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         flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 154         error = fork1(td, flags, 0, &p2, NULL, 0);
 155         if (error == 0) {
 156                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 157                 td->td_retval[1] = 0;
 158         }
 159         return (error);
 160 }
 161
 162 int
 163 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 164 {
 165         struct proc *p2;
 166         int error;
 167
 168         /* Don't allow kernel-only flags. */
 169         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 170                 return (EINVAL);
 171
 172         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 173         error = fork1(td, uap->flags, 0, &p2, NULL, 0);
 174         if (error == 0) {
 175                 td->td_retval[0] = p2 ? p2->p_pid : 0;
 176                 td->td_retval[1] = 0;
 177         }
 178         return (error);
 179 }
 180
 181 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 182 int     lastpid = 0;
 183 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 184     "Last used PID");
 185
 186 /*
 187  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 188  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 189  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 190  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 191  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 192  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 193  */
 194 static int randompid = 0;
 195
 196 static int
 197 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 198 {
 199         int error, pid;
 200
 201         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 202         if (error != 0)
 203                 return(error);
 204         sx_xlock(&allproc_lock);
 205         pid = randompid;
 206         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 207         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 208                 if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)     /* out of range */
 209                         pid = pid_max - 100;
 210                 else if (pid < 2)                       /* NOP */
 211                         pid = 0;
 212                 else if (pid < 100)                     /* Make it reasonable */
 213                         pid = 100;
 214                 randompid = pid;
 215         }
 216         sx_xunlock(&allproc_lock);
 217         return (error);
 218 }
 219
 220 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 221     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus");
 222
 223 static int
 224 fork_findpid(int flags)
 225 {
 226         struct proc *p;
 227         int trypid;
 228         static int pidchecked = 0;
 229
 230         /*
 231          * Requires allproc_lock in order to iterate over the list
 232          * of processes, and proctree_lock to access p_pgrp.
 233          */
 234         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 235         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 236
 237         /*
 238          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 239          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 240          *
 241          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 242          * low-numbered pids.
 243          */
 244         trypid = lastpid + 1;
 245         if (flags & RFHIGHPID) {
 246                 if (trypid < 10)
 247                         trypid = 10;
 248         } else {
 249                 if (randompid)
 250                         trypid += arc4random() % randompid;
 251         }
 252 retry:
 253         /*
 254          * If the process ID prototype has wrapped around,
 255          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 256          * tend to include daemons that don't exit.
 257          */
 258         if (trypid >= pid_max) {
 259                 trypid = trypid % pid_max;
 260                 if (trypid < 100)
 261                         trypid += 100;
 262                 pidchecked = 0;
 263         }
 264         if (trypid >= pidchecked) {
 265                 int doingzomb = 0;
 266
 267                 pidchecked = PID_MAX;
 268                 /*
 269                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 270                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 271                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 272                  */
 273                 p = LIST_FIRST(&allproc);
 274 again:
 275                 for (; p != NULL; p = LIST_NEXT(p, p_list)) {
 276                         while (p->p_pid == trypid ||
 277                             (p->p_pgrp != NULL &&
 278                             (p->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 279                             (p->p_session != NULL &&
 280                             p->p_session->s_sid == trypid)))) {
 281                                 trypid++;
 282                                 if (trypid >= pidchecked)
 283                                         goto retry;
 284                         }
 285                         if (p->p_pid > trypid && pidchecked > p->p_pid)
 286                                 pidchecked = p->p_pid;
 287                         if (p->p_pgrp != NULL) {
 288                                 if (p->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 289                                     pidchecked > p->p_pgrp->pg_id)
 290                                         pidchecked = p->p_pgrp->pg_id;
 291                                 if (p->p_session != NULL &&
 292                                     p->p_session->s_sid > trypid &&
 293                                     pidchecked > p->p_session->s_sid)
 294                                         pidchecked = p->p_session->s_sid;
 295                         }
 296                 }
 297                 if (!doingzomb) {
 298                         doingzomb = 1;
 299                         p = LIST_FIRST(&zombproc);
 300                         goto again;
 301                 }
 302         }
 303
 304         /*
 305          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 306          */
 307         if (flags & RFHIGHPID)
 308                 pidchecked = 0;
 309         else
 310                 lastpid = trypid;
 311
 312         return (trypid);
 313 }
 314
 315 static int
 316 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 317 {
 318         int error;
 319         struct proc *p1;
 320
 321         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 322             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 323         p1 = td->td_proc;
 324
 325         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 326             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 327                 PROC_LOCK(p1);
 328                 if (thread_single(SINGLE_BOUNDARY)) {
 329                         PROC_UNLOCK(p1);
 330                         return (ERESTART);
 331                 }
 332                 PROC_UNLOCK(p1);
 333         }
 334
 335         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 336         if (error)
 337                 goto fail;
 338
 339         /*
 340          * Close all file descriptors.
