linux内核简介
linux属于什么操作系统
linux属于什么操作系统
Linux是一个免费开源操作系统内核。
它是UNIX操作系统的一个变种，由林纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）于1991年首次发布，作为一个开源项目，汇集了来自世界各地的开发者的贡献。
Linux核心是操作系统的核心组件，称为内核。
然而，完整的Linux操作系统通常包括除内核外的其他软件和工具，使其成为一个完整的操作系统。
Linux的内核（kernel）是一个精简的、高性能的操作系统内核，具有强大的多任务处理能力，可以在各种硬件平台上运行。
Linux的特点之一是它的开放性和可定制性。
这使得开发者可以根据自己的需求创建自定义的Linux发行版（Linux distribution），以满足不同用例的需求。
由于Linux是开源的，任何人都可以查看、修改和分发其源代码，这使得Linux社区不断推动操作系统的改进和发展。
许多不同的Linux发行版已经出现，每个都针对不同的用途和需求进行了优化，例如Ubuntu、Fedora、Debian、CentOS等。
Linux广泛用于服务器、超级计算机、嵌入式系统、移动设备和个人计算机等各种设备。
它以其稳定性、性能、安全性和开放性而闻名。
因此，可以说Linux是一种多功能的操作系统，适用于各种应用领域，是一个开放、自由和充满活力的操作系统。
linux操作系统的组成
linux操作系统的组成1.内核（Kernel）Linux内核是整个Linux操作系统的核心，它负责管理系统资源，包括硬件、内存、进程、文件系统等。
内核提供了一系列系统调用，用户空间程序可以通过这些系统调用来访问内核提供的功能。
2.用户空间（User Space）用户空间是操作系统中除内核之外的部分。
用户空间包括Shell、图形界面、应用程序等。
用户空间通过系统调用来访问内核提供的功能。
用户空间和内核之间有一个保护机制，保证用户空间程序不能直接访问内核资源，只能通过系统调用。
3.ShellShell是Linux系统中的命令解释器，它充当了用户和内核之间的接口。
用户可以在Shell中输入命令，Shell解析命令并通过系统调用调用内核提供的功能。
Linux操作系统中常用的Shell有Bash、Zsh、Fish等。
4.文件系统（File System）Linux操作系统支持多种文件系统，包括Ext2、Ext3、Ext4、Btrfs、XFS等。
文件系统是管理文件和目录的机制，它负责在硬盘上分配空间，存储文件内容和元数据。
文件系统还提供了一些额外的功能，如权限管理、链接、快速查找等。
5.设备驱动程序（Device Driver）设备驱动程序是连接硬件设备和内核的桥梁，它转换设备的IO请求为内核能够理解的形式，并向内核提供设备的状态信息。
Linux操作系统支持多种设备驱动程序，包括字符设备驱动程序、块设备驱动程序、网络设备驱动程序等。
6.命令行工具（Command-Line Tool）Linux操作系统提供了丰富的命令行工具，可以轻松地完成各种任务。
常见的命令行工具有ls、cp、mv、mkdir、rm等，还有一些高级工具，如awk、sed、grep等。
7.图形界面（Graphical User Interface）Linux操作系统提供了多种图形界面，如GNOME、KDE、Xfce、LXDE等。
图形界面提供了一种更加友好的交互方式，用户可以通过鼠标点击、拖拽等方式完成操作，极大地提高了用户的工作效率。
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。
Linux内核.ppt
❖ LINUX文件系统: Linux文件系统是文件存放在磁盘等存储设
备上的组织方法。Linux能支持多种目前浒的文件系统，如EXT2、EXT3、 FAT、VFAT、ISO9660、NFS、SMB等。
❖ LINUX应用系统：标准的Linux系统都有一整套称为应
用程序的程序集，包括文本编辑器、编程语言、X Window、 办公套件、Internet工具、数据库等。
❖GNU 软件和派生工作均适用 GNU 通用公共许 可证，即 GPL（General Public License ）
❖Linux的开发使用了众多的GUN工具
<>
GPL－开源软件的法律
❖GPL 允许软件作者拥有软件版权 ❖但GPL规定授予其他任何人以合法复
制、发行和修改软件的权利。
<>
2. Linux系统的主要特点
内核模块的能力
所有模块全部运行在内核态，直接调用函数，无需消息传递 支持多称多处理SMP机制
讲究效率的单模块操作系统
进程管理
内存管理
设备管理
文件管理
模块之间可以互相调用的单模块结构 <>
讲究效率的单模块操作系统
❖模块之间直接调用函数，除了函数调用 的开销外，没有额外开销。 ❖庞大的操作系统有数以千计的函数 ❖复杂的调用关系势必导致操作系统维护 的困难
个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。Linux是一种可 移植的操作系统，能够在从微型计算机到大型计算机的任何环境 中和任何平台上运行。
