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 #include <sys/lwp.h>
  55
  56 #include <vm/vm.h>
  57 #include <sys/lock.h>
  58 #include <vm/pmap.h>
  59 #include <vm/vm_map.h>
  60 #include <vm/vm_extern.h>
  61
  62 #include <sys/vmmeter.h>
  63 #include <sys/refcount.h>
  64 #include <sys/thread2.h>
  65 #include <sys/signal2.h>
  66 #include <sys/spinlock2.h>
  67
  68 #include <sys/dsched.h>
  69
  70 static MALLOC_DEFINE(M_ATFORK, "atfork", "atfork callback");
  71 static MALLOC_DEFINE(M_REAPER, "reaper", "process reapers");
  72
  73 /*
  74  * These are the stuctures used to create a callout list for things to do
  75  * when forking a process
  76  */
  77 struct forklist {
  78         forklist_fn function;
  79         TAILQ_ENTRY(forklist) next;
  80 };
  81
  82 TAILQ_HEAD(forklist_head, forklist);
  83 static struct forklist_head fork_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(fork_list);
  84
  85 static struct lwp       *lwp_fork1(struct lwp *, struct proc *, int flags,
  86                             const cpumask_t *mask);
  87 static void             lwp_fork2(struct lwp *lp1, struct proc *destproc,
  88                             struct lwp *lp2, int flags);
  89 static int              lwp_create1(struct lwp_params *params,
  90                             const cpumask_t *mask);
  91 static struct lock reaper_lock = LOCK_INITIALIZER("reapgl", 0, 0);
  92
  93 int forksleep; /* Place for fork1() to sleep on. */
  94
  95 /*
  96  * Red-Black tree support for LWPs
  97  */
  98
  99 static int
 100 rb_lwp_compare(struct lwp *lp1, struct lwp *lp2)
 101 {
 102         if (lp1->lwp_tid < lp2->lwp_tid)
 103                 return(-1);
 104         if (lp1->lwp_tid > lp2->lwp_tid)
 105                 return(1);
 106         return(0);
 107 }
 108
 109 RB_GENERATE2(lwp_rb_tree, lwp, u.lwp_rbnode, rb_lwp_compare, lwpid_t, lwp_tid);
 110
 111 /*
 112  * When forking, memory underpinning umtx-supported mutexes may be set
 113  * COW causing the physical address to change.  We must wakeup any threads
 114  * blocked on the physical address to allow them to re-resolve their VM.
 115  *
 116  * (caller is holding p->p_token)
 117  */
 118 static void
 119 wake_umtx_threads(struct proc *p1)
 120 {
 121         struct lwp *lp;
 122         struct thread *td;
 123
 124         RB_FOREACH(lp, lwp_rb_tree, &p1->p_lwp_tree) {
 125                 td = lp->lwp_thread;
 126                 if (td && (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ) &&
 127                     (td->td_wdomain & PDOMAIN_MASK) == PDOMAIN_UMTX) {
 128                         wakeup_domain(td->td_wchan, PDOMAIN_UMTX);
 129                 }
 130         }
 131 }
 132
 133 /*
 134  * fork() system call
 135  */
 136 int
 137 sys_fork(struct fork_args *uap)
 138 {
 139         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 140         struct proc *p2;
 141         int error;
 142
 143         error = fork1(lp, RFFDG | RFPROC | RFPGLOCK, &p2);
 144         if (error == 0) {
 145                 PHOLD(p2);
 146                 start_forked_proc(lp, p2);
 147                 uap->sysmsg_fds[0] = p2->p_pid;
 148                 uap->sysmsg_fds[1] = 0;
 149                 PRELE(p2);
 150         }
 151         return error;
 152 }
 153
 154 /*
 155  * vfork() system call
 156  */
 157 int
 158 sys_vfork(struct vfork_args *uap)
 159 {
 160         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 161         struct proc *p2;
 162         int error;
 163
 164         error = fork1(lp, RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM | RFPGLOCK, &p2);
 165         if (error == 0) {
 166                 PHOLD(p2);
 167                 start_forked_proc(lp, p2);
 168                 uap->sysmsg_fds[0] = p2->p_pid;
 169                 uap->sysmsg_fds[1] = 0;
 170                 PRELE(p2);
 171         }
 172         return error;
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Handle rforks.  An rfork may (1) operate on the current process without
 177  * creating a new, (2) create a new process that shared the current process's
 178  * vmspace, signals, and/or descriptors, or (3) create a new process that does
 179  * not share these things (normal fork).
 180  *
 181  * Note that we only call start_forked_proc() if a new process is actually
 182  * created.