 341          */
 342         if (flags & RFCFDG) {
 343                 struct filedesc *fdtmp;
 344                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd);
 345                 fdfree(td);
 346                 p1->p_fd = fdtmp;
 347         }
 348
 349         /*
 350          * Unshare file descriptors (from parent).
 351          */
 352         if (flags & RFFDG)
 353                 fdunshare(p1, td);
 354
 355 fail:
 356         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 357             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 358                 PROC_LOCK(p1);
 359                 thread_single_end();
 360                 PROC_UNLOCK(p1);
 361         }
 362         return (error);
 363 }
 364
 365 static void
 366 do_fork(struct thread *td, int flags, struct proc *p2, struct thread *td2,
 367     struct vmspace *vm2, int pdflags)
 368 {
 369         struct proc *p1, *pptr;
 370         int p2_held, trypid;
 371         struct filedesc *fd;
 372         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 373         struct sigacts *newsigacts;
 374
 375         sx_assert(&proctree_lock, SX_SLOCKED);
 376         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 377
 378         p2_held = 0;
 379         p1 = td->td_proc;
 380
 381         /*
 382          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 383          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 384          */
 385         nprocs++;
 386
 387         trypid = fork_findpid(flags);
 388
 389         sx_sunlock(&proctree_lock);
 390
 391         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 392         p2->p_pid = trypid;
 393         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 394         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 395         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 396         tidhash_add(td2);
 397         PROC_LOCK(p2);
 398         PROC_LOCK(p1);
 399
 400         sx_xunlock(&allproc_lock);
 401
 402         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 403             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 404         pargs_hold(p2->p_args);
 405         PROC_UNLOCK(p1);
 406
 407         bzero(&p2->p_startzero,
 408             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 409
 410         p2->p_ucred = crhold(td->td_ucred);
 411
 412         /* Tell the prison that we exist. */
 413         prison_proc_hold(p2->p_ucred->cr_prison);
 414
 415         PROC_UNLOCK(p2);
 416
 417         /*
 418          * Malloc things while we don't hold any locks.
 419          */
 420         if (flags & RFSIGSHARE)
 421                 newsigacts = NULL;
 422         else
 423                 newsigacts = sigacts_alloc();
 424
 425         /*
 426          * Copy filedesc.
 427          */
 428         if (flags & RFCFDG) {
 429                 fd = fdinit(p1->p_fd);
 430                 fdtol = NULL;
 431         } else if (flags & RFFDG) {
 432                 fd = fdcopy(p1->p_fd);
 433                 fdtol = NULL;
 434         } else {
 435                 fd = fdshare(p1->p_fd);
 436                 if (p1->p_fdtol == NULL)
 437                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL, NULL,
 438                             p1->p_leader);
 439                 if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 440                         /*
 441                          * Shared file descriptor table, and shared
 442                          * process leaders.