3. LINUX的组成
❖ LINUX的内核：内核是系统的核心，是运行程序和管理
像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序。
❖ LINUX SHELL: Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进
linux操作系统的基本原理
linux操作系统的基本原理
Linux操作系统是一种开源的自由操作系统，其基本原理包括以下几个方面：
1. 内核：Linux操作系统的核心是内核，它是操作系统的核心模块，控制着系统的所有硬件和软件资源。
内核具有多任务处理、进程管理、文件系统管理、设备管理、内存管理等功能。
2. 虚拟文件系统：Linux操作系统使用虚拟文件系统（VFS）作为文件系统的框架。
VFS为所有文件系统提供了一个通用的接口，使得文件系统可以互相转换。
3. Shell：Linux操作系统使用的命令行接口被称为Shell。
Shell是用户与内核交互的一种方式，用户可以通过Shell来执行命令、管理文件、创建进程等。
4. 程序库：Linux操作系统提供了一系列的程序库，如C库、X库等，这些程序库提供了一些基本的函数和工具，方便程序员开发应用程序。
5. 系统调用：Linux操作系统提供了大量的系统调用，它们是用户程序和内核之间的接口。
用户程序可以通过系统调用来访问内核提供的各种服务，如读写文件、创建进程、网络通信等。
Linux操作系统的基本原理为开发者和用户提供了一个稳定、高效、灵活的操作系统。
它的开源特性使得用户可以自由地修改和定制操作系统，满足不同需求。
- 1 -。
什么是Linux内核Linux内核体系结构
什么是Linux内核 Linux内核体系结构前言本文主要讲解什么是Linux内核，以及通过多张图片展示Linux内核的作用与功能，以便于读者能快速理解什么是Linux内核，能看懂Linux内核。
拥有超过1300万行的代码，Linux内核是世界上最大的开源项目之一，但是内核是什么，它用于什么?02什么是内核内核是与计算机硬件接口的易替换软件的最低级别。
它负责将所有以“用户模式”运行的应用程序连接到物理硬件，并允许称为服务器的进程使用进程间通信(IPC)彼此获取信息。
03内核还要分种类？是的，没错。
3.1 微内核微内核只管理它必须管理的东西:CPU、内存和IPC。
计算机中几乎所有的东西都可以被看作是一个附件，并且可以在用户模式下处理。
微内核具有可移植性的优势，因为只要操作系统仍然试图以相同的方式访问硬件，就不必担心您是否更改了视频卡，甚至是操作系统。
微内核对内存和安装空间的占用也非常小，而且它们往往更安全，因为只有特定的进程在用户模式下运行，而用户模式不具有管理员模式的高权限。
3.1.1 Pros可移植性安装占用空间小小内存占用安全3.1.2 Cons通过驱动程序，硬件更加抽象硬件可能反应较慢，因为驱动程序处于用户模式进程必须在队列中等待才能获得信息进程不能在不等待的情况下访问其他进程3.2 单内核单内核与微内核相反，因为它们不仅包含CPU、内存和IPC，而且还包含设备驱动程序、文件系统管理和系统服务器调用等内容。
单内核更擅长于访问硬件和多任务处理，因为如果一个程序需要从内存或运行中的其他进程中获取信息，那么它就有一条更直接的线路来访问信息，而不需要在队列中等待来完成任务。
但是，这可能会导致问题，因为在管理模式下运行的东西越多，如果行为不正常，就会有越多的东西导致系统崩溃。
3.2.1 Pros更直接地访问程序的硬件流程之间更容易通信如果支持您的设备，它应该不需要额外安装就可以工作进程反应更快，因为没有等待处理器时间的队列3.2.2 Cons较大安装体积较大内存占用不太安全，因为所有操作都在管理模式下运行04混合的内核混合内核能够选择在用户模式下运行什么，以及在管理模式下运行什么。
linux内核简介.ppt
–API只是一个函数定义 –系统调用通过“软中断”向内核发出一个明确
的请求
2020年2月10日
东华大学计算机科学与技术学院 by XinLuo
10
系统调用图解 用户态
内核态
系统调用 1
系统调用 返回
2
trap 0
2020年2月10日
东华大学计算机科学与技术学院 by XinLuo
中断的概念，终端 控制台设备驱动
Shell程序分析输入参 数，确定这是ls命令
什么是shell？
终端解释程序
什么是系统调用？
内核态用户态相关问 题，内存保护
调用系统调用fork生成 一个shell本身的拷贝
调用exec系统调用将ls 的可执行文件装入内存
从系统调用返回
Shell和ls都得以执行
系统调用是怎 么实现的？
3
Linux 基本概念
• 系统调用 • 内存管理 • 进程管理 • 虚拟文件系统（VFS） • 信号机制 • 内核初始化过程
2020年2月10日
东华大学计算机科学与技术学院 by XinLuo
4
➢ 提纲
• 用户态和内核态 • 系统调用意义 • 系统调用方法
2020年2月10日