 183  *
 184  * rfork { int flags }
 185  */
 186 int
 187 sys_rfork(struct rfork_args *uap)
 188 {
 189         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 190         struct proc *p2;
 191         int error;
 192
 193         if ((uap->flags & RFKERNELONLY) != 0)
 194                 return (EINVAL);
 195
 196         error = fork1(lp, uap->flags | RFPGLOCK, &p2);
 197         if (error == 0) {
 198                 if (p2) {
 199                         PHOLD(p2);
 200                         start_forked_proc(lp, p2);
 201                         uap->sysmsg_fds[0] = p2->p_pid;
 202                         uap->sysmsg_fds[1] = 0;
 203                         PRELE(p2);
 204                 } else {
 205                         uap->sysmsg_fds[0] = 0;
 206                         uap->sysmsg_fds[1] = 0;
 207                 }
 208         }
 209         return error;
 210 }
 211
 212 static int
 213 lwp_create1(struct lwp_params *uprm, const cpumask_t *umask)
 214 {
 215         struct proc *p = curproc;
 216         struct lwp *lp;
 217         struct lwp_params params;
 218         cpumask_t *mask = NULL, mask0;
 219         int error;
 220
 221         error = copyin(uprm, &params, sizeof(params));
 222         if (error)
 223                 goto fail2;
 224
 225         if (umask != NULL) {
 226                 error = copyin(umask, &mask0, sizeof(mask0));
 227                 if (error)
 228                         goto fail2;
 229                 CPUMASK_ANDMASK(mask0, smp_active_mask);
 230                 if (CPUMASK_TESTNZERO(mask0))
 231                         mask = &mask0;
 232         }
 233
 234         lwkt_gettoken(&p->p_token);
 235         plimit_lwp_fork(p);     /* force exclusive access */
 236         lp = lwp_fork1(curthread->td_lwp, p, RFPROC | RFMEM, mask);
 237         lwp_fork2(curthread->td_lwp, p, lp, RFPROC | RFMEM);
 238         error = cpu_prepare_lwp(lp, &params);
 239         if (error)
 240                 goto fail;
 241         if (params.lwp_tid1 != NULL &&
 242             (error = copyout(&lp->lwp_tid, params.lwp_tid1, sizeof(lp->lwp_tid))))
 243                 goto fail;
 244         if (params.lwp_tid2 != NULL &&
 245             (error = copyout(&lp->lwp_tid, params.lwp_tid2, sizeof(lp->lwp_tid))))
 246                 goto fail;
 247
 248         /*
 249          * Now schedule the new lwp.
 250          */
 251         p->p_usched->resetpriority(lp);
 252         crit_enter();
 253         lp->lwp_stat = LSRUN;
 254         p->p_usched->setrunqueue(lp);
 255         crit_exit();
 256         lwkt_reltoken(&p->p_token);
 257
 258         return (0);
 259
 260 fail:
 261         /*
 262          * Make sure no one is using this lwp, before it is removed from
 263          * the tree.  If we didn't wait it here, lwp tree iteration with
 264          * blocking operation would be broken.
 265          */
 266         while (lp->lwp_lock > 0)
 267                 tsleep(lp, 0, "lwpfail", 1);
 268         lwp_rb_tree_RB_REMOVE(&p->p_lwp_tree, lp);
 269         --p->p_nthreads;
 270         /* lwp_dispose expects an exited lwp, and a held proc */
 271         atomic_set_int(&lp->lwp_mpflags, LWP_MP_WEXIT);
 272         lp->lwp_thread->td_flags |= TDF_EXITING;
 273         lwkt_remove_tdallq(lp->lwp_thread);
 274         PHOLD(p);
 275         biosched_done(lp->lwp_thread);
 276         dsched_exit_thread(lp->lwp_thread);
 277         lwp_dispose(lp);
 278         lwkt_reltoken(&p->p_token);
 279 fail2:
 280         return (error);
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Low level thread create used by pthreads.
 285  */
 286 int
 287 sys_lwp_create(struct lwp_create_args *uap)
 288 {
 289
 290         return (lwp_create1(uap->params, NULL));
 291 }
 292
 293 int
 294 sys_lwp_create2(struct lwp_create2_args *uap)
 295 {
 296
 297         return (lwp_create1(uap->params, uap->mask));
 298 }
 299
 300 int     nprocs = 1;             /* process 0 */
 301
 302 int
 303 fork1(struct lwp *lp1, int flags, struct proc **procp)
 304 {
 305         struct proc *p1 = lp1->lwp_proc;
 306         struct proc *p2;
 307         struct proc *pptr;
 308         struct pgrp *p1grp;
 309         struct pgrp *plkgrp;
 310         struct lwp  *lp2;
 311         struct sysreaper *reap;
 312         uid_t uid;
 313         int ok, error;
 314         static int curfail = 0;
 315         static struct timeval lastfail;
 316         struct forklist *ep;
 317         struct filedesc_to_leader *fdtol;
 318
 319         if ((flags & (RFFDG|RFCFDG)) == (RFFDG|RFCFDG))
 320                 return (EINVAL);
 321
 322         lwkt_gettoken(&p1->p_token);
 323         plkgrp = NULL;
 324         p2 = NULL;
 325
 326         /*
 327          * Here we don't create a new process, but we divorce
 328          * certain parts of a process from itself.
 329          */
 330         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 331                 /*
 332                  * This kind of stunt does not work anymore if
 333                  * there are native threads (lwps) running
 334                  */
 335                 if (p1->p_nthreads != 1) {
 336                         error = EINVAL;
 337                         goto done;
 338                 }
 339
 340                 vm_fork(p1, NULL, NULL, flags);
 341                 if ((flags & RFMEM) == 0)
 342                         wake_umtx_threads(p1);
 343
 344                 /*
 345                  * Close all file descriptors.
 346                  */
 347                 if (flags & RFCFDG) {
 348                         struct filedesc *fdtmp;
 349                         fdtmp = fdinit(p1);
 350                         fdfree(p1, fdtmp);
 351                 }
 352
 353                 /*
 354                  * Unshare file descriptors (from parent.)
 355                  */
 356                 if (flags & RFFDG) {
 357                         if (p1->p_fd->fd_refcnt > 1) {
 358                                 struct filedesc *newfd;
 359                                 error = fdcopy(p1, &newfd);
 360                                 if (error != 0) {
 361                                         error = ENOMEM;
 362                                         goto done;
 363                                 }
 364                                 fdfree(p1, newfd);
 365                         }
 366                 }
 367                 *procp = NULL;
 368                 error = 0;
 369                 goto done;
 370         }
 371
 372         /*
 373          * Interlock against process group signal delivery.  If signals
 374          * are pending after the interlock is obtained we have to restart
 375          * the system call to process the signals.  If we don't the child
 376          * can miss a pgsignal (such as ^C) sent during the fork.