 443                          */
 444                         fdtol = p1->p_fdtol;
 445                         FILEDESC_XLOCK(p1->p_fd);
 446                         fdtol->fdl_refcount++;
 447                         FILEDESC_XUNLOCK(p1->p_fd);
 448                 } else {
 449                         /*
 450                          * Shared file descriptor table, and different
 451                          * process leaders.
 452                          */
 453                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol,
 454                             p1->p_fd, p2);
 455                 }
 456         }
 457         /*
 458          * Make a proc table entry for the new process.
 459          * Start by zeroing the section of proc that is zero-initialized,
 460          * then copy the section that is copied directly from the parent.
 461          */
 462
 463         PROC_LOCK(p2);
 464         PROC_LOCK(p1);
 465
 466         bzero(&td2->td_startzero,
 467             __rangeof(struct thread, td_startzero, td_endzero));
 468
 469         bcopy(&td->td_startcopy, &td2->td_startcopy,
 470             __rangeof(struct thread, td_startcopy, td_endcopy));
 471
 472         bcopy(&p2->p_comm, &td2->td_name, sizeof(td2->td_name));
 473         td2->td_sigstk = td->td_sigstk;
 474         td2->td_sigmask = td->td_sigmask;
 475         td2->td_flags = TDF_INMEM;
 476         td2->td_lend_user_pri = PRI_MAX;
 477
 478 #ifdef VIMAGE
 479         td2->td_vnet = NULL;
 480         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 481 #endif
 482
 483         /*
 484          * Allow the scheduler to initialize the child.
 485          */
 486         thread_lock(td);
 487         sched_fork(td, td2);
 488         thread_unlock(td);
 489
 490         /*
 491          * Duplicate sub-structures as needed.
 492          * Increase reference counts on shared objects.
 493          */
 494         p2->p_flag = P_INMEM;
 495         p2->p_swtick = ticks;
 496         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 497                 startprofclock(p2);
 498         td2->td_ucred = crhold(p2->p_ucred);
 499
 500         if (flags & RFSIGSHARE) {
 501                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 502         } else {
 503                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 504                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 505         }
 506
 507         if (flags & RFTSIGZMB)
 508                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(flags);
 509         else if (flags & RFLINUXTHPN)
 510                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 511         else
 512                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 513
 514         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 515         p2->p_fd = fd;
 516         p2->p_fdtol = fdtol;
 517
 518         /*
 519          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 520          */
 521         lim_fork(p1, p2);
 522
 523         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 524
 525         PROC_UNLOCK(p1);
 526         PROC_UNLOCK(p2);
 527
 528         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 529         if (p2->p_textvp)
 530                 vref(p2->p_textvp);
 531
 532         /*
 533          * Set up linkage for kernel based threading.
 534          */
 535         if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 536                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 537                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 538                 p1->p_peers = p2;
 539                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 540                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 541                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 542                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 543                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 544                         /*
 545                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 546                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 547                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 548                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 549                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 550                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 551                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 552                          * the task leader may not get a chance to send
 553                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 554                          * the task leader will wait for this new process
 555                          * to commit suicide.
 556                          */
 557                         PROC_LOCK(p2);
 558                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 559                         PROC_UNLOCK(p2);
 560                 } else
 561                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 562         } else {
 563                 p2->p_peers = NULL;
 564                 p2->p_leader = p2;
 565         }
 566
 567         sx_xlock(&proctree_lock);
 568         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 569         PROC_LOCK(p2);
 570         PROC_LOCK(p1);
 571
 572         /*
 573          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 574          * been preserved.
 575          */
 576         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 577         td2->td_pflags |= td->td_pflags & TDP_ALTSTACK;
 578         SESS_LOCK(p1->p_session);
 579         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 580                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 581         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 582         if (flags & RFPPWAIT)
 583                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 584
 585         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 586         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 587         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 588         LIST_INIT(&p2->p_children);
 589         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 590
 591         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 592
 593         /*
 594          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 595          * procfs ioctl flags from its parent.
