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/ptrace.h>
  63 #include <sys/racct.h>
  64 #include <sys/resourcevar.h>
  65 #include <sys/sched.h>
  66 #include <sys/syscall.h>
  67 #include <sys/vmmeter.h>
  68 #include <sys/vnode.h>
  69 #include <sys/acct.h>
  70 #include <sys/ktr.h>
  71 #include <sys/ktrace.h>
  72 #include <sys/unistd.h>
  73 #include <sys/sdt.h>
  74 #include <sys/sx.h>
  75 #include <sys/sysent.h>
  76 #include <sys/signalvar.h>
  77
  78 #include <security/audit/audit.h>
  79 #include <security/mac/mac_framework.h>
  80
  81 #include <vm/vm.h>
  82 #include <vm/pmap.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_extern.h>
  85 #include <vm/uma.h>
  86
  87 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  88 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  89 dtrace_fork_func_t      dtrace_fasttrap_fork;
  90 #endif
  91
  92 SDT_PROVIDER_DECLARE(proc);
  93 SDT_PROBE_DEFINE3(proc, kernel, , create, "struct proc *",
  94     "struct proc *", "int");
  95
  96 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  97 struct fork_args {
  98         int     dummy;
  99 };
 100 #endif
 101
 102 /* ARGSUSED */
 103 int
 104 sys_fork(struct thread *td, struct fork_args *uap)
 105 {
 106         int error;
 107         struct proc *p2;
 108
 109         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC, 0, &p2, NULL, 0);
 110         if (error == 0) {
 111                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 112                 td->td_retval[1] = 0;
 113         }
 114         return (error);
 115 }
 116
 117 /* ARGUSED */
 118 int
 119 sys_pdfork(td, uap)
 120         struct thread *td;
 121         struct pdfork_args *uap;
 122 {
 123 #ifdef PROCDESC
 124         int error, fd;
 125         struct proc *p2;
 126
 127         /*
 128          * It is necessary to return fd by reference because 0 is a valid file
 129          * descriptor number, and the child needs to be able to distinguish
 130          * itself from the parent using the return value.
 131          */
 132         error = fork1(td, RFFDG | RFPROC | RFPROCDESC, 0, &p2,
 133             &fd, uap->flags);
 134         if (error == 0) {
 135                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 136                 td->td_retval[1] = 0;
 137                 error = copyout(&fd, uap->fdp, sizeof(fd));
 138         }
 139         return (error);
 140 #else
 141         return (ENOSYS);
 142 #endif
 143 }
 144
 145 /* ARGSUSED */
 146 int
 147 sys_vfork(struct thread *td, struct vfork_args *uap)
 148 {
 149         int error, flags;
 150         struct proc *p2;
 151
 152 #ifdef XEN
 153         flags = RFFDG | RFPROC; /* validate that this is still an issue */
 154 #else
 155         flags = RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM;
 156 #endif
 157         error = fork1(td, flags, 0, &p2, NULL, 0);
 158         if (error == 0) {
 159                 td->td_retval[0] = p2->p_pid;
 160                 td->td_retval[1] = 0;
 161         }
 162         return (error);
 163 }
 164
 165 int
 166 sys_rfork(struct thread *td, struct rfork_args *uap)
 167 {
 168         struct proc *p2;
 169         int error;
 170
 171         /* Don't allow kernel-only flags. */
 172         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 173                 return (EINVAL);
 174
 175         AUDIT_ARG_FFLAGS(uap->flags);
 176         error = fork1(td, uap->flags, 0, &p2, NULL, 0);
 177         if (error == 0) {
 178                 td->td_retval[0] = p2 ? p2->p_pid : 0;
 179                 td->td_retval[1] = 0;
 180         }
 181         return (error);
 182 }
 183
 184 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 185 int     lastpid = 0;
 186 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, lastpid, CTLFLAG_RD, &lastpid, 0,
 187     "Last used PID");
 188
 189 /*
 190  * Random component to lastpid generation.  We mix in a random factor to make
 191  * it a little harder to predict.  We sanity check the modulus value to avoid
 192  * doing it in critical paths.  Don't let it be too small or we pointlessly
 193  * waste randomness entropy, and don't let it be impossibly large.  Using a
 194  * modulus that is too big causes a LOT more process table scans and slows
 195  * down fork processing as the pidchecked caching is defeated.
