Linux 內(nèi)核分析概述

第一講Linux內(nèi)核分析概述整理ppt本講內(nèi)容Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核簡(jiǎn)介linux內(nèi)核分析概論整理ppt第一節(jié)Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核簡(jiǎn)介L(zhǎng)inux操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介L(zhǎng)inux內(nèi)核版本簡(jiǎn)介整理ppt什么是linux操作系統(tǒng)Linux是：多任務(wù)的多用戶多平臺(tái)工作在保護(hù)模式下遵守POSIX標(biāo)準(zhǔn)遵守SYSV和BSD擴(kuò)展遵守GPL許可32位(也有64位)的類UNIX開放源代碼的免費(fèi)的操作系統(tǒng)它是由芬蘭赫爾辛基大學(xué)的學(xué)生LinusTorvalds在1991年開發(fā)出來的

整理pptPOSIX

POSIX表示可移植操作系統(tǒng)接口〔PortableOperatingSystemInterface，縮寫為POSIX是為了讀音更像UNIX〕。電氣和電子工程師協(xié)會(huì)〔InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，IEEE〕最初開發(fā)POSIX標(biāo)準(zhǔn)，是為了提高UNIX環(huán)境下應(yīng)用程序的可移植性。然而，POSIX并不局限于UNIX。許多其它的操作系統(tǒng)，例如WinNT，都支持POSIX標(biāo)準(zhǔn)。POSIX.1已經(jīng)被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織〔InternationalStandardsOrganization，ISO〕所接受，被命名為ISO/IEC9945-1:1990標(biāo)準(zhǔn)。SYSV和BSD擴(kuò)展

可以理解為和SYSV和BSD源代碼級(jí)的兼容。簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就是Linux下的應(yīng)用程序同時(shí)也能在這兩個(gè)系統(tǒng)上運(yùn)行。。GPL〔GeneralPublicLicense〕

公用許可證。整理pptLinux的來歷Linux最早是LinusTorvalds在1991年開始設(shè)計(jì)開發(fā)的。linus是芬蘭人，赫爾辛基是芬蘭的首都，當(dāng)時(shí)他正是赫爾辛基大學(xué)計(jì)算機(jī)系的學(xué)生，23歲。1990年的秋天，linus在赫爾辛基大學(xué)學(xué)習(xí)UNIX〔一種操作系統(tǒng)，和linux有密切聯(lián)系，在后面本章小節(jié)中我會(huì)詳悉介紹〕課程，教材是AndrewTanenbaum教授寫的?操作系統(tǒng)：設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?(現(xiàn)在中譯本很多，大家可以找來看看)。?操作系統(tǒng)：設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?是用Minix〔AndyTanenbaum教授所寫的很小的Unix操作系統(tǒng)，主要用于操作系統(tǒng)教學(xué)。整理pptLinux的來歷剛開始他是在Minix環(huán)境下寫了一個(gè)處理多任務(wù)切換的程序,用他自己的話來描述這個(gè)程序：“這個(gè)程序包括兩個(gè)進(jìn)程，都是向屏幕上寫字母，然后用一個(gè)定時(shí)器來切換這兩個(gè)進(jìn)程。一個(gè)進(jìn)程寫A，另一個(gè)進(jìn)程寫B(tài)，所以我就在屏幕上看到了AAAA，BBBB，如此循環(huán)重復(fù)的輸出結(jié)果。〞linus在練習(xí)使用Minix時(shí)，發(fā)現(xiàn)其功能很不完善。于是他就有了一個(gè)目標(biāo)：寫一個(gè)比Minix更好的Minix。所以Minix是linux的父親整理pptLinux的來歷在1991的時(shí)候，主觀上有了這樣一個(gè)目標(biāo)，當(dāng)時(shí)linus又需要一個(gè)簡(jiǎn)單的終端仿真程序來存取Usenet新聞組的內(nèi)容，于是他就開始在上面兩個(gè)草草編寫的進(jìn)程的根底上又寫了一個(gè)程序。他是這樣描述的：“一個(gè)進(jìn)程是從鍵盤上閱讀輸入然后發(fā)送給調(diào)制解調(diào)器，另一個(gè)進(jìn)程是從調(diào)制解調(diào)器上閱讀發(fā)送過來的信息然后送到屏幕上供人閱讀。〞然而要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)新的進(jìn)程，他顯然還需要一些別的東西，這就是驅(qū)動(dòng)程序。他必須為不同的顯示器、鍵盤和調(diào)制解調(diào)器編寫驅(qū)動(dòng)程序。1991年的夏季，也就是他購(gòu)置了第一臺(tái)PC機(jī)之后6個(gè)月，Linus覺得他還需要從網(wǎng)上下載某些文件，為此他必須讀寫某個(gè)磁盤。于是他又不得不寫一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)程序，然后是一個(gè)文件系統(tǒng)。而一旦你有了任務(wù)切換器、文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之后，你當(dāng)然就擁有了一個(gè)操作系統(tǒng)，或者至少是它的一個(gè)內(nèi)核。linux也就這樣誕生了。整理ppt整理ppt