 596          */
 597         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 598                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 599                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 600         }
 601
 602         /*
 603          * This begins the section where we must prevent the parent
 604          * from being swapped.
 605          */
 606         _PHOLD(p1);
 607         PROC_UNLOCK(p1);
 608
 609         /*
 610          * Attach the new process to its parent.
 611          *
 612          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 613          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 614          * parent.
 615          */
 616         if (flags & RFNOWAIT)
 617                 pptr = initproc;
 618         else
 619                 pptr = p1;
 620         p2->p_pptr = pptr;
 621         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 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, flags);
 637
 638         if (flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 639                 PCPU_INC(cnt.v_forks);
 640                 PCPU_ADD(cnt.v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 641                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 642         } else if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 643                 PCPU_INC(cnt.v_vforks);
 644                 PCPU_ADD(cnt.v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 645                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 646         } else if (p1 == &proc0) {
 647                 PCPU_INC(cnt.v_kthreads);
 648                 PCPU_ADD(cnt.v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 649                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 650         } else {
 651                 PCPU_INC(cnt.v_rforks);
 652                 PCPU_ADD(cnt.v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 653                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 654         }
 655
 656 #ifdef PROCDESC
 657         /*
 658          * Associate the process descriptor with the process before anything
 659          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 660          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 661          */
 662         if (flags & RFPROCDESC)
 663                 procdesc_new(p2, pdflags);
 664 #endif
 665
 666         /*
 667          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 668          * to adjust anything.
 669          */
 670         EVENTHANDLER_INVOKE(process_fork, p1, p2, flags);
 671
 672         /*
 673          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 674          */
 675         PROC_LOCK(p2);
 676         PROC_LOCK(p1);
 677         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 678         PROC_SLOCK(p2);
 679         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 680         PROC_SUNLOCK(p2);
 681
 682 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 683         /*
 684          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process
 685          * if it has registered an interest. We have to do this only after
 686          * p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will use pfind()
 687          * later on.
 688          */
 689         if (dtrace_fasttrap_fork)
 690                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 691 #endif
 692         if ((p1->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) == (P_TRACED |
 693             P_FOLLOWFORK)) {
 694                 /*
 695                  * Arrange for debugger to receive the fork event.
 696                  *
 697                  * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 698                  * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 699                  * for runaway child.
 700                  */
 701                 td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 702                 td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 703                 td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 704                 _PHOLD(p2);
 705                 p2_held = 1;
 706         }
 707         if (flags & RFPPWAIT) {
 708                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 709                 td->td_rfppwait_p = p2;
 710         }
 711         PROC_UNLOCK(p2);
 712         if ((flags & RFSTOPPED) == 0) {
 713                 /*
 714                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 715                  * add to run queue.
 716                  */
 717                 thread_lock(td2);
 718                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 719                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 720                 thread_unlock(td2);
 721         }
 722
 723         /*
 724          * Now can be swapped.
 725          */
 726         _PRELE(p1);
 727         PROC_UNLOCK(p1);
 728
 729         /*
 730          * Tell any interested parties about the new process.
 731          */
 732         knote_fork(&p1->p_klist, p2->p_pid);
 733         SDT_PROBE(proc, kernel, , create, p2, p1, flags, 0, 0);
 734
 735         /*
 736          * Wait until debugger is attached to child.
