<div dir="ltr"><div dir="ltr"><div class="gmail_default" style="font-family:times new roman,serif;font-size:large"><br></div></div><br><div class="gmail_quote"><div dir="ltr" class="gmail_attr">On Sun, Aug 1, 2021 at 5:55 PM Dan Cross <<a href="mailto:crossd@gmail.com">crossd@gmail.com</a>> wrote:</div><div> </div><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left:1px solid rgb(204,204,204);padding-left:1ex"><div dir="ltr"><div class="gmail_quote"><div>Looking at other systems that were available roughly around the time of Unix (TENEX, Multics), it strikes me that the Unix was a bit of an odd-duck with the way it handled exec in terms of destructively overlaying the memory of the user portion of a process with a new image; am I wrong here?</div></div></div></blockquote><div><br></div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large">See dmr's paper at <<a href="https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/hist.html">https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/hist.html</a>> for details, but in short exec and its equivalents elsewhere have always overlaid the running program with another program.  Early versions of PDP-7 Linux used the same process model as Tenex: one process per terminal which alternated between running the shell and a user program.  So exec() loaded the user program on top of the shell.  Indeed, this wasn't even a syscall; the shell itself wrote a tiny program loader into the top of memory that read the new program, which was open for reading, and jumped to it. Likewise, exit() was a specialized exec() that reloaded the shell.  The Tenex and Multics shells had more memory to play with and didn't have to use these self-overlaying tricks[*]: they loaded your program into available memory and called it as a subroutine, which accounts for the name "shell".</div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large"><br></div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large">So it was the introduction of fork(), which came from the Berkeley Genie OS, that made the current process control regime possible.  In those days, fork() wrote the current process out to the swapping disk and set up the process table with a new entry.  For efficiency, the in-memory version became the child and the swapped-out version became the parent.  Instantly the shell was able to run background processes by just not waiting for them, and pipelines (once the syntax was invented) could be handled with N - 1 processes in an N-stage pipeline.  Huge new powers landed on the user's head.</div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large"><br></div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large">Nowadays it's a question whether fork() makes sense any more.   "A fork() in the road" [Baumann et al. 2019] <<a href="https://www.microsoft.com/en-us/research/uploads/prod/2019/04/fork-hotos19.pdf">https://www.microsoft.com/en-us/research/uploads/prod/2019/04/fork-hotos19.pdf</a>> is an interesting argument against fork():</div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large"><br></div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large">* It doesn't compose.</div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large">* It is insecure by default.</div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large">* It is slow (there are about 25 properties a process has in addition to its memory and hardware state, and each of these needs to be copied or not) even using COW (which is itself a Good Thing and can and should be provided separately)</div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large">* It is incompatible with a single-address-space design. </div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large"><br></div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large">In short, spawn() beats fork() like a drum, and fork() should be deprecated. To be sure, the paper comes out of Microsoft Research, but I find it pretty compelling anyway.</div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large"><br></div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large">[*] My very favorite self-overlaying program was the PDP-8 bootstrap for the DF32 disk drive.  You toggled in two instructions at locations 30 and 31 meaning "load disk registers and go" and "jump to self" respectively, hit the Clear key on the front panel, which cleared all registers, and started up at 30. </div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large"><br></div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large">The first instruction told the disk to start reading sector 0 of the disk into location 0 in memory (because all the registers were 0, including the disk instruction register where 0 = READ) and the second instruction kept the CPU busy waiting.  As the sector loaded,  the two instructions were overwritten by "skip if disk ready" and "jump to previous address", which would wait until the whole sector was loaded.  Then the OS could be loaded using the primitive disk driver in block 0.</div><div class="gmail_default" style="font-family:"times new roman",serif;font-size:large"><br></div></div></div>