CLONE(2)

BEZEICHNUNG
__clone - Erzeugt einen Kindprozess

ÜBERSICHT
#include <sched.h>

int __clone(int (*fn) (void *arg), void *child_stack, int flags, void *arg)

BESCHREIBUNG
__clone erzeugt einen neuen Prozess, ähnlich wie fork(2) dies tut. Im Gegensatz zu fork(2) erlaubt es __clone jedoch, dass der Kindprozess Teile seines Kontextes mit dem Vaterprozess teilt. Dazu zählen Speicherbereiche, die verwendeten Dateideskriptoren oder Signalhandler. __clone wird in erster Linie dazu benutzt, um Threads zu implementieren. Das sind mehrere parallel zueinander ablaufende Programmstränge eines Prozesses in einem gemeinsamen Speicherbereich.

Wird ein Kindprozess erzeugt, führt er das Funktionsprogramm fn(arg) aus. Das Argument fn zeigt auf eine Funktion, die vom Kindprozess zu Beginn seiner Ausführung abgearbeitet wird. arg wird dieser Funktion als Argument übergeben.

Kehrt die Funktion fn(arg) zurück, so beendet sich auch der gesamte Kindprozess. Der Ganzzahlwert, der von fn zurückgeliefert wird, entspricht dem Exit-Code des Kindprozesses. Der Kindprozess kann auch durch ein explizites exit(1) oder durch ein geeignetes Signal beendet werden.

Das Argument child_stack bestimmt den Ort des Stapelspeichers, der vom Kindprozess verwendet wird. Da Vater- und Kindprozess sich Speicherbereiche teilen können, ist es im allgemeinen nicht möglich, beide auf demselben Stapelspeicher ablaufen zu lassen. Der Vaterprozess muss daher einen Speicherbereich als Stapelspeicher für den Kindprozess bereithalten und einen Zeiger darauf via __clone an den Kindprozess übergeben. Mit Ausnahme von HP PA-Maschinen wächst der Stapelspeicher auf allen von Linux unterstützten Prozessoren nach unten, so dass child_stack für gewöhnlich auf die oberste Adresse im bereitgehaltenen Speicherbereich zeigt.

Das untere Byte von flags enthält die Nummer des Signals, das bei Beendigung des Kindprozesses an den Vaterprozess geschickt werden soll. flags kann darüber hinaus noch durch bitweises Oder mit den folgenden Konstanten verknüpft werden. Dadurch wird festgelegt, welche Ressourcen Vater- und Kindprozess sich teilen.

CLONE_VM
    Ist CLONE_VM gesetzt, laufen Vater- und Kindprozess im selben Adressraum. Insbesondere ist das Resultat von Schreibzugriffen eines Prozesses in den gemeinsamen Speicher auch vom anderen Prozess aus sichtbar. Zudem gilt jede Veränderung der Speichermappings durch mmap(2) oder munmap(2) für beide Prozesse. Ist CLONE_VM nicht gesetzt, erhält der Kindprozess seinen eigenen Adressraum. Wie auch bei fork(2) bleiben Schreibzugriffe auf den Speicher oder Änderungen am Speichermapping auf den jeweiligen Prozess beschränkt.

CLONE_FS
    Ist CLONE_FS gesetzt, teilen sich Vater- und Kindprozess ihre Informationen über das Dateisystem. Dazu zählen der Ort des Wurzelverzeichnisses, das aktuelle Arbeitsverzeichnis und die Maske der Dateizugriffsrechte. Jeder Aufruf von chroot(2), chdir(2) oder umask(2) durch entweder den Vater- oder den Kindprozess beeinflusst auch die Informationen des jeweils anderen Prozesses. Ist CLONE_FS nicht gesetzt, erhält der Kindprozess von __clone eine Kopie der Dateisysteminformationen. Aufrufe von chroot(2), chdir(2) und umask(2) beeinflussen daraufhin lediglich einen der beiden Prozesse.

CLONE_FILES
    Ist CLONE_FILES gesetzt, teilen sich Vater- und Kindprozess ihre Dateideskriptoren. Sie verweisen stets auf dieselbe Datei, sowohl im Vater-, als auch im Kindprozess. Jeder Deskriptor, der in einem der beiden Prozesse erzeugt wird, ist auch im anderen Prozess gültig. Ebenso wirkt sich das Schließen eines Deskriptors oder das Ändern der Attribute auf beide Prozesse zugleich aus. Ist CLONE_FILES nicht gesetzt, erhält der Kindprozess durch __clone eine Kopie der aktuell geöffneten Dateideskriptoren. Alle anschließend durchgeführten Operationen auf die Deskriptoren bleiben auf den jeweiligen Prozess beschränkt.

CLONE_SIGHAND
    Ist CLONE_SIGHAND gesetzt, teilen sich Vater- und Kindprozess die Tabelle der Signalhandler. Ruft einer der beiden Prozesse sigaction(2) auf, um das Antwortverhalten auf ein Signal zu verändern, so betrifft dies auch den anderen Prozess. Jedoch besitzen Vater- und Kindprozess nach wie vor getrennte Signalmasken und getrennte Listen der noch unbearbeiteten Signale. Einzelne Signale können daher durch Aufruf von sigprocmask(2) lokal für einen Prozess geblockt oder zugelassen werden. Ist CLONE_SIGHAND nicht gesetzt, erhält der Kindprozess durch den __clone-Aufruf eine Kopie des Signalhandlers. Ein nachfolgendes sigaction(2) betrifft dann nur noch den aufrufenden Prozess.

CLONE_PID
    Ist CLONE_PID gesetzt, erhält der Kindprozess dieselbe Prozesskennung wie der Vaterprozess. Ist CLONE_PID nicht gesetzt, erhält der Kindprozess eine eigene Prozesskennung, unabhängig von der Kennung des Vaterprozesses.

RÜCKGABEWERT
Ist __clone erfolgreich, wird im Vaterprozess die Prozesskennung des Kindprozesses zurückgegeben. Im Kindprozess wird 0 zurückgeliefert. Im Fehlerfall wird -1 zurückgegeben, es wird kein Kindprozess erzeugt, und errno wird entsprechend der Fehlerursache gesetzt.

FEHLER

EAGAIN
    Augenblicklich laufen zu viele andere Prozesse.

ENOMEM
    __clone ist nicht in der Lage, ausreichend viel Speicher anzufordern für die Verwaltungsstrukturen des Kindprozesses oder für die zu kopierenden Bereiche aus der Vaterumgebung.

BUGS
Ab Kernelversion 2.1.97 sollte CLONE_PID nicht mehr verwendet werden, da Teile des Betriebssystems und der Großteil der Systemprogramme von eindeutigen Prozesskennungen ausgehen.

Version 5 der libc kennt keinen __clone-Aufruf. Die Nachfolgerversion libc6 (auch glibc2 genannt) stellt __clone in der hier beschriebenen Form zur Verfügung.

KONFORM ZU
Der __clone-Aufruf ist Linux-spezifisch und sollte nicht in als portabel geltenden Programmen eingesetzt werden. Um Programme auf Thread-Basis zu entwickeln, sollte statt dessen auf Bibliotheksfunktionen zurückgegriffen werden, die eine POSIX-1003.1c-konforme Programmierschnittstelle bereitstellen. Dazu zählen die in libc6/glibc2 enthaltenen LinuxThreads. Siehe pthread_create(3thr).

Diese Dokumentation basiert auf den Kernelversionen 2.0.x und 2.1.x sowie glibc 2.0.x.

SIEHE AUCH
fork(2), pthread_create(3thr)