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CLONE(2) Manual del Programador de Linux CLONE(2)

NOMBRE

clone - crea un proceso hijo

SINOPSIS

#include <sched.h>

int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg);

_syscall2(int, clone, int, flags, void *, child_stack)

DESCRIPCIÓN

clone crea un nuevo proceso como lo hace fork(2). clone es una función de biblioteca situada encima de la llamada al sistema subyacente clone , de aquí en adelante referida como sys_clone. Una descripción de sys_clone se da hacia el final de esta página.

A diferencia de fork(2), estas llamadas permiten al proceso hijo compartir partes de su contexto de ejecución con el proceso invocador, tales como el espacio de memoria, la tabla de descriptores de fichero y la tabla de manejadores de señal. (Observe que en esta página de manual, "proceso invocador" normalmente se corresponde con "proceso padre". Vea la descripción de CLONE_PARENT más abajo.)

El principal uso de clone es para implementar los hilos: múltiples hilos de control en un programa que se ejecutan concurrentemente en un espacio de memoria compartido.

Cuando se crea el proceso hijo con clone, éste ejecuta la función fn(arg). (Eso difiere de fork(2), en donde la ejecución continúa en el hijo desde el punto en el que se encuentra la llamada fork(2) El argumento fn es un puntero a una función que es ejecutada por el proceso hijo al comienzo de su ejecución. El argumento arg se pasa a la función fn.

Cuando la función fn(arg) regresa, el proceso hijo termina. El entero devuelto por fn es el código de salida del proceso hijo. El proceso hijo también puede terminar explícitamente ejecutando exit(2) o después de recibir una señal fatal.

El argumento child_stack indica la posición de la pila utilizada por el proceso hijo. Puesto que los procesos hijo e invocador pueden compartir la memoria, no es posible, en general, para el proceso hijo ejecutarse usando la misma pila que el proceso invocador. Por tanto, el proceso invocador debe preparar un área de memoria para la pila del hijo y pasar un puntero a dicha área a clone. Las pilas crecen hacia abajo en todos los procesadores en los que se ejecuta Linux (excepto en el procesador HP PA), por lo que child_stack apunta normalmente a la dirección más alta de la zona de memoria preparada para la pila del hijo.

El byte bajo de flags contiene el número de la señal enviada al padre cuando el hijo muere. Si la señal especificada es cualquiera distinta de SIGCHLD, el proceso padre debe especificar las opciones __WALL o __WCLONE cuando espera al hijo con wait(2). Si no se indica ninguna señal, el proceso padre no es notificado cuando el hijo termina.

flags puede también ser operado con un OR a nivel de bits (bitwise or) con una o varias de las siguientes constantes, para así especificar qué van a compartir los procesos invocador e hijo:

(Linux 2.4 en adelante) Si CLONE_PARENT está presente, el padre del nuevo hijo (valor devuelto por getppid(2)) será el mismo que el del proceso invocador.

Si CLONE_PARENT no está presente, (al igual que ocurre con fork(2)) el padre del hijo es el proceso invocador.

Observe que es el proceso padre, tal como informa getppid(2), el que es notificado cuando el hijo termina, así que si se especifica la opción CLONE_PARENT , será notificado el padre del proceso invocador, en lugar del propio proceso invocador.

Si se pone CLONE_FS, los procesos invocador e hijo comparten la misma información del sistema de ficheros. Ésta incluye la raíz del sistema de ficheros, el directorio de trabajo actual y el valor de umask. Cualquier llamada a chroot(2), chdir(2) o umask(2) realizada por el proceso invocador o hijo también afecta al otro proceso.

Si no se pone CLONE_FS, el proceso hijo trabaja con una copia de la información del sistema de ficheros del proceso invocador en el momento de ejecutar la llamada clone. Las llamadas a chroot(2), chdir(2) o umask(2) realizadas después por uno de los procesos no afectan al otro.

Si se pone CLONE_FILES, los procesos invocador e hijo comparten la misma tabla de descriptores de fichero. Los descriptores de fichero siempre se refieren a los mismos ficheros en el invocador y en el proceso hijo. Cualquier descriptor de fichero creado por el proceso invocador o por el proceso hijo también es válido en el otro proceso. De igual forma, si uno de los procesos cierra un descriptor de fichero o cambia sus banderas (flags) asociadas, el otro proceso también se verá afectado.

Si no se pone CLONE_FILES, el proceso hijo hereda una copia de todos los descriptores de fichero abiertos en el proceso invocador en el momento de ejecutar clone. Las operaciones sobre los descriptores de fichero realizadas después por uno de los procesos invocador o hijo no afectan al otro.

(Linux 2.4.19 en adelante) Comienza el hijo en un nuevo espacio de nombres.

Cada proceso vive en un espacio de nombres. El espacio de nombres de un proceso viene dado por los datos (el conjunto de montajes) que describen la jerarquía de ficheros tal como la ve ese proceso. Después de una llamada a fork(2) o clone(2) con la bandera CLONE_NEWNS desactivada, el hijo vive en el mismo espacio de nombres que el padre. Las llamadas al sistema mount(2) y umount(2) cambian el espacio de nombres del proceso invocador, y por tanto afectan a todos los procesos que viven en el mismo espacio de nombres, pero no a los que están en un espacio de nombres diferente.

Tras una llamada a clone(2) con la bandera CLONE_NEWNS activada, el hijo clonado comienza su ejecución en un nuevo espacio de nombres, inicializado con una copia del espacio de nombres del padre.

Solamente un proceso privilegiado puede indicar la bandera CLONE_NEWNS. No está permitido especificar CLONE_NEWNS y CLONE_FS en la misma llamada a clone.

