管道在 Linux 中的工作原理

Question

我一直在阅读有关如何在 Linux 内核中实现管道的信息，并希望验证我的理解。如果我不正确，将选择具有正确解释的答案。

• Linux 有一个名为 pipefs 的 VFS，它安装在内核中（不是在用户空间中）
• pipefs 有一个超级块，安装在它自己的根 ( pipe:) 上，旁边是/
• 与大多数文件系统不同，pipefs 不能直接查看
• pipefs 的入口是通过pipe(2)系统调用
• pipe(2)shell 用于与|操作员（或从任何其他进程手动）进行管道传输的系统调用在 pipefs 中创建一个新文件，该文件的行为与普通文件非常相似
• 管道运算符左侧的文件已stdout重定向到在 pipefs 中创建的临时文件
• 管道运算符右侧的文件已stdin设置为 pipefs 上的文件
• pipefs 存储在内存中，通过一些内核魔法，不应该被分页

这是对管道（例如ls -la | less）如何运作的解释非常正确吗？

我不明白的一件事是像 bash 这样的东西如何设置一个进程stdin或stdout由pipe(2). 我还没有找到任何关于它的信息。

Answer 1

到目前为止，您的分析总体上是正确的。shell 可能将进程的 stdin 设置为管道描述符的方式可能是（伪代码）：

pipe(p) // create a new pipe with two handles p[0] and p[1]
fork() // spawn a child process
    close(p[0]) // close the write end of the pipe in the child
    dup2(p[1], 0) // duplicate the pipe descriptor on top of fd 0 (stdin)
    close(p[1]) // close the other pipe descriptor
    exec() // run a new process with the new descriptors in place