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  * 3. 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  * $FreeBSD: src/sys/kern/kern_fork.c,v 1.72.2.14 2003/06/26 04:15:10 silby Exp $
  36  */
  37
  38 #include "opt_ktrace.h"
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/systm.h>
  42 #include <sys/sysproto.h>
  43 #include <sys/filedesc.h>
  44 #include <sys/kernel.h>
  45 #include <sys/sysctl.h>
  46 #include <sys/malloc.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/resourcevar.h>
  49 #include <sys/vnode.h>
  50 #include <sys/acct.h>
  51 #include <sys/ktrace.h>
  52 #include <sys/unistd.h>
  53 #include <sys/jail.h>
  54
  55 #include <vm/vm.h>
  56 #include <sys/lock.h>
  57 #include <vm/pmap.h>
  58 #include <vm/vm_map.h>
  59 #include <vm/vm_extern.h>
  60
  61 #include <sys/vmmeter.h>
  62 #include <sys/refcount.h>
  63 #include <sys/thread2.h>
  64 #include <sys/signal2.h>
  65 #include <sys/spinlock2.h>
  66
  67 #include <sys/dsched.h>
  68
  69 static MALLOC_DEFINE(M_ATFORK, "atfork", "atfork callback");
  70 static MALLOC_DEFINE(M_REAPER, "reaper", "process reapers");
  71
  72 /*
  73  * These are the stuctures used to create a callout list for things to do
  74  * when forking a process
  75  */
  76 struct forklist {
  77         forklist_fn function;
  78         TAILQ_ENTRY(forklist) next;
  79 };
  80
  81 TAILQ_HEAD(forklist_head, forklist);
  82 static struct forklist_head fork_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(fork_list);
  83
  84 static struct lwp *lwp_fork(struct lwp *, struct proc *, int flags);
  85
  86 int forksleep; /* Place for fork1() to sleep on. */
  87
  88 /*
  89  * Red-Black tree support for LWPs
  90  */
  91
  92 static int
  93 rb_lwp_compare(struct lwp *lp1, struct lwp *lp2)
  94 {
  95         if (lp1->lwp_tid < lp2->lwp_tid)
  96                 return(-1);
  97         if (lp1->lwp_tid > lp2->lwp_tid)
  98                 return(1);
  99         return(0);
 100 }
 101
 102 RB_GENERATE2(lwp_rb_tree, lwp, u.lwp_rbnode, rb_lwp_compare, lwpid_t, lwp_tid);
 103
 104 /*
 105  * fork() system call
 106  */
 107 int
 108 sys_fork(struct fork_args *uap)
 109 {
 110         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 111         struct proc *p2;
 112         int error;
 113
 114         error = fork1(lp, RFFDG | RFPROC | RFPGLOCK, &p2);
 115         if (error == 0) {
 116                 PHOLD(p2);
 117                 start_forked_proc(lp, p2);
 118                 uap->sysmsg_fds[0] = p2->p_pid;
 119                 uap->sysmsg_fds[1] = 0;
 120                 PRELE(p2);
 121         }
 122         return error;
 123 }
 124
 125 /*
 126  * vfork() system call
 127  */
 128 int
 129 sys_vfork(struct vfork_args *uap)
 130 {
 131         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 132         struct proc *p2;
 133         int error;
 134
 135         error = fork1(lp, RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM | RFPGLOCK, &p2);
 136         if (error == 0) {
 137                 PHOLD(p2);
 138                 start_forked_proc(lp, p2);
 139                 uap->sysmsg_fds[0] = p2->p_pid;
 140                 uap->sysmsg_fds[1] = 0;
 141                 PRELE(p2);
 142         }
 143         return error;
 144 }
 145
 146 /*
 147  * Handle rforks.  An rfork may (1) operate on the current process without
 148  * creating a new, (2) create a new process that shared the current process's
 149  * vmspace, signals, and/or descriptors, or (3) create a new process that does
 150  * not share these things (normal fork).
 151  *
 152  * Note that we only call start_forked_proc() if a new process is actually
 153  * created.
 154  *
 155  * rfork { int flags }
 156  */
 157 int
 158 sys_rfork(struct rfork_args *uap)
 159 {
 160         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 161         struct proc *p2;
 162         int error;
 163
 164         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 165                 return (EINVAL);
 166
 167         error = fork1(lp, uap->flags | RFPGLOCK, &p2);
 168         if (error == 0) {
 169                 if (p2) {
 170                         PHOLD(p2);
 171                         start_forked_proc(lp, p2);
 172                         uap->sysmsg_fds[0] = p2->p_pid;
 173                         uap->sysmsg_fds[1] = 0;
 174                         PRELE(p2);
 175                 } else {
 176                         uap->sysmsg_fds[0] = 0;
 177                         uap->sysmsg_fds[1] = 0;
 178                 }
 179         }
 180         return error;
 181 }
 182
 183 /*
 184  * Low level thread create used by pthreads.
