2. EL 6 ELS
  3. man-pages-pl
  4. clone(2)

Scroll to navigation

CLONE(2) Podręcznik programisty Linuksa CLONE(2)

NAZWA

clone - utworzenie procesu potomnego

SKŁADNIA

#include <sched.h>

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

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

OPIS

clone tworzy nowy proces, podobnie jak fork(2). clone jest funkcją biblioteczną posadowioną na wierzchu niższego wywołania funkcji systemowej clone, do której w dalszym ciągu będziemy się odnosić jako do sys_clone. Opis sys_clone jest podany pod koniec niniejszej strony.

W odróżnieniu od fork(2), funkcje te pozwalają procesom potomnym współdzielić części ich kontekstu wykonania, takie jak obszar pamięci, tablica deskryptorów plików czy tablica programów obsługi sygnałów, z procesem wywołującym. (Należy zauważyć, że na tej stronie podręcznika "proces wywołujący" normalnie odnosi się do "procesu macierzystego". Zobacz opis CLONE_PARENT poniżej.)

clone służy głównie do implementacji wątków: zarządzanie wieloma wątkami programu, które działają równolegle we współdzielonym obszarze pamięci.

Gdy za pomocą clone tworzony jest proces potomny, uruchamia on aplikację funkcyjną fn(arg). (Różni się to od fork(2), gdzie proces potomny kontynuuje wykonanie od miejsca wywołania fork(2).) Argument fn jest wskaźnikiem do funkcji, która jest wywoływana przez proces potomny na początku jego działania. Argument arg jest przekazywany do funkcji fn.

Gdy aplikacja funkcyjna fn(arg) powróci, proces potomny kończy działanie. Liczba całkowita zwrócona przez fn jest kodem zakończenia procesu potomnego. Proces potomny może również zakończyć się jawnie wołając exit(2) lub po otrzymaniu krytycznego sygnału.

Argument child_stack określa położenie stosu używanego przez proces potomny. Ponieważ potomek i proces wywołujący mogą współdzielić pamięć, nie jest możliwe, aby proces potomny korzystał z tego samego stosu, co proces wywołujący. Proces wywołujący musi więc przydzielić obszar pamięci przeznaczony na stos potomka i przekazać wskaźnik do tego obszaru w clone. Stosy rosną w dół na wszystkich procesorach, na których działa Linux (z wyjątkiem procesorów HP PA), więc child_stack zazwyczaj wskazuje na najwyższy adres obszaru pamięci zarezerwowanego na stos potomka.

Niższy bajt flags zawiera numer sygnału wysyłanego do rodzica, gdy proces potomny ginie. Jeśli określono inny sygnał niż SIGCHLD, to proces macierzysty musi podać opcję __WALL lub __WCLONE czekając na potmka w wait(2). Gdy sygnał nie zostanie określony, to proces macierzysty nie zostanie zawiadomiony o zakończeniu pracy potomka.

flags może również być bitowym OR jednej lub kilku następujących stałych określających, co będzie współdzielone pomiędzy procesem wywołującym a procesem potomnym:

(od Linuksa 2.4 w górę) Jeśli CLONE_PARENT będzie ustawione, to rodzic nowego procesu potomnego (zwrócony przez getppid(2)) będzie ten sam, co dla procesu wywołującego.

Jeśli CLONE_PARENT nie zostanie ustawione, to (jak dla fork(2)) rodzicem potomka będzie proces wywołujący.

Należy zauważyć, że to proces macierzysty, zwracany przez getppid(2), zostanie powiadomiony o zakończeniu pracy przez potomka, więc jeśli CLONE_PARENT będzie ustawione, to zawiadomiony zostanie rodzic procesu wywołującego, a nie sam proces wywołujący

Jeśli ustawione będzie CLONE_FS, to wywołujący i proces potomny będą współdzielić informacje o systemie plików. Informacje te obejmują katalog główny systemu plików, bieżący katalog roboczy i umaskę. Dowolne z wywołań chroot(2), chdir(2) lub umask(2) wykonane przez proces wywołujący lub proces potomny będzie obowiązywać również w drugim procesie.

Jeśli CLONE_FS nie zostanie ustawione, to proces potomny będzie pracować na kopii informacji o systemie plików procesu wywołującego z chwili wywołania clone. Wywołania chroot(2), chdir(2), umask(2) wykonane później przez jeden z procesów nie będą mieć wpływu na drugi proces.

