7.1.1 linux管道的實現機制
在linux中，管道是一種使用非常頻繁的通訊機制。從本質上說，管道也是一種檔案，但它又和一般的檔案有所不同，管道可以克服使用檔案進行通訊的兩個問題，具體表現為：
· 限制管道的大小。實際上，管道是乙個固定大小的緩衝區。在linux中，該緩衝區的大小為1頁，即4k位元組，使得它的大小不象檔案那樣不加檢驗地增長。使用單個固定緩衝區也會帶來問題，比如在寫管道時可能變滿，當這種情況發生時，隨後對管道的write()呼叫將預設地被阻塞，等待某些資料被讀取，以便騰出足夠的空間供write()呼叫寫。
· 讀取程序也可能工作得比寫程序快。當所有當前程序資料已被讀取時，管道變空。當這種情況發生時，乙個隨後的read()呼叫將預設地被阻塞，等待某些資料被寫入，這解決了read()呼叫返回檔案結束的問題。
1. 管道的結構
在 linux 中，管道的實現並沒有使用專門的資料結構，而是借助了檔案系統的file結構和vfs的索引節點inode。通過將兩個 file 結構指向同乙個臨時的 vfs 索引節點，而這個 vfs 索引節點又指向乙個物理頁面而實現的。如圖 7.1所示。
圖7.1 管道結構示意圖
圖7.1中有兩個 file 資料結構，但它們定義檔案操作例程位址是不同的，其中乙個是向管道中寫入資料的例程位址，而另乙個是從管道中讀出資料的例程位址。這樣，使用者程式的系統呼叫仍然是通常的檔案操作，而核心卻利用這種抽象機制實現了管道這一特殊操作。
2.管道的讀寫
管道實現的源**在fs/pipe.c中，在pipe.c中有很多函式，其中有兩個函式比較重要，即管道讀函式pipe_read()和管道寫函式pipe_wrtie()。管道寫函式通過將位元組複製到 vfs 索引節點指向的物理記憶體而寫入資料，而管道讀函式則通過複製物理記憶體中的位元組而讀出資料。當然，核心必須利用一定的機制同步對管道的訪問，為此，核心使用了鎖、等待佇列和訊號。
當寫程序向管道中寫入時，它利用標準的庫函式write()，系統根據庫函式傳遞的檔案描述符，可找到該檔案的 file 結構。file 結構中指定了用來進行寫操作的函式（即寫入函式）位址，於是，核心呼叫該函式完成寫操作。寫入函式在向記憶體中寫入資料之前，必須首先檢查 vfs 索引節點中的資訊，同時滿足如下條件時，才能進行實際的記憶體複製工作：
·記憶體中有足夠的空間可容納所有要寫入的資料；
·記憶體沒有被讀程式鎖定。
如果同時滿足上述條件，寫入函式首先鎖定記憶體，然後從寫程序的位址空間中複製資料到記憶體。否則，寫入程序就休眠在 vfs 索引節點的等待佇列中，接下來，核心將呼叫排程程式，而排程程式會選擇其他程序執行。寫入程序實際處於可中斷的等待狀態，當記憶體中有足夠的空間可以容納寫入資料，或記憶體被解鎖時，讀取程序會喚醒寫入程序，這時，寫入程序將接收到訊號。當資料寫入記憶體之後，記憶體被解鎖，而所有休眠在索引節點的讀取程序會被喚醒。
管道的讀取過程和寫入過程類似。但是，程序可以在沒有資料或記憶體被鎖定時立即返回錯誤資訊，而不是阻塞該程序，這依賴於檔案或管道的開啟模式。反之，程序可以休眠在索引節點的等待佇列中等待寫入程序寫入資料。當所有的程序完成了管道操作之後，管道的索引節點被丟棄，而共享資料頁也被釋放。
因為管道的實現涉及很多檔案的操作,因此,當讀者學完有關檔案系統的內容後來讀pipe.c中的**，你會覺得並不難理解。
7 1 1 Linux分割槽簡介
所謂分割槽，就是磁碟上建立的用於儲存資料和檔案的單獨區域部分。磁碟分割槽可以分為主分割槽和擴充分割槽，其中主分割槽就是包含作業系統啟動所必須的檔案和資料的磁碟分割槽 擴充分割槽一般用來存放資料和應用程式檔案。乙個磁碟最多可分為 4個分割槽，最多可以有 4個主分割槽，即全部分割槽都被劃分為主分割槽。如...
Linux管道實現機制
管道的結構 在 linux 中，管道的實現並沒有使用專門的資料結構，而是借助了檔案系統的file結構和vfs的索引節點inode。通過將兩個 file 結構指向同乙個臨時的 vfs 索引節點，而這個 vfs 索引節點又指向乙個物理頁面而實現的。如圖所示。管道的讀寫 管道實現的源 在fs pipe.c...
Linux管道的實現機制
在linux中，管道是一種使用非常頻繁的通訊機制。從本質上說，管道也是一種檔案，但它又和一般的檔案有所不同，管道可以克服 使用檔案進行通訊的兩個問題，具體表現為 限制管道的大小。實際上，管道是乙個固定大小的緩衝區。在linux中，該緩衝區的大小為1頁，即4k位元組，使得它的大小不象文 件那樣不加檢驗...