 377          *
 378          * We can't use CURSIG() here because it will process any STOPs
 379          * and cause the process group lock to be held indefinitely.  If
 380          * a STOP occurs, the fork will be restarted after the CONT.
 381          */
 382         p1grp = p1->p_pgrp;
 383         if ((flags & RFPGLOCK) && (plkgrp = p1->p_pgrp) != NULL) {
 384                 pgref(plkgrp);
 385                 lockmgr(&plkgrp->pg_lock, LK_SHARED);
 386                 if (CURSIG_NOBLOCK(lp1)) {
 387                         error = ERESTART;
 388                         goto done;
 389                 }
 390         }
 391
 392         /*
 393          * Although process entries are dynamically created, we still keep
 394          * a global limit on the maximum number we will create.  Don't allow
 395          * a nonprivileged user to use the last ten processes; don't let root
 396          * exceed the limit. The variable nprocs is the current number of
 397          * processes, maxproc is the limit.
 398          */
 399         uid = lp1->lwp_thread->td_ucred->cr_ruid;
 400         if ((nprocs >= maxproc - 10 && uid != 0) || nprocs >= maxproc) {
 401                 if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1))
 402                         kprintf("maxproc limit exceeded by uid %d, please "
 403                                "see tuning(7) and login.conf(5).\n", uid);
 404                 tsleep(&forksleep, 0, "fork", hz / 2);
 405                 error = EAGAIN;
 406                 goto done;
 407         }
 408
 409         /*
 410          * Increment the nprocs resource before blocking can occur.  There
 411          * are hard-limits as to the number of processes that can run.
 412          */
 413         atomic_add_int(&nprocs, 1);
 414
 415         /*
 416          * Increment the count of procs running with this uid.  This also
 417          * applies to root.
 418          */
 419         ok = chgproccnt(lp1->lwp_thread->td_ucred->cr_ruidinfo, 1,
 420                         plimit_getadjvalue(RLIMIT_NPROC));
 421         if (!ok) {
 422                 /*
 423                  * Back out the process count
 424                  */
 425                 atomic_add_int(&nprocs, -1);
 426                 if (ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
 427                         kprintf("maxproc limit of %jd "
 428                                 "exceeded by \"%s\" uid %d, "
 429                                 "please see tuning(7) and login.conf(5).\n",
 430                                 plimit_getadjvalue(RLIMIT_NPROC),
 431                                 p1->p_comm,
 432                                 uid);
 433                 }
 434                 tsleep(&forksleep, 0, "fork", hz / 2);
 435                 error = EAGAIN;
 436                 goto done;
 437         }
 438
 439         /*
 440          * Allocate a new process, don't get fancy: zero the structure.
 441          */
 442         p2 = kmalloc(sizeof(struct proc), M_PROC, M_WAITOK|M_ZERO);
 443
 444         /*
 445          * Core initialization.  SIDL is a safety state that protects the
 446          * partially initialized process once it starts getting hooked
 447          * into system structures and becomes addressable.
 448          *
 449          * We must be sure to acquire p2->p_token as well, we must hold it
 450          * once the process is on the allproc list to avoid things such
 451          * as competing modifications to p_flags.
 452          */
 453         mycpu->gd_forkid += ncpus;
 454         p2->p_forkid = mycpu->gd_forkid + mycpu->gd_cpuid;
 455         p2->p_lasttid = 0;      /* first tid will be 1 */
 456         p2->p_stat = SIDL;
 457
 458         /*
 459          * NOTE: Process 0 will not have a reaper, but process 1 (init) and
 460          *       all other processes always will.
 461          */
 462         if ((reap = p1->p_reaper) != NULL) {
 463                 reaper_hold(reap);
 464                 p2->p_reaper = reap;
 465         } else {
 466                 p2->p_reaper = NULL;
 467         }
 468
 469         RB_INIT(&p2->p_lwp_tree);
 470         spin_init(&p2->p_spin, "procfork1");
 471         lwkt_token_init(&p2->p_token, "proc");
 472         lwkt_gettoken(&p2->p_token);
 473         p2->p_uidpcpu = kmalloc(sizeof(*p2->p_uidpcpu) * ncpus,
 474                                 M_SUBPROC, M_WAITOK | M_ZERO);
 475
 476         /*
 477          * Setup linkage for kernel based threading XXX lwp.  Also add the
 478          * process to the allproclist.
 479          *
 480          * The process structure is addressable after this point.
 481          */
 482         if (flags & RFTHREAD) {
 483                 p2->p_peers = p1->p_peers;
 484                 p1->p_peers = p2;
 485                 p2->p_leader = p1->p_leader;
 486         } else {
 487                 p2->p_leader = p2;
 488         }
 489         proc_add_allproc(p2);
 490
 491         /*
 492          * Initialize the section which is copied verbatim from the parent.
 493          */
 494         bcopy(&p1->p_startcopy, &p2->p_startcopy,
 495               ((caddr_t)&p2->p_endcopy - (caddr_t)&p2->p_startcopy));
 496
 497         /*
 498          * Duplicate sub-structures as needed.  Increase reference counts
 499          * on shared objects.
 500          *
 501          * NOTE: because we are now on the allproc list it is possible for
 502          *       other consumers to gain temporary references to p2
 503          *       (p2->p_lock can change).