Jeśli CLONE_FILES będzie ustawione, to proces wywołujący i procesy potomne będą współdzielić tablicę deskryptorów plików. Deskryptory plików zawsze będą dotyczyć tych samych plików w procesie wywołującym i w procesach potomnych. Dowolny deskryptor pliku utworzony przez proces wywołujący, jak też przez proces potomny będzie obowiązywać również w drugim procesie. Podobnie, jeśli jeden z procesów zamknie deskryptor pliku lub zmieni stowarzyszone z nim znaczniki, będzie to obowiązywać również w drugim procesie.

If CLONE_FILES nie zostanie ustawione, to proces potomny odziedziczy kopię wszystkich deskryptorów plików otwartych w procesie macierzystym w chwili wywołania clone. Operacje na deskryptorach plików przeprowadzone później przez proces wywołujący lub przez proces potomny nie będą miały wpływu na drugi proces.

(począwszy od Linuksa 2.4.19) Uruchamianie procesu potomnego w nowej przestrzeni nazw.

Każdy proces istnieje w jakiejś przestrzeni nazw. przestrzeń nazw procesu są to dane (zbiór montowań) opisujące hierarchię plików widzianą przez proces. Po fork(2) lub clone(2), gdy nie ustawiono znacznika CLONE_NEWNS, potomek żyje w tej samej przestrzeni nazw, co rodzic. Funkcje systemowe mount(2) i umount(2) zmieniają przestrzeń nazw procesu wywołującego, a zatem także innych procesów żyjących w tej samej przestrzeni nazw, lecz nie mają wpływu na procesy w innej przestrzeni nazw.

Po clone(2), gdy ustawiono znacznik CLONE_NEWNS, sklonowany potomek jest uruchamiany w nowej przestrzeni nazw, inicjowanej jako kopia przestrzeni nazw rodzica.

Znacznik CLONE_NEWNS może zostać podany jedynie przez proces uprzywilejowany. Zabronione jest podanie w tym samym wywołaniu clone zarówno CLONE_NEWNS, jak i CLONE_FS.

Jeśli CLONE_SIGHAND będzie ustawione, to proces wywołujący i procesy potomne będą współdzielić tablicę programów obsługi sygnałów. Jeśli proces wywołujący lub proces potomny wywoła sigaction(2), aby zmienić zachowanie towarzyszące sygnałowi, zachowanie to zostanie zmienione również w drugim procesie. Jednakże, proces wywołujący i proces potomny wciąż będą posiadać osobne maski sygnałów i zestawy sygnałów oczekujących. Zatem jeden z nich może zablokować lub odblokować niektóre sygnały za pomocą sigprocmask(2) nie wpływajac na drugi proces.

Jeśli CLONE_SIGHAND nie zostanie ustawione, to proces potomny odziedziczy kopię programów obsługi sygnałów od procesu wywołującego z chwili uruchomienia clone. Wywołania sigaction(2) przeprowadzone później przez jeden z procesów nie będą mieć wpływu na drugi proces.

Jeśli zostanie podane CLONE_PTRACE, a proces wywołujący będzie śledzony, to śledzenie obejmie również potomka (zobacz ptrace(2)).

Jeśli CLONE_VFORK będzie ustawione, wykonywanie procesu wywołującego zostanie wstrzymane do chwili, gdy potomek zwolni swoją pamięć wirtualną za pomocą execve(2) lub _exit(2) (jak przy vfork(2)).

Jeśli CLONE_VFORK nie zostanie ustawione, wtedy zarówno proces wywołujący, jak i potomny podlegają po wywołaniu clone szeregowaniu zadań i aplikacja nie może zakładać, że ich wykonywanie będzie się odbywać w określonej kolejności.

Jeśli CLONE_VM będzie ustawione, to proces wywołujący i potomny będą działać w tym samym obszarze pamięci. W szczególności, zapisy do pamięci wykonywane przez proces wywołujący lub przez proces potomny będą widoczne dla drugiego z procesów. Ponadto, dowolne mapowania pamięci i usunięcia mapowań wykonane przez jeden z tych procesów za pomocą mmap(2) lub munmap(2) będą dotyczyć również drugiego procesu.

