Linux管道的实现机制

之前学习管道的时候，遇到一个问题，就是linux下的管道到底是如何实现的。

在 Linux 中，管道的实现并没有使用专门的数据结构，而是借助了文件系统的file结构和VFS的索引节点inode。通过将两个 file 结构指向同一个临时的 VFS 索引节点，而这个 VFS 索引节点又指向一个物理页面而实现的。

当然这和网上大部分解释一样，并不能令人满意。

深入理解linux内核 P786 中有很好的解释

一下是我自己的理解，不清楚的请查看上面的书籍。

管道创建撤销

1.get_pipe_inode() 为pipefs中的管道分配索引节点，并初始化
2.为读/写通道分配一个文件对象和文件描述符并设置对应的读写权限
3.把两个文件对象和索引节点连在一起
4.两个文件描述符返回给用户态进程

撤销
1.用户态进程对和管道相关的一个文件描述符调用close（）系统调用，引用计数-1
2.当计数为0 ，调用release（）方法，释放管道缓冲页框

2.管道的读写
pipe_read()
1.获取索引节点的i_sem信号量 //我要读了
2.判断缓冲区是否空，或阻塞 //空不空啊？
阻塞： a .调用prepare_wait() 把当前进程(cur)加到等待队列
b.释放索引节信号量
c.调用 schedule（）
d.cur一旦被唤醒，从等待队列中删除。拷贝所有请求字节 //读
3.释放索引节点的i_sem信号量 //我读完了
4.唤醒管道中所有的写者进程 //你来写吧
5.返回已经拷贝的字节数目 //读了这么多

pipe_write()
1.获取索引节点的i_sem信号量 //我要写了
2.检查是否至少有一个读进程， //有没有人正在读啊
如果不是，向当前进程发送 SIGPIPE信号，释放i_sem信号量，并返回-EPIPE
3.判断是否有足够的写空间， //满不满啊？
是，则向缓冲区拷贝数据。如果不是非阻塞，释放索引节点并返回—EAGAIN；如果不是且阻塞，将当前写操作放入等待队列，释放信号量，调用schedule（），一旦被唤醒，返回 3 操作。
4.写入所有请求的字节 //不满就写
5.释放索引节点信号量 //我写完了
6.唤醒所有等待队列的读进程 //快来读吧
7.返回写入的字节数目（如果没有写入则返回错误码） //写了这么多

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