东华大学计算机科学与技术学院 by XinLuo
Memory manager Signal 。。。
File systems Process management Device drivers Net work
Kernel interface to the hardware
Terminal controllers Terminals
Device controllers Memory controllers
- 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)。
2014年11月11日8时41分
头文件
头文件提供对常数的定义和对系统及库函
数调用的声明。 C语言的头文件一般在/usr/include及其下 级目录下，如/usr/include/sys和 /usr/include/linux子目录中。 使用gcc –I ―目录”来引用保存在非标准 位置的头文件。 如：gcc -I /usr/openwin/include fred.c
linux
2.10
2014年11月11日8时41分
shell简介
shell :提供用户命令界 面，解释执行用户命令
shell
系统调用 ：为用户态程
序提供内核功能的接口
内核
硬件
内核 ：对硬件进行管理和
抽象
linux
2.11
2014年11月11日8时41分
常用的shell
Bourne shell
linux 2.4 2014年11月11日8时41分
Linux内核目录结构
kernel：主要的核心代码，此目录下的文件实现了大多数linux系统
的内核函数，其中最重要的文件当属sched.c；同样，和体系结构相 关的代码在arch/*/kernel中。 drivers：放置系统所有的设备驱动程序;每种驱动程序又各占用一个 子目录：如，/block下为块设备驱动程序，比如ide（ide.c）。设备 初始化程序在drivers/block/genhd.c中的device_setup()。 lib：放置核心的库代码。 net：核心与网络相关的代码。 ipc：这个目录包含核心的进程间通讯的代码。 fs：所有的文件系统代码和各种类型的文件操作代码，它的每一个子 目录支持一个文件系统，例如fat和ext2; scripts, 此目录包含用于配置核心的脚本文件等。 一般，在每个目录下，都有一个.depend文件和一个Makefile文 件，这两个文件都是编译时使用的辅助文件，仔细阅读这两个文件对 弄清各个文件这间的联系和依托关系很有帮助；而且，在有的目录下 还有Readme文件，它是对该目录下的文件的一些说明，同样有利于 对内核源码的理解。
配置内核
cd linux make mrproper make menuconfig //清除目录下配置文件和中间文件 //配置内核
编译内核
make dep //对内核源代码文件的依赖性和完整性进行检查 make clean //清楚目标文件，使有关文件处于最新版 make zImage //编译产生压缩形式的内核文件
AT&T shell Linux与之对应的是bash C shell Berkeley shell Linux与之对应的是tcsh Korn shell Linux与之对应的是pdksh
linux
2.12
2014年11月11日8时41分
shell启动
/etc/passwd记录每一个用户的shell程序
类型long long int 许多C语言支持属性描述符，如 “aligned‖，“packed‖等。由于这些在 ANSI C中不是保留字，所以可能引起冲突 。GNU C支持在前后加上“__‖来区分。 如“__inline__‖等于保留字“inline‖。
linux
2.20
2014年11月11日8时41分
Linux系统的启动过程大致可分成以下几个阶段： 硬件检测（自检）； 1. 由BIOS加载操作系统引导装入程序； 2. 由操作系统引导装入程序加载操作系统内核； 3. 内核代码解压缩； 4. 内核初始化； 5. 生成init进程； 6. 系统初始化，shell命令文本的执行； 7. 生成各终端进程； 用户登录。
利用如下的命令可编译生成可执行文件：
$为操作系
统提示符
$ gcc -o mypro1 mypro1.c 生成了mypro1可执行文件，运行这个程序输入 $ ./mypro1 Hello world! 如果没有-o选项，则生成a.out执行文件 $ gcc mypro1.c $ ./a.out
程序扩展名
.c —c语言源程序
.C .cc .cxx —c++语言源程序
—汇编语言源程序 .h —头文件 .o —目标文件（可执行文件） .a .so .sa —库文件
.s .S
linux
2.21
2014年11月11日8时41分
hello
mypro1.c文件：
#include <stdio.h> int main() { printf(―hello world!\n‖); }
Linux操作系统层次结构
linux
2.1
2014年11月11日8时41分
Linux内核