 196  */
 197 static int randompid = 0;
 198
 199 static int
 200 sysctl_kern_randompid(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 201 {
 202         int error, pid;
 203
 204         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
 205         if (error != 0)
 206                 return(error);
 207         sx_xlock(&allproc_lock);
 208         pid = randompid;
 209         error = sysctl_handle_int(oidp, &pid, 0, req);
 210         if (error == 0 && req->newptr != NULL) {
 211                 if (pid < 0 || pid > pid_max - 100)     /* out of range */
 212                         pid = pid_max - 100;
 213                 else if (pid < 2)                       /* NOP */
 214                         pid = 0;
 215                 else if (pid < 100)                     /* Make it reasonable */
 216                         pid = 100;
 217                 randompid = pid;
 218         }
 219         sx_xunlock(&allproc_lock);
 220         return (error);
 221 }
 222
 223 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, randompid, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 224     0, 0, sysctl_kern_randompid, "I", "Random PID modulus");
 225
 226 static int
 227 fork_findpid(int flags)
 228 {
 229         struct proc *p;
 230         int trypid;
 231         static int pidchecked = 0;
 232
 233         /*
 234          * Requires allproc_lock in order to iterate over the list
 235          * of processes, and proctree_lock to access p_pgrp.
 236          */
 237         sx_assert(&allproc_lock, SX_LOCKED);
 238         sx_assert(&proctree_lock, SX_LOCKED);
 239
 240         /*
 241          * Find an unused process ID.  We remember a range of unused IDs
 242          * ready to use (from lastpid+1 through pidchecked-1).
 243          *
 244          * If RFHIGHPID is set (used during system boot), do not allocate
 245          * low-numbered pids.
 246          */
 247         trypid = lastpid + 1;
 248         if (flags & RFHIGHPID) {
 249                 if (trypid < 10)
 250                         trypid = 10;
 251         } else {
 252                 if (randompid)
 253                         trypid += arc4random() % randompid;
 254         }
 255 retry:
 256         /*
 257          * If the process ID prototype has wrapped around,
 258          * restart somewhat above 0, as the low-numbered procs
 259          * tend to include daemons that don't exit.
 260          */
 261         if (trypid >= pid_max) {
 262                 trypid = trypid % pid_max;
 263                 if (trypid < 100)
 264                         trypid += 100;
 265                 pidchecked = 0;
 266         }
 267         if (trypid >= pidchecked) {
 268                 int doingzomb = 0;
 269
 270                 pidchecked = PID_MAX;
 271                 /*
 272                  * Scan the active and zombie procs to check whether this pid
 273                  * is in use.  Remember the lowest pid that's greater
 274                  * than trypid, so we can avoid checking for a while.
 275                  */
 276                 p = LIST_FIRST(&allproc);
 277 again:
 278                 for (; p != NULL; p = LIST_NEXT(p, p_list)) {
 279                         while (p->p_pid == trypid ||
 280                             (p->p_pgrp != NULL &&
 281                             (p->p_pgrp->pg_id == trypid ||
 282                             (p->p_session != NULL &&
 283                             p->p_session->s_sid == trypid)))) {
 284                                 trypid++;
 285                                 if (trypid >= pidchecked)
 286                                         goto retry;
 287                         }
 288                         if (p->p_pid > trypid && pidchecked > p->p_pid)
 289                                 pidchecked = p->p_pid;
 290                         if (p->p_pgrp != NULL) {
 291                                 if (p->p_pgrp->pg_id > trypid &&
 292                                     pidchecked > p->p_pgrp->pg_id)
 293                                         pidchecked = p->p_pgrp->pg_id;
 294                                 if (p->p_session != NULL &&
 295                                     p->p_session->s_sid > trypid &&
 296                                     pidchecked > p->p_session->s_sid)
 297                                         pidchecked = p->p_session->s_sid;
 298                         }
 299                 }
 300                 if (!doingzomb) {
 301                         doingzomb = 1;
 302                         p = LIST_FIRST(&zombproc);
 303                         goto again;
 304                 }
 305         }
 306
 307         /*
 308          * RFHIGHPID does not mess with the lastpid counter during boot.
