Una fork()chiamata di sistema clona un processo figlio dal processo in esecuzione. I due processi sono identici ad eccezione del loro PID.
Naturalmente, se i processi stanno solo leggendo dai loro cumuli piuttosto che scrivere su di esso, copiare l'heap sarebbe un enorme spreco di memoria.
Viene copiato l'intero heap del processo? È ottimizzato in un modo che solo la scrittura innesca una copia heap?
Risposte:
La totalità di fork()è implementato utilizzando mmap / copy-on-write.
Ciò non riguarda solo l'heap, ma anche librerie condivise, stack, aree BSS.
Il che, per inciso, significa che fork è un'operazione estremamente leggera, fino a quando i 2 processi risultanti (padre e figlio) iniziano effettivamente a scrivere su intervalli di memoria. Questa funzione contribuisce in modo determinante alla letalità delle bombe a forcella: si finisce con troppi processi prima che il kernel venga sovraccaricato con la replica e la differenziazione delle pagine.
Ti verrà difficile trovare in un sistema operativo moderno un esempio di un'operazione in cui il kernel esegue una copia cartacea (i driver di dispositivo sono l'eccezione): è molto, molto più semplice ed efficiente impiegare la funzionalità VM.
Even execve()è essenzialmente "per favore mmap il binario / ld.so / whatnot, seguito da execute" - e la VM gestisce l'effettivo caricamento del processo su RAM ed esecuzione. Le variabili locali non inizializzate finiscono per essere mmapate da una "pagina zero" - speciale pagina di sola lettura copia-scrittura contenente zero, le variabili locali inizializzate finiscono per essere mmapate (copia-su-scrittura, di nuovo) dal file binario stesso, eccetera.
Il kernel Linux implementa Copy-on-Write quando fork()viene chiamato. Quando viene eseguita la syscall, le pagine che padre e figlio condividono sono contrassegnate come di sola lettura.
Se una scrittura viene eseguita nella pagina di sola lettura, viene quindi copiata, poiché la memoria non è più identica tra i due processi. Pertanto, se vengono eseguite solo operazioni di lettura, le pagine non verranno affatto copiate.
fork()chiamata.
/proc/self/pagemapper determinare l'indirizzo virtuale per la mappatura della pagina fisica ai fini del test. Come mi aspettavo, se il nipote e solo il nipote scrivono la pagina condivisa, allora il genitore e il figlio originale continuano a condividerla. Solo il nipote finisce con una copia privata.
Linux esegue Copy-on-Write. Quando viene forkcreato un nuovo processo, le pagine allocate vengono contrassegnate come di sola lettura e condivise tra padre e figlio. Quando uno di essi tenta di modificare una pagina, viene generato un errore di pagina che comporta la copia della pagina e la regolazione appropriata della tabella delle pagine.