 185  */
 186 int
 187 sys_lwp_create(struct lwp_create_args *uap)
 188 {
 189         struct proc *p = curproc;
 190         struct lwp *lp;
 191         struct lwp_params params;
 192         int error;
 193
 194         error = copyin(uap->params, &params, sizeof(params));
 195         if (error)
 196                 goto fail2;
 197
 198         lwkt_gettoken(&p->p_token);
 199         plimit_lwp_fork(p);     /* force exclusive access */
 200         lp = lwp_fork(curthread->td_lwp, p, RFPROC);
 201         error = cpu_prepare_lwp(lp, &params);
 202         if (error)
 203                 goto fail;
 204         if (params.lwp_tid1 != NULL &&
 205             (error = copyout(&lp->lwp_tid, params.lwp_tid1, sizeof(lp->lwp_tid))))
 206                 goto fail;
 207         if (params.lwp_tid2 != NULL &&
 208             (error = copyout(&lp->lwp_tid, params.lwp_tid2, sizeof(lp->lwp_tid))))
 209                 goto fail;
 210
 211         /*
 212          * Now schedule the new lwp.
 213          */
 214         p->p_usched->resetpriority(lp);
 215         crit_enter();
 216         lp->lwp_stat = LSRUN;
 217         p->p_usched->setrunqueue(lp);
 218         crit_exit();
 219         lwkt_reltoken(&p->p_token);
 220
 221         return (0);
 222
 223 fail:
 224         lwp_rb_tree_RB_REMOVE(&p->p_lwp_tree, lp);
 225         --p->p_nthreads;
 226         /* lwp_dispose expects an exited lwp, and a held proc */
 227         atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WEXIT);
 228         lp->lwp_thread->td_flags |= TDF_EXITING;
 229         lwkt_remove_tdallq(lp->lwp_thread);
 230         PHOLD(p);
 231         biosched_done(lp->lwp_thread);
 232         dsched_exit_thread(lp->lwp_thread);
 233         lwp_dispose(lp);
 234         lwkt_reltoken(&p->p_token);
 235 fail2:
 236         return (error);
 237 }
 238
 239 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 240
 241 int
 242 fork1(struct lwp *lp1, int flags, struct proc **procp)
 243 {
 244         struct proc *p1 = lp1->lwp_proc;
 245         struct proc *p2;
 246         struct proc *pptr;
 247         struct pgrp *p1grp;
 248         struct pgrp *plkgrp;
 249         struct sysreaper *reap;
 250         uid_t uid;
 251         int ok, error;
 252         static int curfail = 0;
 253         static struct timeval lastfail;
 254         struct forklist *ep;
 255         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 256
 257         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 258                 return (EINVAL);
 259
 260         lwkt_gettoken(&p1->p_token);
 261         plkgrp = NULL;
 262         p2 = NULL;
 263
 264         /*
 265          * Here we don't create a new process, but we divorce
 266          * certain parts of a process from itself.
 267          */
 268         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 269                 /*
 270                  * This kind of stunt does not work anymore if
 271                  * there are native threads (lwps) running
 272                  */
 273                 if (p1->p_nthreads != 1) {
 274                         error = EINVAL;
 275                         goto done;
 276                 }
 277
 278                 vm_fork(p1, 0, flags);
 279
 280                 /*
 281                  * Close all file descriptors.
 282                  */
 283                 if (flags & RFCFDG) {
 284                         struct filedesc *fdtmp;
 285                         fdtmp = fdinit(p1);
 286                         fdfree(p1, fdtmp);
 287                 }
 288
 289                 /*
 290                  * Unshare file descriptors (from parent.)
 291                  */
 292                 if (flags & RFFDG) {
 293                         if (p1->p_fd->fd_refcnt > 1) {
 294                                 struct filedesc *newfd;
 295                                 error = fdcopy(p1, &newfd);
 296                                 if (error != 0) {
 297                                         error = ENOMEM;
 298                                         goto done;
 299                                 }
 300                                 fdfree(p1, newfd);
 301                         }
 302                 }
 303                 *procp = NULL;
 304                 error = 0;
 305                 goto done;
 306         }
 307
 308         /*
 309          * Interlock against process group signal delivery.  If signals
 310          * are pending after the interlock is obtained we have to restart
 311          * the system call to process the signals.  If we don't the child
 312          * can miss a pgsignal (such as ^C) sent during the fork.