1994年，Torvalds終于推出了Linux的正式的1.0版本。此時(shí)這個(gè)操作系統(tǒng)已經(jīng)變得比較穩(wěn)定并且擁有很多的高級(jí)特性了：支持搶先多任務(wù)、對(duì)稱多處理和完全的POSIX兼容性等。它甚至有了自己的桔祥物！Torvalds在Linux的聯(lián)機(jī)文檔里這樣描述到："它是一只討人喜歡的、讓人一見就想擁抱的、剛剛飽餐了一頓鯡魚的企鵝"。在1998年Linux獲得了廣泛支持，尤為重要的是幾乎所有的大型軟件公司都宣布推出或即將為L(zhǎng)inux開發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品。有人預(yù)測(cè)在2003年之前成為緊隨微軟WindowsNT之后的第二大操作系統(tǒng)。

Linux的桔祥物是Linux企鵝,它是由LinuxTorvalds挑選的代表他所創(chuàng)立的Linux操作系統(tǒng).Linux的來歷整理pptlinux名字由來

開始，linux還沒有專門的新聞組。linus只是在赫爾辛基技術(shù)大學(xué)的一臺(tái)FTP效勞器上發(fā)了一那么消息，說可以下載linux的公開版本。Linux是linus的筆名，他擔(dān)憂如果用Linux來命名的話有人會(huì)說他狂妄而且不會(huì)認(rèn)真對(duì)它。于是他用了一個(gè)很怪的名字Freak(free+freak+X)---free就是自由；freak愿意是怪胎的意思。表示這個(gè)系統(tǒng)還有很多不完善的地方。加上X是模仿UNIX和MINIX讓人家一看就知道這是一個(gè)操作系統(tǒng)。后來，這臺(tái)FTP的管理員不喜歡Freax這個(gè)名字，最后選擇了Linux.。整理ppt自由軟件

RichardStallman在1971年參加MIT的人工智能實(shí)驗(yàn)室，他認(rèn)為：知識(shí)應(yīng)該與其它能從知識(shí)中受益的人一起共享，重要的資源應(yīng)該被利用。他想把自己開發(fā)的軟件與其它人共享，按照法律，他是MIT的員工，他寫的程序是屬于MIT的。為了不冒犯法律，毅然辭職。大約在一年以后，由于個(gè)別的公司控制了許多公共軟件的開發(fā)工程。自1984年起MIT開始支持RichardStallman的努力。這樣就導(dǎo)致了自由軟件基金會(huì)〔FreeSoftwareFoundation，F(xiàn)SF〕的建立。他認(rèn)為：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)因該開放，軟件應(yīng)該自由使用。整理pptGNURichardStallman打算組織開發(fā)一個(gè)完全基于自由軟件的軟件體系——GNU〔GNU'sNotUnix，GNU這個(gè)單詞含義正好是產(chǎn)于南非州的一種大羚羊，所以我們經(jīng)常可以看到有些linux書的封面是一只羚羊，就是這個(gè)道理?！?。它的目標(biāo)是：寫一個(gè)完整的與UNIX兼容的軟件系統(tǒng)。由于剛開始還沒有很好的自由軟件可供使用。所以他們先從系統(tǒng)的應(yīng)用軟件和工具著手。比方很有名的：emacs〔編輯器〕gcc〔據(jù)說是世界上效率最高的編譯器〕等等。同時(shí)他們也開發(fā)GUN體系的操作系統(tǒng)內(nèi)核：hurd?？墒情_發(fā)得很緩慢。到現(xiàn)在也沒有全部完工。整理pptGPL在其它人協(xié)作下，Stallman創(chuàng)作了通用軟件許可證〔GeneralPublicLicese，GPL〕。這對(duì)推動(dòng)自由軟件的開展起了重要作用。GPL主要的規(guī)定：

