Linux内核与跟文件系统的关系
bootloader
引导程序bootloader●在操作系统内核或用户应用程序之前运行的一段小程序；通过这个程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将目标系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核或用户应用程序运行准备好正确的环境●初始化硬件，特别是内存控制器●提供linux内核的启动参数●启动linux内核●存储在targer的ROM或flash中(地址为0)，包含第一条可执行指令Run diagnostic programUpdate kernel/dataJump to kernel normal boot 系统加电或复位后，所有的CPU通常都从CPU制造商预先安排的地址上取指令。
比如A RM是从地址0x00000000取第一条指令●初始化处理器以及外设的硬件资源配置，CPU片内和片外设备，如SDRAM●初始化I/O芯片，可能有的设备有：串口，报告BOOTLOADER的结果（成功/失败）。
网络或FLASH接口，引导操作系统串口通讯是最简单也是最廉价的一种双机通讯设备，所以在Bootloader中主机和目标机之间常常通过串口建立连接。
Bootloader在执行时会通过串口来进行I/O，比如：输出打印信息到串口，从串口获取用户控制字符等。
当然为了提高效率，也可以网口来建立通讯，这样在Bootloader中就需要启用网口的驱动●执行系统自检，报告检测结果●通过用户命令行提供特定应用程序●使用TFTP协议从网口接收，或者xmodem协议从串口接收操作系统镜像文件到RAM，将文件烧录到FLASH中，重启后负责找到镜像，解压缩到RAM中，并跳转到解压位置处执行，或直接跳转到RAM处执行该镜像●多阶段的Bootloader能提供更为复杂的功能，以便更好的可移植性。
从固态存储设备上(如flash)启动的Bootloader大多都是2阶段的启动过程。
●两种加载模式✓启动加载模式：也称为自主模式(Autonomous)，即Bootloader从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到RAM中运行，整个过程没有用户的介入—Bootloader的正常工作模式✓下载模式：在这种模式下目标机上的Bootloader将通过串口连接或网络连接等从主机上下载文件，比如：下载应用程序、数据文件、内核映像等。
根文件系统（rootfs）
根文件系统（rootfs）展开全文一、根文件系统的作用是linux挂载的第一个文件系统，rootfs包含shell命令、linux系统配置文件（文件系统的挂载、网络服务、用户名、主机名、用户密码、环境变量...）、linux应用程序、应用程序处理的数据、独立的驱动模块（*.ko）。
根文件系统，相当于linux内核外围的一个应用环境。
====================================== ========================================= =========================二、控制台输出：[ 4.183226] yaffs: dev is 32505860 name is "mtdblock4" rw //存放rootfs的设备名字mtdblock4 ，rw可读写[ 4.183291] yaffs: passed flags ""[ 4.337878] VFS: Mounted root (yaffs filesystem) on device 31:4. //31:4 --》主设备：次设备号[ 4.338028] Freeing init memory: 536K ---->rootfs挂载成功，释放内核中一些初始化函数所占用的内存[ 4.357023] usb 1-1: New USB device found, idVendor=1a40, idProduct=0101[ 4.357083] usb 1-1: New USB device strings: Mfr=0, Product=1, SerialNumber=0[ 4.357145] usb 1-1: Product: USB 2.0 Hub[ 4.357747] hub 1-1:1.0: USB hub found[ 4.357852] hub 1-1:1.0: 4 ports detected[ 5.886184] smdkc110-rtc smdkc110-rtc: rtc disabled, re-enabling[ 6.086924] eth0: link down[ 