 313          *
 314          * We can't use CURSIG() here because it will process any STOPs
 315          * and cause the process group lock to be held indefinitely.  If
 316          * a STOP occurs, the fork will be restarted after the CONT.
 317          */
 318         p1grp = p1->p_pgrp;
 319         if ((flags & RFPGLOCK) && (plkgrp = p1->p_pgrp) != NULL) {
 320                 pgref(plkgrp);
 321                 lockmgr(&plkgrp->pg_lock, LK_SHARED);
 322                 if (CURSIG_NOBLOCK(lp1)) {
 323                         error = ERESTART;
 324                         goto done;
 325                 }
 326         }
 327
 328         /*
 329          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 330          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 331          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 332          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 333          * processes, maxproc is the limit.
 334          */
 335         uid = lp1->lwp_thread->td_ucred->cr_ruid;
 336         if ((nprocs >= maxproc - 10 && uid != 0) || nprocs >= maxproc) {
 337                 if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 338                         kprintf("maxproc limit exceeded by uid %d, please "
 339                                "see tuning(7) and login.conf(5).\n", uid);
 340                 tsleep(&forksleep, 0, "fork", hz / 2);
 341                 error = EAGAIN;
 342                 goto done;
 343         }
 344
 345         /*
 346          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 347          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 348          */
 349         atomic_add_int(&nprocs, 1);
 350
 351         /*
 352          * Increment the count of procs running with this uid. Don't allow
 353          * a nonprivileged user to exceed their current limit.
 354          */
 355         ok = chgproccnt(lp1->lwp_thread->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 356                 (uid != 0) ? p1->p_rlimit[RLIMIT_NPROC].rlim_cur : 0);
 357         if (!ok) {
 358                 /*
 359                  * Back out the process count
 360                  */
 361                 atomic_add_int(&nprocs, -1);
 362                 if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 363                         kprintf("maxproc limit exceeded by uid %d, please "
 364                                "see tuning(7) and login.conf(5).\n", uid);
 365                 tsleep(&forksleep, 0, "fork", hz / 2);
 366                 error = EAGAIN;
 367                 goto done;
 368         }
 369
 370         /*
 371          * Allocate a new process, don't get fancy: zero the structure.
 372          */
 373         p2 = kmalloc(sizeof(struct proc), M_PROC, M_WAITOK|M_ZERO);
 374
 375         /*
 376          * Core initialization.  SIDL is a safety state that protects the
 377          * partially initialized process once it starts getting hooked
 378          * into system structures and becomes addressable.
 379          *
 380          * We must be sure to acquire p2->p_token as well, we must hold it
 381          * once the process is on the allproc list to avoid things such
 382          * as competing modifications to p_flags.
 383          */
 384         mycpu->gd_forkid += ncpus;
 385         p2->p_forkid = mycpu->gd_forkid + mycpu->gd_cpuid;
 386         p2->p_lasttid = -1;     /* first tid will be 0 */
 387         p2->p_stat = SIDL;
 388
 389         /*
 390          * NOTE: Process 0 will not have a reaper, but process 1 (init) and
 391          *       all other processes always will.
 392          */
 393         if ((reap = p1->p_reaper) != NULL) {
 394                 reaper_hold(reap);
 395                 p2->p_reaper = reap;
 396         } else {
 397                 p2->p_reaper = NULL;
 398         }
 399
 400         RB_INIT(&p2->p_lwp_tree);
 401         spin_init(&p2->p_spin, "procfork1");
 402         lwkt_token_init(&p2->p_token, "proc");
 403         lwkt_gettoken(&p2->p_token);
 404
 405         /*
 406          * Setup linkage for kernel based threading XXX lwp.  Also add the
 407          * process to the allproclist.
 408          *
 409          * The process structure is addressable after this point.
 410          */
 411         if (flags & RFTHREAD) {
 412                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 413                 p1->p_peers = p2;
 414                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 415         } else {
 416                 p2->p_leader = p2;
 417         }
 418         proc_add_allproc(p2);
 419
 420         /*
 421          * Initialize the section which is copied verbatim from the parent.
 422          */
 423         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 424               ((caddr_t)&p2->p_endcopy - (caddr_t)&p2->p_startcopy));
 425
 426         /*
 427          * Duplicate sub-structures as needed.  Increase reference counts
 428          * on shared objects.
 429          *
 430          * NOTE: because we are now on the allproc list it is possible for
 431          *       other consumers to gain temporary references to p2
 432          *       (p2->p_lock can change).