 504          */
 505         if (p1->p_flags & P_PROFIL)
 506                 startprofclock(p2);
 507         p2->p_ucred = crhold(lp1->lwp_thread->td_ucred);
 508
 509         if (jailed(p2->p_ucred))
 510                 p2->p_flags |= P_JAILED;
 511
 512         if (p2->p_args)
 513                 refcount_acquire(&p2->p_args->ar_ref);
 514
 515         p2->p_usched = p1->p_usched;
 516         /* XXX: verify copy of the secondary iosched stuff */
 517         dsched_enter_proc(p2);
 518
 519         if (flags & RFSIGSHARE) {
 520                 p2->p_sigacts = p1->p_sigacts;
 521                 refcount_acquire(&p2->p_sigacts->ps_refcnt);
 522         } else {
 523                 p2->p_sigacts = kmalloc(sizeof(*p2->p_sigacts),
 524                                         M_SUBPROC, M_WAITOK);
 525                 bcopy(p1->p_sigacts, p2->p_sigacts, sizeof(*p2->p_sigacts));
 526                 refcount_init(&p2->p_sigacts->ps_refcnt, 1);
 527         }
 528         if (flags & RFLINUXTHPN)
 529                 p2->p_sigparent = SIGUSR1;
 530         else
 531                 p2->p_sigparent = SIGCHLD;
 532
 533         /* bump references to the text vnode (for procfs) */
 534         p2->p_textvp = p1->p_textvp;
 535         if (p2->p_textvp)
 536                 vref(p2->p_textvp);
 537
 538         /* copy namecache handle to the text file */
 539         if (p1->p_textnch.mount)
 540                 cache_copy(&p1->p_textnch, &p2->p_textnch);
 541
 542         /*
 543          * Handle file descriptors
 544          */
 545         if (flags & RFCFDG) {
 546                 p2->p_fd = fdinit(p1);
 547                 fdtol = NULL;
 548         } else if (flags & RFFDG) {
 549                 error = fdcopy(p1, &p2->p_fd);
 550                 if (error != 0) {
 551                         error = ENOMEM;
 552                         goto done;
 553                 }
 554                 fdtol = NULL;
 555         } else {
 556                 p2->p_fd = fdshare(p1);
 557                 if (p1->p_fdtol == NULL) {
 558                         p1->p_fdtol = filedesc_to_leader_alloc(NULL,
 559                                                                p1->p_leader);
 560                 }
 561                 if ((flags & RFTHREAD) != 0) {
 562                         /*
 563                          * Shared file descriptor table and
 564                          * shared process leaders.
 565                          */
 566                         fdtol = p1->p_fdtol;
 567                         fdtol->fdl_refcount++;
 568                 } else {
 569                         /*
 570                          * Shared file descriptor table, and
 571                          * different process leaders
 572                          */
 573                         fdtol = filedesc_to_leader_alloc(p1->p_fdtol, p2);
 574                 }
 575         }
 576         p2->p_fdtol = fdtol;
 577         p2->p_limit = plimit_fork(p1);
 578
 579         /*
 580          * Adjust depth for resource downscaling
 581          */
 582         if ((p2->p_depth & 31) != 31)
 583                 ++p2->p_depth;
 584
 585         /*
 586          * Preserve some more flags in subprocess.  P_PROFIL has already
 587          * been preserved.
 588          */
 589         p2->p_flags |= p1->p_flags & P_SUGID;
 590         if (p1->p_session->s_ttyvp != NULL && (p1->p_flags & P_CONTROLT))
 591                 p2->p_flags |= P_CONTROLT;
 592         if (flags & RFPPWAIT) {
 593                 p2->p_flags |= P_PPWAIT;
 594                 if (p1->p_upmap)
 595                         atomic_add_int(&p1->p_upmap->invfork, 1);
 596         }
 597
 598         /*
 599          * Inherit the virtual kernel structure (allows a virtual kernel
 600          * to fork to simulate multiple cpus).
 601          */
 602         if (p1->p_vkernel)
 603                 vkernel_inherit(p1, p2);
 604
 605         /*
 606          * Once we are on a pglist we may receive signals.  XXX we might
 607          * race a ^C being sent to the process group by not receiving it
 608          * at all prior to this line.
 609          */
 610         pgref(p1grp);
 611         lwkt_gettoken(&p1grp->pg_token);
 612         LIST_INSERT_AFTER(p1, p2, p_pglist);
 613         lwkt_reltoken(&p1grp->pg_token);
 614
 615         /*
 616          * Attach the new process to its parent.
 617          *
 618          * If RFNOWAIT is set, the newly created process becomes a child
 619          * of the reaper (typically init).  This effectively disassociates
 620          * the child from the parent.
 621          *
 622          * Temporarily hold pptr for the RFNOWAIT case to avoid ripouts.
 623          */
 624         if (flags & RFNOWAIT) {
 625                 pptr = reaper_get(reap);
 626                 if (pptr == NULL) {
 627                         pptr = initproc;
 628                         PHOLD(pptr);
 629                 }
 630         } else {
 631                 pptr = p1;
 632         }
 633         p2->p_pptr = pptr;
 634         p2->p_ppid = pptr->p_pid;
 635         LIST_INIT(&p2->p_children);
 636
 637         lwkt_gettoken(&pptr->p_token);
 638         LIST_INSERT_HEAD(&pptr->p_children, p2, p_sibling);
 639         lwkt_reltoken(&pptr->p_token);
 640
 641         if (flags & RFNOWAIT)
 642                 PRELE(pptr);
 643
 644         varsymset_init(&p2->p_varsymset, &p1->p_varsymset);
 645         callout_init_mp(&p2->p_ithandle);
 646
 647 #ifdef KTRACE
 648         /*
 649          * Copy traceflag and tracefile if enabled.  If not inherited,
 650          * these were zeroed above but we still could have a trace race
 651          * so make sure p2's p_tracenode is NULL.
