FORK(2) Manuale del programmatore di Linux FORK(2)

fork - crea un processo figlio

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);

fork() crea un nuovo processo duplicando il processo chiamante. Il nuovo processo è chiamato processo figlio. Il processo chiamante è chiamato processo genitore.

Il processo figlio e il processo genitore vengono eseguiti in spazi di memoria separati. Al momento della chiamata fork() entrambi gli spazi di memoria hanno lo stesso contenuto. Scritture in memoria, mappature di file (mmap(2)), e rimozioni di mappature (munmap(2)) effettuate da uno dei processi non hanno effetto sull'altro.

Il processo figlio è un esatto duplicato del processo genitore, tranne che per i seguenti punti:

  • Il processo figlio ha il suo ID unico di processo, e questo PID non corrisponde all'ID di nessun gruppo di processi esistente (setpgid(2)).
  • L'ID di processo-genitore del processo figlio è uguale all'ID di processo del genitore.
  • Il processo figlio non eredita i blocchi di memoria del suo genitore (mlock(2), mlockall(2)).
  • L'utilizzo delle risorse di processo (getrusage(2)) e i contatori del tempo CPU (times(2)) sono reimpostati a zero nel processo figlio.
  • Il set di segnali in attesa nel processo figlio è inizialmente vuoto (sigpending(2)).
  • Il processo figlio non eredita le regolazioni dei semafori dal suo genitore (semop(2)).
  • Il processo figlio non eredita dal genitore i blocchi sui record associati ai processi (fcntl(2)). (D'altra parte, esso non eredita i blocchi delle descrizioni dei file aperti fcntl(2) e i blocchi flock(2) dal suo genitore.)
  • Il processo figlio non eredita i temporizzatori dal genitore (setitimer(2), alarm(2), timer_create(2)).
  • Il processo figlio non eredita le operazioni rilevanti di I/O asincrono dal suo genitore (aio_read(3), aio_write(3)), né eredita alcun contesto di I/O asincrono dal suo genitore (vedere io_setup(2)).

Gli attributi del processo nel precedente elenco sono tutti specificati in POSIX.1. Genitore e figlio inoltre sono differenti tra loro rispetto ai seguenti attributi dei processi specifici di Linux:

  • Il processo figlio non eredita le notifiche di cambio directory (dnotify) dal suo genitore (si veda la descrizione di F_NOTIFY in fcntl(2)).
  • Le impostazioni di prctl(2) PR_SET_PDEATHSIG sono azzerate in modo che il processo figlio non riceva un segnale quando il suo genitore termina.
  • Il valore predefinito della tolleranza del temporizzatore (timer slack) è impostato al valore corrente della tolleranza del genitore. Si veda la descrizione di PR_SET_TIMERSLACK in prctl(2).
  • Le mappe di memoria che sono state marcate con l'opzione madvise(2) MADV_DONTFORK non sono ereditate attraverso un fork().
  • La memoria negli intervalli di indirizzi che sono stati marcati con l'opzione madvise(2) MADV_WIPEONFORK viene azzerata nel processo figlio dopo un fork(). (Il flag MADV_WIPEONFORK rimane impostato per quegli stessi intervalli di indirizzi anche nel processo figlio.)
  • Il segnale di termine del processo figlio è sempre SIGCHLD (vedere clone(2)).
  • I bit dei permessi della porta di accesso impostati da ioperm(2) non vengono ereditati dal processo figlio; il processo figlio deve rendere attivo ogni bit che è richiesto richiesto usando ioperm(2).

Notare i seguenti punti ulteriori:

  • Il processo figlio è creato con un thread singolo — quello che ha chiamato fork(). L'intero spazio di indirizzamento virtuale del genitore è replicato nel processo figlio, inclusi gli stati dei mutex, variabili condizionali, e altri oggetti pthreads; l'uso di pthread_atfork(3) può essere di aiuto per trattare i problemi che questo può causare.
  • Dopo un fork() in un programma che esegue thread multipli, il processo figlio può chiamare in modo sicuro solo le funzioni async-signal-safe (vedi signal-safety(7)) fino a quando non chiama execve(2).
  • Il processo figlio eredita copie del set di descrittori del file aperto del genitore. Ciascun descrittore di file nel processo figlio fa riferimento alla stessa descrizione di file aperto (vedere open(2)) come corrispondente descrittore di file nel genitore. Questo significa che i due descrittori di file condividono le opzioni di stato del file aperto, gli offset correnti del file, e gli attributi degli I/O pilotati dai segnali (vedere la descrizione di F_SETOWN e F_SETSIG in fcntl(2)).
  • Il processo figlio eredita copie del set di descrittori della coda dei messaggi aperti del genitore (vedere mq_overview(7)). Ciascun descrittore di file nel processo figlio fa riferimento alla stessa descrizione della coda di messaggi aperti del corrispondente descrittore di file nel genitore. Questo significa che i due descrittori di file condividono le stesse opzioni (mq_flags).
  • Il processo figlio eredita copie del set di flussi di directory aperti dal genitore (vedere opendir(3)). POSIX.1-2001 dice che i corrispondenti flussi di directory nel genitore e nel processo figlio possono condividere il posizionamento dei flussi di directory; in Linux/glicb non lo fanno.

In caso di successo il PID del processo figlio viene restituito nel genitore, e viene restituito 0 nel processo figlio. In caso di fallimento verrà restituito -1 nel genitore, non verrà creato alcun processo figlio, e errno verrà impostata per indicare l'errore.

EAGAIN
È stato raggiunto un limite imposto dal sistema sul numero di thread. Ci sono diversi limiti che possono causare questo errore:
  • è stato raggiunto il limite delle risorse soft RLIMIT_NPROC (impostato con setrlimit(2)), che limita il numero di processi e di thread per l'ID dell'utente reale;
  • è stato raggiunto il limite di sistema del kernel sul numero di processi e di thread, /proc/sys/kernel/threads-max (vedi proc(5));
  • o è stato raggiunto il mumero massimo di PID, /proc/sys/kernel/pid_max (vedi proc(5)); o
  • è stato raggiunto il limite PID (pids.max) imposto dal controller cgroup del "process number" (PIDs).
EAGAIN
Il chiamante sta operando sotto le regole di pianificazione dei processi SCHED_DEADLINE e non ha l'opzione reset-on-fork impostato. Vedi sched(7).
ENOMEM
fork() non è stato possibile allocare le strutture necessarie del kernel perché c'è poca memoria.
ENOMEM
È stato fatto un tentativo per creare un processo figlio in uno spazio dei nomi PID il cui processo "init" è terminato. Vedi pid_namespaces(7).
ENOSYS
fork() non è supportato su questa piattaforma (per esempio, hardware senza una Memory-Management Unit).
ERESTARTNOINTR (da Linux 2.6.17)
La chiamata di sistema è stata interrotta da un segnale e sarà riavviata. (Questo può essere visto solo dopo un tracciamento.)

POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, SVr4, 4.3BSD.

Sotto Linux, fork() è implementato usando pagine copy-on-write, in modo che la sola penalità nella quale incorre sia il tempo e la memoria necessari per duplicare le page table del genitore, e per creare una struttura di task unica per il processo figlio.

A partire dalla versione 2.3.3 il wrapper di glibc fork() fornito insieme all'implementazione del threading di NPTL, anziché invocare la chiamata di sistema del kernel fork() chiama clone(2) con le opzioni necessarie per ottenere lo stesso risultato della chiamata di sistema tradizionale. (Una chiamata a fork() è equivalente a una chiamata a clone(2) specificando le opzioni solo come SIGCHLD.) Il wrapper glibc invocherà ogni gestore di fork definito usando pthread_atfork(3).

Vedere pipe(2) e wait(2).

clone(2), execve(2), exit(2), setrlimit(2), unshare(2), vfork(2), wait(2), daemon(3), pthread_atfork(3), capabilities(7), credentials(7)

Questa pagina fa parte del rilascio 5.11 del progetto Linux man-pages. Una descrizione del progetto, le istruzioni per la segnalazione degli errori, e l'ultima versione di questa pagina si trovano su https://www.kernel.org/doc/man-pages/.

La traduzione italiana di questa pagina di manuale è stata creata da Giulio Daprelà <giulio@pluto.it>, Elisabetta Galli <lab@kkk.it> e Marco Curreli <marcocurreli@tiscali.it>

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22 marzo 2021 Linux