fork创建子进程，OS做了什么

fork 创建子进程，OS做了什么

fork之后多了一个子进程，但是是怎么做到的呢？

进程 = 内核数据结构 + 进程的代码和数据

以下回答部分来自GPT，可以看一下是否解决了你的困惑：
在操作系统中，fork 是一个创建子进程的系统调用。当执行 fork 时，操作系统会做以下几个步骤：

  1. 复制父进程：操作系统会复制父进程的内存空间、代码和数据。这包括进程的代码段、数据段、堆和栈等。

  2. 设置进程标识符：操作系统为子进程分配一个唯一的进程标识符（PID），用于在操作系统中标识和管理该进程。

  3. 设置父子关系：子进程的父进程会被设置为调用 fork 的进程（即父进程）。这样可以建立起父子进程之间的关系。

  4. 返回值：对于父进程，fork 调用返回子进程的 PID；对于子进程，fork 调用返回 0。这样可以让父子进程在执行后续操作时有不同的逻辑分支。

通过上述步骤，操作系统成功地创建了一个完全独立的子进程。子进程与父进程共享相同的代码和数据，但是它们有各自独立的内存空间和资源。

接下来，父子进程可以并行地执行各自的代码。它们通过操作系统提供的进程调度机制在操作系统内核中进行切换，以便让每个进程都获得适量的执行时间。

需要注意的是，fork 仅创建了一个子进程的初始副本。子进程之后可以通过调用 exec 系统调用来加载新的程序代码和数据，从而替换它自己的内存空间。这样，子进程就可以执行其他的程序了。

该回答引用NewBing，仅供参考，不保证完全正确

当您调用fork()函数时，操作系统会为子进程创建一个新的PCB（进程控制块），并将父进程的PCB的副本复制到子进程的PCB中。子进程几乎拷贝了父进程的全部内容，包括堆、栈、代码段等。因此，子进程的栈是从父进程那拷贝过来的，它和父进程的函数栈帧就是完全相同的，在函数执行完毕后，父子进程在各自的函数栈帧中返回，造成了我们所看到的两次返回的假象。²³

如果您想了解更多关于fork()函数和操作系统如何处理它的信息，这里有一些参考资料可以帮助您更好地理解：

源: 与必应的对话， 2023/7/12
(1) fork到底做了什么？_父子进城谁先执行_Dxx_xx4的博客-CSDN博客. https://blog.csdn.net/Dxx_xx4/article/details/89048283.
(2) Linux fork创建子进程 - 管理员D - 博客园. https://www.cnblogs.com/electronic/p/10932717.html.
(3) Linux fork创建子进程 - 管理员D - 博客园. https://bing.com/search?q=fork+%e5%88%9b%e5%bb%ba%e5%ad%90%e8%bf%9b%e7%a8%8b+OS%e5%81%9a%e4%ba%86%e4%bb%80%e4%b9%88.
(4) fork()函数介绍和创建多个子进程_zhcblog的博客-CSDN博客. https://blog.csdn.net/qq_43479736/article/details/107130564.
(5) python3启动子进程之 os.fork() - 运维时代 - 博客园. https://www.cnblogs.com/lijinlei521/p/12699388.html.
(6) 进程系统调用——fork函数深入理解(代码演示) - 知乎. https://zhuanlan.zhihu.com/p/422928238.

  • 你可以看下这个问题的回答https://ask.csdn.net/questions/7635034
  • 这篇博客也不错, 你可以看下fork到底做了什么？
  • 以下回答由chatgpt基于相关博客总结生成:

    在操作系统中使用fork函数创建子进程时，操作系统会做以下工作：

    1. 为子进程创建一个独立的进程控制块（PCB），其中包含了子进程的状态信息和其他相关数据。可以使用数据结构task_struct来表示PCB。

    2. 将父进程的PCB中的数据（包括代码、数据等）复制到子进程的PCB中，使得子进程可以具有父进程的所有数据。可以使用系统调用fork()来完成这个步骤。

    3. 子进程和父进程之间的内存空间是相互独立的，因此需要为子进程分配一个新的用户空间。可以通过使用虚拟内存的技术来实现这一步骤，其中包括复制页表和映射新的物理内存。

    4. 子进程的文件描述符表和父进程的文件描述符表是独立的，因此需要为子进程创建一个新的文件描述符表。可以通过复制父进程的文件描述符表来实现这一步骤，使得子进程可以访问相同的文件。

    5. 子进程需要有一个新的进程ID（PID），以便可以在操作系统中唯一标识出子进程。操作系统会为子进程分配一个新的PID，并将其保存在子进程的PCB中。

    6. 接下来，操作系统会将子进程的状态设置为就绪态，并将其添加到就绪队列中，等待被调度执行。

    7. 父进程和子进程可以分别执行不同的代码，但是它们之间可以通过进程间通信机制来进行相互通信和传递数据。

    以上是在操作系统中使用fork函数创建子进程时，操作系统所做的工作。当父进程调用fork函数时，会返回子进程的PID给父进程，而子进程返回0给自己，以便区分父进程和子进程的执行路径。