linux文獻

❶ linux系統中系統文件有什麼特點

類似於 Windows下的C、D、E等各個盤，Linux系統也可以將磁碟、Flash等存儲設備劃分為若干個分區，在不同分區存放不同類別的文件。與Windows的C盤類似，Linux一樣要在一個分區上存放系統啟動所必需的文件，比如內核映象文件（在嵌入式系統中，內核一般單獨存放在一個分區中)內核啟動後運行的第一-個程序( init)給用戶提供操作界面的 shell程序、應用程序所依賴的庫等。這些必需、基本的文件合稱為根文件系統，它們存放在一個分區中。Linux 系統啟動後首先掛接這個分區，稱為掛接( mount）根文件系統。其他分區上所有目錄、文件的集合，也稱為文件系統。Linux 中並沒有C、D、E等盤符的概念，它以樹狀結構管理所有目錄、文件，其他分區掛接在某個目錄上，這個目錄被稱為掛接點或安裝點(mount point)，然後就可以通過這個目錄來訪問這個分區上的文件了。比如根文件系統被掛接在根目錄「I」上後，在根目錄下就有根文件系統的各個目錄、文件:/bin、/sbin、/mnt等;再將其他分區掛接到/mnt目錄上，/mnt目錄下就有這個分區.的各個目錄、文件。在一個分區上存儲文件時，需要遵循一定的格式，這種格式稱為文件系統類型，比如fat16、fat32、ntfs、ext2、ext3、jffs2、yaffs 等。除這些擁有實實在在的存儲分區的文件系統類型外，Linux還有幾種虛擬的文件系統類型，比如proc、sysfs 等，它們的文件並不存儲在實際的設備上，而是在訪問它們時由內核臨時生成。比如 proc文件系統下的uptime文件，讀取它時可以得到兩個時間值（用來表示系統啟動後運行的秒數、空閑的秒數)，每次讀取時都由內核即刻生成，每次讀取結果都不一樣。「文件系統類型」常被簡稱為「文件系統」,比如「硬碟第二個分區上的文件系統是EXT2」指的就是文件系統類型。所以「文件系統」這個術語，有時候指的是分區上的文件集合，有時候指的是文件系統類型，需要根據語境分辨，在閱讀各類文獻時需要注意這點。

❷ 請問對於Linux系統，有哪些相關領域可以作為畢業論文和畢業設計的

我可以幫你寫的，很簡單。
依據學術方向進行選題。論文寫作的價值，關鍵在於能夠解決特定行業的特定問題，特別是在學術方面的論文更是如此。因此，論文選擇和提煉標題的技巧之一，就是依據學術價值進行選擇提煉。
技巧二：依據興趣愛好進行選題。論文選擇和提煉標題的技巧之二，就是從作者的愛好和興趣出發，只有選題符合作者興趣和愛好，作者平日所積累的資料才能得以發揮效用，語言應用等方面也才能熟能生巧。
技巧三：依據掌握的文獻資料進行選題。文獻資料是支撐、充實論文的基礎，同時更能體現論文所研究的方向和觀點，因而，作者從現有文獻資料出發，進行選題和提煉標題，即成為第三大技巧。
技巧四：從小從專進行選題。所謂從小從專，即是指軟文撰稿者在進行選則和提煉標題時，要從專業出發，從小處入手進行突破，切記全而不專，大而空洞。

❸ Linux學什麼

Linux作為Windows的有力競爭對手，近年來的發展速度令人瞠目結舌，特別是在伺服器、桌面、行業定製等領域取得了引人注目的成果.那麼，作為初學者，學習Linux的第一步是什麼呢？Linux在學什麼呢？下一位編輯分享整理的注意事項.

首先，你應該為自己創造一個學習Linux的環境上安裝Linux或unix.如何選擇版本:北美使用redhat，歐洲使用SuSE，桌面mandrake多，debian是技術最先進的Linux開發者中使用debian的最多，其次是redhat，從世界Linux各應用領域的市場份額來看，redhat確實是最多的.

對於初學Linux的人來說，我建議使用redhat.原因如下.

1)現在很多書都以redhat為例，為了與書協調2)周圍的人使用redhat，交流方便3)redhat應用范圍廣，具有典型性和代表性4)使用方便，我們不必把時間浪費在安裝系統上

從現在開始，不要以windows的工作方式考慮問題，應該挖掘Linux身體的天才unix氣質.

前期工作準備好後，我們真的要打開Linux世界的大門.首先，你需要做的幾件事:至少掌握50個以上的常用命令；理解shell管道「|」，文件重定向「>；「添加」>；」等；熟悉X-windows桌面環境操作；掌握tgz.rpm.biz等軟體包的常用安裝方法；學習添加外部設備，安裝設備驅動程序(例如modem)；熟悉Grub/Lilo導航器和簡單的修復操作；熟悉系統固有目錄的名稱和公共設備；學習添加外部設備，安裝設備驅動程序(例如modem)；熟悉grub/Lilo導航器和簡單的修復操作；熟悉系統固有目錄的名稱和公共設備；學習使用mount命令訪問其他文件；了解編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯弊慧、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯老弊、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、侍卜族編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編輯、編

建議:購買不需要太厚的Linux教材，可以大致滿足要求.

明確幾個概念:Linux的普通操作不能與真正的系統管理相比，後者需要很多知識

1.英語:即使你不學Linux，我也強烈建議你學好英語[u.s.english].實質上，計算機語言是英語和文字，所謂多語言只是外部包裝.無障礙地閱讀大量的英語技術文件，在搜索引擎中找到的英語網站和網頁上熟練的搜索，最好有能力用英語直接交流，擺脫這個障礙，學習和理解速度快，有機會打開和別人的差距.

2.shell[sed/awk]:shell是命令說明器，是核心與用戶界面的交流通道，shell寫的小腳本與win相似.bat但shell比.bat強大得多，shell不僅是說明命令，也是編程語言，有時數百行的c用shell幾十行可以代替完成工作.因為shell的工作方式建立在系統中的許多應用程序上.這也是CS的重要思想.另外，shell可以實現工作自動化，這個概念也很重要，awk用於處理文本，一直很常用.

3.Perl/PHP:美麗的腳本，CGI優先，優於ASP，應用面廣.

4.CC:C、C是Linux/unix的核心語言，系統代碼是c寫的.

5.ASM:需要系統的基礎和核心、硬體、設備驅動程序、嵌入式開發.//走核心路線，cc、asm是最重要的.

6.Java、Python、Tcl、XML在熟悉Linux的基礎上至少需要掌握一種unix.我第一次推進Solaris，其次是FreeBSD，例如運營級系統一般是Solarisoracle/DB2等學習apache、ssh、sendmail/Qmail、proftp/vsftp、Samba、Squid、MySQL/PostgreSQL/Oracle、Bind等各種應用伺服器架構和電子商務應用熟悉TCP/IP協議族，學習如apachephept技術/PhphephtcreSQL/PhtgreSQL/OreSQL/Bacle、Bind等各種應用伺服器架構和電子商務器架構

在此基礎上掌握路由/交換設備是好的系統管理者.根據Linux的各種解決方案可以參考相關的書籍和文獻，必要時可以在google和各大Linux站點內的搜索引擎中找到最新的文檔，避免錯誤和漏洞的技術大全和技術內幕是這方面的好書.

我個人理解的Linux核心所需的基礎:在此之前，希望先學習應用層的東西，這樣才能理解.

1.c:如果學過潭浩強的大學教科書(數學模型好像什麼也做不了)，建議再看一遍這本聖經(如果想學習緩沖區溢出，c的功力可能不夠，<；c陷阱和缺陷>；c專家編程>；，<；CC層深入探索>；不管怎樣，經典書看起來很多都沒有壞處.

2.asm(AT&；t語法、保護模式):保護模式下比較復雜，基本上每本核心書都有介紹80x86Intel語法的基礎，有興趣可以看到Intel的官方網站.

3.數據結構(離散數學):計算機專業的核心課程.

4.操作系統的原理:理解這個再讀Linux吧.

5.微機原理/構成原理(數字迴路):底層直接與硬體交往.

6.了解Linux/unix:了解unix的API

7.軟體工程/編譯原理

以上是小編整理的Linux學什麼相關知識內容，希望對大家有所幫助.