Jeśli CLONE_VM nie zostanie ustawione, to proces potomny będzie działać w kopii obszaru pamięci procesu wywołującego, wykonanej w chwili wywołania clone. Zapisy do pamięci oraz mapowania i usunięcia mapowań wykonane przez jeden z tych procesów nie będą dotyczyć drugiego z nich, tak jak w przypadku fork(2).

Jeśli CLONE_PID będzie ustawione, to proces potomny będzie tworzony z tym samym ID procesu, jaki ma proces wywołujący.

Jeśli CLONE_PID nie zostanie ustawione, to proces potomny będzie mieć unikalny ID procesu, inny niż ID procesu wywołującego.

Ten znacznik może być podany tylko przez proces uruchamiający system (PID 0).

(Począwszy od Linuksa 2.4) Jeśli CLONE_THREAD będzie ustawione, to potomek będzie umieszczony w tej samej grupie wątków, do której należy proces wywołujący.

Jeśli CLONE_THREAD nie zostanie ustawione, to potomek będzie umieszczony w swojej własnej (nowej) grupie wątków, której ID jest taki sam, jak ID procesu.

(Grupy wątków zostały dodane w Linuksie 2.4 dla obsługiwać wątki POSIX-owe dla zbioru procesów współdzielących ten sam PID. W Linuksie 2.4 wywołania funkcji getpid(2) zwracają ID grupy wątków procesu wywołującego.)

Funkcja systemowa sys_clone odpowiada w sposób bardziej zbliżony funkcji fork(2), w której wykonanie procesu potomnego jest kontynuowane od miejsca wywołania. Zatem, sys_clone wymaga jedynie argumentów flags i child_stack, które mają znaczenie takie samo, jak dla clone. (Należy zauważyć, że kolejność tych argumentów jest inna aniżeli dla clone.)

Inna różnicą w przypadku sys_clone jest to, że argument child_stack może być zerem. W tym przypadku, semantyka "kopiowania podczas zapisu" gwarantuje, że proces potomny otrzyma osobną kopię stosu, gdy którykolwiek z procesów zmodyfikuje stos. W tym przypadku aby funkcja działała prawidłowo, nie należy podawać opcji CLONE_VM.

WARTOŚĆ ZWRACANA

Po pomyślnym zakończeniu, w wątku rodzica zwracany jest PID potomka. W wypadku błędu, w kontekście procesu wywołującego zwracane jest -1, a proces potomny nie jest tworzony i odpowiednio ustawiane jest errno .

BŁĘDY

Działa już zbyt wiele procesów.
Za mało pamięci aby przydzielić struktuę zadania dla procesu potomnego, lub aby skopiować niezbędne fragmenty kontekstu procesu wywołującego.
Zwracane przez clone, gdy podano dla child_stack wartość zerową.
W flags podano jednocześnie CLONE_FS i CLONE_NEWNS.
Podano CLONE_THREAD a nie podano CLONE_SIGHAND. (Począwszy od Linuksa 2.5.35.)
CLONE_PID zostało podane przez proces o niezerowym PID.

USTERKI

Dla wersji jądra 2.1.97 nie należy używać znacznika CLONE_PID, gdyż inne części jądra i większość oprogramowania systemowego wcąż zakłada, że identyfikatory procesów są unikalne.

Brak wpisu dla clone w wersji 5 biblioteki libc. libc 6 (inaczej, glibc 2) udostępnia clone zgodnie z opisem na niniejszej stronie podręcznika.

UWAGI

Dla wersji jądra 2.4.7-2.4.18 znacznik CLONE_THREAD wymuszał znacznik CLONE_PARENT.

ZGODNE Z

Funkcje clone i sys_clone są specyficzne dla Linuksa i nie powinny być używane w programach przenośnych. Pisząc programy aplikacji wielowątkowych (wiele wątków zarządzających tym samym obszarem pamięci), lepiej używać biblioteki wspomagającej wielowątkowe API zgodne z POSIX 1003.1c, takiej jak biblioteka LinuxThreads (zawarta w glibc2). Zobacz pthread_create(3).

Ta strona podręcznika dotyczy jąder 2.0.x, 2.1.x, 2.2.x, 2.4.x, oraz glibc 2.0.x i 2.1.x.

ZOBACZ TAKŻE

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

2001-12-31 Linux 2.4