 652          */
 653         if ((p1->p_traceflag & KTRFAC_INHERIT) && p2->p_tracenode == NULL) {
 654                 p2->p_traceflag = p1->p_traceflag;
 655                 p2->p_tracenode = ktrinherit(p1->p_tracenode);
 656         }
 657 #endif
 658
 659         /*
 660          * This begins the section where we must prevent the parent
 661          * from being messed with too heavily while we run through the
 662          * fork operation.
 663          *
 664          * Gets PRELE'd in the caller in start_forked_proc().
 665          *
 666          * Create the first lwp associated with the new proc.  It will
 667          * return via a different execution path later, directly into
 668          * userland, after it was put on the runq by start_forked_proc().
 669          */
 670         PHOLD(p1);
 671
 672         lp2 = lwp_fork1(lp1, p2, flags, NULL);
 673         vm_fork(p1, p2, lp2, flags);
 674         if ((flags & RFMEM) == 0)
 675                 wake_umtx_threads(p1);
 676         lwp_fork2(lp1, p2, lp2, flags);
 677
 678         if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPGLOCK)) {
 679                 mycpu->gd_cnt.v_forks++;
 680                 mycpu->gd_cnt.v_forkpages += btoc(p2->p_vmspace->vm_dsize) +
 681                                              btoc(p2->p_vmspace->vm_ssize);
 682         } else if (flags == (RFFDG | RFPROC | RFPPWAIT | RFMEM | RFPGLOCK)) {
 683                 mycpu->gd_cnt.v_vforks++;
 684                 mycpu->gd_cnt.v_vforkpages += btoc(p2->p_vmspace->vm_dsize) +
 685                                               btoc(p2->p_vmspace->vm_ssize);
 686         } else if (p1 == &proc0) {
 687                 mycpu->gd_cnt.v_kthreads++;
 688                 mycpu->gd_cnt.v_kthreadpages += btoc(p2->p_vmspace->vm_dsize) +
 689                                                 btoc(p2->p_vmspace->vm_ssize);
 690         } else {
 691                 mycpu->gd_cnt.v_rforks++;
 692                 mycpu->gd_cnt.v_rforkpages += btoc(p2->p_vmspace->vm_dsize) +
 693                                               btoc(p2->p_vmspace->vm_ssize);
 694         }
 695
 696         /*
 697          * Both processes are set up, now check if any loadable modules want
 698          * to adjust anything.
 699          *   What if they have an error? XXX
 700          */
 701         TAILQ_FOREACH(ep, &fork_list, next) {
 702                 (*ep->function)(p1, p2, flags);
 703         }
 704
 705         /*
 706          * Set the start time.  Note that the process is not runnable.  The
 707          * caller is responsible for making it runnable.
 708          */
 709         microtime(&p2->p_start);
 710         p2->p_acflag = AFORK;
 711
 712         /*
 713          * tell any interested parties about the new process
 714          */
 715         KNOTE(&p1->p_klist, NOTE_FORK | p2->p_pid);
 716
 717         /*
 718          * Return child proc pointer to parent.
 719          */
 720         *procp = p2;
 721         error = 0;
 722 done:
 723         if (p2)
 724                 lwkt_reltoken(&p2->p_token);
 725         lwkt_reltoken(&p1->p_token);
 726         if (plkgrp) {
 727                 lockmgr(&plkgrp->pg_lock, LK_RELEASE);
 728                 pgrel(plkgrp);
 729         }
 730         return (error);
 731 }
 732
 733 /*
 734  * The first part of lwp_fork*() allocates enough of the new lwp that
 735  * vm_fork() can use it to deal with /dev/lpmap mappings.
 736  */
 737 static struct lwp *
 738 lwp_fork1(struct lwp *lp1, struct proc *destproc, int flags,
 739          const cpumask_t *mask)
 740 {
 741         struct lwp *lp2;
 742
 743         lp2 = kmalloc(sizeof(struct lwp), M_LWP, M_WAITOK|M_ZERO);
 744         lp2->lwp_proc = destproc;
 745         lp2->lwp_stat = LSRUN;
 746         bcopy(&lp1->lwp_startcopy, &lp2->lwp_startcopy,
 747             (unsigned) ((caddr_t)&lp2->lwp_endcopy -
 748                         (caddr_t)&lp2->lwp_startcopy));
 749         if (mask != NULL)
 750                 lp2->lwp_cpumask = *mask;
 751
 752         lwkt_token_init(&lp2->lwp_token, "lwp_token");
 753         TAILQ_INIT(&lp2->lwp_lpmap_backing_list);
 754         spin_init(&lp2->lwp_spin, "lwptoken");
 755
 756         /*
 757          * Use the same TID for the first thread in the new process after
 758          * a fork or vfork.  This is needed to keep pthreads and /dev/lpmap
 759          * sane.  In particular a consequence of implementing the per-thread
 760          * /dev/lpmap map code makes this mandatory.
 761          *
 762          * NOTE: exec*() will reset the TID to 1 to keep things sane in that
 763          *       department too.
 764          *
 765          * NOTE: In the case of lwp_create(), this TID represents a conflict
 766          *       which will be resolved in lwp_fork2(), but in the case of
 767          *       a fork(), the TID has to be correct or vm_fork() will not
 768          *       keep the correct lpmap.
 769          */
 770         lp2->lwp_tid = lp1->lwp_tid;
 771
 772         return lp2;
 773 }
 774
 775 /*
 776  * The second part of lwp_fork*()
 777  */
 778 static void
 779 lwp_fork2(struct lwp *lp1, struct proc *destproc, struct lwp *lp2, int flags)
 780 {
 781         globaldata_t gd = mycpu;
 782         struct thread *td2;
 783
 784         lp2->lwp_vmspace = destproc->p_vmspace;
 785
 786         /*
 787          * Reset the sigaltstack if memory is shared, otherwise inherit
 788          * it.