❹ 嵌入式系統Linux內核開發實戰指南的目錄

第1部分 嵌入式系統硬體開發
第1章 嵌入式系統概述 2
這一章對嵌入式系統的概念及其特點和應用作了概括介紹，筆者根據自己多年的經驗闡述了對嵌入式系統的理解，並對一些常見的嵌入式處理器的硬體數據進行了比較。
1.1 嵌入式系統概念 2
1.2 嵌入式處理器 3
1.3 嵌入式系統應用 4
1.4 嵌入式系統發展 4
1.5 一些嵌入式處理器的硬體特性比較 5
第2章 ARM處理器概述 16
為了使本書內容完整，從第2章到第7章中的內容大部分是筆者閱讀《ARM體系結構與編程》（詳情參見附錄中的參考文獻）的筆記和心得，把與嵌入式系統開發和Linux內核密切相關的硬體知識進行了概括和整理，本章主要介紹了ARM處理器的特點、ARM處理器的體系架構版本和ARM處理器系列。
2.1 ARM發展歷程 16
2.2 ARM處理器特點 17
2.3 ARM處理器應用 17
2.4 ARM體系架構 18
2.4.1 ARM體系架構版本 18
2.4.2 ARM體系架構變種（Variant） 20
2.4.3 ARM體系架構版本命名格式 22
2.5 ARM處理器 22
2.5.1 ARM7系列處理器 23
2.5.2 ARM9系列處理器 24
2.5.3 ARM9E系列處理器 24
2.5.4 ARM10E系列處理器 25
2.5.5 SecurCore系列處理器 25
2.5.6 StrongARM處理器 26
2.5.7 Xscale處理器 26
第3章 ARM指令及其定址方式 27
本章主要介紹了ARM處理器的指令和定址方式以及ARM匯編偽指令，這是做ARM處理器應用系統底層軟體開發必備的知識。
3.1 ARM處理器的程序狀態寄存器（PSR） 27
3.2 ARM指令的條件碼 28
3.3 ARM指令介紹 29
3.3.1 跳轉指令 29
3.3.2 數據處理指令 30
3.3.3 乘法指令 31
3.3.4 雜類算術指令 32
3.3.5 狀態寄存器訪問指令 32
3.3.6 Load/Store內存訪問指令 33
3.3.7 批量Load/Store內存訪問指令 34
3.3.8 LDREX和STREX指令 35
3.3.9 信號量操作指令 37
3.3.10 異常中斷產生指令 37
3.3.11 ARM協處理器指令 37
3.4 ARM指令定址方式 39
3.4.1 數據處理指令的操作數的定址方式 39
3.4.2 字及無符號位元組的Load/Store指令的定址方式 43
3.4.3 雜類Load/Store指令的定址方式 47
3.4.4 批量Load/Store指令的定址方式 49
3.4.5 協處理器Load/Store指令的定址方式 51
3.4.6 ARM指令的定址方式總結 52
3.5 ARM匯編偽操作（Directive） 53
3.5.1 符號定義偽操作 54
3.5.2 數據定義偽操作 54
3.5.3 匯編控制偽操作 56
3.5.4 棧中數據幀描述偽操作 57
3.5.5 信息報告偽操作 57
3.5.6 其他偽操作 58
3.6 ARM匯編偽指令 59
3.7 Thumb指令介紹 60
第4章 ARM處理器內存管理單元（MMU） 61
本章主要介紹了ARM處理器內存管理單元（MMU）的工作原理，Linux內存管理功能是通過處理器硬體MMU實現的，在沒有MMU的處理器系統中，Linux只能工作在物理地址模式，沒有虛擬（線性）地址空間的概念。
4.1 ARM處理器中CP15協處理器的寄存器 61
4.1.1 訪問CP15寄存器的指令 61
4.1.2 CP15寄存器介紹 62
4.2 MMU簡介 70
4.3 系統訪問存儲空間的過程 71
4.3.1 使能MMU時的情況 71
4.3.2 禁止MMU時的情況 71
4.3.3 使能/禁止MMU時應注意的問題 72
4.4 ARM處理器地址變換過程 72
4.4.1 MMU的一級映射描述符 73
4.4.2 MMU的二級映射描述符 74
4.4.3 基於段的地址變換過程 75
4.4.4 粗粒度大頁地址變換過程 75
4.4.5 粗粒度小頁地址變換過程 76
4.4.6 細粒度大頁地址變換過程 76
4.4.7 細粒度小頁地址變換過程 77
4.4.8 細粒度極小頁地址變換過程 77
4.5 ARM存儲空間訪問許可權控制 78
4.6 TLB操作 79
4.6.1 使TLB內容無效 79
4.6.2 鎖定TLB內容 79
4.6.3 解除TLB中被鎖定的地址變換條目 80
4.7 存儲訪問失效 80
4.7.1 MMU失效（MMU Fault） 80
4.7.2 外部存儲訪問失效（External Abort） 81
第5章 ARM處理器的Cache和Write Buffer 82
本章主要介紹了ARM處理器高速緩存（Cache）和寫緩存（Write Buffer）的工作原理，使讀者了解如何提高處理器的性能。
5.1 Cache和Write Buffer一般性介紹 82
5.1.1 Cache工作原理 82
5.1.2 地址映像方式 83
5.1.3 Cache寫入方式原理簡介 84
5.1.4 關於Write-through和Write-back 85
5.1.5 Cache替換策略 86
5.1.6 使用Cache的必要性 87
5.1.7 使用Cache的可行性 87
5.2 ARM處理器中的Cache和Write Buffer 88
5.2.1 基本概念 88
5.2.2 Cache工作原理 88
5.2.3 Cache地址映射和變換方法 89
5.2.4 Cache分類 90
5.2.5 Cache替換演算法 91
5.2.6 Cache內容鎖定 91
5.2.7 MMU映射描述符中B位和C位的含義 92
5.2.8 Cache和Writer Buffer編程介面 93
5.3 ARM處理器的快速上下文切換技術 94
5.3.1 FCSE概述 94
5.3.2 FCSE原理 94
5.3.3 FCSE編程介面 95
第6章 ARM處理器存儲訪問一致性問題 97
本章介紹了在支持MMU、Cache和DMA的系統中可能出現的存儲訪問一致性問題，以及Linux中解決類似問題的方法。
6.1 存儲訪問一致性問題介紹 97
6.1.1 地址映射關系變化造成的數據不一致性 97
6.1.2 指令cache的數據不一致性問題 98
6.1.3 DMA造成的數據不一致問題 99
6.1.4 指令預取和自修改代碼 99
6.2 Linux中解決存儲訪問一致性問題的方法 99
第7章 ARM處理器工作模式與異常中斷處理 101
本章主要介紹了ARM處理器的工作模式和異常中斷處理過程，這是ARM處理器系統啟動程序編寫者或Bootloader開發人員的必備知識。
7.1 ARM處理器工作模式 101
7.2 ARM處理器異常中斷向量表和優先順序 103
7.3 ARM處理器異常中斷處理 104
7.3.1 進入異常中斷處理 104
7.3.2 退出異常中斷處理 105
7.4 ARM處理器的中斷（IRQ或FIQ） 109
第8章 ARM處理器啟動過程 110
本章根據筆者的開發經驗介紹了ARM處理器系統的啟動過程以及編寫ARM處理器系統啟動程序需要注意的事項。
8.1 ARM處理器上電/復位操作 110
8.2 ARM處理器系統初始化過程 111
8.3 ARM處理器系統初始化編程注意事項 111
第9章 嵌入式系統設計與調試 113
本章根據筆者10多年的開發經驗介紹了嵌入式系統的設計流程和調試方法，列舉了大量筆者工作中碰到的實際案例。本章內容對於嵌入式系統硬體開發和調試有較高的參考、指導價值。
9.1 嵌入式系統設計流程 113
9.2 嵌入式系統硬體原理設計與審核 114
9.3 硬體設計工具軟體 117
9.4 嵌入式系統調試模擬工具 117
9.5 嵌入式系統調試診斷方法 118
第10章 自製簡易JTAG下載燒寫工具 123
本章根據筆者自己製作簡易JTAG線纜的經驗，介紹了簡易JTAG線纜的硬體原理和軟體流程，這是初學者必備的最廉價的工具，必須掌握。
10.1 JTAG簡介 123
10.1.1 一些基本概念 124
10.1.2 JTAG介面信號 124
10.1.3 TAP控制器的狀態機 125
10.1.4 JTAG介面指令集 129
10.2 簡易JTAG線纜原理 130
10.2.1 PC並口定義 130
10.2.2 PC並口的寄存器 131
10.2.3 簡易JTAG線纜原理圖 133
10.2.4 簡易JTAG線纜燒寫連接圖（見圖10-5） 134
10.3 簡易JTAG燒寫代碼分析 135
10.3.1 簡易JTAG燒寫程序（flashp）使用說明 135
10.3.2 flash與CPU連接及flash屬性描述文件 136
10.3.3 簡易JTAG燒寫程序的執行邏輯和流程 138
第2部分 Linux內核開發初步
第11章 Bootloader 142
本章根據筆者的工作經驗介紹了流行的幾種Bootloader、Bootloader應該具備的基本功能以及Bootloader的裁剪與移植。
11.1 Bootloader的任務和作用 142
11.2 各種各樣的Bootloader 143
11.3 Bootloader編譯環境 144
11.4 Bootloader的移植與裁減 145
11.5 編譯Bootloader 145
11.6 燒寫Bootloader 146
11.7 Bootloader使用舉例 148
11.8 Bootloader修改舉例 149
第12章 創建嵌入式Linux開發環境 151
本章介紹了如何創建嵌入式系統Linux內核交叉開發環境，本章和後續3章的內容是嵌入式系統Linux內核開發的基礎，必須掌握。
12.1 安裝Linux host 151
12.2 在虛擬機中安裝Linux host 152
12.3 安裝Linux交叉編譯環境 157
12.4 在主機上設置TFTP Server 160
12.5 在主機上設置DHCP Server 161
12.6 在主機上設置Telnet server 161
12.7 在開發過程中使用NFS 162
12.8 設置超級終端 163
第13章 編譯Linux內核 166
本章介紹了Linux內核的配置和編譯方法。
13.1 獲取Linux內核源代碼 166
13.2 Linux內核目錄結構 166
13.3 配置Linux內核 167
13.4 編譯Linux內核 168
第14章 創建Linux根文件系統 170
本章介紹了Linux的根文件系統的結構以及創建根文件系統的方法。
14.1 根文件系統概述 170
14.2 根文件系統目錄結構 171
14.3 獲取根文件系統組件源代碼 171
