Чому vfork () призначений для використання, коли дочірній процес викликає exec () або exit () відразу після створення?

Концепції операційної системи та APUE кажуть

З vfork () батьківський процес призупиняється, і дочірній процес використовує адресний простір батьків. Оскільки vfork () не використовує функцію копіювання під час запису, якщо дочірній процес змінить будь-які сторінки адресного простору батьків, змінені сторінки будуть видимими для батьків, коли він відновиться. Тому vfork () слід використовувати з обережністю, щоб переконатися, що дочірній процес не змінює адресний простір батьків.

vfork () призначений для використання, коли дочірній процес викликає exec () або exit () відразу після створення.

Як я зрозумію останнє речення?

Коли дочірній процес, створений vfork()дзвінками exec(), не exec()змінює адресний простір батьківського процесу, завантажуючи нову програму?

Коли дочірній процес, створений vfork()дзвінками exit(), exit()не змінює адресний простір батьківського процесу при припиненні дитини?

Я маю перевагу перед Linux.

Дякую.

Коли дочірній процес, створений vfork()дзвінками exec(), не exec()змінює адресний простір батьківського процесу, завантажуючи нову програму?

Ні, exec()надає новий адресний простір для нової програми; він не змінює батьківський адресний простір. Дивись, наприклад , на обговорення execфункцій в POSIX , і в Linux execve()довідкову сторінку .

Коли дочірній процес, створений vfork (), викликає exit (), чи не вимикає exit () змінити адресний простір батьківського процесу при завершенні дитини?

Звичайна можливість exit()- вона запускає гачки виходу, встановлені запущеною програмою (включаючи її бібліотеки). vfork()є більш обмежувальним; Таким чином, в Linux він мандатує використання _exit()якого не викликає функції очищення бібліотеки C.

vfork()виявилося досить важко отримати право; він був видалений у поточних версіях стандарту POSIX, і його posix_spawn()слід використовувати замість нього.

Однак, якщо ви дійсно не знаєте, що ви робите, ви не повинні використовувати жодне vfork()або posix_spawn(); дотримуватися доброго старого fork()і exec().

Наведена вище сторінка на сторінці Linux надає більше контексту:

Однак у погані старі часи a fork(2) потрібно буде зробити повну копію простору даних даних абонента, часто без потреби, оскільки зазвичай exec(3)це робиться негайно . Таким чином, для більшої ефективності BSD ввів vfork() системний виклик, який не повністю копіював адресний простір батьківського процесу, але запозичив батьківську пам’ять і нитку управління, поки не відбувся виклик execve(2)або вихід. Батьківський процес було призупинено, поки дитина використовувала свої ресурси. Використання vfork()було складним: наприклад, не змінюючи дані в батьківському процесі, залежало від того, щоб знати, які змінні зберігалися в реєстрі.

Під час виклику vfork()створюється новий процес, який новий процес запозичує зображення процесу батьківського процесу за винятком стека. Дочірньому процесу надається власна нова зірка стека, однак це не дозволяє виконувати returnфункцію, яка викликала vfork().

Поки дитина працює, батьківський процес блокується, оскільки дитина запозичила адресний простір батьків.

Незалежно від того, що ви робите, все, що тільки отримує доступ до стека, змінює лише приватний стек дитини. Якщо ви змінюєте глобальні дані, це змінює загальні дані і, таким чином, впливає на батьків.

Речі, що змінюють глобальні дані, наприклад:

• виклик malloc () або free ()

• використовуючи stdio

• зміни параметрів сигналу

• модифікація змінних, які не є локальними для функції, що викликала vfork().

• ...

Після того, як ви телефонуєте _exit()(важливо, ніколи не дзвоніть exit()), дитина припиняється і контроль передається батькові.

Якщо ви викликаєте будь-яку функцію з exec*()сім'ї, створюється новий адресний простір з новим програмним кодом, новими даними та частиною стека від батьків (див. Нижче). Після того, як це буде готово, дитина більше не запозичує адресний простір у дитини, а використовує власний адресний простір.

Елемент управління повертається батьківському, оскільки його адресний простір більше не використовується іншим процесом.

Важливо: На Linux немає реальної vfork()реалізації. Linux, скоріше, реалізує vfork()на основі fork()концепції Copy on Write, запровадженої SunOS-4.0 у 1988 році. Для того, щоб змусити користувачів вважати, що вони користуються vfork(), Linux просто налаштовує спільні дані та призупиняє батьків, поки дитина не дзвонила _exit()чи одна з exec*()функцій.

Отже, Linux не отримує користі від того, що реальному vfork()не потрібно встановлювати опис адресного простору для дитини в ядрі. Це призводить до того, vfork()що це не швидше, ніж fork(). У системах, що реалізують реальне vfork(), зазвичай це в 3 рази швидше fork()та впливає на продуктивність оболонок, які використовують vfork()- ksh93, недавні Bourne Shellта csh.

Причина , чому ви ніколи не повинні викликати exit()з vfork()ед дитини є те , що exit()флеші STDIO в разі , якщо є дані промиватися від часу перед викликом vfork(). Це може спричинити дивні результати.

BTW: posix_spawn()реалізується поверх vfork(), тому vfork()його не збирається видаляти з ОС. Згадано, що Linux не використовує vfork()для posix_spawn().

Для стека є мало документації, ось що говорить сторінка Solaris man:

 The vfork() and vforkx() functions can normally be used  the
 same  way  as  fork() and forkx(), respectively. The calling
 procedure, however, should not return while running  in  the
 child's  context,  since the eventual return from vfork() or
 vforkx() in the parent would be to a  stack  frame  that  no
 longer  exists. 

Тож реалізація може робити все, що завгодно. Реалізація Solaris використовує спільну пам'ять для кадру стека виклику функції vfork(). Жодна реалізація не надає доступу до старших частин стека від батьків.