Як працюють виделка та виконати?

Я не маю великого досвіду, просто намагаюся долучитися до процесів, як вони інтерпретують обладнання на рівні користувача.

Отже, коли команда випускається з оболонки, fork()успадковує дочірній процес від неї та exec()завантажує дочірній процес у пам'ять та виконує.

1. Якщо дочірній процес містить усі атрибути батьківського процесу (що є оригінальним процесом), то в чому ж полягає цей дочірні процес? Оригінальний процес також міг бути завантажений у пам'ять.
2. Чи застосовується це forkта execконцепція до всієї виконуваної програми в UNIX? Як і для скрипта оболонки, або лише для команд? Чи застосовується це також для команд, вбудованих в оболонки?
3. Коли використовується концепція копіювання при записі, якщо я виконую команду / сценарій?

Вибачте, що задаєте багато запитань одночасно, але всі ці запитання приходять мені в голову відразу, коли я думаю про будь-яке виконання команди.

Отже, коли команда запускається з оболонки, fork () успадковує дочірній процес її, а exec () завантажує дочірній процес у пам'ять і виконує.

Не зовсім. fork()клонує поточний процес, створюючи ідентичну дитину. exec()завантажує нову програму в поточний процес, замінюючи існуючу.

Мій Q:

Якщо дочірній процес містить усі атрибути батьківського процесу (який є оригінальним процесом), то в чому ж полягає цей дочірній процес? Оригінальний процес також міг бути завантажений у пам'ять.

Необхідність полягає в тому, що батьківський процес ще не хоче закінчуватися; він хоче, щоб новий процес вийшов з ладу і зробив щось одночасно, що він продовжує виконувати також.

Чи застосовується ця концепція fork та exec для всієї виконуваної програми в UNIX? Як і для сценарію оболонки, або лише для команд? Чи застосовується це також для команд, вбудованих в оболонки?

Для зовнішніх команд оболонка робить fork()так, що команда працює в новому процесі. Вбудовані просто управляються оболонкою безпосередньо. Ще одна помітна команда - це те exec, що повідомляє оболонку exec()зовнішній програмі без попереднього fork()ing. Це означає, що сама оболонка замінена новою програмою, і тому її вже немає, до якої програма повертається, коли вона закривається. Якщо ви скажете, exec trueтоді /bin/trueви заміните свою оболонку і негайно вийдете, не залишаючи більше нічого в своєму терміналі, тому він закриється.

коли використовується концепція копіювання при записі, якщо я виконую команду / сценарій?

Ще в кам'яну добу fork()насправді довелося копіювати всю пам'ять у процесі виклику на новий процес. Копіювати на запис - це оптимізація, коли таблиці сторінок налаштовані так, що два процеси починають спільний доступ до однієї і тієї ж пам’яті, а при необхідності копіюються лише ті сторінки, які записуються будь-яким процесом.

1. Для деяких програм дочірній процес виконує одне (читати з послідовного порту, записувати в термінал), а батьківський процес продовжує робити щось інше (читати з терміналу, записувати в послідовний порт). Ще один класичний приклад - дочірній процес робить контрольну точку будь-якого тривалого обчислення. Переважно, дочірній процес виконує певні налаштування, як-от зміна каталогу, скидання обробників сигналів або скидання дескрипторів файлів, а потім закликає execve()накласти себе на інший код.
2. fork()і exec()застосовуються до всіх виконуваних файлів - насправді поряд з argc та argv, і pipe, fork та exec - це те, що відрізняє Unix від інших операційних систем. Існує кілька спеціалізацій або узагальнень fork(), таких як BSD vfork(), План 9 rfork()та Linux ' clone(), але основна залишається тією ж.
3. "копіювати при записі" насправді не з’являється користувачеві, це скоріше техніка оптимізації створення дочірнього процесу та під час його виконання. Стек викликів і купа (пам'ять, виділена з malloc()або навіть статичними або глобальними змінними області), можуть бути "копіювати при записі". Коли дочірній процес створюється за допомогоюfork()виклику, ядро ​​встановило б дочірній процес, щоб він мав такі самі сторінки пам'яті, як і heap та stack, як батьківський процес. Якщо апаратне забезпечення (блок управління пам’яттю) виявить запис купи або стека, ядро ​​отримає нову фізичну сторінку пам’яті, скопіює сторінку батьків на нову сторінку і відобразить цю нову сторінку в стеку або купі дочірнього процесу. Це являє собою оптимізацію, оскільки ядро ​​витрачає менше часу на налаштування відображень сторінок, ніж на повне копіювання стека та купи для дочірнього процесу.

Якщо дочірній процес містить усі атрибути батьківського процесу (що є оригінальним процесом), то в чому ж полягає цей дочірні процес? Оригінальний процес також міг бути завантажений у пам'ять.

На це питання дуже наочно дано відповідь, поглянувши на найбільш ранні втілення Unix, які повинні були працювати в умовах жорстких обмежень пам'яті і мали лише один процес виконання в просторі пам'яті / адреси.

Багатозадачність було досягнуто шляхом заміни процесу на диск і заміни іншого процесу в.

Тепер forkсистемний виклик був майже таким самим: він замінив процес на диск, але замість того, щоб заміняти інший процес, він дав копії в пам'яті інший ідентифікатор процесу і повернувся до нього. І це був сприятливий момент, коли цей процес вирішив просто execперетворитись на інший виконуваний файл.

fork+ execтаким чином насправді не виникало помітних накладних витрат над нерестом: вам довелося все-таки поміняти процес на диск, і у будь-якому випадку у вас було старе зображення процесу в зручних місцях пам'яті.

Зі збільшенням кількості доступних блоків управління пам'яттю та пам’яттю та безлічі процесів в пам'яті спочатку незначна вартість вилки стала дещо більше неприємності для деяких архітектур: таким чином vforkнародилася.

Щоб зробити це максимально простим для розуміння, я скористаюся аналогією. Випікаємо пиріг!

Ми хапаємо книгу рецептів і починаємо читати і влаштовуємо на пиріг з полуниці з ревеню (мій улюблений), з ручної скоринкою. Майже все, що нам потрібно, - це на кухні, крім яєць та фруктів, але оскільки ми живемо на фермі, а фрукти в сезон, це не проблема. проблема в тому, що піч зламана і не вистачає часу, щоб зробити кожну справу. Не було б непогано мати більше одного зі мене?

fork () на допомогу. Зараз я двоє. і ми обидва прямуємо до кухні, щоб почати робити пиріг. ой. Тож ми дивимось на повернення з виделки. Я отримав велику кількість, він отримав нуль, тому я пряму на кухню, поки він прямує до курника та саду. Коли я проходжу повз духовку, я знову розщеплюю (), дивлюся на повернене значення: об’єм я отримав нуль. Він продовжує борошно, коли я дивлюся на розбиту піч. Я відкриваю двері, немає світла, я закриваю двері. Хтось знає, як зафіксувати духовку?

exec () на допомогу. Я дотягуюсь до вольтметра на моєму поясі інструменту, лампочка могла бути діагностичною, тому я перевіряю потужність, справді спрацьовує вимикач, легко виправити. Коли я підходжу до панелі вимикачів, я бачу товариша, що збирає ревінь. Гидота! Я вважаю за краще шоколадний шовковий пиріг.