Si se pone CLONE_SIGHAND, los procesos invocador e hijo comparten la misma tabla de manejadores de señal. Si el proceso invocador o hijo llama a sigaction(2) para cambiar el comportamiento asociado a una señal, el comportamiento también se cambia en el otro proceso. Sin embargo, los procesos invocador e hijo todavía tienen diferentes máscaras de señales y conjuntos de señales pendientes. Por tanto, uno de ellos puede bloquear o desbloquear algunas señales usando sigprocmask(2) sin afectar al otro proceso.

Si no se pone CLONE_SIGHAND, el proceso hijo hereda una copia de los manejadores de señal del proceso invocador en el momento de ejecutar clone. Las llamadas a sigaction(2) realizadas después por uno de los procesos no tendrán efecto sobre el otro proceso.

Si se especifica la opción CLONE_PTRACE , y el proceso invocador está siendo rastreado, también se rastrea al hijo (vea ptrace(2)).

Si la opción CLONE_VFORK está presente, la ejecución del proceso invocador se suspende hasta que el hijo libere sus recursos de memoria virtual mediante una llamada a execve(2) o _exit(2) (al igual que con vfork(2)).

Si CLONE_VFORK no está presente tanto el proceso invocador como el hijo son planificables tras la llamada, y una aplicación no debería confiar en que se ejecuten en un determinado orden.

Si CLONE_VM está presente, el proceso invocador y el proceso hijo se ejecutan en el mismo espacio de memoria. En particular, las escrituras en memoria realizadas por el proceso invocador o el hijo son visibles también en el otro proceso. Además, cualquier ubicación o eliminación de memoria realizada con mmap(2) o munmap(2) por el proceso hijo o invocador también afecta al otro proceso.

Si CLONE_VM no está presente, el proceso hijo se ejecuta en una copia separada del espacio de memoria del proceso invocador en el momento de la llamada a clone. Las escrituras en memoria o las ubicaciones/eliminaciones de ficheros realizadas por uno de los procesos no afecta al otro, al igual que con fork(2).

Si se pone CLONE_PID, se crea el proceso hijo con el mismo identificador de proceso que el proceso invocador.

Si no se pone CLONE_PID, el proceso hijo posee un identificador de proceso único, distinto del identificador del invocador.

Esta bandera sólo puede ser especificada por el proceso de arranque del sistema (PID 0).

(Linux 2.4 en adelante) Si CLONE_THREAD está presente, el proceso hijo se pone en el mismo grupo de hilos que el proceso invocador.

Si CLONE_THREAD no está presente, el proceso hijo se pone en su propio (nuevo) grupo de hilos, cuyo identificador es el mismo que el identificador de proceso.

(Los grupos de hilos son una característica añadida en Linux 2.4 para soportar la noción de un conjunto de hilos compartiendo un solo PID impuesta por los hilos POSIX. En Linux 2.4, las llamadas a getpid(2) devuelven el identificador de grupo de hilos del invocador.)

La llamada al sistema sys_clone se corresponde más estrechamente con fork(2) en el hecho de que la ejecución en el proceso hijo continúa desde el punto de la llamada. Así, sys_clone solamente requiere los argumentos flags y child_stack , que tienen el mismo significado que para clone. (Observe que el orden de estos argumentos difiere de clone.)

Otra diferencia de sys_clone es que el argumento child_stack puede ser cero, en cuyo caso la semántica de copia-en-escritura (copy-on-write) asegura que el proceso hijo obtendrá copias de las páginas de pila cuando cualquiera de los dos procesos modifique la pila. En este caso, para una operación correcta, debería especificarse la opción CLONE_VM.

VALOR DEVUELTO

En caso de éxito, se devuelve el PID del hijo en el hilo de ejecución del invocador. En caso de fallo, se devuelve -1 en el contexto del invocador, no se creará ningún proceso hijo y se asignará a la variable errno un valor apropiado.

ERRORES

Se están ejecutando ya demasiados procesos.
__clone no puede reservar suficiente memoria para obtener una estructura de tarea (task structure) para el hijo o para copiar aquellas partes del contexto del padre que necesitan ser copiadas.
Devuelto por clone cuando se especifica un valor cero para child_stack.
Se especificaron ambas opciones CLONE_FS y CLONE_NEWNS en flags.
Se especificó CLONE_THREAD , pero no CLONE_SIGHAND. (Desde Linux 2.5.35.)
Se especificó CLONE_PID por un proceso cuyo PID es distinto de cero.

FALLOS

Desde la versión 2.1.97 del núcleo, no se debe usar la bandera CLONE_PID ya que otras partes del núcleo y la mayoría del software del sistema todavía asumen que los identificadores de proceso son únicos.

No hay una entrada para clone en la versión 5 de libc. libc 6 (o sea, glibc 2) proporciona una llamada clone tal como la que se ha descrito en esta página de manual.

OBSERVACIONES

Para las versiones del núcleo 2.4.7-2.4.18 la bandera CLONE_THREAD implica la bandera CLONE_PARENT.

CONFORME A

Las llamadas clone y sys_clone son específicas de Linux y no deberían usarse en aquellos programas que pretendan se portables. Para programar aplicaciones con hilos (múltiples hilos de control en el mismo espacio de memoria) es mejor usar una biblioteca que implemente la API de hilos POSIX 1003.1c, como la biblioteca LinuxThreads (incluida en glibc2). Vea pthread_create(3).

Esta página de manual se corresponde con los núcleos 2.0.x, 2.1.x, 2.2.x, 2.4.x, y con las versiones 2.0.x y 2.1.x de glibc.

VÉASE TAMBIÉN

fork(2), wait(2), pthread_create(3)

31 diciembre 2001 Linux 2.4