fork(2) System Calls Manual fork(2) BEZEICHNUNG fork - erzeugt einen Kindprozess BIBLIOTHEK Standard-C-Bibliothek (libc, -lc) UBERSICHT #include pid_t fork(void); BESCHREIBUNG fork() erzeugt einen neuen Prozess, indem der aufrufende Prozess dupliziert wird. Der neue Prozess wird als das Kind bezeichnet. Der aufrufende Prozess wird als Elternprozess bezeichnet. Der Kind- und der Elternprozess laufen in separaten Speicherbereichen. Zum Zeitpunkt von fork() haben beide Speicherbereiche den gleichen Inhalt. Speicherschreibvorgange, Datei-Mappings (mmap(2)) und Aufhebung von Mappings (munmap(2)) eines Prozesses beeinflussen den jeweiligen anderen Prozess nicht. Der Kindprozess ist ein exaktes Duplikat des Elternprozesses, mit folgenden Ausnahmen: o Das Kind hat seine eigene eindeutige Prozesskennung, die mit keiner Kennung irgendeiner existierenden Prozessgruppe oder Sitzung ubereinstimmt (setpgid(2)). o Die Elternprozesskennung des Kindes ist die gleiche wie die Prozesskennung des Elternprozesses. o Das Kind erbt keine Speichersperren (mlock(2), mlockall(2)) des Elternprozesses. o Fur das Kind wird die Nutzung von Prozessressourcen (getrusage(2)) und Zahler fur CPU-Zeiten (times(2)) auf null zuruckgesetzt. o Die Menge der fur das Kind anstehenden Signale ist anfangs leer (sigpending(2)). o Das Kind erbt keine Semaphore-Einstellungen von seinem Elternprozess (semop(2)). o Das Kind erbt keine prozess-zugeordneten Datensatzsperren von seinem Elternprozess (fcntl(2)). (Allerdings erbt es offene Dateideskriptionssperren von fcntl(2) und flock(2)-Sperren von seinem Elternprozess.) o Das Kind erbt keine Timer von seinem Elternprozess (setitimer(2), alarm(2), timer_create(2)). o Das Kind erbt keine ausstehenden asynchronen E/A-Operationen von seinem Elternprozess (aio_read(3), aio_write(3)), auch asynchrone E/A-Kontexte des Elternprozesses werden nicht vererbt (siehe io_setup(2)). Die Prozessattribute in der vorstehenden Liste werden allesamt in POSIX.1 beschrieben. Eltern- und Kindprozess unterscheiden sich auch in den folgenden Linux-spezifischen Prozessattributen: o Das Kind erbt keine Nachrichten uber Verzeichnisanderungen (directory change notifications, dnotify) von seinem Elternprozess (siehe die Beschreibung von F_NOTIFY in fcntl(2)). o Die Einstellung PR_SET_PDEATHSIG von prctl(2) wird zuruckgesetzt, sodass das Kind kein Signal empfangt, wenn sein Elternprozess terminieren. o Der voreingestellte Wert fur den Timer-Spielraum (>>timer slack<<) wird auf den aktuellen Timer-Spielraum des Elternprozesses gesetzt. Siehe die Beschreibung von PR_SET_TIMERSLACK in prctl(2). o Speicher-Mappings, die mit dem madvise(2)-Schalter MADV_DONTFORK markiert wurden, werden nicht uber einen Aufruf von fork() hinweg vererbt. o Speicher in dem Adressbereich, der mit dem madvise(2)-Schalter MADV_WIPEONFORK markiert ist, wird nach einem fork() im Kind genullt. (Die Einstellung MADV_WIPEONFORK verbleibt fur diese Adressbereiche im Kind.) o Das Terminierungssignal des Kindes ist immer SIGCHLD (siehe clone(2)). o Die von ioperm(2) gesetzten Bits fur Portzugriffe werden nicht an das Kind vererbt, stattdessen muss das Kind benotigte Bits mittels ioperm(2) aktivieren. Beachten Sie die folgenden weiteren Punkte: o Der Kindprozess wird mit einem einzigen Thread erstellt - demjenigen, der fork aufrief. Der gesamte virtuelle Adressraum des Elternprozesses wird im Kind repliziert, einschliesslich der Zustande der Mutexe, Zustandsvariablen und anderer >>pthread<<-Objekte; die Verwendung von pthread_atfork(3) kann fur die Behandlung von dadurch verursachten Problemen hilfreich sein. o Nach einem fork() in einem Multithread-Programm kann das Kind sicher nur async-signal-safe-Funktionen aufrufen (siehe signal-safety(7)), bis es execve(2) aufruft. o Das Kind erbt Kopien der Menge der offenen Dateideskriptoren des Elternprozesses. Jeder Deskriptor des Kindes bezieht sich auf die gleichen offenen Dateideskriptoren (siehe open(2)) wie der entsprechende Dateideskriptor in dem Elternprozess. Dies bedeutet, dass die beiden Dateideskriptoren die Statusschalter geoffneter Dateien, den Datei-Offset und signalgesteuerte E/A-Attribute (siehe die