 433          */
 434         if (p1->p_flags & P_PROFIL)
 435                 startprofclock(p2);
 436         p2->p_ucred = crhold(lp1->lwp_thread->td_ucred);
 437
 438         if (jailed(p2->p_ucred))
 439                 p2->p_flags |= P_JAILED;
 440
 441         if (p2->p_args)
 442                 refcount_acquire(&p2->p_args->ar_ref);
 443
 444         p2->p_usched = p1->p_usched;
 445         /* XXX: verify copy of the secondary iosched stuff */
 446         dsched_new_proc(p2);
 447
 448         if (flags & RFSIGSHARE) {
 449                 p2->p_sigacts = p1->p_sigacts;
 450                 refcount_acquire(&p2->p_sigacts->ps_refcnt);
 451         } else {
 452                 p2->p_sigacts = kmalloc(sizeof(*p2->p_sigacts),
 453                                         M_SUBPROC, M_WAITOK);
 454                 bcopy(p1->p_sigacts, p2->p_sigacts, sizeof(*p2->p_sigacts));
 455                 refcount_init(&p2->p_sigacts->ps_refcnt, 1);
 456         }
 457         if (flags & RFLINUXTHPN)
 458                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 459         else
 460                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 461
 462         /* bump references to the text vnode (for procfs) */
 463         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 464         if (p2->p_textvp)
 465                 vref(p2->p_textvp);
 466
 467         /* copy namecache handle to the text file */
 468         if (p1->p_textnch.mount)
 469                 cache_copy(&p1->p_textnch, &p2->p_textnch);
 470
 471         /*
 472          * Handle file descriptors
 473          */
 474         if (flags & RFCFDG) {
 475                 p2->p_fd = fdinit(p1);
 476                 fdtol = NULL;
 477         } else if (flags & RFFDG) {
 478                 error = fdcopy(p1, &p2->p_fd);
 479                 if (error != 0) {
 480                         error = ENOMEM;
 481                         goto done;
 482                 }
 483                 fdtol = NULL;
 484         } else {
 485                 p2->p_fd = fdshare(p1);
 486                 if (p1->p_fdtol == NULL) {
 487                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL,
 488                                                                p1->p_leader);
 489                 }
 490                 if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 491                         /*
 492                          * Shared file descriptor table and
 493                          * shared process leaders.
 494                          */
 495                         fdtol = p1->p_fdtol;
 496                         fdtol->fdl_refcount++;
 497                 } else {
 498                         /*
 499                          * Shared file descriptor table, and
 500                          * different process leaders
 501                          */
 502                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol, p2);
 503                 }
 504         }
 505         p2->p_fdtol = fdtol;
 506         p2->p_limit = plimit_fork(p1);
 507
 508         /*
 509          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 510          * been preserved.
 511          */
 512         p2->p_flags |= p1->p_flags & P_SUGID;
 513         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && (p1->p_flags & P_CONTROLT))
 514                 p2->p_flags |= P_CONTROLT;
 515         if (flags & RFPPWAIT) {
 516                 p2->p_flags |= P_PPWAIT;
 517                 if (p1->p_upmap)
 518                         p1->p_upmap->invfork = 1;
 519         }
 520
 521
 522         /*
 523          * Inherit the virtual kernel structure (allows a virtual kernel
 524          * to fork to simulate multiple cpus).
 525          */
 526         if (p1->p_vkernel)
 527                 vkernel_inherit(p1, p2);
 528
 529         /*
 530          * Once we are on a pglist we may receive signals.  XXX we might
 531          * race a ^C being sent to the process group by not receiving it
 532          * at all prior to this line.
 533          */
 534         pgref(p1grp);
 535         lwkt_gettoken(&p1grp->pg_token);
 536         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 537         lwkt_reltoken(&p1grp->pg_token);
 538
 539         /*
 540          * Attach the new process to its parent.
 541          *
 542          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 543          * of the reaper (typically init).  This effectively disassociates
 544          * the child from the parent.
 545          *
 546          * Temporarily hold pptr for the RFNOWAIT case to avoid ripouts.
 547          */
 548         if (flags & RFNOWAIT) {
 549                 pptr = reaper_get(reap);
 550                 if (pptr == NULL) {
 551                         pptr = initproc;
 552                         PHOLD(pptr);
 553                 }
 554         } else {
 555                 pptr = p1;
 556         }
 557         p2->p_pptr = pptr;
 558         LIST_INIT(&p2->p_children);
 559
 560         lwkt_gettoken(&pptr->p_token);
 561         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 562         lwkt_reltoken(&pptr->p_token);
 563
 564         if (flags & RFNOWAIT)
 565                 PRELE(pptr);
 566
 567         varsymset_init(&p2->p_varsymset, &p1->p_varsymset);
 568         callout_init_mp(&p2->p_ithandle);
 569
 570 #ifdef KTRACE
 571         /*
 572          * Copy traceflag and tracefile if enabled.  If not inherited,
 573          * these were zeroed above but we still could have a trace race
 574          * so make sure p2's p_tracenode is NULL.
