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fork()函数 —— 父子进程资源 - chayounder - 博客园
Linux进程管理——fork()和写时复制 - Jessica程序猿 - 博客园
《UNIX环境高级编程》
#include <unistd.h>
pid_t fork( void);
返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1。
fork函数用于创建子进程，典型的调用一次，返回两次的函数，其中返回子进程的PID和0，其中调用进程返回了子进程的PID，而子进程则返回了0，这是一个比较有意思的函数，但是两个进程的执行顺序是不定的。
fork的另一个特性是所有由父进程打开的描述符都被复制到子进程中。父、子进程中相同编号的文件描述符在内核中指向同一个file结构体，也就是说，file结构体的引用计数要增加。
子进程和父进程继续执行fork之后的指令。子进程是父进程的副本。例如，子进程获得父进程数据空间、堆和栈的副本。注意这儿是副本，而不是共享。父子进程共享的是正文段(代码段)（子进程修改一个全局变量，父进程的这个全局变量不会改变，因为是一个副本。）。
父子进程有独立的数据段、堆、栈，共享代码段
Linux中每个进程都有4G的虚拟地址空间（独立的3G用户空间和共享的1G内核空间），fork()创建的子进程也不例外。子进程资源的由来：
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1G内核空间既然是所有进程共享，因此fork()创建的子进程自然也将拥有；
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3G的用户空间是从父进程进程而来。
fork()创建子进程时继承了父进程的数据段、栈段、堆，注意从父进程继承来的是虚拟地址空间，同时也复制了页表（没有复制物理块）。因此，此时父子进程拥有相同的虚拟地址，映射的物理内存也是一致的（独立的虚拟地址空间，共享父进程的物理内存）。
由于父进程和子进程共享物理页面，内核将其标记为“只读”（类似mmap）的private的方式），父子双方均无法对其修改。无论父进程和子进程何时试图对一个共享的页面执行写操作，就产生一个错误，这时内核就把这个页复制到一个新的页面给这个进程，并标记为可写，同时修改页表，把原来的只读页面标记为“可写”，留给另外一个进程使用——写时复制技术。
注意：内核在为子进程分配物理内存时，并没有将代码段对应的数据另外复制一份给子进程，最终父子进程代码段映射的是同一块物理内存（代码段在单个进程内部本来就是只读的，所以代码段是共享的）。
每个进程的虚拟地址空间都可以是0到4G，只不过其中只有一部分有权访问，每个进程可以有不同的映射。两次运行同一个程序就是使用的相同的虚拟地址，但是映射到的物理地却是不一样的。每个进程都有自己的虚拟地址空间，不同进程的相同的虚拟地址显然可以对应不同的物理地址。因此地址相同（虚拟地址）而值不同没什么奇怪。
写时复制
Linux进程管理——fork()和写时复制 - Jessica程序猿 - 博客园
传统的fork()系统调用直接把所有的资源复制给新创建的进程。这种实现过于简单并且效率低下，因为它拷贝的数据或许可以共享。更糟糕的是，如果新进程打算立即执行一个新的映像，那么所有的拷贝都将前功尽弃。Linux的fork()使用写时拷贝(copy-on-write)页实现。写时拷贝是一种可以推迟甚至避免拷贝数据的技术。内核此时并不复制整个进程的地址空间，而是让父子进程共享同一个地址空间。只在需要写入的时候才会复制地址空间，从而使各个进程拥有各自的地址空间。也就是说，资源的复制是在需要写入的时候才会进行，在此之前，只有以只读方式共享。
这种技术使地址空间上的页的拷贝被推迟到实际发生写入的时候。在页根本不会被写入的情况下—例如，fork()后立即执行exec()，地址空间就无需被复制了。fork()的实际开销就是复制父进程的页表以及给子进程创建一个进程描述符。在一般情况下，进程创建后都为马上运行一个可执行的文件，这种优化，可以避免拷贝大量根本就不会被使用的数据(地址空间里常常包含数十兆的数据)。