fork簡介：
fork英文原意是“分岔，分支”的意思，而在操作系統中，乃是著名的Unix（或類Unix，如Linux，Minix）中用於創建子進程的系統調用。
【NOTE1】
fork () 的作用是什麼？換句話說，你用 fork () 的目的是什麼？
――是爲了產生一個新的進程，地球人都知道 :)
產生一個什麼樣的進程？
――和你本來調用 fork () 的那個進程基本一樣的進程，其實就是你原來進程的副本;
真的完全一樣嗎？
――當然不能完全一樣，你要兩個除了 pid 之外其它一模一樣的進程幹什麼，就算memory
再多也不用這麼擺譜吧？
哪裏不一樣？
――當然最重要的是 fork () 之後執行的代碼不一樣，you know, i know :)
怎麼實現呢？
――如果是 Windows，它會讓你在 fork () 裏面提供一大堆東西，指明這個那個什麼的……
我用的是 unix 啊
――所以很簡單，unix 會讓兩個進程（不錯，原來是一個，unix 替你複製了一個，現在有兩個）
在 fork () 之後產生不同：返回值不同。其中一個進程（使用新的 pid）裏面的 fork () 返回零，
這個進程就是“子進程”；而另一個進程（使用原來的 pid）中的 fork () 返回前面那個子進程的
pid，他自己被稱爲“父進程”
然後呢？
――寫代碼的人又不笨，當然就根據返回值是否非零來判斷了，現在我是在子進程裏面呢，還是在
父進程裏面？在子進程裏面就執行子進程該執行的代碼，在父進程裏面就執行父進程的代碼……
有鐵桿 windows fans 藉此說明，windows 好啊，子進程用子進程的代碼，父進程用父進程的，
你 unix 笨了吧，子進程包含父進程、子進程的代碼，父進程包含父進程子進程的代碼，豈不是多佔用內存了嗎？
――據我所知，unix 代碼段都是可重入代碼，也就是說，進程複製，並不複製代碼段，若干個進程
共享同一代碼段，增加的只是全局共享數據和對文件描述符的引用等，另外就是堆棧。你一個代碼
長達 10M 的進程，fork () 出三四個子進程，只是增加一點內存佔用（如果你沒有使用很多全局變量
的話），而不是佔用 40M 以上的內存。
【NOTE2】
程序 從 fork 開始分支 （稱分支不準確）， 一路是主進程 pid > 0 (pid 是子進程ID) 一路是子進程 pid == 0 自此分成兩個任務
其實fork的時候已經兩個分支了，數據段被複制了一份，因此pid有兩份
執行pid=fork()時，返回值賦給pid在兩個進程中運行，
fork會返回給父進程的那個>0的值，告訴調用者新建進程的pid
子進程的fork返回值是0
更不用說if...else的比較也是在兩個進程中都做的了
【NOTE3】
fork的精闢剖析
程序如下：
#include <unistd.h>;
#include <sys/types.h>;
main ()
{ pid_t pid;
pid=fork();
if (pid < 0) printf("error in fork!");
else if (pid == 0)
printf("i am the child process, my process id is %dn",getpid());
else
printf("i am the parent process, my process id is %dn",getpid());
}
結果是
[root@localhost c]# ./a.out
i am the child process, my process id is 4286
i am the parent process, my process id is 4285
一：
要搞清楚fork的執行過程，就必須先講清楚操作系統中的“進程(process)”概念。一個進程，主要包含三個元素：
o. 一個可以執行的程序；
o. 和該進程相關聯的全部數據（包括變量，內存空間，緩衝區等等）；
o. 程序的執行上下文（execution context）。
不妨簡單理解爲，一個進程表示的，就是一個可執行程序的一次執行過程中的一個狀態。操作系統對進程的管理，典型的情況，是通過進程表完成的。進程表中的每 一個表項，記錄的是當前操作系統中一個進程的情況。對於單 CPU的情況而言，每一特定時刻只有一個進程佔用 CPU，但是系統中可能同時存在多個活動的（等待執行或繼續執行的）進程。一個稱爲“程序計數器（program counter, pc）”的寄存器，指出當前佔用 CPU的進程要執行的下一條指令的位置。當分給某個進程的
CPU時間已經用完，操作系統將該進程相關的寄存器的值，保存到該進程在進程表中對應的表項裏面；把將要接替這個進程佔用 CPU的那個進程的上下文，從進程表中讀出，並更新相應的寄存器（這個過程稱爲“上下文交換(process context switch)”，實際的上下文交換需要涉及到更多的數據，那和fork無關，不再多說，主要要記住程序寄存器 pc指出程序當前已經執行到哪裏，是進程上下文的重要內容，換出 CPU的進程要保存這個寄存器的值，換入CPU的進程，也要根據進程表中保存的本進程執行上下文信息，更新這個寄存器）。
好了，有這些概念打底，可以說fork了。當你的程序執行到下面的語句：
pid=fork();
操作系統創建一個新的進程（子進程），並且在進程表中相應爲它建立一個新的表項。新進程和原有進程的可執行程序是同一個程序；上下文和數據，絕大部分就是 原進程（父進程）的拷貝，但它們是兩個相互獨立的進程！此時程序寄存器pc，在父、子進程的上下文中都聲稱，這個進程目前執行到fork調用即將返回（此 時子進程不佔有CPU，子進程的pc不是真正保存在寄存器中，而是作爲進程上下文保存在進程表中的對應表項內）。問題是怎麼返回，在父子進程中就分道揚 鑣。
父進程繼續執行，操作系統對fork的實現，使這個調用在父進程中返回剛剛創建的子進程的pid（一個正整數），所以下面的if語句中pid<0, pid==0的兩個分支都不會執行。所以輸出i am the parent process...
