Linux0.11笔记——进程间通信之管道机制

    Linux0.11设计了两套机制来实现进程间通信的合理要求。一套是管道机制，另一套是信号机制。今天主要讲的是管道机制，在管道机制中，每个管道允许两进程交互数据，一个进程向管道输入数据，另一个进程从管道中输出数据，如下图所示：

    操作系统在内存中为每个管道开辟一页内存，给这页内存赋予了文件的属性。这一页由两个进程共享，但不会分配给任何进程，只由内核掌控。本质上，管道是一页内存。但进程要以操作文件的方式操作管道，这要求管道具备一些文件属性减少页属性。

    文件属性：创建管道相当于创建文件，管道文件是为了两个进程使用而创建的，因此需要将两进程的*filp[20]与file_table[64]（在上一篇博客介绍文件系统中有提到）的两项挂接，进程想要具备操作管道文件的能力，还要建立管道文件i节点与file_table[64]的关系。系统申请一个空闲内存页面，并将该页面地址载入i节点，并将i节点引用计数设为2，一个是读进程，一个数写进程。将file_table[64]的两个空闲项都指向这个管道文件，并将第一个空闲项的文件模式设为读，第二个设为写。最后返回管道文件的两个句柄给用户进程。

    减少页属性：页内存毕竟要当个文件使用，那么要求进程不能像访问自己数据一样访问它，因此不能映射到进程的线性地址空间。再如，两个进程操作这个页，也不能产生写时复制，否则无法共享管道。

    管道文件操作：读管道执行时，若管道中有未读数据，就读取数据，若无未读数据，则读管道操作挂起，这样就不会读取垃圾数据。写管道执行时，若有剩余空间，就写入数据，没有剩余空间则挂起，这样就不会覆盖尚未读取的数据。另外，管道大小只有一个页面，所以写或读到页面尾端后，读写指针要能回滚到页面首端以便继续操作。