6.087198] ADDRCONF(NETDEV_UP): eth0: link is not ready[root@YueQian /]#[root@YueQian /]#[root@YueQian /]#[root@YueQian /]#最小的根文件系统的内容：# ls /bin home media proc sys usrdev lib mnt root tmp varetc lost+found opt sbin====================================== ========================================= =========================三、根文件系统启动过程1、uboot的启动参数：init=/linuxrcinit是linux运行时的第一个进程，该进程执行的是/linuxrc 其中linuxrc -> bin/busyboxinit=/sbin/init 其中：init -> ../bin/busybox--------------------------------------------------------------------------------------------------------2、内核启动后，首先通过vfs去挂在rootfs，然后再执行init=/linuxrc ，linuxrc是busybox这个工作生成的文件。
linux操作系统的结构及详细说明
linux操作系统的结构及详细说明linux的操作系统的结构你了解多少呢?下面由店铺为大家整理了linux操作系统的结构及详细说明的相关知识，希望对大家有帮助!linux操作系统的结构及详细说明：一、 linux内核内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。
Linux 内核由如下几部分组成：内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理等。
系统调用接口：SCI 层提供了某些机制执行从用户空间到内核的函数调用。
这个接口依赖于体系结构，甚至在相同的处理器家族内也是如此。
SCI 实际上是一个非常有用的函数调用多路复用和多路分解服务。
在 ./linux/kernel 中您可以找到 SCI 的实现，并在 ./linux/arch 中找到依赖于体系结构的部分。
1. 内存管理对任何一台计算机而言，其内存以及其它资源都是有限的。
为了让有限的物理内存满足应用程序对内存的大需求量，Linux 采用了称为“虚拟内存”的内存管理方式。
Linux 将内存划分为容易处理的“内存页”(对于大部分体系结构来说都是 4KB)。
Linux 包括了管理可用内存的方式，以及物理和虚拟映射所使用的硬件机制。
不过内存管理要管理的可不止 4KB 缓冲区。
Linux 提供了对 4KB 缓冲区的抽象，例如 slab 分配器。
这种内存管理模式使用 4KB 缓冲区为基数，然后从中分配结构，并跟踪内存页使用情况，比如哪些内存页是满的，哪些页面没有完全使用，哪些页面为空。
这样就允许该模式根据系统需要来动态调整内存使用。
为了支持多个用户使用内存，有时会出现可用内存被消耗光的情况。
由于这个原因，页面可以移出内存并放入磁盘中。
这个过程称为交换，因为页面会被从内存交换到硬盘上。
内存管理的源代码可以在 ./linux/mm 中找到。
2 .进程管理进程实际是某特定应用程序的一个运行实体。
linux系统结构框架
linux系统结构框架
Linux系统一般有4个主要部分：内核、shell、文件系统和应用程序。
内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。
1.内核：内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。
Linux 内核由如下几部分组成：内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理等。
2.Shell：shell是命令行解释器，可以为用户提供对系统的访问，也可以被用作程序或者脚本的命令行环境。
有多种shell可以选择，比如bash,zsh,ksh等。
3.文件系统：Linux系统使用一个基于文件的层级结构来组织和存储系统资源。
每个文件和目录都从根目录“/”开始，然后层层嵌套。
4.应用程序：Linux系统上可以运行各种应用程序，包括文本编辑器、浏览器、开发工具等。
应用程序为用户提供了使用系统的接口。
在更细致的层次结构上，Linux系统的内存管理分为几个主要组件，包括物理内存管理、虚拟内存管理以及内核内存管理等。
