在这一章的第一节里，我们大致讲了管道的使用方式以及相应的命令行。这一节，我们就具体来看一下管道是如何实现的。
我们先来看，我们常用的匿名管道（Anonymous Pipes），也即将多个命令串起来的竖线，背后的原理到底是什么。
上次我们说，它是基于管道的，那管道如何创建呢？管道的创建，需要通过下面这个系统调用。
int pipe(int fd[2])
在这里，我们创建了一个管道 pipe，返回了两个文件描述符，这表示管道的两端，一个是管道的读取端描述符 fd[0]，另一个是管道的写入端描述符 fd[1]。
我们来看在内核里面是如何实现的。
SYSCALL_DEFINE1(pipe, int __user *, fildes)
{
  return sys_pipe2(fildes, 0);
}
SYSCALL_DEFINE2(pipe2, int __user *, fildes, int, flags)
{
  struct file *files[2];
  int fd[2];
  int error;
  error = __do_pipe_flags(fd, files, flags);
  if (!error) {
    if (unlikely(copy_to_user(fildes, fd, sizeof(fd)))) {
......
      error = -EFAULT;
    } else {
      fd_install(fd[0], files[0]);
      fd_install(fd[1], files[1]);
    }
  }
  return error;
}
在内核中，主要的逻辑在 pipe2 系统调用中。这里面要创建一个数组 files，用来存放管道的两端的打开文件，另一个数组 fd 存放管道的两端的文件描述符。如果调用 __do_pipe_flags 没有错误，那就调用 fd_install，将两个 fd 和两个 struct file 关联起来。这一点和打开一个文件的过程很像了。
我们来看 __do_pipe_flags。这里面调用了 create_pipe_files，然后生成了两个 fd。从这里可以看出，fd[0]是用于读的，fd[1]是用于写的。

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解释
总结

匿名管道和命名管道是进程间通信的重要方式，本文深入介绍了它们的原理和实现方式。文章首先详细解释了管道的创建过程，包括系统调用创建管道、内核中管道的逻辑实现以及管道文件系统的创建和挂载过程。接着分析了匿名管道和命名管道的创建过程，包括创建管道文件、inode和文件描述符等操作。此外，文章还讲解了父子进程之间的通信和在shell中使用管道的原理。通过代码示例演示了如何在父子进程和shell中使用管道进行通信，以及如何使用系统调用将管道的两端和输入输出关联起来。总的来说，本文内容深入浅出，适合读者快速了解匿名管道和命名管道的实现原理和使用方式。文章通过对管道的创建过程和使用方法进行详细解释，帮助读者理解了管道在进程间通信中的重要作用。此外，文章还提供了课堂练习建议，鼓励读者通过实际操作和系统调用比较来加深对管道的理解。整体而言，本文为读者提供了全面而实用的关于匿名管道和命名管道的知识，对于想要深入了解进程间通信的读者来说，是一篇不可多得的好文。文章中还介绍了特殊的inode、字符设备和块设备，以及管道特殊的pipefifo_fops，通过对这些技术细节的讲解，读者可以更深入地理解管道在内核中的实现原理。最后，文章鼓励读者留言分享疑惑和见解，以及与朋友一起学习进步，为读者提供了更多学习交流的机会。总之，本文内容丰富，涵盖了匿名管道和命名管道的原理、创建过程和使用方法，同时通过技术细节的讲解和实际操作的建议，帮助读者更好地理解和掌握了这一重要的进程间通信方式。

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欢乐小熊
- 匿名管道: 只能在管道创建进程及其后代之间通信 - 通过 pipe 系统调用创建 - **inode 由特殊的文件系统 pipefs 创建** - **inode 关联的 fos 为 pipefifo_fops** - 命名管道: 通过管道文件名, 可以在任意进程之间通信 - 通过 mkfifo Glibc 库函数创建 - 内部调用 mknodat 系统调用 - **inode 由普通文件系统创建, 真实存在于磁盘中** - **inode 关联的 fos 与匿名管道一致, 为 pipefifo_fops** 老师, 在阅读的过程中产生了一个疑问, 匿名管道创建 inode 使用到的文件系统 pipefs, 也是属于内存文件系统吗? 这个 inode 是否会写到磁盘上呢?
作者回复: 不会到磁盘上，假的inode
2019-06-27

8
海军上校
管道代码是不是写错啦？pid=0应该是子进程 close fd1吧我理解的
作者回复: 不是的，留着fd1
2019-07-29
3
3
八台上
请问管道是特殊的inode 这个inode也会占用磁盘吗不然机器重启的时候不就没了吗？
作者回复: 管道重启就没了
2020-06-11

2
石维康
在ext4_mknod函数里调用init_special_inode时传入的是上一步ext4_new_inode_start_handle返回的inode。为什么文中还会说"但是会调用 init_special_inode，创建一个内存中特殊的 inode"? 在init_special_inode中也没有看到创建虚拟inode的地方？
作者回复: 参数不是struct inode *inode
2019-06-26

1
cuikt
老师你好，我在shell中执行echo 'aaa' | > a.txt ，为什么a.txt文件被创建了，但是a.txt是空的呢？
作者回复: 命令写的有问题，echo 'aaa'的输出，是后面的输入，而>的意思是输出导向a.txt，和输入没有关系呀
2019-07-08
2

有铭
管道更像是流处理，还是批处理？
作者回复: 都不像吧
2019-06-26


shangyu
请问下老师pipe的缓存大小是多少呢如果进程a的输出太大会有什么影响呢
2019-12-22
1
3
xavier
好奇想问，在举例中的那个shell创建A和B进程的时候，在fork生成 B进程的时候，是保留了B进程的管道输出的部分，而将shell父进程的管道输出关闭掉了，那如果shell紧接着再去fork一个C进程，岂不是管道的输入和输出都没有了？
2020-12-19
3
2
奔跑的码仔
strace -f -o file ./npipe 可以看到咱们父、子进程的整个执行过程。 strace -f -o file1 ps -ef | grep systemd只可以看到ps -ef命令的execv，看不到grep命令的。
2019-09-29

2
静✨
看了三遍居然看懂了。这个创建管道的实现真是牛皮
2021-05-21

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