Linux系統(tǒng)調(diào)用fork()函數(shù)的方法

　　fork（）函數(shù)是分叉函數(shù)，現(xiàn)有的進(jìn)程可以調(diào)用fork（）函數(shù)來(lái)新建一個(gè)新進(jìn)程，那么在Linux下要如何調(diào)用fork（）函數(shù)呢？又或者fork（）函數(shù)要如何在Linux下實(shí)現(xiàn)呢？隨小編一起來(lái)瞧瞧吧。

　　1.傳統(tǒng)的fork（）系統(tǒng)調(diào)用直接把所有的資源復(fù)制給新創(chuàng)建的進(jìn)程.Linux的fork（）使用寫(xiě)時(shí)拷貝（copy-on-write）頁(yè)實(shí)現(xiàn)。寫(xiě)時(shí)拷貝是一種可以推遲甚至免除拷貝數(shù)據(jù)的技術(shù)，內(nèi)核此時(shí)并不復(fù)制整個(gè)進(jìn)程地址空間，而是讓父進(jìn)程和子進(jìn)程共享同一個(gè)拷貝。

　　只有在需要寫(xiě)入的時(shí)候，數(shù)據(jù)才會(huì)被復(fù)制，從而使各個(gè)進(jìn)程擁有各自的拷貝，也就是說(shuō)，資源的復(fù)制只有在需要寫(xiě)入的時(shí)候才進(jìn)行，在此之前，只是以只讀的方式共享。這種技術(shù)使地址空間上的頁(yè)的拷貝被推遲到實(shí)際發(fā)生寫(xiě)入的時(shí)候才進(jìn)行。在頁(yè)跟本不會(huì)被寫(xiě)入的情況下（比如：fork（）后立即調(diào)用exec（））它們就無(wú)需復(fù)制了。

　　2.linux通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用clone（）來(lái)實(shí)現(xiàn)fork（）。然后由clone（）來(lái)調(diào)用do_fork（）。

　　linux下fork（）函數(shù)的實(shí)現(xiàn)：

　　Linux通過(guò)clone（）系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)fork（）。這個(gè)調(diào)用通過(guò)一系列的參數(shù)標(biāo)志來(lái)指明父，子進(jìn)程需要共享的資源。fork（），vfork（）和__clone（）庫(kù)函數(shù)都根據(jù)各自需要的參數(shù)標(biāo)志去調(diào)用clone（）。然后由clone（）去調(diào)用do_fork（）。

　　do_frok完成了創(chuàng)建中的大部分工作，它的定義在ker/frok.c文件中。該函數(shù)調(diào)用copy_process（）的函數(shù)，然后讓進(jìn)程開(kāi)始運(yùn)行。copy_process（）函數(shù)完成的工作很有意思：

　　1.調(diào)用dup_task_struct（）為新進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)核棧，thread_info結(jié)構(gòu)和task_struct，這些值與當(dāng)前進(jìn)程的值相同。此時(shí)，子進(jìn)程和父進(jìn)程的描述符是完全相同的。

　　2.檢查新創(chuàng)建的這個(gè)子進(jìn)程后，當(dāng)前用戶所擁有的進(jìn)程數(shù)目沒(méi)有超出給它分配的資源的限制。

　　3.現(xiàn)在，子進(jìn)程著手使自己與父進(jìn)程區(qū)別開(kāi)來(lái)。進(jìn)程描述符內(nèi)的許多成員都要被清0或者設(shè)為初始值。進(jìn)程描述符的成員值并不是繼承而來(lái)的，而主要是統(tǒng)計(jì)信息。進(jìn)程描述符中的大多數(shù)數(shù)據(jù)都是共享的。

　　4.接下來(lái)，子進(jìn)程的狀態(tài)被設(shè)置為T(mén)ASK_UNINTERRUPTIBLE以保證它不會(huì)投入運(yùn)行。

　　5.copy_process（）調(diào)用copy_flags（）以更新task_struct的flags成員。表明進(jìn)程是否擁有超級(jí)用戶權(quán)限的PF_SUPERPRIV的標(biāo)志被清0.表明進(jìn)程還沒(méi)有調(diào)用exec（）函數(shù)的PF_FORKNOEXEC標(biāo)志被設(shè)置。

　　6.調(diào)用get_pid（）為新進(jìn)程獲取一個(gè)有效的PID。

　　7.根據(jù)傳遞給clone（）的參數(shù)標(biāo)志，copy_process（）拷貝或共享打開(kāi)的文件，文件系統(tǒng)信息，信號(hào)處理函數(shù)，進(jìn)程地址空間和命名空間等。再一半情況下，這些資源會(huì)被給定進(jìn)程的所有線程共享;否則，這些資源對(duì)每個(gè)進(jìn)程是不同的，因此被拷貝到了這里。

　　8.讓父進(jìn)程和子進(jìn)程平分剩余的時(shí)間片。

　　9.最后，copy_process（）做掃尾工作并返回一個(gè)指向子進(jìn)程的指針。

　　再回到do_fork（）函數(shù)，如果copy_process（）函數(shù)返回成功，新創(chuàng)建的子進(jìn)程被喚醒并讓其投入運(yùn)行。內(nèi)核有意選擇子進(jìn)程首先執(zhí)行。因?yàn)橐话胱舆M(jìn)程都會(huì)馬上調(diào)用exec（）函數(shù)，這樣可以避免寫(xiě)時(shí)拷貝的額外開(kāi)銷，如果父進(jìn)程首先執(zhí)行的話，有可能會(huì)開(kāi)始向地址空間寫(xiě)入。

　　上面就是Linux調(diào)用fork（）函數(shù)的方法介紹了，本文除了介紹了Linux下調(diào)用fork（）函數(shù)的方法，還對(duì)fork（）函數(shù)的實(shí)現(xiàn)做了詳細(xì)介紹，希望對(duì)你有所幫助。