物理内存管理负责物理内存的分配和回收，虚拟内存管理则将物理内存映射到虚拟地址空间，并实现内存的共享和保护。
内核内存管理则负责内核空间的分配和释放，以及内核页面的交换等。
什么是嵌入式系统
1.什么是嵌入式系统？举例。
嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统；水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查，并实现更高，更准确和更安全的性能2.嵌入式发展历经四个阶段，分别说明各阶段特点。
无操作系统阶段：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。
简单操作系统阶段：出现了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU(如PowerPC等)，各种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展实时操作系统阶段：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器上，具有高度的模块化特点和扩展性面向Internet阶段：嵌入式技术与Intemet技术的结合正在推动着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式系统的研究和应用会出现更多的新的显著变化3.简述嵌入式三个基本要素三要素：嵌入式系统的三个基本要素是嵌入性、专用性与计算机系统。
(1)嵌入性是把软件嵌入到Flash存储器中，(2)专用性是指针对某个具体应用领域和场合，量体裁衣式的定制适用该场合的专用系统，(3)计算机系统是指必须具有计算机系统的组成，核心是计算机系统。
4.简述嵌入式的几个重要特征系统内核小专用性强系统精简高实时性的系统软件(OS) 嵌入式系统开发需要开发工具和环境使用多任务的操作系统5.一切皆是文件是。
分门别类举例介绍为什么设备文件也可以共用操作系统对所有文件（目录、字符设备、块设备、套接字、打印机等）操作，读写都可用fopen()/fclose()/fwrite()/fread()等函数进行处理。
屏蔽了硬件的区别，所有设备都抽象成文件，提供统一的接口给用户。
这就是“一切皆是文件”的思想。
因为Linux系统把任何设备都抽象为文件了.设备文件分为:字符设备,块设备,网络设备,这些在Linux里都以文件的形式存在5.目录和分区在linux和windows上的实现具体哪些不一样Windows是以驱动器的盘符为基础，每一个目录与对应的分区对应，而linux相反，文件系统是一棵树，文件和外部设备都是以文件的形式挂载在文件树上的。
linux操作系统的体系结构
linux操作系统的体系结构Linux操作系统的体系结构Linux是一个开源的操作系统内核，它是一个多任务、多用户的操作系统。
它支持大量的硬件平台，可以运行在个人计算机、服务器、移动设备和嵌入式系统中。
Linux操作系统的核心设计是基于UNIX操作系统的设计理念，具有稳定、安全和高性能的特点。
本文将详细介绍Linux操作系统的体系结构。
一、内核空间和用户空间Linux操作系统采用了一种分层的体系结构，将操作系统分为内核空间和用户空间两部分。
内核空间是操作系统内核运行的区域，包括内核代码、驱动程序和中断处理程序等。
用户空间是用户程序运行的区域，包括应用程序、库文件和用户数据等。
内核空间和用户空间通过操作系统提供的系统调用接口进行通信。
用户程序通过系统调用接口请求操作系统提供的服务，如文件操作、进程管理和网络通信等。
操作系统在内核空间中响应这些请求，并将结果返回给用户程序。
二、进程管理Linux操作系统是一个多任务操作系统，能够同时运行多个进程。
进程是程序在操作系统中的实体，它包括代码、数据和运行环境等。
Linux操作系统通过进程管理功能对进程进行管理和调度。
进程管理功能包括创建进程、销毁进程、挂起进程、恢复进程和进程切换等。
Linux操作系统通过调度算法决定哪个进程优先执行，以实现操作系统的高效利用和公平分享。
三、内存管理Linux操作系统通过内存管理功能对内存进行管理和分配。
内存是计算机中重要的资源，操作系统需要有效地管理和分配内存。
Linux操作系统使用虚拟内存管理技术，将物理内存虚拟化为逻辑地址空间。
这样，每个进程都有自己独立的逻辑地址空间，不会相互干扰。
操作系统通过内存管理功能实现虚拟地址到物理地址的转换，并对内存进行分页、分段和交换等操作，以实现内存的高效利用和管理。
四、文件系统Linux操作系统通过文件系统管理文件和目录。
文件系统是一种组织和存储文件的方式，可以将文件组织成层次结构，方便用户访问和管理。
linux系统工作原理
