分析Linux内核fork子进程的过程

最新推荐文章于 2025-05-14 22:00:38 发布

chwun

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分类专栏：计算机系统文章标签： linux kernel 内核函数 API

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/chwun/article/details/51052124

本文详细介绍了Linux内核如何通过fork、vfork和clone函数创建子进程，分析了它们的区别以及在创建过程中的关键步骤，如复制task_struct、初始化进程数据结构、设置进程状态和复制环境等。同时，文章提到了COW技术在降低fork开销中的作用，以及vfork和clone在特定场景下的优势和使用注意事项。

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我们编写程序的时候会用到fork 、vfork 、clone等函数来创建一个子进程，但是，这些函数是怎么做到创建一个子进程的呢，底层是怎样实现的呢？我们通过分析内核代码来了解这些。

进程创建

查看相关的内核代码，可以看到如下程序段

SYSCALL_DEFINE0(fork) 
{ 
  return do_fork(SIGCHLD, 0, 0, NULL, NULL);
}
 ....

SYSCALL_DEFINE0(vfork)
{ 
  return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, 0, 0, NULL, NULL);
}
 ...

SYSCALL_DEFINE5(clone, unsigned long, clone_flags,
         unsigned long, newsp, int __user *, parent_tidptr, 
         int __user *, child_tidptr, int, tls_val)
{
  return do_fork(clone_flags, newsp, 0, parent_tidptr,
                child_tidptr);
}
 ...

这里只提取出关键信息，可以看到，三个函数都调用了do_fork（）来完成。那么既然实际上都是调用一个过程，为什么要有fork,vfork,clone这么多不同的函数呢？实际上这是为了不同的场景需要而设计的，文章结尾部分是查阅资料总结这三个函数的区别，现在的重点是看内核是怎么创建新进程的，所以我们先来看do_fork代码，代码中关键地方做了注释。

long do_fork(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start,
        unsigned long stack_size, int __user *parent_tidptr,

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