Una llamada, dos retornos

Todo proceso tiene un padre

Un proceso puede crear otros. El que crea es el padre; los nuevos, sus hijos; y los hijos pueden crear los suyos. El resultado es un árbol de procesos. En Linux, la raíz del espacio de usuario es systemd (PID 1), que arranca a todos los demás. El comando ps los lista y pstree dibuja el árbol.

Al crear un hijo hay dos decisiones:

• Ejecución: el padre sigue trabajando al mismo tiempo que su hijo, o espera a que termine.
• Espacio de direcciones: el hijo es un duplicado del padre (mismo programa y mismos datos), o carga un programa nuevo.

Una llamada, dos retornos

En Unix, un proceso nuevo se crea con la llamada al sistema fork(). El hijo es una copia del padre y los dos siguen ejecutando la instrucción siguiente al fork. ¿Cómo saben quién es quién? Por el valor que devuelve: al hijo le devuelve 0, y al padre, el PID del hijo (un número mayor que cero).

pid = fork(); if (pid == 0) { /* soy el hijo */ } else { /* soy el padre */ }

Si el hijo debe ejecutar otro programa, después del fork llama a exec(), que reemplaza su memoria por el programa nuevo. Así lanza la terminal cada comando que escribes.

exit(), kill() y wait()

• Un proceso termina al ejecutar su última instrucción y llamar a exit(), que devuelve un código de estado a su padre. El sistema operativo recupera todos sus recursos.
• También puede terminarlo otro proceso con kill().
• El padre usa wait() para esperar a que un hijo termine y recibir su código de salida; wait() devuelve además el PID del hijo que terminó.
• Algunos sistemas no permiten hijos sin padre: si el padre termina, terminan todos sus hijos. Es la terminación en cascada.

Zombis y huérfanos

Cuando un hijo termina, sus recursos se liberan, pero su entrada en la tabla de procesos se queda: el padre todavía no ha leído su código de salida. Ese hijo es un zombi. No usa memoria ni CPU, pero ocupa un lugar en la tabla. Desaparece cuando el padre llama a wait(). Como ya terminó, kill no le hace nada.

Si el padre termina sin esperar a sus hijos, estos quedan huérfanos. Unix lo resuelve asignándoles como padre al proceso init (hoy, systemd), que llama a wait() periódicamente y recoge a los zombis que hereda.

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