 309          */
 310         if (flags & RFHIGHPID)
 311                 pidchecked = 0;
 312         else
 313                 lastpid = trypid;
 314
 315         return (trypid);
 316 }
 317
 318 static int
 319 fork_norfproc(struct thread *td, int flags)
 320 {
 321         int error;
 322         struct proc *p1;
 323
 324         KASSERT((flags & RFPROC) == 0,
 325             ("fork_norfproc called with RFPROC set"));
 326         p1 = td->td_proc;
 327
 328         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 329             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 330                 PROC_LOCK(p1);
 331                 if (thread_single(SINGLE_BOUNDARY)) {
 332                         PROC_UNLOCK(p1);
 333                         return (ERESTART);
 334                 }
 335                 PROC_UNLOCK(p1);
 336         }
 337
 338         error = vm_forkproc(td, NULL, NULL, NULL, flags);
 339         if (error)
 340                 goto fail;
 341
 342         /*
 343          * Close all file descriptors.
 344          */
 345         if (flags & RFCFDG) {
 346                 struct filedesc *fdtmp;
 347                 fdtmp = fdinit(td->td_proc->p_fd);
 348                 fdfree(td);
 349                 p1->p_fd = fdtmp;
 350         }
 351
 352         /*
 353          * Unshare file descriptors (from parent).
 354          */
 355         if (flags & RFFDG)
 356                 fdunshare(p1, td);
 357
 358 fail:
 359         if (((p1->p_flag & (P_HADTHREADS|P_SYSTEM)) == P_HADTHREADS) &&
 360             (flags & (RFCFDG | RFFDG))) {
 361                 PROC_LOCK(p1);
 362                 thread_single_end();
 363                 PROC_UNLOCK(p1);
 364         }
 365         return (error);
 366 }
 367
 368 static void
 369 do_fork(struct thread *td, int flags, struct proc *p2, struct thread *td2,
 370     struct vmspace *vm2, int pdflags)
 371 {
 372         struct proc *p1, *pptr;
 373         int p2_held, trypid;
 374         struct filedesc *fd;
 375         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 376         struct sigacts *newsigacts;
 377
 378         sx_assert(&proctree_lock, SX_SLOCKED);
 379         sx_assert(&allproc_lock, SX_XLOCKED);
 380
 381         p2_held = 0;
 382         p1 = td->td_proc;
 383
 384         /*
 385          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 386          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 387          */
 388         nprocs++;
 389
 390         trypid = fork_findpid(flags);
 391
 392         sx_sunlock(&proctree_lock);
 393
 394         p2->p_state = PRS_NEW;          /* protect against others */
 395         p2->p_pid = trypid;
 396         AUDIT_ARG_PID(p2->p_pid);
 397         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p2, p_list);
 398         LIST_INSERT_HEAD(PIDHASH(p2->p_pid), p2, p_hash);
 399         tidhash_add(td2);
 400         PROC_LOCK(p2);
 401         PROC_LOCK(p1);
 402
 403         sx_xunlock(&allproc_lock);
 404
 405         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 406             __rangeof(struct proc, p_startcopy, p_endcopy));
 407         pargs_hold(p2->p_args);
 408         PROC_UNLOCK(p1);
 409
 410         bzero(&p2->p_startzero,
 411             __rangeof(struct proc, p_startzero, p_endzero));
 412         p2->p_treeflag = 0;
 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         td2->td_dbg_sc_code = td->td_dbg_sc_code;
 482         td2->td_dbg_sc_narg = td->td_dbg_sc_narg;
 483
 484 #ifdef VIMAGE
 485         td2->td_vnet = NULL;
 486         td2->td_vnet_lpush = NULL;
 487 #endif
 488
 489         /*
 490          * Allow the scheduler to initialize the child.
 491          */
 492         thread_lock(td);
 493         sched_fork(td, td2);
 494         thread_unlock(td);
 495
 496         /*
 497          * Duplicate sub-structures as needed.
 498          * Increase reference counts on shared objects.