子進程在之後的某個時候得到調度，它的上下文被換入，佔據 CPU，操作系統對fork的實現，使得子進程中fork調用返回0。所以在這個進程（注意這不是父進程了哦，雖然是同一個程序，但是這是同一個程序的另 外一次執行，在操作系統中這次執行是由另外一個進程表示的，從執行的角度說和父進程相互獨立）中pid=0。這個進程繼續執行的過程中，if語句中 pid<0不滿足，但是pid= =0是true。所以輸出i am the child process...
爲什麼看上去程序中互斥的兩個分支都被執行了？在一個程序的一次執行中，這當然是不可能的；但是你看到的兩行輸出是來自兩個進程，這兩個進程來自同一個程序的兩次執行。
fork之後，操作系統會複製一個與父進程完全相同的子進程，雖說是父子關係，但是在操作系統看來，他們更像兄弟關係，這2個進程共享代碼空間，但是數據 空間是互相獨立的，子進程數據空間中的內容是父進程的完整拷貝，指令指針也完全相同，但只有一點不同，如果fork成功，子進程中fork的返回值是0， 父進程中fork的返回值是子進程的進程號，如果fork不成功，父進程會返回錯誤。
可以這樣想象，2個進程一直同時運行，而且步調一致，在fork之後，他們分別作不同的工作，也就是分岔了。這也是fork爲什麼叫fork的原因。
在程序段裏用了fork()之後程序出了分岔，派生出了兩個進程。具體哪個先運行就看該系統的調度算法了。
如果需要父子進程協同，可以通過原語的辦法解決。
二：
進程的創建:
創建一個進程的系統調用很簡單.我們只要調用fork函數就可以了.
＃include <unistd.h>
pid_t fork();
當一個進程調用了fork以後,系統會創建一個子進程.這個子進程和父進程不同的地方只有他的進程ID和父進程ID,其他的都是一樣.就象父進程克隆 (clone)自己一樣.當然創建兩個一模一樣的進程是沒有意義的.爲了區分父進程和子進程,我們必須跟蹤fork的返回值. 當fork掉用失敗的時候(內存不足或者是用戶的最大進程數已到)fork返回-1,否則fork的返回值有重要的作用.對於父進程fork返回子進程的 ID,而對於fork子進程返回0.我們就是根據這個返回值來區分父子進程的. 父進程爲什麼要創建子進程呢?前面我們已經說過了Linux是一個多用戶操作系統,在同一時間會有許多的用戶在爭奪系統的資源.有時進程爲了早一點完成任
務就創建子進程來爭奪資源. 一旦子進程被創建,父子進程一起從fork處繼續執行,相互競爭系統的資源.有時候我們希望子進程繼續執行,而父進程阻塞,直到子進程完成任務.這個時候 我們可以調用wait或者waitpid系統調用.
總結一下有三：
1,派生子進程的進程，即父進程，其pid不變；
2,對子進程來說，fork返回給它0,但它的pid絕對不會是0；之所以fork返回0給它，是因爲它隨時可以調用getpid()來獲取自己的pid；
3,fork之後父子進程除非採用了同步手段，否則不能確定誰先運行，也不能確定誰先結束。認爲子進程結束後父進程才從fork返回的，這是不對的，fork不是這樣的，vfork才這樣。
【NOTE4】
首先必須有一點要清楚，函數的返回值是儲存在寄存器eax中的。
其次，當fork返回時，新進程會返回0是因爲在初始化任務結構時，將eax設置爲0；
在fork中，把子進程加入到可運行的隊列中，由進程調度程序在適當的時機調度運行。也就是從此時開始，當前進程分裂爲兩個併發的進程。
無論哪個進程被調度運行，都將繼續執行fork函數的剩餘代碼，執行結束後返回各自的值。
【NOTE5】
對於fork來說，父子進程共享同一段代碼空間，所以給人的感覺好像是有兩次返回，其實對於調用fork的父進程來說，如果fork出來的子進程沒有得到 調度，那麼父進程從fork系統調用返回，同時分析sys_fork知道，fork返回的是子進程的id。再看fork出來的子進程，由 copy_process函數可以看出，子進程的返回地址爲ret_from_fork（和父進程在同一個代碼點上返回），返回值直接置爲0。所以當子進 程得到調度的時候，也從fork返回，返回值爲0。
關鍵注意兩點：1.fork返回後，父進程或子進程的執行位置。（首先會將當前進程eax的值做爲返回值）2.兩次返回的pid存放的位置。（eax中）
進程調用copy_process得到lastpid的值（放入eax中，fork正常返回後，父進程中返回的就是lastpid）
子進程任務狀態段tss的eax被設置成0，
fork.c 中
p->tss.eax=0;（如果子進程要執行就需要進程切換，當發生切換時，子進程tss中的eax值就調入eax寄存器，子進程執行時首先會將eax的內容做爲返回值）
當子進程開始執行時，copy_process返回eax的值。
fork()後,就是兩個任務同時進行,父進程用他的tss,子進程用自己的tss,在切換時,各用各的eax中的值.