linux系统工作原理
Linux系统是一种开源的操作系统，它的工作原理可以分为以下几个方面：
1. 内核：Linux系统的核心是内核，它是操作系统的最底层，负责管理计算机的硬件资源，包括CPU、内存、输入输出设备等。
内核还负责管理进程、线程、文件系统等系统资源，同时提供了一些系统调用接口供上层应用程序使用。
2. Shell：Shell是用户与Linux系统交互的界面，它提供了一种命令行或图形界面的方式让用户与系统交互。
Shell还可以执行脚本，自动化执行一些操作。
3. 文件系统：Linux系统的文件系统是一个层次化的树形结构，根目录为/，其下有很多子目录和文件。
文件系统还提供了权限控制、链接等功能，保证了用户数据的安全和稳定性。
4. 进程管理：Linux系统采用了进程的方式管理系统资源，每个进程都有自己的独立空间，同时可以与其他进程通信。
Linux系统还支持多线程，提高了系统的并发处理能力。
5. 网络管理：Linux系统支持TCP/IP协议，可以实现网络通信。
Linux系统还提供了一些网络管理工具，如netstat、ping等，方便管理员进行网络管理和故障排除。
总之，Linux系统的工作原理是一个复杂的系统，它通过内核、Shell、文件系统、进程管理、网络管理等组成部分协同工作，为用户提供了一个高效稳定的操作系统环境。
linux系统的内核子系统之间的关系
linux系统的内核子系统之间的关系Linux系统的内核子系统之间的关系Linux操作系统的内核是其最核心的组成部分，它负责管理和控制整个系统的运行。
内核由多个子系统组成，每个子系统负责不同的功能模块，它们之间相互配合，共同完成系统的各项任务。
本文将介绍几个常见的内核子系统及其之间的关系。
1. 文件系统子系统文件系统子系统负责管理文件和目录的存储和访问。
它提供了对文件系统的抽象，使用户和应用程序可以通过文件路径来访问文件和目录。
文件系统子系统由虚拟文件系统层、各种具体的文件系统类型和存储设备驱动程序组成。
虚拟文件系统层提供了一个统一的接口，使不同的文件系统可以以相同的方式进行访问。
具体的文件系统类型如ext4、NTFS等负责实现不同的文件系统格式，而存储设备驱动程序则负责控制硬盘、闪存等存储设备的读写。
2. 进程管理子系统进程管理子系统负责管理系统中的进程。
它负责创建、终止和调度进程，并提供进程间通信和同步的机制。
进程管理子系统包括进程调度器、进程控制块、进程间通信和同步机制等。
进程调度器决定了系统中运行哪些进程以及它们的优先级和时间片分配。
进程控制块保存了进程的状态信息，包括程序计数器、寄存器和运行时堆栈等。
进程间通信和同步机制如管道、信号量、消息队列等，使不同进程之间可以进行数据交换和协调工作。
3. 设备驱动子系统设备驱动子系统负责管理和控制硬件设备的访问。
它提供了对设备的抽象接口，使应用程序可以通过统一的方式访问不同类型的设备。
设备驱动子系统包括字符设备驱动和块设备驱动。
字符设备驱动用于管理字符设备，如串口、键盘等，它提供了以字节为单位的读写接口。
块设备驱动用于管理块设备，如硬盘、闪存等，它提供了以块为单位的读写接口。
设备驱动子系统还包括中断处理、DMA控制等功能，用于处理设备的中断请求和数据传输。
4. 网络子系统网络子系统负责管理和控制系统的网络功能。
它提供了网络协议栈、网络接口和网络设备驱动等功能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Linux内核与根文件系统的关系
开篇题外话：对于Linux初学者来说，这是一个很纠结的问题，但这也是一个很关键的问题！一语破天机：“尽管内核是Linux 的核心，但文件却是用户与操作系统交互所采用的主要工具。
这对Linux 来说尤其如此，这是因为在UNIX 传统中，它使用文件I/O 机制管理硬件
设备和数据文件。
”
一.什么是文件系统
文件系统指文件存在的物理空间，linux系统中每个分区都是一个文件系统，都有自己的目
录层次结构。
Linux文件系统中的文件是数据的集合，文件系统不仅包含着文件中的数据而且还有文件系统的结构，所有Linux 用户和程序看到的文件、目录、软连接及文件保护信息等都存储在其
中。
这种机制有利于用户和操作系统的交互。
每个实际文件系统从操作系统和系统服务中分离出来，它们之间通过一个接口层：虚拟文件系统或VFS来通讯。
VFS使得Linux可以支持多个不同的文件系统，每个表示一个VFS 的通用接口。
由于软件将Linux 文件系统的所有细节进行了转换,所以Linux核心的其它部分及系统中运行的程序将看到统一的文件系统。
Linux 的虚拟文件系统允许用户同时能透明地安装
许多不同的文件系统。
在Linux文件系统中，EXT2文件系统、虚拟文件系统、/proc文件系统是三个具有代表性的