 499          */
 500         p2->p_flag = P_INMEM;
 501         p2->p_flag2 = 0;
 502         p2->p_swtick = ticks;
 503         if (p1->p_flag & P_PROFIL)
 504                 startprofclock(p2);
 505         td2->td_ucred = crhold(p2->p_ucred);
 506
 507         if (flags & RFSIGSHARE) {
 508                 p2->p_sigacts = sigacts_hold(p1->p_sigacts);
 509         } else {
 510                 sigacts_copy(newsigacts, p1->p_sigacts);
 511                 p2->p_sigacts = newsigacts;
 512         }
 513
 514         if (flags & RFTSIGZMB)
 515                 p2->p_sigparent = RFTSIGNUM(flags);
 516         else if (flags & RFLINUXTHPN)
 517                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 518         else
 519                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 520
 521         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 522         p2->p_fd = fd;
 523         p2->p_fdtol = fdtol;
 524
 525         if (p1->p_flag2 & P2_INHERIT_PROTECTED) {
 526                 p2->p_flag |= P_PROTECTED;
 527                 p2->p_flag2 |= P2_INHERIT_PROTECTED;
 528         }
 529
 530         /*
 531          * p_limit is copy-on-write.  Bump its refcount.
 532          */
 533         lim_fork(p1, p2);
 534
 535         pstats_fork(p1->p_stats, p2->p_stats);
 536
 537         PROC_UNLOCK(p1);
 538         PROC_UNLOCK(p2);
 539
 540         /* Bump references to the text vnode (for procfs). */
 541         if (p2->p_textvp)
 542                 vref(p2->p_textvp);
 543
 544         /*
 545          * Set up linkage for kernel based threading.
 546          */
 547         if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 548                 mtx_lock(&ppeers_lock);
 549                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 550                 p1->p_peers = p2;
 551                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 552                 mtx_unlock(&ppeers_lock);
 553                 PROC_LOCK(p1->p_leader);
 554                 if ((p1->p_leader->p_flag & P_WEXIT) != 0) {
 555                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 556                         /*
 557                          * The task leader is exiting, so process p1 is
 558                          * going to be killed shortly.  Since p1 obviously
 559                          * isn't dead yet, we know that the leader is either
 560                          * sending SIGKILL's to all the processes in this
 561                          * task or is sleeping waiting for all the peers to
 562                          * exit.  We let p1 complete the fork, but we need
 563                          * to go ahead and kill the new process p2 since
 564                          * the task leader may not get a chance to send
 565                          * SIGKILL to it.  We leave it on the list so that
 566                          * the task leader will wait for this new process
 567                          * to commit suicide.
 568                          */
 569                         PROC_LOCK(p2);
 570                         kern_psignal(p2, SIGKILL);
 571                         PROC_UNLOCK(p2);
 572                 } else
 573                         PROC_UNLOCK(p1->p_leader);
 574         } else {
 575                 p2->p_peers = NULL;
 576                 p2->p_leader = p2;
 577         }
 578
 579         sx_xlock(&proctree_lock);
 580         PGRP_LOCK(p1->p_pgrp);
 581         PROC_LOCK(p2);
 582         PROC_LOCK(p1);
 583
 584         /*
 585          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 586          * been preserved.
 587          */
 588         p2->p_flag |= p1->p_flag & P_SUGID;
 589         td2->td_pflags |= td->td_pflags & TDP_ALTSTACK;
 590         SESS_LOCK(p1->p_session);
 591         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && p1->p_flag & P_CONTROLT)
 592                 p2->p_flag |= P_CONTROLT;
 593         SESS_UNLOCK(p1->p_session);
 594         if (flags & RFPPWAIT)
 595                 p2->p_flag |= P_PPWAIT;
 596
 597         p2->p_pgrp = p1->p_pgrp;
 598         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 599         PGRP_UNLOCK(p1->p_pgrp);
 600         LIST_INIT(&p2->p_children);
 601         LIST_INIT(&p2->p_orphans);
 602
 603         callout_init_mtx(&p2->p_itcallout, &p2->p_mtx, 0);
 604
 605         /*
 606          * If PF_FORK is set, the child process inherits the
 607          * procfs ioctl flags from its parent.
 608          */
 609         if (p1->p_pfsflags & PF_FORK) {
 610                 p2->p_stops = p1->p_stops;
 611                 p2->p_pfsflags = p1->p_pfsflags;
 612         }
 613
 614         /*
 615          * This begins the section where we must prevent the parent
 616          * from being swapped.