 789          */
 790         if (flags & RFMEM) {
 791                 lp2->lwp_sigstk.ss_flags = SS_DISABLE;
 792                 lp2->lwp_sigstk.ss_size = 0;
 793                 lp2->lwp_sigstk.ss_sp = NULL;
 794                 lp2->lwp_flags &= ~LWP_ALTSTACK;
 795         } else {
 796                 lp2->lwp_flags |= lp1->lwp_flags & LWP_ALTSTACK;
 797         }
 798
 799         /*
 800          * Set cpbase to the last timeout that occured (not the upcoming
 801          * timeout).
 802          *
 803          * A critical section is required since a timer IPI can update
 804          * scheduler specific data.
 805          */
 806         crit_enter();
 807         lp2->lwp_cpbase = gd->gd_schedclock.time - gd->gd_schedclock.periodic;
 808         destproc->p_usched->heuristic_forking(lp1, lp2);
 809         crit_exit();
 810         CPUMASK_ANDMASK(lp2->lwp_cpumask, usched_mastermask);
 811
 812         /*
 813          * Assign the thread to the current cpu to begin with so we
 814          * can manipulate it.
 815          */
 816         td2 = lwkt_alloc_thread(NULL, LWKT_THREAD_STACK, gd->gd_cpuid, 0);
 817         lp2->lwp_thread = td2;
 818         td2->td_wakefromcpu = gd->gd_cpuid;
 819         td2->td_ucred = crhold(destproc->p_ucred);
 820         td2->td_proc = destproc;
 821         td2->td_lwp = lp2;
 822         td2->td_switch = cpu_heavy_switch;
 823 #ifdef NO_LWKT_SPLIT_USERPRI
 824         lwkt_setpri(td2, TDPRI_USER_NORM);
 825 #else
 826         lwkt_setpri(td2, TDPRI_KERN_USER);
 827 #endif
 828         lwkt_set_comm(td2, "%s", destproc->p_comm);
 829
 830         /*
 831          * cpu_fork will copy and update the pcb, set up the kernel stack,
 832          * and make the child ready to run.
 833          */
 834         cpu_fork(lp1, lp2, flags);
 835         kqueue_init(&lp2->lwp_kqueue, destproc->p_fd);
 836
 837         /*
 838          * Associate the new thread with destproc, after we've set most of
 839          * it up and gotten its related td2 installed.  Otherwise we can
 840          * race other random kernel code that iterates LWPs and expects the
 841          * thread to be assigned.
 842          *
 843          * Leave 2 bits open so the pthreads library can optimize locks
 844          * by combining the TID with a few Lock-related flags.
 845          */
 846         while (lwp_rb_tree_RB_INSERT(&destproc->p_lwp_tree, lp2) != NULL) {
 847                 ++lp2->lwp_tid;
 848                 if (lp2->lwp_tid == 0 || lp2->lwp_tid == 0x3FFFFFFF)
 849                         lp2->lwp_tid = 1;
 850         }
 851
 852         destproc->p_lasttid = lp2->lwp_tid;
 853         destproc->p_nthreads++;
 854
 855         /*
 856          * This flag is set and never cleared.  It means that the process
 857          * was threaded at some point.  Used to improve exit performance.
 858          */
 859         pmap_maybethreaded(&destproc->p_vmspace->vm_pmap);
 860         destproc->p_flags |= P_MAYBETHREADED;
 861
 862         /*
 863          * If the original lp had a lpmap and a non-zero blockallsigs
 864          * count, give the lp for the forked process the same count.
 865          *
 866          * This makes the user code and expectations less confusing
 867          * in terms of unwinding locks and also allows userland to start
 868          * the forked process with signals blocked via the blockallsigs()
 869          * mechanism if desired.
 870          */
 871         if (lp1->lwp_lpmap &&
 872             (lp1->lwp_lpmap->blockallsigs & 0x7FFFFFFF)) {
 873                 lwp_usermap(lp2, 0);
 874                 if (lp2->lwp_lpmap) {
 875                         lp2->lwp_lpmap->blockallsigs =
 876                                 lp1->lwp_lpmap->blockallsigs;
 877                 }
 878         }
 879 }
 880
 881 /*
 882  * The next two functionms are general routines to handle adding/deleting
 883  * items on the fork callout list.
 884  *
 885  * at_fork():
 886  * Take the arguments given and put them onto the fork callout list,
 887  * However first make sure that it's not already there.
 888  * Returns 0 on success or a standard error number.
 889  */
 890 int
 891 at_fork(forklist_fn function)
 892 {
 893         struct forklist *ep;
 894
 895 #ifdef INVARIANTS
 896         /* let the programmer know if he's been stupid */
 897         if (rm_at_fork(function)) {
 898                 kprintf("WARNING: fork callout entry (%p) already present\n",
 899                     function);
 900         }
 901 #endif
 902         ep = kmalloc(sizeof(*ep), M_ATFORK, M_WAITOK|M_ZERO);
 903         ep->function = function;
 904         TAILQ_INSERT_TAIL(&fork_list, ep, next);
 905         return (0);
 906 }
 907
 908 /*
 909  * Scan the exit callout list for the given item and remove it..
 910  * Returns the number of items removed (0 or 1)
 911  */
 912 int
 913 rm_at_fork(forklist_fn function)
 914 {
 915         struct forklist *ep;
 916
 917         TAILQ_FOREACH(ep, &fork_list, next) {
 918                 if (ep->function == function) {
 919                         TAILQ_REMOVE(&fork_list, ep, next);
 920                         kfree(ep, M_ATFORK);
 921                         return(1);
 922                 }
 923         }
 924         return (0);
 925 }
 926
 927 /*
 928  * Add a forked process to the run queue after any remaining setup, such
 929  * as setting the fork handler, has been completed.