14.4 編譯根文件系統源代碼 171
14.5 創建一個32MB的RAMDISK根文件系統 173
14.6 在根文件系統中添加驅動模塊或者應用程序 173
第15章 固化Linux內核和根文件系統 174
本章介紹了固化（燒寫）Linux內核和根文件系統的方法。
第16章 關於Clinux 176
本章簡要介紹了Clinux與標准Linux的區別。
16.1 Clinux簡介 176
16.2 Clinux源代碼目錄結構 177
16.3 Clinux與標准Linux的區別 178
16.4 編譯Clinux 179
第3部分 Linux 2.6內核原理
第17章 Linux 2.6.10@ARM啟動過程 182
本章以start_kernel()和init()函數中調用到的函數說明的方式，介紹了從Linux匯編代碼入口到init內核進程最後調用用戶空間init命令的Linux整個啟動過程。本章內容是筆者第一次閱讀Linux內核源代碼時對這些函數的注釋，僅供讀者了解start_kernel()和init()函數中調用到的每個函數的大致功能時使用。
17.1 Linux 2.6.10中與ARM處理器平台硬體相關的結構和全局變數 182
17.1.1 相關數據結構 182
17.1.2 相關全局變數 187
17.2 Linux匯編代碼入口 189
17.3 Linux匯編入口處CPU的狀態 189
17.4 start_kernel()函數之前的匯編代碼執行過程 190
17.5 start_kernel()函數中調用的函數介紹 192
17.5.1 lock_kernel()函數 192
17.5.2 page_address_init()函數 192
17.5.3 printk(linux_banner) 193
17.5.4 setup_arch(&command_line)函數 193
17.5.5 setup_per_cpu_areas()函數 198
17.5.6 smp_prepare_boot_cpu()函數 199
17.5.7 sched_init()函數 199
17.5.8 build_all_zonelists()函數 200
17.5.9 page_alloc_init()函數 200
17.5.10 printk(Kernel command line: %s , saved_command_line) 201
17.5.11 parse_early_param()函數 201
17.5.12 parse_args()函數 201
17.5.13 sort_main_extable()函數 202
17.5.14 trap_init()函數 202
17.5.15 rcu_init()函數 202
17.5.16 init_IRQ()函數 203
17.5.17 pidhash_init()函數 203
17.5.18 init_timers()函數 203
17.5.19 softirq_init()函數 204
17.5.20 time_init()函數 204
17.5.21 console_init()函數 205
17.5.22 profile_init()函數 206
17.5.23 local_irq_enable()函數 207
17.5.24 vfs_caches_init_early()函數 207
17.5.25 mem_init()函數 208
17.5.26 kmem_cache_init()函數 210
17.5.27 numa_policy_init()函數 225
17.5.28 calibrate_delay()函數 227
17.5.29 pidmap_init()函數 228
17.5.30 pgtable_cache_init()函數 229
17.5.31 prio_tree_init()函數 229
17.5.32 anon_vma_init()函數 229
17.5.33 fork_init(num_physpages)函數 229
17.5.34 proc_caches_init()函數 230
17.5.35 buffer_init()函數 231
17.5.36 unnamed_dev_init()函數 231
17.5.37 security_init()函數 231
17.5.38 vfs_caches_init(num_physpages)函數 232
17.5.39 radix_tree_init()函數 237
17.5.40 signals_init()函數 237
17.5.41 page_writeback_init()函數 237
17.5.42 proc_root_init()函數 238
17.5.43 check_bugs()函數 240
17.5.44 acpi_early_init()函數 244
17.5.45 rest_init()函數 244
17.6 init()進程執行過程 265
17.6.1 smp_prepare_cpus(max_cpus)函數 265
17.6.2 do_pre_smp_initcalls()函數 265
17.6.3 fixup_cpu_present_map()函數 267
17.6.4 smp_init()函數 267
17.6.5 sched_init_smp()函數 268
17.6.6 populate_rootfs()函數 268
17.6.7 do_basic_setup()函數 283
17.6.8 sys_access()函數 292
17.6.9 free_initmem()函數 301
17.6.10 unlock_kernel()函數 301
17.6.11 numa_default_policy()函數 302
17.6.12 sys_p()函數 302
17.6.13 execve()函數 302
第18章 Linux內存管理 305
從本章開始，筆者將帶領讀者走進神秘的Linux內核世界。筆者在閱讀內核源代碼以及兩本相關參考書（見參考文獻）的基礎上，以自己的理解和語言總結概括了Linux內核每個組件的原理。筆者對與每個內核組件相關的關鍵數據結構和全局變數作了盡量詳盡的說明，並且對核心函數進行了詳細注釋，在向讀者灌輸理論知識的同時引導讀者自己去閱讀、分析Linux內核源代碼。本章講解了Linux內核第一大核心組件「內存管理」的原理和實現內幕。
18.1 Linux內存管理概述 305
18.1.1 Linux內存管理的一些基本概念 305
18.1.2 內存管理相關數據結構 309
18.1.3 內存管理相關宏和全局變數 330
18.1.4 Linux內存管理的任務 341
18.1.5 Linux中的物理和虛擬存儲空間布局 341
18.2 為虛擬（線性地址）存儲空間建立頁表 345
18.3 設置存儲空間的訪問控制屬性 348
18.4 Linux中的內存分配和釋放 350
18.4.1 在系統啟動初期申請內存 350
18.4.2 系統啟動之後的內存分配與釋放 360
第19章 Linux進程管理 480
本章講解了Linux內核第二大核心組件「進程管理」的原理和實現內幕。
19.1 進程管理概述 480
19.1.1 進程相關概念 480
19.1.2 進程分類 481
19.1.3 0號進程 481
19.1.4 1號進程 481
19.1.5 其他一些內核線程 482
19.1.6 進程描述符（struct task_struct） 482
19.1.7 進程狀態 482
19.1.8 進程標識符（PID） 483
19.1.9 current宏定義 484
19.1.10 進程鏈表 484
19.1.11 PID hash表和鏈表 485
19.1.12 硬體上下文（Hardware Context） 485
19.1.13 進程資源限制 485
19.1.14 進程管理相關數據結構 486
19.1.15 進程管理相關宏定義 502
19.1.16 進程管理相關全局變數 514
19.2 進程管理相關初始化 520
19.3 進程創建與刪除 529
19.4 進程調度 551
19.4.1 進程類型 553
19.4.2 進程調度類型 554
19.4.3 基本時間片計算方法 555
19.4.4 動態優先順序演算法 556
19.4.5 互動式進程 556
19.4.6 普通進程調度 557
19.4.7 實時進程調度 557
19.4.8 進程調度函數分析 558
19.5 進程切換 576
19.6 用戶態進程間通信 581
19.6.1 信號（Signal） 581
19.6.2 管道（pipe）和FIFO（命名管道） 627
19.6.3 進程間通信原語（System V IPC） 641
第20章 Linux文件管理 651
本章講解了Linux內核第三大核心組件「文件系統」的原理和實現內幕。
20.1 文件系統概述 651
20.1.1 Linux文件管理相關概念 652
20.1.2 Linux文件管理相關數據結構 657
20.1.3 Linux文件管理相關宏定義 682
20.1.4 Linux文件管理相關全局變數 691
20.2 文件管理相關初始化 699
20.3 文件系統類型注冊 711
20.4 掛接文件系統 712
20.5 文件系統類型超級塊讀取 730
20.5.1 get_sb_single()通用超級塊讀取函數 731
20.5.2 get_sb_nodev()通用超級塊讀取函數 737
20.5.3 get_sb_bdev()通用超級塊讀取函數 738
20.5.4 get_sb_pseudo()通用超級塊讀取函數 740
20.6 路徑名查找 747
20.7 訪問文件操作 759
20.7.1 打開文件 759
20.7.2 關閉文件 766
20.7.3 讀文件 768
20.7.4 寫文件 785
20.8 非同步I/O系統調用 792
20.9 Linux特殊文件系統 792
20.9.1 rootfs文件系統 793
20.9.2 sysfs文件系統 797
20.9.3 devfs設備文件系統 800
20.9.4 bdev塊設備文件系統 803
20.9.5 ramfs文件系統 804
20.9.6 proc文件系統 804
20.10 磁碟文件系統 813
20.10.1 ext2文件系統相關數據結構 813
20.10.2 ext2文件系統磁碟分區格式 819
20.10.3 ext2文件系統的各種文件 820
20.10.4 創建ext2文件系統 821
20.10.5 ext2文件系統的操作方法 822
