                 }
 853                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 854                         /*
 855                          * The swap reservation failed. The accounting
 856                          * from the entries of the copied vm2 will be
 857                          * substracted in vmspace_free(), so force the
 858                          * reservation there.
 859                          */
 860                         swap_reserve_force(mem_charged);
 861                         error = ENOMEM;
 862                         goto fail1;
 863                 }
 864         } else
 865                 vm2 = NULL;
 866
 867         /*
 868          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 869          *      per-cred resource counters.
 870          */
 871         newproc->p_ucred = p1->p_ucred;
 872
 873         /*
 874          * Initialize resource accounting for the child process.
 875          */
 876         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 877         if (error != 0) {
 878                 error = EAGAIN;
 879                 goto fail1;
 880         }
 881
 882 #ifdef MAC
 883         mac_proc_init(newproc);
 884 #endif
 885         knlist_init_mtx(&newproc->p_klist, &newproc->p_mtx);
 886         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 887
 888         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 889         sx_slock(&proctree_lock);
 890
 891         /*
 892          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 893          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 894          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 895          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 896          * processes, maxproc is the limit.
 897          */
 898         sx_xlock(&allproc_lock);
 899         if ((nprocs >= maxproc - 10 && priv_check_cred(td->td_ucred,
 900             PRIV_MAXPROC, 0) != 0) || nprocs >= maxproc) {
 901                 error = EAGAIN;
 902                 goto fail;
 903         }
 904
 905         /*
 906          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 907          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 908          *
 909          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 910          */
 911         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
 912         if (error == 0)
 913                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 914         else {
 915                 PROC_LOCK(p1);
 916                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 917                     lim_cur(p1, RLIMIT_NPROC));
 918                 PROC_UNLOCK(p1);
 919         }
 920         if (ok) {
 921                 do_fork(td, flags, newproc, td2, vm2, pdflags);
 922
 923                 /*
 924                  * Return child proc pointer to parent.
 925                  */
 926                 *procp = newproc;
 927 #ifdef PROCDESC
 928                 if (flags & RFPROCDESC)
 929                         procdesc_finit(newproc->p_procdesc, fp_procdesc);
 930 #endif
 931                 racct_proc_fork_done(newproc);
 932                 return (0);
 933         }
 934
 935         error = EAGAIN;
 936 fail:
 937         sx_sunlock(&proctree_lock);
 938         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 939                 printf("maxproc limit exceeded by uid %i, please see tuning(7) and login.conf(5).\n",
 940                     td->td_ucred->cr_ruid);
 941         sx_xunlock(&allproc_lock);
 942 #ifdef MAC
 943         mac_proc_destroy(newproc);
 944 #endif
 945 fail1:
 946         racct_proc_exit(newproc);
 947         if (vm2 != NULL)
 948                 vmspace_free(vm2);
 949         uma_zfree(proc_zone, newproc);
 950 #ifdef PROCDESC
 951         if (((flags & RFPROCDESC) != 0) && (fp_procdesc != NULL))
 952                 fdrop(fp_procdesc, td);
 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                         ptracestop(td, SIGSTOP);
1039                 } else {
1040                         /*
1041                          * ... otherwise clear the request.
1042                          */
1043                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1044                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1045                         cv_broadcast(&p->p_dbgwait);
1046                 }
1047                 PROC_UNLOCK(p);
1048         }
1049
1050         userret(td, frame);
1051
1052 #ifdef KTRACE
1053         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1054                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1055 #endif
1056         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1057 }