 575          */
 576         if ((p1->p_traceflag & KTRFAC_INHERIT) && p2->p_tracenode == NULL) {
 577                 p2->p_traceflag = p1->p_traceflag;
 578                 p2->p_tracenode = ktrinherit(p1->p_tracenode);
 579         }
 580 #endif
 581
 582         /*
 583          * This begins the section where we must prevent the parent
 584          * from being swapped.
 585          *
 586          * Gets PRELE'd in the caller in start_forked_proc().
 587          */
 588         PHOLD(p1);
 589
 590         vm_fork(p1, p2, flags);
 591
 592         /*
 593          * Create the first lwp associated with the new proc.
 594          * It will return via a different execution path later, directly
 595          * into userland, after it was put on the runq by
 596          * start_forked_proc().
 597          */
 598         lwp_fork(lp1, p2, flags);
 599
 600         if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPGLOCK)) {
 601                 mycpu->gd_cnt.v_forks++;
 602                 mycpu->gd_cnt.v_forkpages += p2->p_vmspace->vm_dsize +
 603                                              p2->p_vmspace->vm_ssize;
 604         } else if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM | RFPGLOCK)) {
 605                 mycpu->gd_cnt.v_vforks++;
 606                 mycpu->gd_cnt.v_vforkpages += p2->p_vmspace->vm_dsize +
 607                                               p2->p_vmspace->vm_ssize;
 608         } else if (p1 == &proc0) {
 609                 mycpu->gd_cnt.v_kthreads++;
 610                 mycpu->gd_cnt.v_kthreadpages += p2->p_vmspace->vm_dsize +
 611                                                 p2->p_vmspace->vm_ssize;
 612         } else {
 613                 mycpu->gd_cnt.v_rforks++;
 614                 mycpu->gd_cnt.v_rforkpages += p2->p_vmspace->vm_dsize +
 615                                               p2->p_vmspace->vm_ssize;
 616         }
 617
 618         /*
 619          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 620          * to adjust anything.
 621          *   What if they have an error? XXX
 622          */
 623         TAILQ_FOREACH(ep, &fork_list, next) {
 624                 (*ep->function)(p1, p2, flags);
 625         }
 626
 627         /*
 628          * Set the start time.  Note that the process is not runnable.  The
 629          * caller is responsible for making it runnable.
 630          */
 631         microtime(&p2->p_start);
 632         p2->p_acflag = AFORK;
 633
 634         /*
 635          * tell any interested parties about the new process
 636          */
 637         KNOTE(&p1->p_klist, NOTE_FORK | p2->p_pid);
 638
 639         /*
 640          * Return child proc pointer to parent.
 641          */
 642         *procp = p2;
 643         error = 0;
 644 done:
 645         if (p2)
 646                 lwkt_reltoken(&p2->p_token);
 647         lwkt_reltoken(&p1->p_token);
 648         if (plkgrp) {
 649                 lockmgr(&plkgrp->pg_lock, LK_RELEASE);
 650                 pgrel(plkgrp);
 651         }
 652         return (error);
 653 }
 654
 655 static struct lwp *
 656 lwp_fork(struct lwp *origlp, struct proc *destproc, int flags)
 657 {
 658         globaldata_t gd = mycpu;
 659         struct lwp *lp;
 660         struct thread *td;
 661
 662         lp = kmalloc(sizeof(struct lwp), M_LWP, M_WAITOK|M_ZERO);
 663
 664         lp->lwp_proc = destproc;
 665         lp->lwp_vmspace = destproc->p_vmspace;
 666         lp->lwp_stat = LSRUN;
 667         bcopy(&origlp->lwp_startcopy, &lp->lwp_startcopy,
 668             (unsigned) ((caddr_t)&lp->lwp_endcopy -
 669                         (caddr_t)&lp->lwp_startcopy));
 670         lp->lwp_flags |= origlp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK;
 671         /*
 672          * Set cpbase to the last timeout that occured (not the upcoming
 673          * timeout).
 674          *
 675          * A critical section is required since a timer IPI can update
 676          * scheduler specific data.
