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linux系统底层命令 linux的底层是什么语言( 二 )

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首先，抽象地来说 ， 我们的计算机就是这个东西：
这个大的矩形表示计算机的内存空间，其中的小矩形代表进程，左下角的圆形表示磁盘，右下角的图形表示一些输入输出设备 ， 比如鼠标键盘显示器等等 。另外，注意到内存空间被划分为了两块，上半部分表示用户空间 ， 下半部分表示内核空间。
用户空间装着用户进程需要使用的资源，比如你在程序代码里开一个数组，这个数组肯定存在用户空间；内核空间存放内核进程需要加载的系统资源，这一些资源一般是不允许用户访问的 。但是注意有的用户进程会共享一些内核空间的资源，比如一些动态链接库等等 。
我们用 C 语言写一个 hello 程序，编译后得到一个可执行文件，在命令行运行就可以打印出一句 hello world，然后程序退出 。在操作系统层面 ， 就是新建了一个进程，这个进程将我们编译出来的可执行文件读入内存空间，然后执行，最后退出 。
你编译好的那个可执行程序只是一个文件 ， 不是进程 ， 可执行文件必须要载入内存，包装成一个进程才能真正跑起来 。进程是要依靠操作系统创建的，每个进程都有它的固有属性，比如进程号（PID）、进程状态、打开的文件等等，进程创建好之后 ， 读入你的程序，你的程序才被系统执行 。
那么，操作系统是如何创建进程的呢？对于操作系统，进程就是一个数据结构，我们直接来看 Linux 的源码：
task_struct 就是 Linux 内核对于一个进程的描述，也可以称为「进程描述符」 。源码比较复杂，我这里就截取了一小部分比较常见的 。
我们主要聊聊 mm 指针和 files 指针 。mm 指向的是进程的虚拟内存，也就是载入资源和可执行文件的地方； files 指针指向一个数组，这个数组里装着所有该进程打开的文件的指针 。
先说 files，它是一个文件指针数组 。一般来说，一个进程会从 files[0] 读取输入，将输出写入 files[1] ，将错误信息写入 files[2]。
举个例子，以我们的角度 C 语言的 printf 函数是向命令行打印字符 ， 但是从进程的角度来看，就是向 files[1] 写入数据；同理 ，  scanf 函数就是进程试图从 files[0] 这个文件中读取数据 。
每个进程被创建时， files 的前三位被填入默认值，分别指向标准输入流、标准输出流、标准错误流 。我们常说的「文件描述符」就是指这个文件指针数组的索引，所以程序的文件描述符默认情况下 0 是输入，1 是输出，2 是错误 。
我们可以重新画一幅图：
对于一般的计算机，输入流是键盘，输出流是显示器，错误流也是显示器，所以现在这个进程和内核连了三根线 。因为硬件都是由内核管理的，我们的进程需要通过「系统调用」让内核进程访问硬件资源 。
PS：不要忘了 ， Linux 中一切都被抽象成文件，设备也是文件，可以进行读和写 。
如果我们写的程序需要其他资源，比如打开一个文件进行读写，这也很简单，进行系统调用，让内核把文件打开，这个文件就会被放到 files 的第 4 个位置，对应文件描述符 3：
明白了这个原理，输入重定向就很好理解了，程序想读取数据的时候就会去 files[0] 读?。?所以我们只要把 files[0] 指向一个文件 ， 那么程序就会从这个文件中读取数据 ， 而不是从键盘：
同理，输出重定向就是把 files[1] 指向一个文件，那么程序的输出就不会写入到显示器，而是写入到这个文件中：
错误重定向也是一样的，就不再赘述 。

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