IntroductionandStartLinuxOutlineHistoryofUnixIntroductiontoLinuxOverviewofOSandKernelCompareLinuxandUnixKernelVersionObtainingLinuxKernelBuildLinuxKernelandInstallitABeastofaDifferentNature2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60HistoryofUnix2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems602023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60IntroductiontoLinuxOpenSourceOperatingSystemsEmbeddedsystemstoservers,widelyusedGeneralPublicLicense(GPL)WhatisLinux?2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems602023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60什么是Linux？Linux是一個類Unix（Unix-like）的操作系統(tǒng)，在1991年發(fā)行了它的第一個版本在Linux內(nèi)核維護網(wǎng)站上，“WhatisLinux?”2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60From“”Linux的來歷和目標：LinuxisacloneoftheoperatingsystemUnix,writtenfromscratchbyLinusTorvaldswithassistancefromaloosely-knitteamofhackersacrosstheNet.ItaimstowardsPOSIXandSingleUNIXSpecificationcompliance.Linux的功能Ithasallthefeaturesyouwouldexpectinamodernfully-fledgedUnix,includingtruemultitasking,virtualmemory,sharedlibraries,demandloading,sharedcopy-on-writeexecutables,propermemorymanagement,andmultistacknetworkingincludingIPv4andIPv6.PortableOperatingSystemInterfaceStandard

可移植操作系統(tǒng)接口標準

由IEEE制訂，并由ISO接受為國際標準。InstituteforElectricalandElectronicEngineers

電氣電子工程師學會[美]InternationalOrganizationforStandardization

國際標準化組織

制定各行各業(yè)各種產(chǎn)品和服務的技術(shù)規(guī)范（國際標準）2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60Linux支持的目標體系結(jié)構(gòu)Althoughoriginallydevelopedfirstfor32-bitx86-basedPCs(386orhigher),todayLinuxalsorunson(atleast)theAlphaAXP,SunSPARC,Motorola68000,PowerPC,ARM,HitachiSuperH,IBMS/390,MIPS,HPPA-RISC,IntelIA-64,AMDx86-64,AXISCRIS,RenesasM32R,AtmelAVR32,RenesasH8/300,NECV850,TensilicaXtensa,andAnalogDevicesBlackfinarchitectures;formanyofthesearchitecturesinboth32-and64-bitvariants.2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60在內(nèi)存管理方面不得不說的Linuxiseasilyportabletomostgeneral-purpose32-or64-bitarchitecturesaslongastheyhaveapagedmemorymanagementunit(PMMU)andaportoftheGNUCcompiler(gcc)(partofTheGNUCompilerCollection,GCC).LinuxhasalsobeenportedtoanumberofarchitectureswithoutaPMMU,althoughfunctionalityisthenobviouslysomewhatlimited.SeetheμClinuxprojectformoreinfo.2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60“Linux”在不同的語境下，“Linux”具有不同的內(nèi)涵，例如：Linux內(nèi)核、Linux系統(tǒng)或Linux開發(fā)套件等術(shù)語。嚴格來說，Linux指的是LinuxTorvalds維護的（及通過主要和鏡像網(wǎng)站發(fā)布的）內(nèi)核。GNU/LinuxGNU/Linux的擁護者們認為，Linux僅僅是指Linux內(nèi)核，而整個Linux系統(tǒng)的大部分都建立在GNU軟件之上。2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60GNU，“g-noo”，“GNU'sNotUnix”2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60Linux內(nèi)核維護網(wǎng)站/TheLinuxKernelArchivesMirrorSystem2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60Linux發(fā)展簡史1991年11月，芬蘭赫爾辛基大學的學生LinusTorvalds寫了個小程序，后來取名為Linux，放在互聯(lián)網(wǎng)上。他表達了一個愿望，希望借此搞出一個操作系統(tǒng)的“內(nèi)核”來，這完全是一個偶然事件1993，在一批高水平黑客的參與下，誕生了Linux1.0版1994年，Linux的第一個商業(yè)發(fā)行版Slackware問世2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60