 737          */
 738         PROC_LOCK(p2);
 739         while ((td2->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) != 0)
 740                 cv_wait(&p2->p_dbgwait, &p2->p_mtx);
 741         if (p2_held)
 742                 _PRELE(p2);
 743         PROC_UNLOCK(p2);
 744 }
 745
 746 int
 747 fork1(struct thread *td, int flags, int pages, struct proc **procp,
 748     int *procdescp, int pdflags)
 749 {
 750         struct proc *p1;
 751         struct proc *newproc;
 752         int ok;
 753         struct thread *td2;
 754         struct vmspace *vm2;
 755         vm_ooffset_t mem_charged;
 756         int error;
 757         static int curfail;
 758         static struct timeval lastfail;
 759 #ifdef PROCDESC
 760         struct file *fp_procdesc = NULL;
 761 #endif
 762
 763         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 764         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 765                 return (EINVAL);
 766
 767         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 768         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 769                 return (EINVAL);
 770
 771         /* Can't copy and clear. */
 772         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 773                 return (EINVAL);
 774
 775         /* Check the validity of the signal number. */
 776         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 777                 return (EINVAL);
 778
 779 #ifdef PROCDESC
 780         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 781                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 782                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 783                         return (EINVAL);
 784
 785                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 786                 if (procdescp == NULL)
 787                         return (EINVAL);
 788         }
 789 #endif
 790
 791         p1 = td->td_proc;
 792
 793         /*
 794          * Here we don't create a new process, but we divorce
 795          * certain parts of a process from itself.
 796          */
 797         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 798                 *procp = NULL;
 799                 return (fork_norfproc(td, flags));
 800         }
 801
 802 #ifdef PROCDESC
 803         /*
 804          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 805          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 806          * later.
 807          */
 808         if (flags & RFPROCDESC) {
 809                 error = falloc(td, &fp_procdesc, procdescp, 0);
 810                 if (error != 0)
 811                         return (error);
 812         }
 813 #endif
 814
 815         mem_charged = 0;
 816         vm2 = NULL;
 817         if (pages == 0)
 818                 pages = KSTACK_PAGES;
 819         /* Allocate new proc. */
 820         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 821         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 822         if (td2 == NULL) {
 823                 td2 = thread_alloc(pages);
 824                 if (td2 == NULL) {
 825                         error = ENOMEM;
 826                         goto fail1;
 827                 }
 828                 proc_linkup(newproc, td2);
 829         } else {
 830                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 831                         if (td2->td_kstack != 0)
 832                                 vm_thread_dispose(td2);
 833                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 834                                 error = ENOMEM;
 835                                 goto fail1;
 836                         }
 837                 }
 838         }
 839
 840         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 841                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 842                 if (vm2 == NULL) {
 843                         error = ENOMEM;
 844                         goto fail1;
 845                 }
 846                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 847                         /*
 848                          * The swap reservation failed. The accounting
 849                          * from the entries of the copied vm2 will be
 850                          * substracted in vmspace_free(), so force the
 851                          * reservation there.
 852                          */
 853                         swap_reserve_force(mem_charged);
 854                         error = ENOMEM;
 855                         goto fail1;
 856                 }
 857         } else
 858                 vm2 = NULL;
 859
 860         /*
 861          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 862          *      per-cred resource counters.
 863          */
 864         newproc->p_ucred = p1->p_ucred;
 865
 866         /*
 867          * Initialize resource accounting for the child process.
 868          */
 869         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 870         if (error != 0) {
 871                 error = EAGAIN;
 872                 goto fail1;
 873         }
 874
 875 #ifdef MAC
 876         mac_proc_init(newproc);
 877 #endif
 878         knlist_init_mtx(&newproc->p_klist, &newproc->p_mtx);
 879         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 880
 881         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 882         sx_slock(&proctree_lock);
 883
 884         /*
 885          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 886          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 887          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 888          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 889          * processes, maxproc is the limit.
 890          */
 891         sx_xlock(&allproc_lock);
 892         if ((nprocs >= maxproc - 10 && priv_check_cred(td->td_ucred,
 893             PRIV_MAXPROC, 0) != 0) || nprocs >= maxproc) {
 894                 error = EAGAIN;
 895                 goto fail;
 896         }
 897
 898         /*
 899          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 900          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 901          *
 902          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 903          */
 904         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
 905         if (error == 0)
 906                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 907         else {
 908                 PROC_LOCK(p1);
 909                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 910                     lim_cur(p1, RLIMIT_NPROC));
 911                 PROC_UNLOCK(p1);
 912         }
 913         if (ok) {
 914                 do_fork(td, flags, newproc, td2, vm2, pdflags);
 915
 916                 /*
 917                  * Return child proc pointer to parent.