20.11 關於initramfs 824
20.11.1 initramfs概述 824
20.11.2 initramfs與initrd的區別 824
20.11.3 initramfs相關全局變數 825
20.11.4 initramfs被編譯鏈接的位置 825
20.11.5 initramfs文件的生成過程 825
20.11.6 initramfs二進制文件格式說明（cpio格式） 828
20.11.7 initramfs二進制文件和列表文件對照示例 829
20.11.8 initramfs利弊 830
20.12 關於initrd 830
20.12.1 initrd概述 830
20.12.2 initrd相關全局變數 831
20.13 關於gzip壓縮文件 832
第21章 Linux模塊設計 834
本章講解了Linux內核模塊程序與應用程序的區別以及如何編寫和載入Linux內核模塊程序。
21.1 Linux模塊設計概述 834
21.2 Linux的內核空間和用戶空間 834
21.3 內核模塊與應用程序的區別 835
21.4 編譯模塊 837
21.5 裝載和卸載模塊 837
21.6 模塊層疊 838
21.7 模塊版本依賴 839
21.8 模塊編程示例 839
第22章 Linux系統異常中斷管理 841
本章講解了Linux內核如何管理系統異常中斷以及Linux系統調用的實現內幕。
22.1 Linux異常中斷處理 841
22.2 指令預取和數據訪問中止異常中斷處理 849
22.2.1 指令預取中止異常中斷處理 850
22.2.2 數據訪問中止異常中斷處理 858
22.3 Linux中斷處理 863
22.3.1 內核模式下的中斷處理 863
22.3.2 用戶模式下的中斷處理 867
22.4 從中斷返回 868
22.5 Linux中斷管理 869
22.5.1 Linux中斷管理相關數據結構與全局變數 870
22.5.2 Linux中斷管理初始化 872
22.5.3 安裝和卸載中斷處理程序 874
22.5.4 使能和禁止中斷 878
22.6 Linux系統調用 880
22.6.1 Linux系統調用內核實現過程 880
22.6.2 從系統調用返回 889
22.6.3 Linux系統調用用戶程序介面函數 890
22.6.4 Linux系統調用用戶介面函數與內核實現函數之間參數傳遞 899
第23章 Linux軟中斷和工作隊列 901
本章講解了Linux內核中的兩種延遲處理機制「軟中斷」和「工作隊列」的原理和實現。
23.1 概述 901
23.2 Linux軟中斷 902
23.2.1 軟中斷相關數據結構和全局變數 903
23.2.2 軟中斷初始化 904
23.2.3 軟中斷的核心操作函數do_softirq() 908
23.2.4 軟中斷看護進程執行函數ksoftirqd() 912
23.2.5 如何使用軟中斷 913
23.3 Linux工作隊列 918
23.3.1 Linux工作隊列相關數據結構和全局變數 918
23.3.2 Linux工作隊列初始化 921
23.3.3 將工作加入到工作隊列中 924
23.3.4 工作者進程執行函數worker_thread() 928
23.3.5 使用Linux工作隊列 931
第24章 Linux並發與競態 933
本章講解了Linux內核同步機制，包括幾種鎖定技術以及免鎖演算法。
24.1 並發與競態概述 933
24.1.1 Linux中的並發源 934
24.1.2 競態可能導致的後果 934
24.1.3 避免競態的規則 934
24.2 消除競態的「鎖定」技術 935
24.2.1 信號量（semphore）和互斥體（mutual exclusion） 935
24.2.2 讀寫信號量（rw_semaphore） 938
24.2.3 完成量（completion） 941
24.2.4 自旋鎖（spinlock_t） 942
24.2.5 讀寫自旋鎖（rwlock_t） 946
24.2.6 使用「鎖定」技術的注意事項 949
24.3 消除競態的非「鎖定」方法 949
24.3.1 免鎖演算法 949
24.3.2 原子操作 950
24.3.3 位操作 951
24.3.4 順序鎖 952
24.3.5 讀-復制-更新（Read-Copy-Update，RCU） 954
第25章 Linux設備驅動程序 958
本章講解了Linux內核第四大核心組件「設備驅動」的原理和實現內幕。同時還總結歸納了編寫各種設備驅動程序的方法和步驟。
25.1 設備驅動程序概述 958
25.1.1 設備驅動程序組成部分 959
25.1.2 設備號 959
25.1.3 設備文件 960
25.1.4 編寫設備驅動程序的關鍵 961
25.2 字元設備驅動程序 961
25.2.1 字元設備相關數據結構 961
25.2.2 字元設備相關全局變數 963
25.2.3 字元設備驅動程序全局初始化 963
25.2.4 為字元設備分配設備號 964
25.2.5 注冊字元設備驅動程序 968
25.2.6 字元設備的操作方法 971
25.2.7 用戶對字元設備驅動程序的調用過程 972
25.2.8 如何編寫字元設備驅動程序 974
25.2.9 關於TTY設備驅動程序 974
25.2.10 控制台設備驅動程序 975
25.3 塊設備驅動程序 986
25.3.1 塊設備相關數據結構 986
25.3.2 塊設備相關宏定義 997
25.3.3 塊設備相關全局變數 999
25.3.4 塊設備驅動程序全局初始化 1004
25.3.5 為塊設備分配主設備號 1006
25.3.6 注冊塊設備驅動程序 1009
25.3.7 塊設備驅動程序的操作方法 1017
25.3.8 調用塊設備驅動程序過程 1017
25.3.9 I/O調度 1031
25.3.10 如何編寫塊設備驅動程序 1032
25.4 網路設備驅動程序 1033
25.4.1 網路設備驅動程序概述 1033
25.4.2 網路設備相關數據結構 1034
25.4.3 網路設備相關宏定義 1044
25.4.4 網路設備相關全局變數 1045
25.4.5 創建net_device結構 1046
25.4.6 注冊網路設備 1048
25.4.7 網路設備的操作方法 1050
25.4.8 網路設備中斷服務程序 1051
25.4.9 如何編寫網路設備驅動程序 1051
25.5 PCI設備驅動程序 1052
25.5.1 PCI介面定義 1053
25.5.2 PCI設備的三個地址空間 1057
25.5.3 PCI匯流排仲裁 1058
25.5.4 PCI設備編號 1059
25.5.5 如何訪問PCI配置空間 1059
25.5.6 如何配置PCI設備 1061
25.5.7 PCI驅動程序相關數據結構 1062
25.5.8 PCI驅動程序相關宏定義 1068
25.5.9 PCI驅動程序相關全局變數 1068
25.5.10 Bootloader和內核做的事 1069
25.5.11 PCI驅動程序注冊 1069
25.5.12 PCI驅動程序介面函數 1071
25.5.13 如何編寫PCI驅動程序 1072
第4部分 Linux內核開發高級指南
第26章 Linux系統參數設置 1076
從本章開始的後續章節主要講解了比較高級或者平時較少關注的Linux內核方面的知識，本章講解了Linux中的4種系統參數格式和設置方法。
26.1 旗語系統參數（tag） 1076
26.1.1 與旗語系統參數相關數據結構和全局變數 1076
26.1.2 旗語系統參數說明 1082
26.1.3 旗語系統參數設置方法 1084
26.2 前期命令行設置的系統參數 1084
26.2.1 與前期命令行系統參數相關數據結構和全局變數 1084
26.2.2 前期命令行設置的系統參數說明 1085
26.2.3 前期命令行系統參數設置方法 1086
26.2.4 如何添加自己的前期命令行設置的系統參數 1087
26.3 老式命令行系統參數 1087
26.3.1 與老式命令行系統參數相關數據結構和全局變數 1087
26.3.2 老式命令行設置的系統參數說明 1088
26.3.3 老式命令行設置的系統參數設置方法 1089
26.3.4 如何添加自己的老式命令行設置的系統參數 1089
26.4 命令行系統參數 1089
26.4.1 與命令行系統參數相關數據結構和全局變數 1089
26.4.2 命令行設置的系統參數說明 1090
26.4.3 命令行設置的系統參數設置方法 1090
第27章 Linux內核調試 1091
本章介紹了Linux內核的調試方法。
27.1 打開Linux內核及其各模塊自帶的調試開關 1091
27.2 內核剖析（Profiling） 1093
27.3 通過列印調試（printk） 1095
27.3.1 關於printk() 1095
27.3.2 內核信息級別 1096
27.3.3 列印速度限制 1097
27.3.4 控制台重定向 1098
27.4 使用proc文件系統調試 1098
27.5 oops消息 1098
27.6 通過跟蹤命令strace調試 1099
27.7 使用gdb、kdb、kgdb調試 1099
第28章 Linux內核移植 1101
本章介紹了Linux內核的移植方法。
第29章 Linux內核優化 1104
本章介紹了Linux內核的優化方法。
29.1 編譯優化 1104
29.2 根據CPU特性進行優化 1105
29.3 對內核進行裁減 1105
29.4 優化系統內存配置 1106
29.5 優化系統啟動過程以縮減系統啟動時間 1106
29.6 內存映射優化 1107
29.7 工具軟體輔助優化 1107
第30章 Linux定時器 1109
本章介紹了Linux內核的軟體定時器。
30.1 定時器相關數據結構 1109
30.2 定時器相關宏定義 1111
30.3 定時器相關全局變數 1112
30.4 定時器和時鍾初始化 1113
30.5 獲取系統時間 1114
30.6 延遲函數 1115
30.7 與定時器相關系統調用 1115
30.8 使用定時器方法 1116
第31章 雜項 1117
本章介紹了PER_CPU變數以及Linux中的數據類型定義。
31.1 per_cpu變數 1117
31.2 Linux中的數據類型定義 1118
第32章 編譯鏈接文件說明 1119
本章注釋了ARM處理器系統中Linux內核的鏈接文件，以幫助讀者了解編譯出來的Linux內核各區段在內存中的存放位置。
參考文獻 1125