1)GPL保證任何人有共享和修改自由軟件的自由。還可以把修改后的軟件向公眾發(fā)布。但是發(fā)布者要無(wú)條件開放其源代碼。這樣就保證自由軟件的低價(jià)。

2)GPL規(guī)定自由軟件的衍生作品必須以GPL為重新發(fā)布的許可證。這樣就保證了自由軟件的持續(xù)性。

3)GPL規(guī)定允許公司銷售自由軟件。這就為公司介入自由軟件事業(yè)敞開大門。整理pptLinux和自由軟件

自從1991Linux發(fā)布以來，一直是完全自由擴(kuò)散的。他要求所有的源碼必須公開且任何人不準(zhǔn)從中獲利。這樣它限制了Linux以磁盤或CD－ROM等媒介的發(fā)布形式。從而阻礙了Linux得開展。因?yàn)闆]有哪家公司愿意使用沒有廠商保證和沒有良好技術(shù)支持的操作系統(tǒng)。linus想到了GPL。事實(shí)也證明，參加GPL之后，許多軟件公司就介入其中，開發(fā)了多種Linux的發(fā)行版本。如：Redhat

、Mandrake等等。他們?cè)黾恿嗽S多實(shí)用軟件和易用的圖形界面。linus本人也認(rèn)為：“使Linux成為GPL的一員是我一生中作過最漂亮的一件事〞。整理pptLinux的發(fā)音據(jù)說，linux的創(chuàng)始人Linus(LinusTorvalds)針對(duì)讀音分歧較多的情況，特意錄了一段他對(duì)Linux的發(fā)音。這段錄音的內(nèi)容是這樣的：“Hello，thisisLinusTorvaldsandIpronounceLinuxasLinux〞。我聽出來的是/'li:nэks/，綜合網(wǎng)上和linus自己的讀音，概括出幾個(gè)自認(rèn)為最適宜也最通用的讀法：/Li'nks/(“里那克斯〞)或/'li:nэks/(“里呢克斯〞)或/Li'nu:ks？/(“里紐克斯〞)。提示：上面的這段錄音可以在RedHat中調(diào)試聲卡的時(shí)候可以聽到，如果你的聲卡調(diào)試成功，系統(tǒng)會(huì)播放上面一段聲音以示成功。整理pptlinux和UNIX的關(guān)系

在講UNIX和linux兩者關(guān)系之前，我們先了解一下Minix。Minix最初是由AndrewTanenbaum教授在4.3BSD的根底上，但不通過修改4.3BSD的源代碼而是白手起家?guī)缀跻粋€(gè)人完成了12000行C語(yǔ)言程序的編寫工作。它的特點(diǎn)功能簡(jiǎn)單、易懂可以在8086上運(yùn)行〔后來也能在80386上運(yùn)行〕，當(dāng)然我們稱它為UNIX操作系統(tǒng)。但這個(gè)Minix的功能也非常的有限，幾乎沒什么實(shí)用價(jià)值，但它能很好地作為教學(xué)使用。后來網(wǎng)上很多人給Tanenbaum教授寄來了改進(jìn)，可是Tanenbaum教授沒有接受。他想保持Mnix小而簡(jiǎn)單的特性。從它的名字中不難看出，Minix是一個(gè)迷你型的操作系統(tǒng)。整理pptlinux和UNIX的關(guān)系linux最初是由Minix開展而來，Minix是由4.3BSDUNIX開展而來，4.3BSDUNIX是由AT&T的所謂真正的UNIX開展而來。可以總結(jié)出：Minix是linux的父親，而UNIX那么是linux的祖父了。雖然UNIX和linux的源代碼完全無(wú)關(guān)，可是linux中的許多特性和UNIX有很多相等之處。如：

