在讲fork()子进程之前，我们需要重申几个概念，以便更好理解fork()子进程。
我们都知道程序在计算机上执行的时候是以进程为单位执行的，进程是可执行程序运行的基本单位。进程执行过程中就需要OS为其分配可供执行的资源。其中最难理解的就是内存资源的分配，OS到底是怎么样为新创建的进程合理地分配内存资源的？这就产生了虚拟地址空间的概念
1、虚拟地址空间
对于学习过《操作系统原理》这门课的读者来说，大家都了解内存管理的概念。理解了内存管理，就会很容易明白虚拟地址空间的概念。计算机内存资源是相对匮乏的资源，每个可执行程序都需要OS为其分配一定的内存资源，现代计算机已经实现了多并发，多任务的处理要求，一台计算机每时每刻都会有很多程序在执行，而每个程序又会有许多进程在执行，每个进程有需要独立的堆栈为其服务，这些都需要内存作为载体才能正确完整的执行。而问题是，计算机内存容量大小是很有限的，不可能为每个可执行程序分配合理的内存资源供其独有。计算机设计这门就提出了虚拟内存的概念，我的个人理解是是：虚拟内存是逻辑上的内存空间，也称逻辑地址空间，是在物理硬盘上划分出来的。比如，OS会为每个正在内存的程序分配大概4G的虚拟地址空间（是每个正在执行的程序都会有4G空间哦），这4G虚拟地址空间是和物理内存空间中存在某种映射关系的。一般虚拟内存4G的空间对应物理内存应该也是4G的，但这里有个小插曲：首先虚拟内存空间是在硬盘上的。当这段代码需要执行的时候（就必须加载到内存），OS就需要把需要执行的一部分利用某种算法加载到内存（只加载一部分，不可能把该程序虚拟地址空间中的所有内容都加载到内存），然后运行。
关于虚拟内存空间和物理内存的概念到此为止。
2、下面介绍进程的执行过程
虚拟地址空间分为两部分：用户地址空间和内核地址空间，i386体系结构的计算机的虚拟地址空间一般是4G，0~3G的空间为用户地址空间；3G~4G的地址空间为内核地址空间。相应地，程序的运行状态分为用户态和内核态，程序在用户态只能占用用户地址空间，程序在内核态占用内核地址空间。显而易见，内核态程序的执行级别高于用户态程序的执行级别。
每一个进程的地址空间都分为这两种地址空间，对于内核进程，由于其始终运行在内核态，所以内核进程的tast_struct结构体中的mm域也就被赋值为NULL。在内核地址空间中，不存在堆数据结构，所以堆的概念仅仅是用户地址空间中的数据结构，所以对于内核进程来说，也不会需要堆这种数据结构来存储变量或代码。kmalloc 或vmalloc用户内核进程在运行时申请内存。还有一点需要注意，不同程序的内核地址空间是相同的，即不同程序的内核地址都在一起，所以kmalloc或vmalloc申请到的虚拟内存在整个内核中都可以被其他程序使用（这里可能是黑客程序的破解点之一）。举个例子来说，加入内核线程1申请到了一块内存A, 只要把该内存的首地址传给另一个内核线程2，则在2中同样也可以使用这块内存。对于用户进程，其既有用户地址空间中的栈，也有它自己的内核栈。而内核进程就只有内核栈。所有进程都有一个内核栈，在x86的32位机器上内核栈大小可以为4KB或8KB，这个可以在编译内核的时候配置。创建内核堆栈的情况为：
- 当进程进入内核态，系统调用的参数就放在内核栈上，内核栈记录着进程的在内核中的调用链；
- 在内核栈被配 置成8KB大小的情况下，当中断服务程序中断当前进程时，它将使用当前被中断进程的内核栈。
3、fork创建进程过程
fork()是内核程序创建进程的一种方式（其他还有vfork()和clone()方法），由fork()创建的新进程被称为子进程（child process）。需要特别注意的是：该函数被调用一次，但返回两次。两次分别返回父进程和子进程。子进程的返回的是0（内核代码中设定的为0），而父进程返回的是子进程的进程PID。父进程和子进程共享代码段，但是分别拥有自己的数据段和堆栈段。一个进程的子进程可以不止一个。对子进程来说，之所以fork返回0给它，是因为它随时可以调用getpid()来获取自己的PID；也可以调用getppid()来获取父进程的PID。fork之后，操作系统会拷贝出一个与父进程完全相同的子进程，这两个进程共享代码段空间，但是数据段是互相独立的，子进程数据空间中的内容是父进程的完整拷贝，指令指针也完全相同，子进程拥有父进程当前运行到的位置（两进程的程序计数器pc值相同，也就是说，子进程是从fork返回处开始执行的）。如果fork不成功，父进程会返回错误。
有两个对立的观点，一是说：父进程先返回（因为对父进程来说，fork执行过程相当于函数调用）；另一个中观点是说：父子进程哪个先运行与操作系统的调度有关，如果需要父子进程协同，可以通过原语的办法解决。
参考材料：http://blog.csdn.net/theone10211024/article/details/13774669