❺ LINUX系統介紹

嵌入式Linux系統的設計與應用
摘要：隨著嵌入式Linux系統的迅速發展，嵌入式Linux已發展成為嵌入式操作系統的一個重要分支。本文介紹了嵌入式Linux的設計和幾種流行的嵌入式Linux系統。

關鍵詞：嵌入式Linux

一、引言

嵌入式系統(Embedded Systems)是根據應用的要求，將操作系統和功能軟體集成於計算機硬體系統之中，從而實現軟體與硬體一體化的計算機系統。嵌入式系統出現於60年代晚期，它最初被用於控制機電電話交換機，如今已被廣泛的應用於工業製造、過程式控制制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類產品等眾多領域。嵌入式系統在數量上遠遠超過了各種通用計算機系統：計算機系統核心CPU，每年在全球范圍內的產量大概在二十億顆左右，其中超過80％應用於各類專用性很強的嵌入式系統。

一般的說，凡是帶有微處理器的專用軟硬體系統都可以稱為嵌入式系統。和通用的計算平台相比，嵌入式系統往往具有功能單一、體積小、功耗低、可靠性高、剪裁性好、軟硬體集成度高、計算能力相對較低等特點。多年來，嵌入式設備中沒有操作系統，其主要原因有二：首先，諸如洗衣機、微波爐、電冰箱這樣的設備僅僅需要一道簡單的控製程序，以管理數量有限的按鈕和指示燈，沒有使用操作系統的必要；其次，它往往只具有有限的硬體資源，不足以支持一個操作系統。

然而，隨著硬體的發展，嵌入式系統變得越來越復雜，最初的控製程序中逐步的加入了許多功能，而這些功能中有很多可以由操作系統提供。於是，在70年代末期出現了嵌入式操作系統(Embedded Operating Systems)，它的出現大大簡化了應用程序設計，並可以有效的保障軟體質量和縮短開發周期。簡單的ES一般並不使用操作系統，只包含一些控制流程，但是隨著嵌入式操作系統在復雜性上的增長，簡單的流程式控制制就不能滿足系統的要求，這是就必須考慮使用操作系統做系統軟體。因此，嵌入式操作系統就應運而生。

隨著EOS的廣泛應用，業界已推出一些應用比較成功的EOS產品。歸納起來EOS應該具有以下幾個特點：小巧、實時性、可裝卸、固化代碼、弱交互性、強穩定性和統一的介面。目前使用最多的EOS產品包括有：Vxwork、QNX、PalmOS、WindowsCE、pSOS、Hopen OS(國內凱思集團公司自主研製開發)等。其中，Vxwork使用最為廣泛、市場佔有率最高，其突出特點是實時性強(採用優先順序搶占和輪轉調度等機制)，除此之外，其可靠性和可剪裁性也相當不錯。QNX是一種伸縮性極佳的系統，其核心加上實時POSIX環境和一個完整的窗口系統還不到一兆。相比之下，Microsoft WinCE的核心體積龐大，實時性能也差強人意，但由於Windows系列友好的用戶界面和為程序員所熟悉的API，並捆綁IE、Office等應用程序，正逐漸獲得更大的市場份額。而與這些商業化的操作系統相比，Linux已經越來越受到人們的注意。

二、嵌入式Linux概述

Linux是一個成熟而穩定的網路操作系統。將Linux植入嵌入式設備具有眾多的優點。首先，Linux的源代碼是開放的，任何人都可以獲取並修改，用之開發自己的產品。其次，Lirmx是可以定製的，其系統內核最小隻有約134kB。一個帶有中文系統和圖形用戶界面的核心程序也可以做到不足1MB，並且同樣穩定。另外，它和多數Unix系統兼容，應用程序的開發和移植相當容易。同時，由於具有良好的可移植性，人們已成功使Linux運行於數百種硬體平台之上。

然而，Linux並非專門為實時性應用而設計，因此如果想在對實時性要求較高的嵌入式系統中運行Linux，就必須為之添加實時軟體模塊。這些模塊運行的內核空間正是操作系統實現進程調度、中斷處理和程序執行的部分，因此錯誤的代碼可能會破壞操作系統，進而影響整個系統的可靠性和穩定性。Linux的眾多優點還是使它在嵌入式領域獲得了廣泛的應用，並出現了數量可觀的嵌入式Linux系統。其中有代表性的包括：uClinux、ETLinux、ThinLinux、LOAF等。ETLinux通常用於在小型工業計算機，尤其是PC／104模塊。ThinLinux面向專用的照相機伺服器、X-10控制器、MP3播放器和其它類似的嵌入式應用。LOAF是Linux On A Floppy的縮略語，它運行在386平台上。

三、Linux作為嵌入式操作系統的優勢

Linux作為嵌入式操作系統的優勢主要有以下幾點：

1、 可應用於多種硬體平台。Linux已經被移植到多種硬體平台，這對於經費，時間受限制的研究與開發項目是很有吸引力的。原型可以在標准平台上開發後移植到具體的硬體上，加快了軟體與硬體的開發過程。Linux採用一個統一的框架對硬體進行管理，從一個硬體平台到另一個硬體平台的改動與上層應用無關。Linux可以隨意地配置，不需要任何的許可證或商家的合作關系，源代碼可以免費得到。這使得採用Linux作為操作系統不會遇到任何關於版權的糾紛。毫無疑問，這會節省大量的開發費用。本身內置網路支持，而目前嵌入式系統對網路支持要求越來越高。Linux的高度模塊化使添加部件非常容易。

2、 Linux是一個和Unix相似、以內核為基礎的、具有完全的內存訪問控制，支持大量硬體(包括X86，Alpha、ARM和Motorola等現有的大部分晶元)等特性的一種通用操作系統。其程序源碼全部公開，任何人可以修改並在GUN通用公共許可證(GNU General Public License)下發行。這樣，開發人員可以對操作系統進行定製，適應其特殊需要。