1.Linux采用了SVR4的進(jìn)程間通信〔IPC〕機(jī)制：共享內(nèi)存、消息隊(duì)列、信號(hào)燈

2.Linux支持BSDSocket網(wǎng)絡(luò)編程接口

3.許多Linux發(fā)行版采用SysVinit機(jī)制，支持運(yùn)行級(jí)別

所以我們認(rèn)為linux是UNIX操作系統(tǒng)。整理pptLiux開展的5大支柱整理pptLinux的內(nèi)核版本

Linux的內(nèi)核版本linux發(fā)行版本整理ppt整理ppt整理ppt不同版本的核心源碼的文件數(shù)整理pptLinux的內(nèi)核版本Linux內(nèi)核由其創(chuàng)始人linus帶著的小組維護(hù)。這個(gè)版本我們就認(rèn)為是“官方版本〞。內(nèi)核版本號(hào)的格式是：主版本號(hào).次版本號(hào).修正號(hào)例如：Linux2.4.10，主版本號(hào)是2，次版本號(hào)是4，第10次修正.內(nèi)核版本號(hào)還有一個(gè)規(guī)那么：次版本號(hào)為偶數(shù)的是穩(wěn)定版本，為基數(shù)的是開展版本。所謂穩(wěn)定版本是指內(nèi)核的特性已經(jīng)固定，代碼運(yùn)行穩(wěn)定可靠，不再增加新的特性，要改進(jìn)也只是修改代碼中的錯(cuò)誤。整理pptlinux發(fā)行版本光有內(nèi)核還不能構(gòu)成一個(gè)完整的操作系統(tǒng)，于是一些組織或公司將內(nèi)核與一些應(yīng)用程序包裝起來就構(gòu)成了一個(gè)完整的操作系統(tǒng)，這就是發(fā)行套件，不同的公司或組織的發(fā)行套件各不相同，版本號(hào)也不相同，盡管它們使用了同一版本號(hào)的內(nèi)核?，F(xiàn)在的發(fā)行公司很多，如：我們常聽說的RedHat，中軟，紅旗。整理ppt第二節(jié)linux內(nèi)核分析概論Linux內(nèi)核分析需要的根底知識(shí)Linux0.01內(nèi)核簡(jiǎn)介L(zhǎng)inux內(nèi)核分析的方法、工具、參考書整理pptLinux內(nèi)核分析需要的根底知識(shí)理論操作系統(tǒng)的根本知識(shí)LINUX根本操作8086硬件體系結(jié)構(gòu)，接口編程知識(shí)語(yǔ)言C語(yǔ)言AT&T匯編和INTEL匯編，GCC內(nèi)聯(lián)匯編整理ppt參考資料80386Programmer’sReferenceManual1986GCC手冊(cè)—關(guān)于內(nèi)聯(lián)匯編as86或者nasm手冊(cè)Ld手冊(cè)K&rc整理ppt整理pptLinux0.01內(nèi)核簡(jiǎn)介比之2.4版500萬(wàn)行，0.01版共8000余行代碼，可以完全閱讀已經(jīng)具備了現(xiàn)代操作系統(tǒng)的根本要素支持的硬件平臺(tái)Intel386以上的cpuVGA/EGA顯示器標(biāo)準(zhǔn)IDE接口硬盤標(biāo)準(zhǔn)鍵盤整理pptLinux0.01內(nèi)核代碼目錄目錄描述boot核心引導(dǎo)代碼fs文件系統(tǒng)include頭文件InitMain.ckernel內(nèi)核主要功能Lib系統(tǒng)調(diào)用接口Mm內(nèi)存管理toolsB