 918                  */
 919                 *procp = newproc;
 920 #ifdef PROCDESC
 921                 if (flags & RFPROCDESC)
 922                         procdesc_finit(newproc->p_procdesc, fp_procdesc);
 923 #endif
 924                 racct_proc_fork_done(newproc);
 925                 return (0);
 926         }
 927
 928         error = EAGAIN;
 929 fail:
 930         sx_sunlock(&proctree_lock);
 931         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 932                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u (pid %d); see tuning(7) and login.conf(5)\n",
 933                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 934         sx_xunlock(&allproc_lock);
 935 #ifdef MAC
 936         mac_proc_destroy(newproc);
 937 #endif
 938         racct_proc_exit(newproc);
 939 fail1:
 940         if (vm2 != NULL)
 941                 vmspace_free(vm2);
 942         uma_zfree(proc_zone, newproc);
 943 #ifdef PROCDESC
 944         if (((flags & RFPROCDESC) != 0) && (fp_procdesc != NULL))
 945                 fdrop(fp_procdesc, td);
 946 #endif
 947         pause("fork", hz / 2);
 948         return (error);
 949 }
 950
 951 /*
 952  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
 953  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
 954  */
 955 void
 956 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
 957     struct trapframe *frame)
 958 {
 959         struct proc *p;
 960         struct thread *td;
 961         struct thread *dtd;
 962
 963         td = curthread;
 964         p = td->td_proc;
 965         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
 966
 967         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
 968                 td, td->td_sched, p->p_pid, td->td_name);
 969
 970         sched_fork_exit(td);
 971         /*
 972         * Processes normally resume in mi_switch() after being
 973         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
 974         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
 975         */
 976         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
 977                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
 978                 thread_stash(dtd);
 979         }
 980         thread_unlock(td);
 981
 982         /*
 983          * cpu_set_fork_handler intercepts this function call to
 984          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
 985          * initproc has its own fork handler, but it does return.
 986          */
 987         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
 988         callout(arg, frame);
 989
 990         /*
 991          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
 992          * function.
 993          */
 994         if (p->p_flag & P_KTHREAD) {
 995                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
 996                     td->td_name, p->p_pid);
 997                 kproc_exit(0);
 998         }
 999         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1000
1001         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1002                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1007  * directly into user mode.  Giant is not held on entry, and must not
1008  * be held on return.  This function is passed in to fork_exit() as the
1009  * first parameter and is called when returning to a new userland process.
1010  */
1011 void
1012 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1013 {
1014         struct proc *p, *dbg;
1015
1016         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1017                 p = td->td_proc;
1018                 sx_xlock(&proctree_lock);
1019                 PROC_LOCK(p);
1020                 if ((p->p_pptr->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) ==
1021                     (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) {
1022                         /*
1023                          * If debugger still wants auto-attach for the
1024                          * parent's children, do it now.
1025                          */
1026                         dbg = p->p_pptr->p_pptr;
1027                         p->p_flag |= P_TRACED;
1028                         p->p_oppid = p->p_pptr->p_pid;
1029                         proc_reparent(p, dbg);
1030                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1031                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD;
1032                         ptracestop(td, SIGSTOP);
1033                         td->td_dbgflags &= ~TDB_CHILD;
1034                 } else {
1035                         /*
1036                          * ... otherwise clear the request.
1037                          */
1038                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1039                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1040                         cv_broadcast(&p->p_dbgwait);
1041                 }
1042                 PROC_UNLOCK(p);
1043         }
1044
1045         userret(td, frame);
1046
1047 #ifdef KTRACE
1048         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1049                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1050 #endif
1051         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1052 }