 930  *
 931  * p2 is held by the caller.
 932  */
 933 void
 934 start_forked_proc(struct lwp *lp1, struct proc *p2)
 935 {
 936         struct lwp *lp2 = ONLY_LWP_IN_PROC(p2);
 937         int pflags;
 938
 939         /*
 940          * Move from SIDL to RUN queue, and activate the process's thread.
 941          * Activation of the thread effectively makes the process "a"
 942          * current process, so we do not setrunqueue().
 943          *
 944          * YYY setrunqueue works here but we should clean up the trampoline
 945          * code so we just schedule the LWKT thread and let the trampoline
 946          * deal with the userland scheduler on return to userland.
 947          */
 948         KASSERT(p2->p_stat == SIDL,
 949             ("cannot start forked process, bad status: %p", p2));
 950         p2->p_usched->resetpriority(lp2);
 951         crit_enter();
 952         p2->p_stat = SACTIVE;
 953         lp2->lwp_stat = LSRUN;
 954         p2->p_usched->setrunqueue(lp2);
 955         crit_exit();
 956
 957         /*
 958          * Now can be swapped.
 959          */
 960         PRELE(lp1->lwp_proc);
 961
 962         /*
 963          * Preserve synchronization semantics of vfork.  P_PPWAIT is set in
 964          * the child until it has retired the parent's resources.  The parent
 965          * must wait for the flag to be cleared by the child.
 966          *
 967          * Interlock the flag/tsleep with atomic ops to avoid unnecessary
 968          * p_token conflicts.
 969          *
 970          * XXX Is this use of an atomic op on a field that is not normally
 971          *     manipulated with atomic ops ok?
 972          */
 973         while ((pflags = p2->p_flags) & P_PPWAIT) {
 974                 cpu_ccfence();
 975                 tsleep_interlock(lp1->lwp_proc, 0);
 976                 if (atomic_cmpset_int(&p2->p_flags, pflags, pflags))
 977                         tsleep(lp1->lwp_proc, PINTERLOCKED, "ppwait", 0);
 978         }
 979 }
 980
 981 /*
 982  * procctl (idtype_t idtype, id_t id, int cmd, void *arg)
 983  */
 984 int
 985 sys_procctl(struct procctl_args *uap)
 986 {
 987         struct proc *p = curproc;
 988         struct proc *p2;
 989         struct sysreaper *reap;
 990         union reaper_info udata;
 991         int error;
 992
 993         if (uap->idtype != P_PID || uap->id != (id_t)p->p_pid)
 994                 return EINVAL;
 995
 996         switch(uap->cmd) {
 997         case PROC_REAP_ACQUIRE:
 998                 lwkt_gettoken(&p->p_token);
 999                 reap = kmalloc(sizeof(*reap), M_REAPER, M_WAITOK|M_ZERO);
1000                 if (p->p_reaper == NULL || p->p_reaper->p != p) {
1001                         reaper_init(p, reap);
1002                         error = 0;
1003                 } else {
1004                         kfree(reap, M_REAPER);
1005                         error = EALREADY;
1006                 }
1007                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
1008                 break;
1009         case PROC_REAP_RELEASE:
1010                 lwkt_gettoken(&p->p_token);
1011 release_again:
1012                 reap = p->p_reaper;
1013                 KKASSERT(reap != NULL);
1014                 if (reap->p == p) {
1015                         reaper_hold(reap);      /* in case of thread race */
1016                         lockmgr(&reap->lock, LK_EXCLUSIVE);
1017                         if (reap->p != p) {
1018                                 lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1019                                 reaper_drop(reap);
1020                                 goto release_again;
1021                         }
1022                         reap->p = NULL;
1023                         p->p_reaper = reap->parent;
1024                         if (p->p_reaper)
1025                                 reaper_hold(p->p_reaper);
1026                         lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1027                         reaper_drop(reap);      /* our ref */
1028                         reaper_drop(reap);      /* old p_reaper ref */
1029                         error = 0;
1030                 } else {
1031                         error = ENOTCONN;
1032                 }
1033                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
1034                 break;
1035         case PROC_REAP_STATUS:
1036                 bzero(&udata, sizeof(udata));
1037                 lwkt_gettoken_shared(&p->p_token);
1038                 if ((reap = p->p_reaper) != NULL && reap->p == p) {
1039                         udata.status.flags = reap->flags;
1040                         udata.status.refs = reap->refs - 1; /* minus ours */
1041                 }
1042                 p2 = LIST_FIRST(&p->p_children);
1043                 udata.status.pid_head = p2 ? p2->p_pid : -1;
1044                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
1045
1046                 if (uap->data) {
1047                         error = copyout(&udata, uap->data,
1048                                         sizeof(udata.status));
1049                 } else {
1050                         error = 0;
1051                 }
1052                 break;
1053         default:
1054                 error = EINVAL;
1055                 break;
1056         }
1057         return error;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Bump ref on reaper, preventing destruction
1062  */
1063 void
1064 reaper_hold(struct sysreaper *reap)
1065 {
1066         KKASSERT(reap->refs > 0);
1067         refcount_acquire(&reap->refs);
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Drop ref on reaper, destroy the structure on the 1->0
1072  * transition and loop on the parent.
