第1章Linux及嵌入式

内核是Linux系统的最底层，内核提供了系统的 核心功能，并允许进程以一种有序的、高效的 方式访问硬件。内核控制进程、I/O设备、文件 系统的操作，内核还管理着内存。内核支持系 统以多用户、多任务模式运行，并支持这些运 行模式对资源的有序访问。
能够在一种体系结构处理器（如Intel x86）上 运行的内核，不能在另一种体系结构处理器 （如ARM）上直接运行，必须经过移植，才能 在另一种体系结构处理器上运行。内核代码的 绝大部分是用标准的C语言编写的，仅有很少 一部分与处理器相关的代码，是用汇编语言编 写的，这给代码移植带来了很大的方便。
当用户在命令行提示符后输入命令和参数，按 下回车键以后，shell将寻找命令对应的可执行 文件，然后装入内存并执行；对于用户编写的 应用程序，以及用shell语言编写的脚本程序， 同样可以通过指定文件名，由shell读入并执行。
Linux根目录下的bin子目录，通常存放着许多系统 自带的、用户命令对应的二进制可执行文件。 例如cp和rm命令对应的文件是： [root@localhost bin]# ls /bin/cp -l -rwxr-xr-x 1 root root 68136 2006-11-28 /bin/cp [root@localhost bin]# ls /bin/rm -l -rwxr-xr-x 1 root root 43740 2006-11-28 /bin/rm
1.3 选择Linux的理由
1.3.1 Linux是成熟的、广泛使用的操作系统 1.3.2 开源软件带来的优点 ⑴ 一些对安全敏感的产品，比如用于航天、军事、 银行等方面的产品，产品开发者更希望使用操作系 统本身的源代码是可见的，而不希望使用由二进制 可执行文件组成的操作系统。 ⑵ 使用开源的操作系统，如果需要，开发者可以查 阅操作系统的某一段代码，理解它的含义及产生的 行为。这样做的好处是，对于开发过程中产生的错 误，容易区分是系统软件引起的，还是应用软件引 起的。 ⑶ 使用开源软件，便于将Linux操作系统从一种处理 器体系结构，移植到另一种处理器体系结构。
1.2 内核、shell、文件系统 及实用程序
1.2.1 Linux内核 Linux内核版本可以分为两大类：一类是专门用于 开发的试验版本，另一类是稳定的产品版本。 Linux内核版本号由主版本号、次版本号及序列号 组成。次版本号是奇数的为试验版，偶数的为产 品版。 例如，Linux 2.5.x，次版本号是奇数，是试验版 内核；而Linux 2.6.x，次版本号是偶数，是产品 版。
1.2.2 shell简介 ⒈ shell是什么 shell作为用户与Linux内核的接口程序，称为外 壳。根（root）用户使用的shell在内核 启动后 启动，普通用户使用的shell，在用户登录进入 系统时启动。内核能够接收用户在命令行提示 符后输入的命令和参数。shell在Linux系统中 的位置如图1.1所示。
[root@localhost bin]# ls *sh bash csh ksh sh tcsh zsh [root@localhost bin]# ls -l *sh -rwxr-xr-x 1 root root 722684 2006-07-12 bash lrwxrwxrwx 1 root root 4 2010-02-25 csh -> tcsh -rwxr-xr-x 1 root root 1171404 2007-01-16 ksh lrwxrwxrwx 1 root root 4 2010-02-25 sh -> bash -rwxr-xr-x 1 root root 345348 2006-10-31 tcsh -rwxr-xr-x 1 root root 514672 2006-09-12 zsh [root@localhost bin]# /bin/bash --version GNU bash, version 3.1.17(1)-release (i686-redhatlinux-gnu) Copyright (C) 2005 Free Software Foundation, Inc.