 617          */
 618         _PHOLD(p1);
 619         PROC_UNLOCK(p1);
 620
 621         /*
 622          * Attach the new process to its parent.
 623          *
 624          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 625          * of init.  This effectively disassociates the child from the
 626          * parent.
 627          */
 628         if (flags & RFNOWAIT)
 629                 pptr = initproc;
 630         else
 631                 pptr = p1;
 632         p2->p_pptr = pptr;
 633         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 634         sx_xunlock(&proctree_lock);
 635
 636         /* Inform accounting that we have forked. */
 637         p2->p_acflag = AFORK;
 638         PROC_UNLOCK(p2);
 639
 640 #ifdef KTRACE
 641         ktrprocfork(p1, p2);
 642 #endif
 643
 644         /*
 645          * Finish creating the child process.  It will return via a different
 646          * execution path later.  (ie: directly into user mode)
 647          */
 648         vm_forkproc(td, p2, td2, vm2, flags);
 649
 650         if (flags == (RFFDG | RFPROC)) {
 651                 PCPU_INC(cnt.v_forks);
 652                 PCPU_ADD(cnt.v_forkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 653                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 654         } else if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM)) {
 655                 PCPU_INC(cnt.v_vforks);
 656                 PCPU_ADD(cnt.v_vforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 657                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 658         } else if (p1 == &proc0) {
 659                 PCPU_INC(cnt.v_kthreads);
 660                 PCPU_ADD(cnt.v_kthreadpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 661                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 662         } else {
 663                 PCPU_INC(cnt.v_rforks);
 664                 PCPU_ADD(cnt.v_rforkpages, p2->p_vmspace->vm_dsize +
 665                     p2->p_vmspace->vm_ssize);
 666         }
 667
 668 #ifdef PROCDESC
 669         /*
 670          * Associate the process descriptor with the process before anything
 671          * can happen that might cause that process to need the descriptor.
 672          * However, don't do this until after fork(2) can no longer fail.
 673          */
 674         if (flags & RFPROCDESC)
 675                 procdesc_new(p2, pdflags);
 676 #endif
 677
 678         /*
 679          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 680          * to adjust anything.
 681          */
 682         EVENTHANDLER_INVOKE(process_fork, p1, p2, flags);
 683
 684         /*
 685          * Set the child start time and mark the process as being complete.
 686          */
 687         PROC_LOCK(p2);
 688         PROC_LOCK(p1);
 689         microuptime(&p2->p_stats->p_start);
 690         PROC_SLOCK(p2);
 691         p2->p_state = PRS_NORMAL;
 692         PROC_SUNLOCK(p2);
 693
 694 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 695         /*
 696          * Tell the DTrace fasttrap provider about the new process so that any
 697          * tracepoints inherited from the parent can be removed. We have to do
 698          * this only after p_state is PRS_NORMAL since the fasttrap module will
 699          * use pfind() later on.
 700          */
 701         if ((flags & RFMEM) == 0 && dtrace_fasttrap_fork)
 702                 dtrace_fasttrap_fork(p1, p2);
 703 #endif
 704         if ((p1->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) == (P_TRACED |
 705             P_FOLLOWFORK)) {
 706                 /*
 707                  * Arrange for debugger to receive the fork event.
 708                  *
 709                  * We can report PL_FLAG_FORKED regardless of
 710                  * P_FOLLOWFORK settings, but it does not make a sense
 711                  * for runaway child.
 712                  */
 713                 td->td_dbgflags |= TDB_FORK;
 714                 td->td_dbg_forked = p2->p_pid;
 715                 td2->td_dbgflags |= TDB_STOPATFORK;
 716                 _PHOLD(p2);
 717                 p2_held = 1;
 718         }
 719         if (flags & RFPPWAIT) {
 720                 td->td_pflags |= TDP_RFPPWAIT;
 721                 td->td_rfppwait_p = p2;
 722         }
 723         PROC_UNLOCK(p2);
 724         if ((flags & RFSTOPPED) == 0) {
 725                 /*
 726                  * If RFSTOPPED not requested, make child runnable and
 727                  * add to run queue.