3、 Linux帶有Unix用戶熟悉的完善的開發工具，幾乎所有的Unix系統的應用軟體都已移植到了Linux上。Linux還提供了強大的網路功能，有多種可選擇窗口管理器(X Windows)。其強大的語言編譯器GCC，C++等也可以很容易得到，不但成熟完善，而且使用方便。

四、嵌入式Linux的建立

完整的嵌入式Linux解決方案應包括嵌入式Linux操作系統內核、運行環境、圖形化界面和應用軟體等。由於嵌入式設備的特殊要求，嵌入式Linux解決方案中的內核、環境、GUI等都與標准Linux有很大不同，其主要挑戰是如何在狹小的FLASH、ROM和內存中實現高質量的任務實時調度、圖形化顯示、網路通信等功能。

1、 精簡內核

Linux內核有自己的結構體系，其中進程管理、內存管理和文件系統是其最基本的3個子系統。圖1簡單表示了它的框架。用戶進程可直接通過系統調用或者函數庫來訪問內核資源。正因為Linux內核具有這樣的結構，因此修改內核時必須注意各個子系統之間的協調。

嵌入式Linux內核一般由標准Linux內核裁剪而來。用戶可根據需求配置系統，剔除不需的服務功能、文件系統和設備驅動。經過裁剪、壓縮後的系統內核一般只有300k左右，十分適合嵌入式設備。同標准Linux不同的是嵌入式Linux必須要實現從FLASH或ROM的啟動。標准Linux啟動代碼實現了系統初始化和從軟盤、硬碟O盤區引導內核。嵌入式Linux一般保存在FLASH或ROM中，標准LILO無法引導。在支持直接從FLASH設備引導的系統中，如華恆公司的uClinux，引導程序主要完成對硬體系統的初始化工作和操作系統的解壓、移位工作。在不支持直接從FLASH引導的系統中，FLASH設備只能作為非引導磁碟使用。此時，可採用先從硬碟或軟盤載入一個小操作系統，如嵌入式DOS，然後再執行"Loadlin"載入程序從FLASH引導嵌入式Linux。

對標准Linux的修改主要是虛擬內存和調度程序部分的改動。因為標准Linux系統使用虛擬內存管理的目的是為了能同時運行多個進程，但是這樣每個待運行的進程所能分配的CPU時間片就受限制，資源的使用效率就低。這樣對於實時性要求較高的嵌入式系統來說，實時任務往往要求CPU具有很高的突發處理能力，即在有些時候需要極高的處理效率，因此需要屏蔽內核的虛擬內存管理機制。對於無硬碟設備的嵌入式系統，不必採用虛存管理。強實時需求的嵌入式應用可以通過修改任務調度模塊實現，主要是在內核和設備驅動程序中加入了許多切換點。在該點處，系統檢測是否存在未處理的緊急中斷，有則剝奪內核的運行，及時處理中斷。實現實時性服務的一個較好的方法是在標準的Linux內核上增加一個實時內核，標准Linux內核作為一個任務運行於實時內核上，強實時性任務也直接運行在實時內核上，如RT-Linux等。

文件系統是嵌入式Linux操作系統必不可少的。但標准Linux支持大量的文件系統，因此除了滿足系統的正常運行需要而保留一種外，其它的全部可以刪除，利用原有的設置選項可以移除。一般嵌入式設備文件系統主要使用RamDisk技術和網路文件系統技術。RamDisk可駐留於Flash，運行時載入到內存中。

2、 精簡運行環境

Linux通常的運行環境指用戶運行任何應用的基礎設施，主要包括函數庫和基本命令集等。標准Linux系統同時向用戶提供了靜態和動態函數庫。靜態函數庫在生成應用時直接鏈接到用戶應用中。動態庫在應用運行時才鏈接。由於嵌入式系統應用一般都是在開發平台上預先生成的，因此嵌入式系統只需向應用提供動態函數庫。Linux應用運行所需的函數庫主要有C庫、數學庫、線程庫、加密庫、網路通信庫等。其中最基本的是C語言的運行庫glib。這個庫主要完成基本的輸入輸出，內存訪問，文件處理。一個標準的glib庫大約要1200kB存儲空間，考慮到嵌入式Linux內核往往很小，這種運行庫實在太大，我們做了一些精簡的工作，方法有兩種：(1)、使用靜態連接的方法，完全不使用運行庫動態連接；(2)、對這個庫的函數進行精簡。

在一個桌面系統上，使用動態連接可以帶來許多好處。使用動態連接庫，可以讓應用程序跟函數庫的更新、升級分離，便於維護，可以讓同時運行的多個程序共享一段代碼。但是，在嵌入式系統中，很少有多個程序並行的可能，程序的維護，尤其是庫函數的維護更新是不常見的。這時，使用靜態連接的優勢就極為明顯。因為靜態連接可以只將庫中用到的部分連接進程序。在應用程序較少(小於5)的情況下，靜態連接可以達到較好的結果。為了便於將來擴充的需要，我們也採用第二種方法，針對我們的需要，對庫函數的內容進行精簡，只保留一些基本功能，還有一種方法是採用其它的C語言運行庫。但是這些庫對兼容性影響很大。

基本命令集同樣是運行用戶應用的基礎，主要包括初始化進程init，終端獲取getty、Shell和基本命令等。嵌入式系統的啟動過程可能與標准Linux不同，例如跳過登錄過程直接啟動GUI等。這就要求修改init，getty等。標准Linux命令集同樣由於體積問題無法直接應用於嵌入式環境。目前，小命令集的解決方法主要有集成方法和匯編方法兩種。集成方法採用集成公共部分減少命令集整體體積，用C實現，有較好的平台移植性；匯編方法則採用匯編編程減少每個命令的體積．這樣可使體積很小但其平台移植性較差。

3、 嵌入式Linux下的GUI

GUI在嵌入式系統或者實時系統中的地位越來越重要，比如PDA、DVD播放機、WAP手機等，都需要一個完整．漂亮的圖形用戶界面。這些系統對GUI的基本要求包括：(1)、輕型、佔用資源少；(2)、高性能；(3)、高可靠性；(4)、可配置。這些也成為評價嵌入式系統的重要指標。目前，嵌入式Linux上的GUI主要有winCE、Micro Window、緊縮的X Window、MiniGUI(國內做得較好的自由軟體之一)。標准Linux的Xfree86由於體積龐大，運行環境要求高，無法運行於嵌入式環境。嵌入式GUI主要通過削減功能，降低性能來實現體積小和佔用資源少。目前嵌入式Linux上的GUI環境主要有兩類：X類和win32類。X類GUI分為服務方和客戶方兩方。伺服器方提供滑鼠、鍵盤處理和顯示功能，客戶方是用戶應用，服務方和客戶方通過socket介面和X協議通信。採用該方式十分有利於遠程網路圖形化服務，客戶方和服務方可通過網路實現X協議和圖形顯示。典型的X類GUI有Micro Window、緊縮的X Window等。win32類的GUI不存在客戶方和服務方，每個任務都自成一體，任何任務間的切換、事件分發由專門的管理任務負責。如wiCE、MiniGUI就是類似於win32類的GUI。

五、當前流行的幾種嵌入式Linux系統

除了智能數字終端領域以外，Linux在移動計算平台、智能工業控制、金融業終端系統，甚至軍事領域都有著廣泛的應用前景。這些Linux被統稱為"嵌入式Linux"。

1、RT-Linux

這是由美國墨西哥理工學院開發的嵌入式Linux操作系統。到目前為止，RT-Linux已經成功地應用於太空梭的空間數據採集、科學儀器測控和電影特技圖像處理等廣泛領域。RT-Linux開發者並沒有針對實時操作系統的特性而重寫Linux的內核，因為這樣做的工作量非常大，而且要保證兼容性也非常困難。為此，RT-Linux提出了精巧的內核，並把標準的Linux核心作為實時核心的一個進程，同用戶的實時進程一起調度。這樣對Linux內核的改動非常小，並且充分利用了Linux下現有的豐富的軟體資源。

2、uClinux

uCLinux是Lineo公司的主打產品，同時也是開放源碼的嵌入式Linux的典範之作。uCLinux主要是針對目標處理器沒有存儲管理單元MMU(Memory Management Unit) 的嵌入式系統而設計的。它已經被成功地移植到了很多平台上。由於沒有MMU，其多任務的實現需要一定技巧。uCLinux是一種優秀的嵌入式Linux版本，是micro-Conrol-Linux的縮寫。它秉承了標准Linux的優良特性，經過各方面的小型化改造，形成了一個高度優化的、代碼緊湊的嵌入式Linux。雖然它的體積很小，卻仍然保留了Linux的大多數的優點：穩定、良好的移植性、優秀的網路功能、對各種文件系統完備的支持和標准豐富的API。它專為嵌入式系統做了許多小型化的工作，目前已支持多款CPU。其編譯後目標文件可控制在幾百KB數量級，並已經被成功地移植到很多平台上。