 677          */
 678         crit_enter();
 679         lp->lwp_cpbase = gd->gd_schedclock.time - gd->gd_schedclock.periodic;
 680         destproc->p_usched->heuristic_forking(origlp, lp);
 681         crit_exit();
 682         CPUMASK_ANDMASK(lp->lwp_cpumask, usched_mastermask);
 683         lwkt_token_init(&lp->lwp_token, "lwp_token");
 684         spin_init(&lp->lwp_spin, "lwptoken");
 685
 686         /*
 687          * Assign the thread to the current cpu to begin with so we
 688          * can manipulate it.
 689          */
 690         td = lwkt_alloc_thread(NULL, LWKT_THREAD_STACK, gd->gd_cpuid, 0);
 691         lp->lwp_thread = td;
 692         td->td_ucred = crhold(destproc->p_ucred);
 693         td->td_proc = destproc;
 694         td->td_lwp = lp;
 695         td->td_switch = cpu_heavy_switch;
 696 #ifdef NO_LWKT_SPLIT_USERPRI
 697         lwkt_setpri(td, TDPRI_USER_NORM);
 698 #else
 699         lwkt_setpri(td, TDPRI_KERN_USER);
 700 #endif
 701         lwkt_set_comm(td, "%s", destproc->p_comm);
 702
 703         /*
 704          * cpu_fork will copy and update the pcb, set up the kernel stack,
 705          * and make the child ready to run.
 706          */
 707         cpu_fork(origlp, lp, flags);
 708         kqueue_init(&lp->lwp_kqueue, destproc->p_fd);
 709
 710         /*
 711          * Assign a TID to the lp.  Loop until the insert succeeds (returns
 712          * NULL).
 713          */
 714         lp->lwp_tid = destproc->p_lasttid;
 715         do {
 716                 if (++lp->lwp_tid < 0)
 717                         lp->lwp_tid = 1;
 718         } while (lwp_rb_tree_RB_INSERT(&destproc->p_lwp_tree, lp) != NULL);
 719         destproc->p_lasttid = lp->lwp_tid;
 720         destproc->p_nthreads++;
 721
 722         /*
 723          * This flag is set and never cleared.  It means that the process
 724          * was threaded at some point.  Used to improve exit performance.
 725          */
 726         destproc->p_flags |= P_MAYBETHREADED;
 727
 728         return (lp);
 729 }
 730
 731 /*
 732  * The next two functionms are general routines to handle adding/deleting
 733  * items on the fork callout list.
 734  *
 735  * at_fork():
 736  * Take the arguments given and put them onto the fork callout list,
 737  * However first make sure that it's not already there.
 738  * Returns 0 on success or a standard error number.
 739  */
 740 int
 741 at_fork(forklist_fn function)
 742 {
 743         struct forklist *ep;
 744
 745 #ifdef INVARIANTS
 746         /* let the programmer know if he's been stupid */
 747         if (rm_at_fork(function)) {
 748                 kprintf("WARNING: fork callout entry (%p) already present\n",
 749                     function);
 750         }
 751 #endif
 752         ep = kmalloc(sizeof(*ep), M_ATFORK, M_WAITOK|M_ZERO);
 753         ep->function = function;
 754         TAILQ_INSERT_TAIL(&fork_list, ep, next);
 755         return (0);
 756 }
 757
 758 /*
 759  * Scan the exit callout list for the given item and remove it..
 760  * Returns the number of items removed (0 or 1)
 761  */
 762 int
 763 rm_at_fork(forklist_fn function)
 764 {
 765         struct forklist *ep;
 766
 767         TAILQ_FOREACH(ep, &fork_list, next) {
 768                 if (ep->function == function) {
 769                         TAILQ_REMOVE(&fork_list, ep, next);
 770                         kfree(ep, M_ATFORK);
 771                         return(1);
 772                 }
 773         }
 774         return (0);
 775 }
 776
 777 /*
 778  * Add a forked process to the run queue after any remaining setup, such
 779  * as setting the fork handler, has been completed.
 780  *
 781  * p2 is held by the caller.
 782  */
 783 void
 784 start_forked_proc(struct lwp *lp1, struct proc *p2)
 785 {
 786         struct lwp *lp2 = ONLY_LWP_IN_PROC(p2);
 787         int pflags;
 788
 789         /*
 790          * Move from SIDL to RUN queue, and activate the process's thread.
 791          * Activation of the thread effectively makes the process "a"
 792          * current process, so we do not setrunqueue().
 793          *
 794          * YYY setrunqueue works here but we should clean up the trampoline
 795          * code so we just schedule the LWKT thread and let the trampoline
 796          * deal with the userland scheduler on return to userland.