 728                  */
 729                 thread_lock(td2);
 730                 TD_SET_CAN_RUN(td2);
 731                 sched_add(td2, SRQ_BORING);
 732                 thread_unlock(td2);
 733         }
 734
 735         /*
 736          * Now can be swapped.
 737          */
 738         _PRELE(p1);
 739         PROC_UNLOCK(p1);
 740
 741         /*
 742          * Tell any interested parties about the new process.
 743          */
 744         knote_fork(&p1->p_klist, p2->p_pid);
 745         SDT_PROBE3(proc, kernel, , create, p2, p1, flags);
 746
 747         /*
 748          * Wait until debugger is attached to child.
 749          */
 750         PROC_LOCK(p2);
 751         while ((td2->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) != 0)
 752                 cv_wait(&p2->p_dbgwait, &p2->p_mtx);
 753         if (p2_held)
 754                 _PRELE(p2);
 755         PROC_UNLOCK(p2);
 756 }
 757
 758 int
 759 fork1(struct thread *td, int flags, int pages, struct proc **procp,
 760     int *procdescp, int pdflags)
 761 {
 762         struct proc *p1;
 763         struct proc *newproc;
 764         int ok;
 765         struct thread *td2;
 766         struct vmspace *vm2;
 767         vm_ooffset_t mem_charged;
 768         int error;
 769         static int curfail;
 770         static struct timeval lastfail;
 771 #ifdef PROCDESC
 772         struct file *fp_procdesc = NULL;
 773 #endif
 774
 775         /* Check for the undefined or unimplemented flags. */
 776         if ((flags & ~(RFFLAGS | RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK))) != 0)
 777                 return (EINVAL);
 778
 779         /* Signal value requires RFTSIGZMB. */
 780         if ((flags & RFTSIGFLAGS(RFTSIGMASK)) != 0 && (flags & RFTSIGZMB) == 0)
 781                 return (EINVAL);
 782
 783         /* Can't copy and clear. */
 784         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 785                 return (EINVAL);
 786
 787         /* Check the validity of the signal number. */
 788         if ((flags & RFTSIGZMB) != 0 && (u_int)RFTSIGNUM(flags) > _SIG_MAXSIG)
 789                 return (EINVAL);
 790
 791 #ifdef PROCDESC
 792         if ((flags & RFPROCDESC) != 0) {
 793                 /* Can't not create a process yet get a process descriptor. */
 794                 if ((flags & RFPROC) == 0)
 795                         return (EINVAL);
 796
 797                 /* Must provide a place to put a procdesc if creating one. */
 798                 if (procdescp == NULL)
 799                         return (EINVAL);
 800         }
 801 #endif
 802
 803         p1 = td->td_proc;
 804
 805         /*
 806          * Here we don't create a new process, but we divorce
 807          * certain parts of a process from itself.
 808          */
 809         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 810                 *procp = NULL;
 811                 return (fork_norfproc(td, flags));
 812         }
 813
 814 #ifdef PROCDESC
 815         /*
 816          * If required, create a process descriptor in the parent first; we
 817          * will abandon it if something goes wrong. We don't finit() until
 818          * later.
 819          */
 820         if (flags & RFPROCDESC) {
 821                 error = falloc(td, &fp_procdesc, procdescp, 0);
 822                 if (error != 0)
 823                         return (error);
 824         }
 825 #endif
 826
 827         mem_charged = 0;
 828         vm2 = NULL;
 829         if (pages == 0)
 830                 pages = KSTACK_PAGES;
 831         /* Allocate new proc. */
 832         newproc = uma_zalloc(proc_zone, M_WAITOK);
 833         td2 = FIRST_THREAD_IN_PROC(newproc);
 834         if (td2 == NULL) {
 835                 td2 = thread_alloc(pages);
 836                 if (td2 == NULL) {
 837                         error = ENOMEM;
 838                         goto fail1;
 839                 }
 840                 proc_linkup(newproc, td2);
 841         } else {
 842                 if (td2->td_kstack == 0 || td2->td_kstack_pages != pages) {
 843                         if (td2->td_kstack != 0)
 844                                 vm_thread_dispose(td2);
 845                         if (!thread_alloc_stack(td2, pages)) {
 846                                 error = ENOMEM;
 847                                 goto fail1;
 848                         }
 849                 }
 850         }
 851
 852         if ((flags & RFMEM) == 0) {
 853                 vm2 = vmspace_fork(p1->p_vmspace, &mem_charged);
 854                 if (vm2 == NULL) {
 855                         error = ENOMEM;
 856                         goto fail1;
 857                 }
 858                 if (!swap_reserve(mem_charged)) {
 859                         /*
 860                          * The swap reservation failed. The accounting
 861                          * from the entries of the copied vm2 will be
 862                          * substracted in vmspace_free(), so force the
 863                          * reservation there.