3、Embedix

Embedix是由嵌入式Linux行業主要廠商之一Luneo推出的，是根據嵌入式應用系統的特點重新設計的Linux發行版本。Embedix提供了超過25種的Linux系統服務，包括Web伺服器等。系統需要最小8MB內存，3MB ROM或快速快閃記憶體。Embedix基於Linux 2.2內核，並已經成功地移植到了Intel x86和PowerPC處理器系列上。像其它的Linux版本一樣，Embedix可以免費獲得。Luneo還發布了另一個重要的軟體產品，它可以讓在Windows CE上運行的程序能夠在Embedix上運行。Luneo還將計劃推出Embedix的開發調試工具包、基於圖形界面的瀏覽器等。可以說，Embedix是一種完整的嵌入式Linux解決方案。

4、Xlinux

XLinux是由美國網虎公司推出，主要開發者是陳盈豪。他在加盟網虎幾個月後便開發出了基於XLinux的、號稱是世界上最小的嵌入式Linux系統，內核只有143KB，而且還在不斷減小。XLinux核心採用了"超字元集"專利技術，讓Linux核心不僅可能與標准字元集相容，還含蓋了1 2個國家和地區的字元集。因此，XLinux在推廣Linux的國際應用方面有獨特的優勢。

5、PoketLinux

由Agenda公司採用、作為其新產品"VR3PDA"的嵌入式Linux操作系統。它可以提供跨操作系統構造統一的、標准化的和開放的信息通信基礎結構，在此結構上實現端到端方案的完整平台。PoketLinux資源框架開放，使普通的軟體結構可以為所有用戶提供一致的服務。PoketLinux平台使用戶的視線從設備、平台和網路上移開，由此引發了信息技術新時代的產生。在PoketLinux中，稱之為用戶化信息交換(CIE)，也就是提供和訪問為每個用戶需求而定製的"主題"信息的能力，而不管正在使用的設備是什麼。

6、MidoriLinux

由Transmeta公司推出的MidoriLinux操作系統代碼開放，在GUN普通公共許可(GPL)下發布，可以在http：//midori.transmeta.com上立即獲得。該公司有個名為"MidoriLinux計劃"。"MidoriLinux"這個名字來源於日本的"綠色"---Midori，用來反映其Linux操作系統的環保外觀。

7、紅旗嵌入式Linux

由北京中科院紅旗軟體公司推出的嵌入式Linux是國內做得較好的一款嵌入式操作系統。目前，中科院計算所自行開發的開放源碼的嵌入式操作系統---Easy Embedded OS(EEOS)也已經開始進入實用階段了。該款嵌入式操作系統重點支持p-Java。系統目標一方面是小型化，另一方面能重用Linux的驅動和其它模塊。由於有中科院計算所的強大科研力量做後盾，EEOS有望發展成為功能完善、穩定、可靠的國產嵌入式操作系統平台。

六、結束語

由於Linux是一個內核源代碼開放、具備一整套工具鏈、有強大的網路支持及成本低廉的操作系統，因此嵌入式Linux自誕生起就秉承了這眾多獨特優勢，這使它正在並越來越多地受到人們的關注。據Even Data數據顯示，期望使用嵌入式Linux的用戶從2001年的11％增到2002年27％，而同期Vxwork只是從16％到18％，Win CE從9％到14％。另外，在嵌入式Linux的各種應用市場中，通信(語音和數據)名列第一，2000年的銷售額是1300萬美元，而2005年預計將達到1.26億美元，可以預見，嵌入式Linux將在未來的通信用嵌入式操作系統中占據強有力的地位

Linux是目前十分火爆的操作系統。它是由芬蘭赫爾辛基大學的一個大學生Linus B. Torvolds在1991年首次編寫的。標志性圖標是一個可愛的小企鵝。

Linux是一種類Unix系統，Linus當時編寫它的目的是為了替代一種名叫Minix的操作系統。Minix是由一個名叫Andrew Tannebaum的計算機教授編寫的，當時由於Unix是一個商業軟體，其源代碼是不能拿來進行教學的，Andrew教授就自己編寫了一個系統用於教學。最
初的Minix用一張軟盤就能裝下，麻雀雖小、五臟俱全，Minix具有一般操作系統的特徵，它同時兼容Unix系統。

Linux是一個免費的操作系統，用戶可以免費獲得其源代碼，並能夠隨意修改。它是在共用許可證GPL(General Public License)保護下的自由軟體，也有好幾種版本，如Red Hat Linux、Slackware，以及國內的Xteam Linux等。

Linux具有許多Unix系統的功能和特點，能夠兼容Unix，但無需支付Unix高額的費用。比如一個Unix程序員在單位可以在Unix系統上進行工作，回到家裡在Linux系統上也能完成同樣的工作，而不必重新購買Unix。要知道Unix的價格比常見的Windows要高出若干倍，和Linux的低廉更是相距甚遠。

Linux的應用也十分廣泛。Sony最新的PS2游戲機就採用了Linux作為系統軟體，使PS2搖身一變，成為了一台Linux工作站。著名的電影《泰坦尼克號》的數字技術合成工作就是利用100多台Linux伺服器來完成的。

2001年8月17日，Linux發布了最新的Linux 2.4.9版，它也已經十歲了。

Linux的優點

Linux的流行是因為它具有許多誘人之處。

1、完全免費

Linux是一款免費的操作系統，用戶可以通過網路或其他途徑免費獲得，並可以任意修改其源代碼。這是其他的操作系統所做不到的。正是由於這一點，來自全世界的無數程序員參與了Linux的修改、編寫工作，程序員可以根據自己的興趣和靈感對其進行改變。這讓Linux吸收了無數程序員的精華，不斷壯大。

2、完全兼容POSIX 1.0標准

這使得可以在Linux下通過相應的模擬器運行常見的DOS、Windows的程序。這為用戶從Windows轉到Linux奠定了基礎。許多用戶在考慮使用Linux時，就想到以前在Windows下常見的程序是否能正常運行，這一點就消除了他們的疑慮。

3、多用戶、多任務

Linux支持多用戶，各個用戶對於自己的文件設備有自己特殊的權利，保證了各用戶之間互不影響。多任務則是現在電腦最主要的一個特點，Linux可以使多個程序同時並獨立地運行。

4、良好的界面

Linux同時具有字元界面和圖形界面。在字元界面用戶可以通過鍵盤輸入相應的指令來進行操作。它同時也提供了類似Windows圖形界面的X-Windows系統，用戶可以使用滑鼠對其進行操作。在X-Windows環境中就和在Windows中相似，可以說是一個Linux版的Windows。

5、豐富的網路功能

互聯網是在Unix的基礎上繁榮起來的，Linux的網路功能當然不會遜色。它的網路功能和其內核緊密相連，在這方面Linux要優於其他操作系統。在Linux中，用戶可以輕松實現網頁瀏覽、文件傳輸、遠程登陸等網路工作。並且可以作為伺服器提供WWW、FTP、E-Mail等服務。

6、可靠的安全、穩定性能

Linux採取了許多安全技術措施，其中有對讀、寫進行許可權控制、審計跟蹤、核心授權等技術，這些都為安全提供了保障。Linux由於需要應用到網路伺服器，這對穩定性也有比較高的要求，實際上Linux在這方面也十分出色。

7、支持多種平台

Linux可以運行在多種硬體平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等處理器的平台。此外Linux還是一種嵌入式操作系統，可以運行在掌上電腦、機頂盒或游戲機上。2001年1月份發布的Linux 2.4版內核已經能夠完全支持Intel 64位晶元架構。同時Linux也支持多處理器技術。多個處理器同時工作，使系統性能大大提高。

Linux的不足

由於在現在的個人電腦操作系統行業中，微軟的Windows系統仍然佔有大部分的份額，絕大多數的軟體公司都支持Windows。這使得Windows上的應用軟體應有盡有，而其他的操作系統就要少一些。許多用戶在換操作系統的時候都會考慮以前的軟體能否繼續使用，換了操作系統後是否會不方便。雖然Linux具有DOS、Windows模擬器，可以運行一些Windows程序，但Windows系統極其復雜，模擬器所模擬的運行環境不可能完全與真實的Windows環境一模一樣，這就使得一些軟體無法正常運行。

許多硬體設備面對Linux的驅動程序也不足，不少硬體廠商是在推出Windows版本的驅動程序後才編寫Linux版的。但一些大硬體廠商在這方面做得還不錯，他們的Linux版驅動程序一般都推出得比較及時。