 797          */
 798         KASSERT(p2->p_stat == SIDL,
 799             ("cannot start forked process, bad status: %p", p2));
 800         p2->p_usched->resetpriority(lp2);
 801         crit_enter();
 802         p2->p_stat = SACTIVE;
 803         lp2->lwp_stat = LSRUN;
 804         p2->p_usched->setrunqueue(lp2);
 805         crit_exit();
 806
 807         /*
 808          * Now can be swapped.
 809          */
 810         PRELE(lp1->lwp_proc);
 811
 812         /*
 813          * Preserve synchronization semantics of vfork.  P_PPWAIT is set in
 814          * the child until it has retired the parent's resources.  The parent
 815          * must wait for the flag to be cleared by the child.
 816          *
 817          * Interlock the flag/tsleep with atomic ops to avoid unnecessary
 818          * p_token conflicts.
 819          *
 820          * XXX Is this use of an atomic op on a field that is not normally
 821          *     manipulated with atomic ops ok?
 822          */
 823         while ((pflags = p2->p_flags) & P_PPWAIT) {
 824                 cpu_ccfence();
 825                 tsleep_interlock(lp1->lwp_proc, 0);
 826                 if (atomic_cmpset_int(&p2->p_flags, pflags, pflags))
 827                         tsleep(lp1->lwp_proc, PINTERLOCKED, "ppwait", 0);
 828         }
 829 }
 830
 831 /*
 832  * procctl (idtype_t idtype, id_t id, int cmd, void *arg)
 833  */
 834 int
 835 sys_procctl(struct procctl_args *uap)
 836 {
 837         struct proc *p = curproc;
 838         struct proc *p2;
 839         struct sysreaper *reap;
 840         union reaper_info udata;
 841         int error;
 842
 843         if (uap->idtype != P_PID || uap->id != (id_t)p->p_pid)
 844                 return EINVAL;
 845
 846         switch(uap->cmd) {
 847         case PROC_REAP_ACQUIRE:
 848                 lwkt_gettoken(&p->p_token);
 849                 reap = kmalloc(sizeof(*reap), M_REAPER, M_WAITOK|M_ZERO);
 850                 if (p->p_reaper == NULL || p->p_reaper->p != p) {
 851                         reaper_init(p, reap);
 852                         error = 0;
 853                 } else {
 854                         kfree(reap, M_REAPER);
 855                         error = EALREADY;
 856                 }
 857                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
 858                 break;
 859         case PROC_REAP_RELEASE:
 860                 lwkt_gettoken(&p->p_token);
 861 release_again:
 862                 reap = p->p_reaper;
 863                 KKASSERT(reap != NULL);
 864                 if (reap->p == p) {
 865                         reaper_hold(reap);      /* in case of thread race */
 866                         lockmgr(&reap->lock, LK_EXCLUSIVE);
 867                         if (reap->p != p) {
 868                                 lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
 869                                 reaper_drop(reap);
 870                                 goto release_again;
 871                         }
 872                         reap->p = NULL;
 873                         p->p_reaper = reap->parent;
 874                         if (p->p_reaper)
 875                                 reaper_hold(p->p_reaper);
 876                         lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
 877                         reaper_drop(reap);      /* our ref */
 878                         reaper_drop(reap);      /* old p_reaper ref */
 879                         error = 0;
 880                 } else {
 881                         error = ENOTCONN;
 882                 }
 883                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
 884                 break;
 885         case PROC_REAP_STATUS:
 886                 bzero(&udata, sizeof(udata));
 887                 lwkt_gettoken_shared(&p->p_token);
 888                 if ((reap = p->p_reaper) != NULL && reap->p == p) {
 889                         udata.status.flags = reap->flags;
 890                         udata.status.refs = reap->refs - 1; /* minus ours */
 891                 }
 892                 p2 = LIST_FIRST(&p->p_children);
 893                 udata.status.pid_head = p2 ? p2->p_pid : -1;
 894                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
 895
 896                 if (uap->data) {
 897                         error = copyout(&udata, uap->data,
 898                                         sizeof(udata.status));
 899                 } else {
 900                         error = 0;
 901                 }
 902                 break;
 903         default:
 904                 error = EINVAL;
 905                 break;
 906         }
 907         return error;
 908 }
 909
 910 /*
 911  * Bump ref on reaper, preventing destruction
 912  */
 913 void
 914 reaper_hold(struct sysreaper *reap)
 915 {
 916         KKASSERT(reap->refs > 0);
 917         refcount_acquire(&reap->refs);
 918 }
 919
 920 /*
 921  * Drop ref on reaper, destroy the structure on the 1->0
 922  * transition and loop on the parent.