1073  */
1074 void
1075 reaper_drop(struct sysreaper *next)
1076 {
1077         struct sysreaper *reap;
1078
1079         while ((reap = next) != NULL) {
1080                 if (refcount_release(&reap->refs)) {
1081                         next = reap->parent;
1082                         KKASSERT(reap->p == NULL);
1083                         lockmgr(&reaper_lock, LK_EXCLUSIVE);
1084                         reap->parent = NULL;
1085                         kfree(reap, M_REAPER);
1086                         lockmgr(&reaper_lock, LK_RELEASE);
1087                 } else {
1088                         next = NULL;
1089                 }
1090         }
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Initialize a static or newly allocated reaper structure
1095  */
1096 void
1097 reaper_init(struct proc *p, struct sysreaper *reap)
1098 {
1099         reap->parent = p->p_reaper;
1100         reap->p = p;
1101         if (p == initproc) {
1102                 reap->flags = REAPER_STAT_OWNED | REAPER_STAT_REALINIT;
1103                 reap->refs = 2;
1104         } else {
1105                 reap->flags = REAPER_STAT_OWNED;
1106                 reap->refs = 1;
1107         }
1108         lockinit(&reap->lock, "subrp", 0, 0);
1109         cpu_sfence();
1110         p->p_reaper = reap;
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Called with p->p_token held during exit.
1115  *
1116  * This is a bit simpler than RELEASE because there are no threads remaining
1117  * to race.  We only release if we own the reaper, the exit code will handle
1118  * the final p_reaper release.
1119  */
1120 struct sysreaper *
1121 reaper_exit(struct proc *p)
1122 {
1123         struct sysreaper *reap;
1124
1125         /*
1126          * Release acquired reaper
1127          */
1128         if ((reap = p->p_reaper) != NULL && reap->p == p) {
1129                 lockmgr(&reap->lock, LK_EXCLUSIVE);
1130                 p->p_reaper = reap->parent;
1131                 if (p->p_reaper)
1132                         reaper_hold(p->p_reaper);
1133                 reap->p = NULL;
1134                 lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1135                 reaper_drop(reap);
1136         }
1137
1138         /*
1139          * Return and clear reaper (caller is holding p_token for us)
1140          * (reap->p does not equal p).  Caller must drop it.
1141          */
1142         if ((reap = p->p_reaper) != NULL) {
1143                 p->p_reaper = NULL;
1144         }
1145         return reap;
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Return a held (PHOLD) process representing the reaper for process (p).
1150  * NULL should not normally be returned.  Caller should PRELE() the returned
1151  * reaper process when finished.
1152  *
1153  * Remove dead internal nodes while we are at it.
1154  *
1155  * Process (p)'s token must be held on call.
1156  * The returned process's token is NOT acquired by this routine.
1157  */
1158 struct proc *
1159 reaper_get(struct sysreaper *reap)
1160 {
1161         struct sysreaper *next;
1162         struct proc *reproc;
1163
1164         if (reap == NULL)
1165                 return NULL;
1166
1167         /*
1168          * Extra hold for loop
1169          */
1170         reaper_hold(reap);
1171
1172         while (reap) {
1173                 lockmgr(&reap->lock, LK_SHARED);
1174                 if (reap->p) {
1175                         /*
1176                          * Probable reaper
1177                          */
1178                         if (reap->p) {
1179                                 reproc = reap->p;
1180                                 PHOLD(reproc);
1181                                 lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1182                                 reaper_drop(reap);
1183                                 return reproc;
1184                         }
1185
1186                         /*
1187                          * Raced, try again
1188                          */
1189                         lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1190                         continue;
1191                 }
1192
1193                 /*
1194                  * Traverse upwards in the reaper topology, destroy
1195                  * dead internal nodes when possible.
1196                  *
1197                  * NOTE: Our ref on next means that a dead node should
1198                  *       have 2 (ours and reap->parent's).
1199                  */
1200                 next = reap->parent;
1201                 while (next) {
1202                         reaper_hold(next);
1203                         if (next->refs == 2 && next->p == NULL) {
1204                                 lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1205                                 lockmgr(&reap->lock, LK_EXCLUSIVE);
1206                                 if (next->refs == 2 &&
1207                                     reap->parent == next &&
1208                                     next->p == NULL) {
1209                                         /*
1210                                          * reap->parent inherits ref from next.
1211                                          */
1212                                         reap->parent = next->parent;
1213                                         next->parent = NULL;
1214                                         reaper_drop(next);      /* ours */
1215                                         reaper_drop(next);      /* old parent */
1216                                         next = reap->parent;
1217                                         continue;       /* possible chain */
1218                                 }
1219                         }
1220                         break;
1221                 }
1222                 lockmgr(&reap->lock, LK_RELEASE);
1223                 reaper_drop(reap);
1224                 reap = next;
1225         }
1226         return NULL;
1227 }
1228
1229 /*
1230  * Test that the sender is allowed to send a signal to the target.
1231  * The sender process is assumed to have a stable reaper.  The
1232  * target can be e.g. from a scan callback.
1233  *
1234  * Target cannot be the reaper process itself unless reaper_ok is specified,
1235  * or sender == target.
1236  */
1237 int
1238 reaper_sigtest(struct proc *sender, struct proc *target, int reaper_ok)
1239 {
1240         struct sysreaper *sreap;
1241         struct sysreaper *reap;
1242         int r;
1243
1244         sreap = sender->p_reaper;
1245         if (sreap == NULL)
1246                 return 1;
1247
1248         if (sreap == target->p_reaper) {
1249                 if (sreap->p == target && sreap->p != sender && reaper_ok == 0)
1250                         return 0;
1251                 return 1;
1252         }
1253         lockmgr(&reaper_lock, LK_SHARED);
1254         r = 0;
1255         for (reap = target->p_reaper; reap; reap = reap->parent) {
1256                 if (sreap == reap) {
1257                         if (sreap->p != target || reaper_ok)
1258                                 r = 1;
1259                         break;
1260                 }
1261         }
1262         lockmgr(&reaper_lock, LK_RELEASE);
1263
1264         return r;
1265 }