所以，“一次調用兩次返回”是2個不同的進程！
看這一句：pid＝fork()
當執行這一句時，當前進程進入fork()運行，此時，fork()內會用一段嵌入式彙編進行系統調用：int 0x80（具體代碼可參見內核版本0.11的unistd.h文件的133行_syscall0函數）。這時進入內核根據此前寫入eax的系統調用功能號 便會運行sys_fork系統調用。接着，sys_fork中首先會調用C函數find_empty_process產生一個新的進程，然後會調用C函數 copy_process將父進程的內容複製給子進程，但是子進程tss中的eax值賦值爲0（這也是爲什麼子進程中返回0的原因），當賦值完成後，
copy_process會返回新進程（該子進程）的pid，這個值會被保存到eax中。這時子進程就產生了，此時子進程與父進程擁有相同的代碼空間，程 序指針寄存器eip指向相同的下一條指令地址，當fork正常返回調用其的父進程後，因爲eax中的值是新創建的子進程號，所以，fork()返回子進程 號，執行else（pid>0）;當產生進程切換運行子進程時，首先會恢復子進程的運行環境即裝入子進程的tss任務狀態段，其中的eax 值(copy_process中置爲0)也會被裝入eax寄存器，所以，當子進程運行時，fork返回的是0執行if(pid==0)。
【NOTE5】
理解它關鍵在於理解堆棧的切換和壓棧，彈棧!
關於子進程的返回:
子進程複製了父進程的棧內容，從高到低
SS ；堆棧段寄存器
ESP ；堆棧指針寄存器
EFLAGS ；標識寄存器
CS ；代碼段寄存器
EIP -----此是int 0x80 的下一條指令，也是子進程開始執行的地方！！！！ ；指令指針寄存器
DS ；數據段寄存器
ES ；附加段寄存器
FS ；附加段寄存器
EDX ；DX數據寄存器
ECX ；CX計數器
EBX ；BX基址寄存器
GS ；附加段寄存器
ESI ；源地址寄存器
EDI ；目的地址寄存器
EBP ；基址寄存器
EAX(0) ；AX累加器
由於 EAX = 0,所以子進程返回 0 給 fork.
注：新進程的用戶棧設爲其父進程的用戶棧(最後彈出的SS,ESP)。如果父子進程以copy_on_write方式共用用戶堆棧
(Linux之下就是這樣的)，而且在此之前父進程修改了該堆棧(如果父進程先返回，這幾乎是肯定的），那麼，系統已經爲父進程創建了該用戶棧的副本，父進程原來的用戶棧留給了子進程。那麼新進程的系統棧已經清空，新進程回到了用戶態，返回到了函數fork。
【NOTE6】
關於fork的討論與評價：
fork好不好？相比其他操作系統如Windows，Windows會有諸如CreateProcess這樣的函數來創建一個與生俱來兩手空空的獨立的新進程。然後還有一大堆參數，指手畫腳的告訴你這個那個是什麼。。。
煩!!!
K.I.S.S. (Keep it simple,stupid.)是Unix的至高原則。
fork 起源於 Unix 操作系統。那是貝爾實驗室的 K&R (這兩人是Unix和C語言之父) 的一項天才發明!!! Linux由於與生俱來就與Unix血濃於水，所以繼承了它的這個天才發明。
這種方法效率是很高的。因爲複製的代價是很低的。在計算機網絡的實現中，以及在 client/server 系統中的server 一方的實現中，fork 常常是最自然，最有效，最適宜的手段。很多人甚至懷疑，到底是先有 fork 還是先有 client/server，因爲 fork 似乎就是專門爲此而設計的 !更重要的好處是，這樣有利於父子進程間通過 pipe 建立起一種簡單有效的進程間通信管道，並且產生了操作系統的用戶界面即 shell 的管道機制。這一點，對於 Unix 的發展和應用推廣，對於 Uinx 程序設計環境的形成，對於
Unix 程序設計風格的形成，都有非常深遠的影響。可以說這是一項天才的發明，它在很大程度上改變了操作系統的發展方向。
