fork()とexecve()って何が違うのでしょうか？

Question

UNIXやLINUXのOSは プロセスの開始はfork() → execve()の順に呼ばれると思います。

「子プロセスはfork関数実行時点の親プロセスの複製（コピー）ですので、オープン済みのファイルや変数は子プロセスにそのまま引き継ぎます。

execve関数により、外部プログラムを取り込む」

という情報を見つけましたが、

よくわかりません。
fork()を実行した段階ではまだOSはプロセスを開始してはいないのですよね？？
でも fork()はプロセスを実行するための関数ですよね？

教えてください。

Answer 1

Unix/Linuxでは、「新規にプロセスを起動してこの実行可能ファイルを実行」というシステムコールがありません。
なので、

1. forkで新規プロセス作成（メモリ内容はfork()の戻り値を除いて同一）
2. execveで今のプロセスのままでユーザーメモリ内容を置き換えてこの実行ファイルを実行

の2つのシステムコールを組み合わせることになります。シェルなんかは、1と2の間に(必要なら)ファイルディスクリプタのリダイレクト処理を行います。

「新規にプロセスを起動してこの実行可能ファイルを実行」というシステムコールが何故無いのかは分かりませんが、リダイレクト等まで含んでそういうシステムコールを作ると引数が複雑になり過ぎるとかじゃないかと思います。

Comments

[strike1217]

いきなり,
execute関数を実行してもダメということですかね？

[strike1217]

失礼しました。「execve()だけを実行してもダメということですよね？」です。

[otn]

いきなりexecveを実行してもかまいません。新たにプロセスが生成はされませんが、現在のプロセスのままで実行プログラムが切り替わります。元のプログラム実行状態を捨てて良いならそれで良いです。
ブラウザの、「リンクを新たなタブで開く」じゃなくて、同じタブでページを切り替えるようなものです。前のページは消えます（ブラウザだとバックボタンで戻れますが、プロセスは戻れない）。

[strike1217]

なるほど・・・
fork()とexecve()、両方を組み合わせないといけないということですね。
ありがとうございます。

Answer 2

fork()は自分自身のプロセスのコピーを生成する関数です。
この関数の戻り値が0のプロセスは子プロセスで、親プロセス側は子プロセスIDが返ります。

なので、fork()がreturnした時点でプロセスは開始しています。

execve（）は呼び出したプロセスが、新しいプログラムを読み込んで置き換わります。

Comments

[strike1217]

んーーー
つまり、fork()→execve()ということは
「自身をコピーして、新しいプロセスに置き換わっている」ということでしょうか？

[moonphase]

その通りです。

[strike1217]

ああ・・
「fork()だけだと”新しい”プロセスには変身していない」ということですね！
わかりました。
ありがとうございます。

[moonphase]

新しいプロセスになっていますが、新しいプログラムになっていないということです。

A fork()
│　　＼
A(親)　A'(子) execve()
｜　　　｜
A(親)　B(子)

[strike1217]

”新しいプログラム”には変わっていないんですね！
ありがとうございます。