难懂的fork(),盼解惑!

teriusray

不明白调用一次fork()是怎样实现返回两次的?

以下是我对fork()的理解：

比如有这么一个表达式u_pid=fork(),若此时CPU执行的是子进程；那么u_pid的值是0，若执行的是父进程，则u_pid的值为自进程的PID。
排出创建不成功的情况，fork()的返回值只能二者之一(难道同时返回子进程号和0？)，而且在fork()调用完后已经确定。如果此时返回值为零，意味着CPU已经在执行子程序。那是不是说在fork()函数在其创建子进程之后，函数返回一个返回值之前，调度算法已经完成了一次从父进程到子进程的调度？
我猜想在fork()中会不会出现这样的情况：
fork()
{
   //此处为创建子进程的代码；
   //可能发生进程切换；
   if(...)//当前为父进程；
     return child_pid;
   else  //当前为子进程；
     return 0;
}

不知道疑惑说明白了没有，新手刚开始学，盼高手指点迷津啊！

[ 本帖最后由 teriusray 于 2007-2-26 23:49 编辑 ]

qtdszws

>>如果此时返回值为零，意味着CPU已经在执行子程序。那是不是说在fork()函数在其创建子进程之后，函数返回一个返回值之前，调度算法已经完成了一次从父进程到子进程的调度？
对于子进程，返回值为0,而和调度无关

>>我猜想在fork()中会不会出现这样的情况：
fork()
{
   //此处为创建子进程的代码；
   //可能发生进程切换；
   if(...)//当前为父进程；
     return child_pid;
   else  //当前为子进程；
     return 0;
}

fork是系统调用，不会发生进程切换
如果你看内核代码就知道秘密全在copy_thread函数中
fork为子进程创建一新的PCB(task_struct),该PCB中还有内核栈.fork通过对子进程的内核栈的一点改动来让子进程知道自己是子进程。
即childregs->eax = 0;//子进程的fork返回值为0
这样，子进程被调度时，eax寄存器从内核栈恢复，而eax就是fork的返回值,这样，子进程通过判断该值为0，代码的执行就出现分支。
if(fork())
{
父进程
}
else
{
子进程
}


//smpboot.c中的fork_by_hand,regs是栈上分配的，并没有初始化，不需要
int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long esp,
        unsigned long unused,
        struct task_struct * p, struct pt_regs * regs)
{
        struct pt_regs * childregs;
        //childregs指向子进程中的用户空间寄存器结构
        childregs = ((struct pt_regs *) (THREAD_SIZE + (unsigned long) p)) - 1;
        struct_cpy(childregs, regs);//从父进程全部复制用户空间寄存器结构,regs对idle1...n无意义
        childregs->eax = 0;//子进程的fork返回值为0
        childregs->esp = esp;//子进程的用户空间堆栈指针为esp,如果调用do_fork时没有设，将等于父进程的

        p->thread.esp = (unsigned long) childregs;//子进程第一次被调度进来时的esp,idle1...idlen也象模象样地指向,其实永远也不会用到
        p->thread.esp0 = (unsigned long) (childregs+1);//进程进入系统0环的堆栈指针

        p->thread.eip = (unsigned long) ret_from_fork;//进程换入时的eip,从ret_from_fork返回

        savesegment(fs,p->thread.fs);
        savesegment(gs,p->thread.gs);

        unlazy_fpu(current);//保存当前进程的fpu现场
        struct_cpy(&p->thread.i387, &current->thread.i387);//现场复制到子进程中

        return 0;
}

rwen2012

fork 的时候将复制父进程的那套文件描述符，　然后将这个描述符结构放入到运行队列中等待调度，　这个时候，子进程除了ＩＤ，其它的和父进程一样了

loughsky

虽然在代码上看着是执行一次,实际上执行两次,从此之后分成两个进程.靠返回值来确认到底是在哪个进程.

flw2

父进程copy一份自己之后让他们继续执行，所以父子都在执行fork的结束部分。
两个进程会有一些数据用来区分自己，以便最后返回.

teriusray

原帖由 qtdszws 于 2007-2-26 23:41 发表于 2楼  
>>如果此时返回值为零，意味着CPU已经在执行子程序。那是不是说在fork()函数在其创建子进程之后，函数返回一个返回值之前，调度算法已经完成了一次从父进程到子进程的调度？
对于子进程，返回值为0,而和 ...

原来是这样。那是不是可以这样理解，对于子进程的堆栈段保存的fork()返回值为0，而对于父进程的来说堆栈段来说fork()返回值为自进程的PID？
这样的话说fork()对父子进程返回两个不同的值，是不是要比说fork()每次调用返回两次值更容易理解？
很多资料上都说返回两次，把我弄糊涂了，谢谢“异次元空间”的指点。

qtdszws

完全正确!
其实许多使人困惑的问题，通过阅读内核代码就可以轻松解决!
内核源代码是解惑之本!