1996年，美國國家標準技術(shù)局的計算機系統(tǒng)實驗室確認Linux版本1.2.13（由OpenLinux公司打包）符合POSIX

標準2001年，Linux2.4版內(nèi)核發(fā)布2003年，Linux2.6版內(nèi)核發(fā)布……2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60Linux操作系統(tǒng)的主要內(nèi)容Linux是免費的、源代碼開放的、符合POSIX標準規(guī)范的操作系統(tǒng)擁有現(xiàn)代操作系統(tǒng)具有的所有內(nèi)容，例如搶占式多任務處理，支持多用戶內(nèi)存保護，支持SMP，支持TCP/IP，支持絕大多數(shù)的32位和64位CPU等還有一些其他操作系統(tǒng)沒有的特色，比如NFS，VFS，高效的EXT系列文件系統(tǒng)等2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60Linux版本Linux的內(nèi)核版本幾種流行的Linux發(fā)行版本2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60Linux的內(nèi)核版本Linux內(nèi)核版本是由LinusTorvalds作為總體協(xié)調(diào)人的Linux開發(fā)小組（分布在各個國家的近百位高手）開發(fā)出的系統(tǒng)內(nèi)核的版本號Linux內(nèi)核采用的是雙樹系統(tǒng)一棵是穩(wěn)定樹，主要用于發(fā)行另一棵是非穩(wěn)定樹或稱為開發(fā)樹，用于產(chǎn)品開發(fā)和改進Linux內(nèi)核版本號由3位數(shù)字組成r.x.y第1位數(shù)字r為主版本號第2位數(shù)字x為說明版本類型的次版本號，如果x為偶數(shù)，則表示為產(chǎn)品化版本，為奇數(shù)時表示為實驗版本第3位數(shù)字y為修改號，表示錯誤修補的次數(shù)2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60幾種流行的Linux發(fā)行版本2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60Linux系統(tǒng)的好處支持多種CPUX86,ARM,MIPS,SH,i960,PPC,etc.開放源代碼（Opensource）強大的網(wǎng)絡功能可移植性使用GNUtools2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60一個新潮，非常穩(wěn)定，多用戶，多任務的環(huán)境標準的平臺無法超越的計算能力，可移動性和適應性先進的圖形用戶界面幾十個異常出色而且免費的桌面應用程序成千上萬個免費的工具和應用小程序幾百上千個專業(yè)程序由全世界的無數(shù)研究人員編制，覆蓋了天文，信息技術(shù)，化學，物理，工程，語言，生物等各個學科領(lǐng)域2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60一個真正杰出的學習系統(tǒng)很多頂級的系統(tǒng)開發(fā)平臺，友好的編程語言及編程工具都免費包含在操作系統(tǒng)里面病毒入侵，計算機的“后門”，軟件提供商的“特別要求”，強迫性的軟件升級，專有的文件格式，軟件使用許可證和市場策略，產(chǎn)品注冊登記，高得驚人的軟件價格，等等Linux都沒有Linux操作系統(tǒng)平臺保證它的“永久性”一個技術(shù)快速更新的平臺OverviewofOSandKernel2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems602023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60操作系統(tǒng)的基本概念任何計算機系統(tǒng)都包含一個基本的程序集合，稱為操作系統(tǒng)。內(nèi)核（進程管理，進程調(diào)度，進程間通訊機制，內(nèi)存管理，中斷異常處理，文件系統(tǒng)，I/O系統(tǒng)，網(wǎng)絡部分）其他程序（例如函數(shù)庫，shell程序等等）操作系統(tǒng)的目的與硬件交互，管理所有的硬件資源為用戶程序（應用程序）提供一個良好的執(zhí)行環(huán)境2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60一個典型的Linux操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)用戶應用程序Systemcall對硬件資源的管理Shell，libKernelimplementation2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60最簡單也是最復雜的操作在控制臺下輸入ls命令Shell程序分析輸入?yún)?shù)，確定這是ls命令調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用fork生成一個shell本身的拷貝什么是系統(tǒng)調(diào)用？為什么我們敲擊鍵盤就會在終端上顯示？fork是什么？為什么要調(diào)用fork？中斷的概念，終端控制臺設(shè)備驅(qū)動的概念保護模式和實模式，內(nèi)存保護，內(nèi)核態(tài)用戶態(tài)相關(guān)問題進程的描述，進程的創(chuàng)建。COW技術(shù)系統(tǒng)調(diào)用是怎么實現(xiàn)的？軟中斷、異常的概念。陷阱門，系統(tǒng)門調(diào)用exec系統(tǒng)調(diào)用將ls的可執(zhí)行文件裝入內(nèi)存內(nèi)存管理模塊，進程的地址空間，分頁機制，文件系統(tǒng)從系統(tǒng)調(diào)用返回如何做到正確的返回？堆棧的維護，寄存器的保存與恢復Shell和ls都得以執(zhí)行進程的調(diào)度，運行隊列等待隊列的維護什么是shell？終端解釋程序LinuxVS.UnixDifferent,ButSimilarOpenorCloseAdvanced:DynamicalloadingofkernelmodulesSMPsupportPreemptiveThreadsupportdifferently….2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60KernelVersion2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60ObtainingLinuxKernelGitcommandGitclonegit:///pub……./linux-2.6.git2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60BuildLinuxKernelandInstallitConfigMakeconfigCompilemakeInstallCopyandstartupthenewkernel2023/1/11LiangShi：LinuxOperatingSystems60ABeastofaDifferentNatureNolibcorstandardheardersGNUCInlineFunctionsInlineAssemblyBranchAnnotationNoMemoryPro