Datenbanken und Betriebssysteme stehen seit Jahrzehnten in einem Spannungsfeld zwischen abstrakter Generalisierung und effizienter
Spezialisierung hinsichtlich der Nutzung von Ressourcen. Datenbanken sind in vielen Anwendungsfällen der wesentliche Nutzer der
verfügbaren Systemresourcen, weshalb einige Abstraktionsmechanismen des Betriebssystem (OS) als unnötiger Overhead empfunden
und durch eine direkte, DB-spezifische Implementierung ersetzt werden. Eine alternative Möglichkeit, die traditionell aufgrund der
stark unterschiedlichen Kulturen zwischen DB und OS seltener genutzt wird, aber dennoch seit Jahrzehnte Gegenstand der Diskussion
ist, ist die orchestrierte Modifikation beider Komponenten.

Hauptspeicherdatenbanken wie Hyper und Redis verwenden bestehende Mechanismen der Prozessverwaltung des Linux-Kernels
(fork/exec), um durch Ausnutzung von Seiteneffekten Operationen zu erledigen, die nicht im ursprünglichen Entwurf bedacht wurde.
Beispielsweise können damit atomare Speicher-Schnappschüsse erstellt werden. Dies verringert den Implementierungsaufwand auf
Datenbankseite, nutzt aber einen impliziten Seiteneffekt im Kernel.

Ein durch fork erzeugter Kindprozess übernimmt sämtliche Speicherinhalte (Daten, Code, Befehlszähler, etc.) des Elternprozess,
nutzt aber verzögerte Initialisierung (Copy-on-Write), um Kopiervorgänge im physischen Speicher so lange zu verzögern, bis zwischen
Eltern und Kind geteilte Inhalte durch Schreiboperationen verändert werden.

Obwohl fork für seinen Anwendungsfall effizient ist, induziert der Systemaufruf unproduktiven Overhead für andere Nutzungen, da
nicht nur die benötigten Daten dupliziert werden, sondern auch Code, Verwaltungsstrukturen, etc. In unserer Arbeit präsentieren wir
verschiedene problemspezifische, von uns durchgeführte Erweiterung des Linux-Kernels, die dedizierte Speicherbereiche mit Copy-on-Write-Semantik ausstatten, und damit die für Datenbanken notwendige Taktik mit spezifischen Mechanismen hinterlegen. Wir zeigen
Performancegewinne im Vergleich zu impliziten Verfahren, vergleichen die notwendigen Implementierungsaufwände für die einzelnen
Varianten, und thematisieren Vor- und Nachteile der Nutzung angepasster Linux-Varianten im Kontext des Anwendungsfalls. Ebenfalls
skizzieren wir Vor- und Nachteile der Anpassung bestehender großer Betriebssystemkerne im Vergleich zur datenbankspezifischen
Gestaltung von Betriebssystemen, wie aktuell in verschiedenen Forschungsprojekten adressiert.