Linux内核，它实现进程管理、内存管理、文件
系统、设备驱动和网络系统等功能。Linux Kernel由五个主要的子系统组成：进程调度（ SCHED）、内存管理（MM）、虚拟文件系统（ VFS）、网络接口（NET）、内部进程通讯（ IPC） 从结构上看，Linux所有的内核系统功能都包含 在一个大型的内核软件之中。Linux系统也支持 可动态装载和卸载的模块。利用这些模块，可以 方便地在内核中添加新的组件或卸载不再需要的 内核组件。
如果不存在，则执行.bash_login；
如果.bash_login也不存在，则执行.profile文件。 然后bash将作为一个交互式shell执行.bashrc文件（如果存在
的话）
linux
TERM：终端类型 /etc/bashrc ：整个系统的别名和功能； /etc/profile 整个系统的环境参数和启动程序； HOME/.bashrc：用户的的别名和功能； HOME/.bash_profile：用户的环境参数和启动程序 HOME/. profile：用户登录环境配置文件(Bourne shell的)
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
[用户名]:[密码]:[UID]:[GID]:[身份描述]:[主目录]:[登录shell]
例：/bin/bash的启动
继承getty设置的TERM、PATH等环境变量 首先寻找/etc/profile脚本文件，并执行它。 然后在家目录下寻找启动脚本文件.bash_profile，执行它；
shell脚本，p.44
shell变量，p.45 shell控制流：test，if，case，while，
until，for shell函数 shell程序的编写和执行，参考资料： 教材 2.3 shell 编程 p.44-56 linux的使用.pdf中的2.6节
linux 2.18 2014年11月11日8时41分
linux 2.2 2014年11月11日8时41分
Linux内核目录结构
Linux内核源程序安装在/usr/src/linux下
linux
arch
drivers ... block char lib fs kernel ipc init ext2 fat froc include
alpha
i386 m86k
net modules mm
kernel mm
...
linux
2.3
2014年11月11日8时41分
Linux内核目录结构
arch：该子目录包括了所有和体系结构相关的内核代码
。它的每一个子目录都代表一种支持的体系结构，例如 i386就是关于intel cpu及与之相兼容体系结构的子目录。 PC机一般都基于此目录。 Include: 该子包括编译内核所需要的大部分头文件。与 平台无关的头文件在include/linux 子目录下，与intel cpu相关的头文件在include/asm-i386子目录下,而 include/scsi目录则是有关scsi设备的头文件目录。 init：该子目录包含内核的初始化代码，包含两个文件 main.c和Version.c。 mm：该子目录包括所有独立于cpu体系结构的内存管理 代码，如页式存储管理内存的分配和释放等；而和 体系 结构相关的内存管理代码则位于arch/*/mm/，例如 arch/i386/mm/Fault.c
linux 2.6 2014年11月11日8时41分
重新编译Linux内核
配置启动文件
cp /usr/src/linux/arch/i386/boot/zImage /boot/zImage-2.4.18 cp /usr/src/linux/System.map /boot/System.map-2.4.18 ln –sf /boot/System.map-2.4.18 /boot/System.map /* 内核符号表 */
2.5 2014年11月11日8时41分
linux
重新编译Linux内核
下载内核源代码
mv linux-2.4.18.tar.gz /usr/src/. //把内核代码文件移到相应的目 录 cd /usr/src tar zxvf linux-2.4.18.tar.gz //解压 bzip2 –dc linux-2.6.14.tar.bz2 | tar xvf -
进程信息 /proc/self 是当前进程目录的符号链接。 status文件包含PCB中的许多状态信息。用命令查看： cat /proc/self/ status /proc/<pid>/下文件、目录的意义在表1-3中列出。p.13
linux
2.9
2014年11月11日8时41分
Linux系统启动
linux
2.8
2014年11月11日8时41分
查看Linux内核状况
系统信息 procinfo命令显示大量的系统信息 p.10 /proc下文件、目录的意义在表1-1、1-2中列出。p.11-12 /proc/sys目录是一个特殊目录，支持直接使用文件系的写 操作，可以更改一些系统配置， 如：/proc/sys/fs/filemax