Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

Как уже обсуждалось, в UNIX проведена четкая грань между программой и процессом . Каждый процесс в конкретный момент времени выполняет инструкции некоторой программы, которая может быть одной и той же для нескольких процессов. [39] Естественно, речь здесь идет о выполнении в режиме задачи, в режиме ядра процесс выполняет инструкции ядра операционной системы. Примером может служить командный интерпретатор, с которым одновременно работают несколько пользователей, таким образом инструкции программы shell выполняют несколько различных процессов. Такие процессы могут совместно использовать один сегмент кода в памяти, но в остальном они являются изолированными друг от друга и имеют собственные сегменты данных и стека.

В любой момент процесс может запустить другую программу и начать выполнять ее инструкции; такую операцию он может сделать несколько раз.

В операционной системе UNIX имеются отдельные системные вызовы для создания (порождения) процесса, и для запуска новой программы. Системный вызов fork(2) создает новый процесс, который является точной копией родителя. После возвращения из системного вызова оба процесса выполняют инструкции одной и той же программы и имеют одинаковые сегменты данных и стека.

Тем не менее между родительским и дочерним процессом имеется ряд различий:

□ Дочернему процессу присваивается уникальный идентификатор PID, отличный от родительского.

□ Соответственно и идентификатор родительского процесса PPID для родителя и потомка различны.

□ Дочерний процесс получает собственную копию u-area и, в частности, собственные файловые дескрипторы, хотя он разделяет те же записи файловой таблицы.

□ Для дочернего процесса очищаются все ожидающие доставки сигналы.

□ Временная статистика выполнения процесса в режиме ядра и задачи для дочернего процесса обнуляется.

□ Блокировки памяти и записей, установленные родительским процессом, потомком не наследуются.

Более подробно наследуемые характеристики представлены в табл. 3.4.

Таблица 3.4. Наследование установок при создании процесса и запуске программы

В общем случае вызов fork(2) выполняет следующие действия:

□ Резервирует место в области свопинга для сегмента данных и стека процесса.

□ Размещает новую запись procв таблице процессов и присваивает процессу уникальный идентификатор PID.

□ Инициализирует структуру proc(поля структуры proc подробно рассматривались в разделе "Структуры данных процесса").

□ Размещает карты отображения, необходимые для трансляции адреса.

□ Размещает u-area процесса и копирует ее содержимое с родительского.

□ Создает соответствующие области процесса, часть из которых совпадает с родительскими.

□ Инициализирует аппаратный контекст процесса, копируя его с родительского.

□ Устанавливает в ноль возвращаемое дочернему процессу вызовом fork(2) значение.

□ Устанавливает возвращаемое родительскому процессу вызовом fork(2) значение равным PID потомка.