vfork与fork详解：共享地址空间与设备管理在UNIX系统中的关键

本篇文档主要介绍了UNIX操作系统中的两个关键进程创建函数：`fork`和`vfork`，以及与之相关的设备管理和缓冲机制。 1. **vfork()函数** - `vfork()`是UNIX操作系统中的一种特殊形式的进程创建，它在创建新进程时仅复制了父进程的控制结构（包括进程上下文和用户级数据），而不复制地址空间（代码和数据）。这意味着子进程与父进程共享同一地址空间，直到子进程调用`execve()`函数替换其地址空间。这使得`vfork()`常用于实现一些需要快速初始化但后续要运行独立程序的场景，如子进程继承父进程的部分状态，然后执行不同的任务。 2. **设备管理** - 设备管理在UNIX中扮演着重要角色，包括设备文件的打开、关闭和I/O操作。当打开设备文件时，系统会分配设备资源并可能排队等待。关闭文件则释放设备，并在有等待者的情况下唤醒它们。设备驱动器如磁盘、磁带等通过块型设备缓冲来优化I/O性能，如`struct buf`和`struct devtab`定义了缓冲区和设备控制结构，用于数据传输。 3. **块型设备缓冲** - 块型设备如硬盘和磁带使用缓冲技术提高效率。缓冲区大小与物理块一致（通常是512字节），由15个共享缓冲区组成。缓冲区的数据结构如`struct buf`包含了状态标志、地址信息和设备物理块号等。同时，设备控制结构如`struct devtab`维护了缓冲队列的头尾指针。 4. **字符型设备缓冲** - 字符设备（如终端）也采用缓冲机制，但通常涉及更小的内存区域，如`struct cblock`，存储读写操作的信息。读写操作可能涉及到预先读取（readahead）以预加载可能需要的字符，同时支持延迟写入策略。 5. **I/O操作** - UNIX中的`bread`、`breada`等函数用于从块设备读取数据，`bwrite`、`bawrite`等用于写入。这些函数与缓冲管理紧密相连，确保数据在进行I/O操作时高效且可靠。 总结来说，这篇文档涵盖了UNIX操作系统中的进程创建技术、设备管理机制以及两种类型的缓冲（块型和字符型）在数据传输过程中的应用，这些都是操作系统内核的重要组成部分，对于理解系统底层工作原理具有重要意义。