文件系统。
二.什么是根文件系统
根文件系统首先是一种文件系统，该文件系统不仅具有普通文件系统的存储数据文件的功能，但是相对于普通的文件系统，它的特殊之处在于，它是内核启动时所挂载（mount）的第一个文件系统，内核代码的映像文件保存在根文件系统中，系统引导启动程序会在根文件系统挂载之后从中把一些初始化脚本（如rcS,inittab）和服务加载到内存中去运行。
我们要明白文件系统和内核是完全独立的两个部分。
在嵌入式中移植的内核下载到开发板上，是没有办法真正的启动Linux操作系统的，会出现无法加载文件系统的错误。
那么根文件系统在系统启动中到底是什么时候挂载的呢？先将/dev/ram0挂载，而后执行/linuxrc.等其执行完后。
切换根目录，再挂载具体的根文件系统.根文件系统执行完之后，也就是到了Start_kernel()函数的最后，执行init的进程，也就第一个用户进程。
对系统进行各
种初始化的操作。
根文件系统之所以在前面加一个”根“，说明它是加载其它文件系统的”根“，既然是根的话，那么如果没有这个根，其它的文件系统也就没有办法进行加载的。
它包含系统引导和使其他文件系统得以挂载（mount）所必要的文件。
根文件系统包括Linux启动时所必须的目录和关键性的文件，例如Linux启动时都需要有init目录下的相关文件，在Linux挂载分区时Linux 一定会找/etc/fstab这个挂载文件等，根文件系统中还包括了许多的应用程序bin目录等，任何包括这些Linux 系统启动所必须的文件都可以成为根文件系统。
Linux启动时，第一个必须挂载的是根文件系统；若系统不能从指定设备上挂载根文件系统，则系统会出错而退出启动。
成功之后可以自动或手动挂载其他的文件系统。
因此，一个系统中可以同时存在不同的文件系统。
在Linux 中将一个文件系统与一个存储设备关联起来的过程称为挂载（mount）。
使用mount 命令将一个文件系统附着到当前文件系统层次结构中（根）。
在执行挂装时，要提供文件系统类型、文件系统和一个挂装点。
根文件系统被挂载到根目录下“/”上后，在根目录下就有根文件系统的各个目录，文件：/bin /sbin /mnt等，再将其他分区挂接到/mnt 目录上，/mnt目录下就有这个分区的各个目录，文件。
三.什么是内核
Linux内核就像人的心脏，灵魂，指挥中心。
内核是一个操作系统的核心,它负责管理系统的进程，内存，设备驱动程序，文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。
内核以独占的方式执行最底层任务，保证系统正常运行。
协调多个并发进程，管理进程使用的内存，使它们相互之间不产生冲突,满足进程访问磁盘的请求等.
操作系统是一个用来和硬件打交道并为用户程序提供一个有限服务集的低级支撑软件。
一个计算机系统是一个硬件和软件的共生体，它们互相依赖，不可分割。
计算机的硬件，含有外围设备、处理器、内存、硬盘和其他的电子设备组成计算机的发动机。
但是没有软件来操作和控制它，自身是不能工作的。
完成这个控制工作的软件就称为操作系统，在Linux的术语中被称为“内核”，也可以称为“核心”。
Linux内核的主要模块（或组件）分以下几个部分：存储管理、CPU和进程管理、文件系统、设备管理和驱动、网络通信，以及系统的初始化（引
导）、系统调用等。
四.内核与文件系统的关系
技术上说Linux是一个内核。
“内核”指的是一个提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。
一个内核不是一套完整的操作系统。
一套基于Linux内核的完整操作系统叫作Linux操作系统，或是GNU/Linux。
文件系统是kernel的一部分。
文件系统实现了系统上存储介质和其他资源的交互。
kernel tree 中的fs目录都是关于文件系统的，可以说它是kernel的一个大子系统。
嵌入式系统在flash中分配了存放内核、根文件系统的区域。
bootloader加载了内核，内核
启动，加载文件系统，进入Linux系统。
整个嵌入式系统而言，可以分为三个部分1.uboot 2.kernel 3.文件系统。
其中kernel中以VFS 去支持各种文件系统，如yaffs，ext3，cramfs等等。
yaffs/yaffs2是专为嵌入式系统使用NAND 型闪存而设计的一种日志型文件系统。
在内核中以VFS来屏蔽各种文件系统的接口不同，以VFS向kernel提供一个统一的接口。
如打开一个文件时统一使用open，写时采用write，而不用去考虑是那种文件系统，也不用去考虑文件系统是如何将数据写入物理介质的。
其中
kernel中的配置，只是让VFS支持这种接口。