1.2.3 文件系统 文件系统是Linux系统的一个组件，它能够让用户 以统一的方式查看、组织以及保护存储设备上的 文件和目录，并与其进行交互。 Linux环境中的文件，具有特别重要的意义，因为 它们为操作系统服务并为设备操作提供了一个简 单而一致的接口。在Linux中，一切都可以看作文 件，包括硬件设备在内。
Linux只是一个操作系统的内核，而操作系统的 shell、文件系统和工具软件等等程序的编写，主 要由因特网上GNU支持者、UNIX程序员完成，并 使其逐渐发展成为一个完整的、强大的系统。 Linux的出现，使台式机具备了以前需要花费数千 美元购买UNIX才能获得的功能。 几乎所有为UNIX编写的程序，都可以在Linux上编 译运行；一些专用于UNIX商业版本的应用软件， 可以不加改变地以二进制可执行文件形式在Linux 上运行。
Linux的发展是许多人共同努力的结果。操作系 统内核本身仅仅是一个可用的操作系统的一小 部分。Linux内核以外的大量程序，是由许许 多多的编程人员，特别是以前为UNIX编程的、 GNU项目的程序员编写，并免费、自由地以源 代码形式发布的。
GNU项目为Linux提供了许多UNIX系统上应用程 序的仿制品，所有这些GNU软件，都是在遵守 GPL条款下发布的，常用的软件有： GCC：GNU编译器集，包含GNU C编译器。 G++：C++编译器，是GCC的一部分。 GDB：源代码级调试器。 GNU make：UNIX make免费版。 bash：命令行解释器，或称外壳，shell的一种。 GNU Emacs：文本编译器及环境。
在shell内部，有shell自带的命令所对应的程序， 可以通过输入help命令，查看用户使用的shell 种类及该shell内部自带的命令有哪些。
⒉ shell启动 根用户使用的shell，在系统启动时，使用系统指 定的shell，自动启动。 普通用户在登录进入系统时，系统会启动指定种 类的shell。 所有用户在系统运行过程中，可以改变当前使用 的shell，成为另一种shell，例如登录时使用的 shell种类为bash，用户可以改为tcsh。 Linux是一个多用户系统，系统中每个用户可以使 用一个与其他用户不同的shell。只有当用户退出 Linux系统时，shell运行才结束。
⒊ 常用的shell Linux和UNIX系统里有许多种类不同的shell可 以使用，例如bash、sh、tcsh、csh、ash、 bsh、ksh、zsh等等，它们中的大多数都是从 sh shell演变而来的。最常用的三种shell是 bash、csh和ksh。
Linux系统中，默认安装的总是GNU工具集中 的bash（GNU Bourne Again shell），它是开 源的并且可以被移植到几乎所有的类UNIX系 统上。
GNU代表GNU´s Not Unix，是一个首字母递 归的缩略词。GNU项目已经提供了许多UNIX 系统上应用程序的仿制品，所有这些程序，统 称为GNU软件。
1.1.2 Linux的发展 Linux是一个可以自由使用、学习、修改、发布 的，开源（open source）的，类UNIX内核的一 种操作系统的内核。 Linux是由芬兰赫尔辛基大学的研究生Linus Torvalds在1991年开发的。其开发的目的是， 保证Linux除了包含可以自由发布的代码外，不 会集成任何专有代码，也就是我们通常说的源码 全部公开，并可以免费使用。Linux内核遵循 GNU GPL条款。
在Linux操作系统命令提示符下，使用cat命令能够 查看并显示当前系统的内核版本信息： [root@vm-dev ~]# cat /proc/version Linux version 2.6.18-8.el5 (brewbuilder@) (gcc version 4.1.1 20070105 (Red Hat 4.1.1-52)) #1 SMP Fri Jan 26 14:15:21 EST 2007
嵌入式系统实践教程
第１章 Linux及嵌入式 开发系统组成简介
2013/01 北方学院信息学院
1.1 Linux起源及发展
1.1.1 UNIX和GNU软件 UNIX最初是由美国电报电话（AT&T）公司下属的 贝尔实验室开发的。1969年，贝尔实验室的研究 人员创建了UNIX的第一个版本，当时称为UNICS （Uniplexed Operating and Computing System， 单操作和计算机系统），由这个系统演化为之后通 用的UNIX操作系统。 早期的UNIX版本都是具有商业性质的，如IBM的 AIX、HP的HP-UX和SUN的Solaris，通常都要支 付一定的费用才能获得运行该操作系统的许可。
在/bin目录下，还可以看到系统自带的各种版 本的shell程序文件、用于编辑文件的vi程序文 件，以及许多用户命令对应的可执行文件。 Linux根目录下的sbin子目录，通常存放着许多 系统自带的、系统管理员命令对应的二进制可 执行文件，例如用于划分物理磁盘的fdisk和用 于配置网络接口的ifconfig命令对应的文件：
[root@localhost bin]# ls /sbin/fdisk -l -rwxr-xr-x 1 root root 95572 2007-01-12 /sbin/fdisk [root@localhost bin]# ls /sbin/ifconfig -l -rwxr-xr-x 1 root root 71528 2006-08-07 /sbin/ifconfig
1.2.4 实用程序 实用程序（utilities）也是Linux系统的一个组件。 实用程序是一些可执行的程序，用来帮助用户在 系统上进行工作。例如，用于Internet定位的 Web浏览器、文字处理程序、编辑程序、e-mail 程序，以及除了shell内部命令外，其他Linux命 令对应的程序，都可以称为实用程序。