源码剖析Golang如何fork一个进程

cmd := exec.Command("/bin/sh")
		cmd.Env = os.Environ()
		cmd.Stdin = os.Stdin
		cmd.Stdout = os.Stdout
		cmd.Stderr = os.Stderr
		err = cmd.Run()

// /usr/local/go/src/os/exec/exec.go:625 
func (c *Cmd) Start() error {
......
childFiles := make([]*os.File, 0, 3+len(c.ExtraFiles))
   // 创建子进程的stdin 标准输入
	stdin, err := c.childStdin()
	if err != nil {
		return err
	}
	childFiles = append(childFiles, stdin)
	// 创建子进程的stdout 标准输出
	stdout, err := c.childStdout()
	if err != nil {
		return err
	}
	childFiles = append(childFiles, stdout)
	// 创建子进程的stderr 标准错误输出
	stderr, err := c.childStderr(stdout)
	if err != nil {
		return err
	}
	// 此时childFiles 已经包含了上述3个标准输入输出流
	childFiles = append(childFiles, stderr)
	childFiles = append(childFiles, c.ExtraFiles...)

	env, err := c.environ()
	if err != nil {
		return err
	}
   // os.StartProcess 将会启动一个子进程并从childFiles继承父进程的放入其中的文件描述符
	c.Process, err = os.StartProcess(c.Path, c.argv(), &os.ProcAttr{
		Dir:   c.Dir,
		Files: childFiles,
		Env:   env,
		Sys:   c.SysProcAttr,
	})
	.....
}

// /usr/local/go/src/os/exec/exec.go:489
func (c *Cmd) childStdin() (*os.File, error) {
	
	.....
	
	pr, pw, err := os.Pipe()
	if err != nil {
		return nil, err
	}

	c.childIOFiles = append(c.childIOFiles, pr)
	c.parentIOPipes = append(c.parentIOPipes, pw)
	// pw 写入的数据 来源于 c.Stdin  父进程会启动一个协程复制c.Stdin 到 pw
	c.goroutine = append(c.goroutine, func() error {
		_, err := io.Copy(pw, c.Stdin)
		if skipStdinCopyError(err) {
			err = nil
		}
		if err1 := pw.Close(); err == nil {
			err = err1
		}
		return err
	})
	....
	return pr, nil
}

cmd := exec.Command("/bin/sh")
		cmd.Env = os.Environ()
		cmd.Stdin = os.Stdin
		cmd.Stdout = os.Stdout
		cmd.Stderr = os.Stderr
		err = cmd.Run()

func forkAndExecInChild1(argv0 *byte, argv, envv []*byte, chroot, dir *byte, attr *ProcAttr, sys *SysProcAttr, pipe int) (r1 uintptr, err1 Errno, p [2]int, locked bool) {
    ...
    //  fork 调用前 会将attr.Files 里的数据复制到fd数组，我们传递给子进程的是childFiles，当代码执行到这里的时候，childFiles已经转化成了文件描述符存到attr.Files了。nextfd是为了后续再进行复制文件描述符时，不会对子进程要用到的文件描述符进行覆盖，会在接下来步骤1进行详细说明
    nextfd = len(attr.Files)
	for i, ufd := range attr.Files {
		if nextfd < int(ufd) {
			nextfd = int(ufd)
		}
		fd[i] = int(ufd)
	}
	nextfd++
   .....
   // 这里便进行了fork调用创建新进程了，不过可以看到这里用的是clone系统调用，其实它和fork类似，不过区别在于clone系统调用可以通过flags指定新进程 对于 父进程的哪些属性需要继承，哪些属性不需要继承，比如子进程需要新的网络命名空间，则需要指定flags为syscall.CLONE_NEWNS
   r1, err1 = rawVforkSyscall(SYS_CLONE, flags, 0)
   ....
   
   // 步骤1： 总之经过上面clone系统调用，已经产生了子进程了，下面两个步骤都是子进程才会进行的步骤，父进程在上述clone系统调用后，通过判断err1 != 0 || r1 != 0  便返回了。
  //  这里将fd[i] < i 的文件描述符 通过dup 系统调用复制到了一个新的文件描述符，因为后续步骤2里我们需要将复制 fd[i] 到第i个文件描述符 ，如果fd[i] < i ，那么将会导致复制的fd[i] 是子进程已经产生复制行为的文件描述符，而不是父进程真正传递过来的文件描述符，所以要通过nextfd将这样的文件描述符复制到fd数组外，并且设置O_CLOEXEC，这样在后续的execve系统调用后，将会对它进行自动关闭。
     	for i = 0; i < len(fd); i++ {
		if fd[i] >= 0 && fd[i] < i {
			....
			_, _, err1 = RawSyscall(SYS_DUP3, uintptr(fd[i]), uintptr(nextfd), O_CLOEXEC)
			if err1 != 0 {
				goto childerror
			}
			fd[i] = nextfd
			nextfd++
		}
	}
   ....
   // 步骤2 : 遍历fd 让 子进程fd[i] 个文件描述符复制给第i个文件描述符 ，注意这里就没有设置O_CLOEXEC了，因为这里的文件描述符我们希望execve后还存在
	for i = 0; i < len(fd); i++ {
		....
		_, _, err1 = RawSyscall(SYS_DUP3, uintptr(fd[i]), uintptr(i), 0)
		if err1 != 0 {
			goto childerror
		}
	} 
	
	....
    // 进行execve 系统调用
	_, _, err1 = RawSyscall(SYS_EXECVE,
		uintptr(unsafe.Pointer(argv0)),
		uintptr(unsafe.Pointer(&argv[0])),
		uintptr(unsafe.Pointer(&envv[0])))
}

func openFileNolog(name string, flag int, perm FileMode) (*File, error) {
	setSticky := false
	if !supportsCreateWithStickyBit && flag&O_CREATE != 0 && perm&ModeSticky != 0 {
		if _, err := Stat(name); IsNotExist(err) {
			setSticky = true
		}
	}
	var r int
	for {
		var e error
		r, e = syscall.Open(name, flag|syscall.O_CLOEXEC, syscallMode(perm))
		if e == nil {

// descriptor as nonblocking and close-on-exec.
func sysSocket(family, sotype, proto int) (int, error) {
	s, err := socketFunc(family, sotype|syscall.SOCK_NONBLOCK|syscall.SOCK_CLOEXEC, proto)
	if err != nil {
		return -1, os.NewSyscallError("socket", err)
	}
	return s, nil
}