chap 1 Linux操作系统概述.ppt

Linux操作系统概述 叶保留 yebl@nju.edu.cn 南京大学计算机科学与技术系 主要内容 Linux的基本知识 Linux的内核代码结构 堆栈基本概念 什么是Linux Linux是一个类Unix（Unix-like）的操作系统，第一个版本发行于1991年 在不同的语境下，“Linux”具有不同的内涵，如 Linux内核 Linux系统 Linux开发套件等术语 严格来说，Linux指的是Linux Torvalds维护的（及通过主要和镜像网站发布的）内核。 GNU/Linux GNU/Linux的拥护者们认为，Linux仅仅是指Linux内核，而整个Linux系统的大部分都建立在GNU软件之上。 Linux的发展史 1991年11月，芬兰赫尔辛基大学的 Linus Torvalds写了个小程序，取名为Linux，放在互联网上。 希望借此搞出一个操作系统的“内核”来，这完全是一个偶然事件。 1993年，在一批高水平黑客参与下，诞生Linux 1.0 版 1994年，Linux 的第一个商业版 Slackware 问世 1996年，美国国家标准技术局的计算机系统实验室确认 Linux 版本 1.2.13（由 Open Linux 公司打包）符合 POSIX 标准 2001年，Linux2.4版内核发布 2003年，Linux2.6版内核发布 …… Linux的主要内容 Linux是免费的、源代码开放的、符合POSIX标准规范的操作系统 拥有现代操作系统具有的所有内容，例如 抢占式多任务处理，支持多用户 内存保护 支持SMP 支持TCP/IP 支持绝大多数的32位和64位CPU 等 还有一些其他操作系统没有的特色，比如 NFS，VFS，高效的EXT系列文件系统等 Linux的内核版本 Linux内核版本是由Linus Torvalds作为总体协调人的Linux开发小组（分布在各个国家的近百位高手）开发出的系统内核的版本号 Linux内核采用的是双树系统 一棵是稳定树，主要用于发行 另一棵是非稳定树或称为开发树，用于产品开发和改进 Linux内核版本号由3位数字组成 主流的Linux发行版本 Linux系统的目录结构 典型Linux操作系统的结构 Linux内核组成 进程调度程序负责控制进程访问CPU。 内核管理程序使多个进程安全地共享主存系统，并支持虚拟内存。 虚拟文件系统抽象了不同硬件设备的细节，提供公共文件接口。 网络接口提供对许多建网标准和网络硬件的访问。 进程间通信子系统为进程与进程之间的通信提供了一些机制。 linux内核是单块结构，而windows体系结构是微内核。 Linux环境下请求处理的完成 主要内容 Linux的基本知识 Linux的内核代码结构 堆栈基本概念 Linux核心源码结构 Linux核心源码的组织 arch 目录：包含所有体系结构相关的核心代码。 include 目录：包括用来重构核心的大多数include文件。 init目录：包含核心启动代码。 mm目录：包含所有的内存管理代码。 drivers目录：系统中所有的设备驱动都位于该目录中。 ipc目录：包含核心的进程间通讯代码。 modules目录：仅仅包含已建好的模块。 fs目录：所有的文件系统代码。 kernel目录：主要核心代码，与处理器结构相关代码都放在arch/kernel目录下。 net目录：核心的网络部分代码。 lib 目录：包含核心的库代码。与处理器结构相关库代码被放在arch/lib/目录下。 scripts目录：包含用于配置核心的脚本文件（如awk和tk脚本）。 Linux内核源码的组成 系统启动与初始化 在基于intel的系统上，Linux可以通过loadlin.exe或者LILO将核心载入内存并将控制传递给它。 这部分程序 位于arch/i386/kerneld/head.s。 此文件完成一些处理器相关操作并跳转到init/main.c中的main()例程。 内存管理 主要位于mm目录里，但与处理器结构相关部分在arch/mm中。 页面出错处理代码位于mm下的 memory.c文件中 内存映射与页面cache代码位于filemap.c中 buffer cache则在mm/buffer.c中实现 swap cache位于mm/swap_state.c和mm/swapfile.c中 Linux内核源码的组成（续） 核心 大多数通用代码位于kernel目录下，而处理器相关代码被放在arch/kernel中。 调度管理程序位于kernel/sched.c fork代码位于kernel/fork.c 底层部分处理及中断处理代码位于include/linux/interrupt