 923  */
 924 void
 925 reaper_drop(struct sysreaper *next)
 926 {
 927         struct sysreaper *reap;
 928
 929         while ((reap = next) != NULL) {
 930                 if (refcount_release(&reap->refs)) {
 931                         next = reap->parent;
 932                         KKASSERT(reap->p == NULL);
 933                         reap->parent = NULL;
 934                         kfree(reap, M_REAPER);
 935                 } else {
 936                         next = NULL;
 937                 }
 938         }
 939 }
 940
 941 /*
 942  * Initialize a static or newly allocated reaper structure
 943  */
 944 void
 945 reaper_init(struct proc *p, struct sysreaper *reap)
 946 {
 947         reap->parent = p->p_reaper;
 948         reap->p = p;
 949         if (p == initproc) {
 950                 reap->flags = REAPER_STAT_OWNED | REAPER_STAT_REALINIT;
 951                 reap->refs = 2;
 952         } else {
 953                 reap->flags = REAPER_STAT_OWNED;
 954                 reap->refs = 1;
 955         }
 956         lockinit(&reap->lock, "subrp", 0, 0);
 957         cpu_sfence();
 958         p->p_reaper = reap;
 959 }
 960
 961 /*
 962  * Called with p->p_token held during exit.
 963  *
 964  * This is a bit simpler than RELEASE because there are no threads remaining
 965  * to race.  We only release if we own the reaper, the exit code will handle
 966  * the final p_reaper release.
 967  */
 968 struct sysreaper *
 969 reaper_exit(struct proc *p)
 970 {
 971         struct sysreaper *reap;
 972
 973         /*
 974          * Release acquired reaper
 975          */
 976         if ((reap = p->p_reaper) != NULL && reap->p == p) {
 977                 lockmgr(&reap->lock, LK_EXCLUSIVE);
 978                 p->p_reaper = reap->parent;
 979                 if (p->p_reaper)
 980                         reaper_hold(p->p_reaper);
 981                 reap->p = NULL;
 982                 lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
 983                 reaper_drop(reap);
 984         }
 985
 986         /*
 987          * Return and clear reaper (caller is holding p_token for us)
 988          * (reap->p does not equal p).  Caller must drop it.
 989          */
 990         if ((reap = p->p_reaper) != NULL) {
 991                 p->p_reaper = NULL;
 992         }
 993         return reap;
 994 }
 995
 996 /*
 997  * Return a held (PHOLD) process representing the reaper for process (p).
 998  * NULL should not normally be returned.  Caller should PRELE() the returned
 999  * reaper process when finished.
1000  *
1001  * Remove dead internal nodes while we are at it.
1002  *
1003  * Process (p)'s token must be held on call.
1004  * The returned process's token is NOT acquired by this routine.
1005  */
1006 struct proc *
1007 reaper_get(struct sysreaper *reap)
1008 {
1009         struct sysreaper *next;
1010         struct proc *reproc;
1011
1012         if (reap == NULL)
1013                 return NULL;
1014
1015         /*
1016          * Extra hold for loop
1017          */
1018         reaper_hold(reap);
1019
1020         while (reap) {
1021                 lockmgr(&reap->lock, LK_SHARED);
1022                 if (reap->p) {
1023                         /*
1024                          * Probable reaper
1025                          */
1026                         if (reap->p) {
1027                                 reproc = reap->p;
1028                                 PHOLD(reproc);
1029                                 lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1030                                 reaper_drop(reap);
1031                                 return reproc;
1032                         }
1033
1034                         /*
1035                          * Raced, try again
1036                          */
1037                         lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1038                         continue;
1039                 }
1040
1041                 /*
1042                  * Traverse upwards in the reaper topology, destroy
1043                  * dead internal nodes when possible.
1044                  *
1045                  * NOTE: Our ref on next means that a dead node should
1046                  *       have 2 (ours and reap->parent's).
1047                  */
1048                 next = reap->parent;
1049                 while (next) {
1050                         reaper_hold(next);
1051                         if (next->refs == 2 && next->p == NULL) {
1052                                 lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1053                                 lockmgr(&reap->lock, LK_EXCLUSIVE);
1054                                 if (next->refs == 2 &&
1055                                     reap->parent == next &&
1056                                     next->p == NULL) {
1057                                         /*
1058                                          * reap->parent inherits ref from next.
1059                                          */
1060                                         reap->parent = next->parent;
1061                                         next->parent = NULL;
1062                                         reaper_drop(next);      /* ours */
1063                                         reaper_drop(next);      /* old parent */
1064                                         next = reap->parent;
1065                                         continue;       /* possible chain */
1066                                 }
1067                         }
1068                         break;
1069                 }
1070                 lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1071                 reaper_drop(reap);
1072                 reap = next;
1073         }
1074         return NULL;
1075 }