Beschreibung von F_SETOWN und F_SETSIG in fcntl(2)) gemeinsam nutzen. o Das Kind erbt Kopien der Menge der Deskriptoren des Elternprozesses fur offene Nachrichten-Warteschlangen (siehe mq_overview(7)). Jeder Dateideskriptor des Kindes bezieht sich auf die gleiche Nachrichtenwarteschlangendeskription wie der entsprechende Dateideskriptor in dem Elternprozess. Das bedeutet, dass die beiden Dateideskriptoren die gleichen Schalter (mq_flags) gemeinsam nutzen. o Das Kind erbt Kopien der Menge der offenen Verzeichnis-Streams des Elternprozesses (siehe opendir(3)). POSIX.1 besagt, dass die entsprechenden Verzeichnis-Streams auf die gleiche Position zeigen konnen; unter Linux/Glibc tun sie es nicht. RUCKGABEWERT Bei Erfolg wird im Elternprozess die PID des Kindprozesses zuruckgegeben und in dem Kind 0. Bei Fehlern wird dem Elternprozess -1 zuruckgegeben, kein Kindprozess erzeugt und errno gesetzt, um den Fehler anzuzeigen. FEHLER EAGAIN Eine systembedingte Begrenzung der Anzahl der Threads wurde erreicht. Es gibt eine Reihe von Begrenzungen, die diesen Fehler auslosen konnen: o die weiche Ressourcenbegrenzung RLIMIT_NPROC (mittels setrlimit(2) gesetzt), die die Anzahl der Prozesse und Threads fur eine reale Benutzerkennung begrenzt, wurde erreicht; o die systemweite Kernelbegrenzung der Anzahl an Prozessen und Threads, /proc/sys/kernel/threads-max, wurde erreicht (siehe proc(5)); o die maximale Anzahl an PIDs, /proc/sys/kernel/pid_max, wurde erreicht (siehe proc(5)); o die durch den Cgroup-Controller >>process number<< erzwungende PID-Begrenzung (pids.max) wurde erreicht. EAGAIN Die aufrufende Instanz agiert gemass der SCHED_DEADLINE-Scheduling-Regeln und hat den Schalter reset-on-fork nicht gesetzt. Siehe sched(7). ENOMEM fork() konnte wegen Speicherknappheit die erforderlichen Kernel-Strukturen nicht anlegen. ENOMEM Es wurde versucht, einen Kindprozess in einem PID-Namensraum, dessen >>init<<-Prozess sich beendet hat, zu erstellen. Siehe pid_namespaces(7). ENOSYS fork() wird auf dieser Plattform nicht unterstutzt (beispielsweise Hardware ohne eine Speicher-Management-Einheit). ERESTARTNOINTR (seit Linux 2.6.17) Ein Systemaufruf wurde durch ein Signal unterbrochen und wird neu gestartet. (Dies wird nur wahrend einer Verfolgung sichtbar sein.) VERSIONEN Unterschiede C-Bibliothek/Kernel Der Glibc-Wrapper fur fork() wird als Teil der NPTL-Threading-Implementierung bereitgestellt. Seit Version 2.3.3 der Glibc ruft der fork()-Wrapper nicht mehr den Kernel-Systemaufruf fork() auf, sondern clone(2) mit Schaltern, die das Gleiche bewirken wie der traditionelle Systemaufruf. (Ein Aufruf von fork() ist gleichbedeutend mit einem Aufruf von clone(2), bei dem fur flags nur SIGCHLD angegeben wird.) Der Glibc-Wrapper ruft alle Fork-Handler auf, die mittels pthread_atfork(3) eingerichtet wurden. STANDARDS POSIX.1-2008. GESCHICHTE POSIX.1-2001, SVr4, 4.3BSD. ANMERKUNGEN Unter Linux ist fork() mittels >>copy-on-write<<-Seiten implementiert, sodass der einzige Nachteil von fork() die Zeit und der Speicher ist, der benotigt wird, um die Page Tables des Elternprozesses zu kopieren und eine eindeutige Task-Struktur fur das Kind anzulegen. BEISPIELE Siehe pipe(2) und wait(2) fur weitere Beispiele. #include #include #include #include #include int main(void) { pid_t pid; if (signal(SIGCHLD, SIG_IGN) == SIG_ERR) { perror("signal"); exit(EXIT_FAILURE); } pid = fork(); switch (pid) { case -1: perror("fork"); exit(EXIT_FAILURE); case 0: puts("Child exiting."); exit(EXIT_SUCCESS); default: printf("Child is PID %jd\n", (intmax_t) pid); puts("Parent exiting."); exit(EXIT_SUCCESS); } } SIEHE AUCH clone(2), execve(2), exit(2), setrlimit(2), unshare(2), vfork(2), wait(2), daemon(3), pthread_atfork(3), capabilities(7), credentials(7) UBERSETZUNG Die deutsche Ubersetzung dieser Handbuchseite wurde von Martin Schulze , Martin Eberhard Schauer , Holger Wansing , Mario Blattermann und Helge Kreutzmann erstellt. Diese Ubersetzung ist Freie Dokumentation; lesen Sie die GNU General Public License Version 3 oder neuer bezuglich der Copyright-Bedingungen. Es wird KEINE HAFTUNG ubernommen. 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