在linux中，管道用到的非常频繁，比如说计算某个文件中每个单词出现的次数，sort A.file | uniq -c （A.file 中每一行都是一个单词）。即将 sort的输出导入到uniq进程的输入中。那么问题来了，sort的输出流是如何重定向到uniq的输入的呢？
在JOS课程中，管道是如何实现的呢？在pipe()中做了什么？
int pipe(int pfd[2]) { int r; struct Fd *fd0, *fd1; void *va; // allocate the file descriptor table entries if ((r = fd_alloc(&fd0)) < 0 || (r = sys_page_alloc(0, fd0, PTE_P|PTE_W|PTE_U|PTE_SHARE)) < 0) goto err; if ((r = fd_alloc(&fd1)) < 0 || (r = sys_page_alloc(0, fd1, PTE_P|PTE_W|PTE_U|PTE_SHARE)) < 0) goto err1; // allocate the pipe structure as first data page in both va = fd2data(fd0); if ((r = sys_page_alloc(0, va, PTE_P|PTE_W|PTE_U|PTE_SHARE)) < 0) goto err2; if ((r = sys_page_map(0, va, 0, fd2data(fd1), PTE_P|PTE_W|PTE_U|PTE_SHARE)) < 0) { cprintf("pipe map file data failed.\n"); goto err3; } // set up fd structures fd0->fd_dev_id = devpipe.dev_id; fd0->fd_omode = O_RDONLY; fd1->fd_dev_id = devpipe.dev_id; fd1->fd_omode = O_WRONLY; if (debug) cprintf("[x] pipecreate x\n", thisenv->env_id, uvpt[PGNUM(va)]); pfd[0] = fd2num(fd0); pfd[1] = fd2num(fd1); return 0; err3: sys_page_unmap(0, va); err2: sys_page_unmap(0, fd1); err1: sys_page_unmap(0, fd0); err: return r; }首先，先申请文件描述符fd0, fd1，同时将两者的file data部分map到相同的page中，这样，对该page的读写在两个进程和子进程中是一致的，类似于共享内存。
为什么在子进程也是一致的呢？ 因为在申请page时使用了 PTE_SHARE 属性，在fork/spawn时，会直接将该page映射到子进程的addr中，因此，在子进程/父进程中，对addr的操作，两个进程都可以感知。
另外一个重要的函数是dup(oldfd, newfd)，它会将oldfd所对应的FD部分和FDData部分映射到newfd的相应部分。
// Make file descriptor 'newfdnum' a duplicate of file descriptor 'oldfdnum'. // For instance, writing onto either file descriptor will affect the // file and the file offset of the other. // Closes any previously open file descriptor at 'newfdnum'. // This is implemented using virtual memory tricks (of course!). int dup(int oldfdnum, int newfdnum) { int r; char *ova, *nva; pte_t pte; struct Fd *oldfd, *newfd; if ((r = fd_lookup(oldfdnum, &oldfd)) < 0) return r; close(newfdnum); newfd = INDEX2FD(newfdnum); ova = fd2data(oldfd); nva = fd2data(newfd); if ((uvpd[PDX(ova)] & PTE_P) && (uvpt[PGNUM(ova)] & PTE_P)){ if ((r = sys_page_map(0, ova, 0, nva, uvpt[PGNUM(ova)] & PTE_SYSCALL)) < 0) goto err; } else { cprintf("dup file data not exist. oldfd %u to newfd %u\n", oldfdnum, newfdnum); } if ((r = sys_page_map(0, oldfd, 0, newfd, uvpt[PGNUM(oldfd)] & PTE_SYSCALL)) < 0) goto err; return newfdnum; err: sys_page_unmap(0, newfd); sys_page_unmap(0, nva); return r;最后，来看下最终的代码
父进程申请了pipe，fd[0], fd[1] 代表标准输入和输出， fd[2]和fd[3]是pipe出来的文件描述符将相关页面进行dup和close操作后，各进程的虚拟地址与page的关系如下这样，对fd_data页面的读写就可以从父进程到子进程共享了 if ((r = pipe(p)) < 0) { cprintf("pipe: %e", r); exit(); } if (debug) cprintf("PIPE: %d %d\n", p[0], p[1]); if ((r = fork()) < 0) { cprintf("fork: %e", r); exit(); } cprintf("[x] sh pipe fork res=[x]\n", sys_getenvid(), r); if (r == 0) { if (p[0] != 0) { dup(p[0], 0); close(p[0]); } close(p[1]); goto again; } else { pipe_child = r; if (p[1] != 1) { dup(p[1], 1); close(p[1]); } close(p[0]); goto runit; } panic("| not implemented"); break;综上，pipe其实是将两个文件描述符对应的data空间map到 标准输入和标准输出中，同时共享到子进程中。
相关资源：python入门教程(PDF版)