 864                          */
 865                         swap_reserve_force(mem_charged);
 866                         error = ENOMEM;
 867                         goto fail1;
 868                 }
 869         } else
 870                 vm2 = NULL;
 871
 872         /*
 873          * XXX: This is ugly; when we copy resource usage, we need to bump
 874          *      per-cred resource counters.
 875          */
 876         newproc->p_ucred = p1->p_ucred;
 877
 878         /*
 879          * Initialize resource accounting for the child process.
 880          */
 881         error = racct_proc_fork(p1, newproc);
 882         if (error != 0) {
 883                 error = EAGAIN;
 884                 goto fail1;
 885         }
 886
 887 #ifdef MAC
 888         mac_proc_init(newproc);
 889 #endif
 890         knlist_init_mtx(&newproc->p_klist, &newproc->p_mtx);
 891         STAILQ_INIT(&newproc->p_ktr);
 892
 893         /* We have to lock the process tree while we look for a pid. */
 894         sx_slock(&proctree_lock);
 895
 896         /*
 897          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 898          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 899          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 900          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 901          * processes, maxproc is the limit.
 902          */
 903         sx_xlock(&allproc_lock);
 904         if ((nprocs >= maxproc - 10 && priv_check_cred(td->td_ucred,
 905             PRIV_MAXPROC, 0) != 0) || nprocs >= maxproc) {
 906                 error = EAGAIN;
 907                 goto fail;
 908         }
 909
 910         /*
 911          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 912          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 913          *
 914          * XXXRW: Can we avoid privilege here if it's not needed?
 915          */
 916         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_PROC_LIMIT, 0);
 917         if (error == 0)
 918                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1, 0);
 919         else {
 920                 PROC_LOCK(p1);
 921                 ok = chgproccnt(td->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 922                     lim_cur(p1, RLIMIT_NPROC));
 923                 PROC_UNLOCK(p1);
 924         }
 925         if (ok) {
 926                 do_fork(td, flags, newproc, td2, vm2, pdflags);
 927
 928                 /*
 929                  * Return child proc pointer to parent.
 930                  */
 931                 *procp = newproc;
 932 #ifdef PROCDESC
 933                 if (flags & RFPROCDESC)
 934                         procdesc_finit(newproc->p_procdesc, fp_procdesc);
 935 #endif
 936                 racct_proc_fork_done(newproc);
 937                 return (0);
 938         }
 939
 940         error = EAGAIN;
 941 fail:
 942         sx_sunlock(&proctree_lock);
 943         if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 944                 printf("maxproc limit exceeded by uid %u (pid %d); see tuning(7) and login.conf(5)\n",
 945                     td->td_ucred->cr_ruid, p1->p_pid);
 946         sx_xunlock(&allproc_lock);
 947 #ifdef MAC
 948         mac_proc_destroy(newproc);
 949 #endif
 950         racct_proc_exit(newproc);
 951 fail1:
 952         if (vm2 != NULL)
 953                 vmspace_free(vm2);
 954         uma_zfree(proc_zone, newproc);
 955 #ifdef PROCDESC
 956         if (((flags & RFPROCDESC) != 0) && (fp_procdesc != NULL))
 957                 fdrop(fp_procdesc, td);
 958 #endif
 959         pause("fork", hz / 2);
 960         return (error);
 961 }
 962
 963 /*
 964  * Handle the return of a child process from fork1().  This function
 965  * is called from the MD fork_trampoline() entry point.
 966  */
 967 void
 968 fork_exit(void (*callout)(void *, struct trapframe *), void *arg,
 969     struct trapframe *frame)
 970 {
 971         struct proc *p;
 972         struct thread *td;
 973         struct thread *dtd;
 974
 975         td = curthread;
 976         p = td->td_proc;
 977         KASSERT(p->p_state == PRS_NORMAL, ("executing process is still new"));
 978
 979         CTR4(KTR_PROC, "fork_exit: new thread %p (td_sched %p, pid %d, %s)",
 980                 td, td->td_sched, p->p_pid, td->td_name);
 981
 982         sched_fork_exit(td);
 983         /*
 984         * Processes normally resume in mi_switch() after being
 985         * cpu_switch()'ed to, but when children start up they arrive here
 986         * instead, so we must do much the same things as mi_switch() would.
 987         */
 988         if ((dtd = PCPU_GET(deadthread))) {
 989                 PCPU_SET(deadthread, NULL);
 990                 thread_stash(dtd);
 991         }
 992         thread_unlock(td);
 993
 994         /*
 995          * cpu_set_fork_handler intercepts this function call to
 996          * have this call a non-return function to stay in kernel mode.
 997          * initproc has its own fork handler, but it does return.
 998          */
 999         KASSERT(callout != NULL, ("NULL callout in fork_exit"));
1000         callout(arg, frame);
1001
1002         /*
1003          * Check if a kernel thread misbehaved and returned from its main
1004          * function.
1005          */
1006         if (p->p_flag & P_KTHREAD) {
1007                 printf("Kernel thread \"%s\" (pid %d) exited prematurely.\n",
1008                     td->td_name, p->p_pid);
1009                 kthread_exit();
1010         }
1011         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1012
1013         if (p->p_sysent->sv_schedtail != NULL)
1014                 (p->p_sysent->sv_schedtail)(td);
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1019  * directly into user mode.  Giant is not held on entry, and must not
1020  * be held on return.  This function is passed in to fork_exit() as the
1021  * first parameter and is called when returning to a new userland process.
1022  */
1023 void
1024 fork_return(struct thread *td, struct trapframe *frame)
1025 {
1026         struct proc *p, *dbg;
1027
1028         p = td->td_proc;
1029         if (td->td_dbgflags & TDB_STOPATFORK) {
1030                 sx_xlock(&proctree_lock);
1031                 PROC_LOCK(p);
1032                 if ((p->p_pptr->p_flag & (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) ==
1033                     (P_TRACED | P_FOLLOWFORK)) {
1034                         /*
1035                          * If debugger still wants auto-attach for the
1036                          * parent's children, do it now.
1037                          */
1038                         dbg = p->p_pptr->p_pptr;
1039                         p->p_flag |= P_TRACED;
1040                         p->p_oppid = p->p_pptr->p_pid;
1041                         CTR2(KTR_PTRACE,
1042                     "fork_return: attaching to new child pid %d: oppid %d",
1043                             p->p_pid, p->p_oppid);
1044                         proc_reparent(p, dbg);
1045                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1046                         td->td_dbgflags |= TDB_CHILD | TDB_SCX;
1047                         ptracestop(td, SIGSTOP);
1048                         td->td_dbgflags &= ~(TDB_CHILD | TDB_SCX);
1049                 } else {
1050                         /*
1051                          * ... otherwise clear the request.
1052                          */
1053                         sx_xunlock(&proctree_lock);
1054                         td->td_dbgflags &= ~TDB_STOPATFORK;
1055                         cv_broadcast(&p->p_dbgwait);
1056                 }
1057                 PROC_UNLOCK(p);
1058         } else if (p->p_flag & P_TRACED) {
1059                 /*
1060                  * This is the start of a new thread in a traced
1061                  * process.  Report a system call exit event.
1062                  */
1063                 PROC_LOCK(p);
1064                 td->td_dbgflags |= TDB_SCX;
1065                 _STOPEVENT(p, S_SCX, td->td_dbg_sc_code);
1066                 if ((p->p_stops & S_PT_SCX) != 0)
1067                         ptracestop(td, SIGTRAP);
1068                 td->td_dbgflags &= ~TDB_SCX;
1069                 PROC_UNLOCK(p);
1070         }
1071
1072         userret(td, frame);
1073
1074 #ifdef KTRACE
1075         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1076                 ktrsysret(SYS_fork, 0, 0);
1077 #endif
1078         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1079 }