軟體支持的不足是Linux最大的缺憾，但隨著Linux的發展，越來越多的軟體廠商會支持Linux，它應用的范圍也越來越廣。這只小企鵝的前景是十分光明的。

❻ Linux內核API完全參考手冊的目錄

前言 本書使用方法第1章 Linux內核API分析必備知識 1Linux內核編程注意事項 1本書中模塊編譯Makefile模板 1內核調試函數printk 2內核編譯與定製 4溫馨提示 10參考文獻 11第2章 Linux內核模塊機制API 12函數：__mole_address ( ) 12函數：__mole_ref_addr ( ) 14函數：__mole_text_address ( ) 16函數：__print_symbol ( ) 18函數：__symbol_get ( ) 20函數：__symbol_put ( ) 22函數：find_mole ( ) 24函數：find_symbol ( ) 27函數：mole_is_live ( ) 30函數：mole_put ( ) 32函數：mole_refcount ( ) 34函數：sprint_symbol ( ) 36函數：symbol_put_addr ( ) 38函數：try_mole_get ( ) 40函數：use_mole ( ) 42參考文獻 44第3章 Linux進程管理內核API 45函數：__task_pid_nr_ns( ) 45函數：find_get_pid( ) 47函數：find_pid _ns( ) 49函數：find_task_by_pid_ns( ) 51函數：find_task_by_pid_type _ns( ) 53函數：find_task_by_vpid( ) 55函數：find_vpid( ) 57函數：get_pid( ) 59函數：get_task_mm( ) 60函數：is_container_init( ) 63函數：kernel_thread( ) 65函數：mmput( ) 67函數：ns_of_pid( ) 69函數：pid_nr( ) 71函數：pid_task( ) 73函數：pid_vnr( ) 75函數：put_pid( ) 77函數：task_active_pid_ns( ) 79函數：task_tgid_nr_ns( ) 81參考文獻 83第4章 Linux進程調度內核API 84函數：__wake_up( ) 84函數：__wake_up_sync( ) 87函數：__wake_up_sync_key( ) 89函數：abort_exclusive_wait( ) 91函數：add_preempt_count( ) 95函數：add_wait_queue( ) 97函數：add_wait_queue_exclusive( ) 100函數：autoremove_wake_function( ) 102函數：complete( ) 106函數：complete_all( ) 108函數：complete_done( ) 111函數：current_thread_info( ) 113函數：default_wake_function( ) 115函數：do_exit( ) 118函數：finish_wait( ) 120函數：init_waitqueue_entry( ) 123函數：init_waitqueue_head( ) 125函數：interruptible_sleep_on( ) 127函數：interruptible_sleep_on_timeout( ) 130函數：preempt_notifier_register ( ) 133函數：preempt_notifier_unregister ( ) 136函數：prepare_to_wait( ) 139函數：prepare_to_wait_exclusive( ) 142函數：remove_wait_queue( ) 146函數：sched_setscheler( ) 149函數：set_cpus_allowed_ptr( ) 152函數：set_user_nice( ) 155函數：sleep_on( ) 158函數：sleep_on_timeout( ) 160函數：sub_preempt_count( ) 162函數：task_nice( ) 164函數：try_wait_for_completion( ) 166函數：wait_for_completion( ) 169函數：wait_for_completion_interruptible( ) 172函數：wait_for_completion_interruptible_ timeout( ) 175函數：wait_for_completion_killable( ) 179函數：wait_for_completion_timeout( ) 182函數：wake_up_process( ) 184函數：yield( ) 187參考文獻 188第5章 Linux中斷機制內核API 189函數：__set_irq_handler( ) 189函數：__tasklet_hi_schele( ) 191函數：__tasklet_schele( ) 194函數：disable_irq( ) 196函數：disable_irq_nosync( ) 196函數：disable_irq_wake( ) 198函數：enable_irq( ) 201函數：enable_irq_wake( ) 203函數：free_irq( ) 205函數：kstat_irqs_cpu( ) 207函數：remove_irq( ) 209函數：request_irq( ) 213函數：request_threaded_irq( ) 216函數：set_irq_chained_handler( ) 219函數：set_irq_chip( ) 221函數：set_irq_chip_data( ) 225函數：set_irq_data( ) 227函數：set_irq_handler( ) 229函數：set_irq_type( ) 232函數：set_irq_wake( ) 234函數：setup_irq( ) 237函數：tasklet_disable( ) 239函數：tasklet_disable_nosync( ) 241函數：tasklet_enable( ) 243函數：tasklet_hi_enable( ) 244函數：tasklet_hi_schele( ) 246函數：tasklet_init( ) 248函數：tasklet_kill( ) 250函數：tasklet_shele( ) 252函數：tasklet_trylock( ) 254函數：tasklet_unlock( ) 255參考文獻 257第6章 Linux內存管理內核API 258函數：__free_pages( ) 258函數：__get_free_pages( ) 258函數：__get_vm_area( ) 260函數：__krealloc( ) 262函數：alloc_pages( ) 265函數：alloc_pages_exact( ) 268函數：alloc_vm_area( ) 270函數：do_brk( ) 272函數：do_mmap( ) 273函數：do_mmap_pgoff( ) 276函數：do_munmap( ) 279函數：find_vma( ) 281函數：find_vma_intersection( ) 284函數：free_pages( ) 286函數：free_pages_exact( ) 287函數：free_vm_area( ) 288函數：get_unmapped_area( ) 288函數：get_user_pages( ) 290函數：get_user_pages_fast( ) 292函數：get_vm_area_size( ) 294函數：get_zeroed_page( ) 295函數：kcalloc( ) 297函數：kfree( ) 299函數：kmalloc( ) 299函數：kmap_high( ) 301函數：kmem_cache_alloc( ) 303函數：kmem_cache_create( ) 305函數：kmem_cache_destroy( ) 308函數：kmem_cache_free( ) 308函數：kmem_cache_zalloc( ) 309函數：kmemp( ) 311函數：krealloc( ) 313函數：ksize( ) 315函數：kstrp( ) 318函數：kstrnp( ) 319函數：kunmap_high( ) 321函數：kzalloc( ) 321函數：memp_user( ) 323函數：mempool_alloc( ) 325函數：mempool_alloc_pages( ) 327函數：mempool_alloc_slab( ) 329函數：mempool_create( ) 331函數：mempool_create_kzalloc_pool ( ) 333函數：mempool_destroy( ) 334函數：mempool_free( ) 335函數：mempool_free_pages( ) 335函數：mempool_free_slab( ) 336函數：mempool_kfree( ) 336函數：mempool_kmalloc( ) 337函數：mempool_kzalloc( ) 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412函數：round_jiffies( ) 414函數：round_jiffies_relative( ) 416函數：round_jiffies_up( ) 418函數：round_jiffies_up_relative( ) 420函數：set_normalized_timespec( ) 422函數：setup_timer( ) 424函數：setup_timer_key( ) 426函數：setup_timer_on_stack( ) 428函數：setup_timer_on_stack_key( ) 430函數：timecompare_offset( ) 432函數：timecompare_transform( ) 435函數：timecompare_update( ) 436函數：timer_pending( ) 439函數：timespec_add_ns( ) 441函數：timespec_compare( ) 442函數：timespec_equal( ) 444函數：timespec_sub( ) 446函數：timespec_to_ns( ) 448函數：timeval_compare( ) 450函數：timeval_to_ns( ) 452函數：try_to_del_timer_sync( ) 453參考文獻 456第8章 Linux內核同步機制API 457函數：atomic_add( ) 457函數：atomic_add_negative( ) 458函數：atomic_add_return( ) 460函數：atomic_add_unless( ) 461宏：atomic_cmpxchg( ) 463函數：atomic_dec( ) 464函數：atomic_dec_and_test( ) 466函數：atomic_inc( ) 467函數：atomic_inc_and_test( ) 469宏：atomic_read( ) 470宏：atomic_set( ) 471函數：atomic_sub( ) 472函數：atomic_sub_and_test( ) 474函數：atomic_sub_return( ) 475函數：down( ) 477函數：down_interruptible( ) 479函數：down_killable( ) 481函數：down_read( ) 483函數：down_read_trylock( ) 485函數：down_timeout( ) 487函數：down_trylock( ) 489函數：down_write( ) 491函數：down_write_trylock( ) 492函數：downgrade_write( ) 494宏：init_rwsem( ) 496宏：read_lock( ) 498函數：read_seqbegin( ) 499函數：read_seqretry( ) 500宏：read_trylock( ) 503宏：read_unlock( ) 504宏：rwlock_init( ) 505函數：sema_init( ) 508宏：seqlock_init( ) 509宏：spin_can_lock( ) 511宏：spin_lock( ) 513宏：spin_lock_bh( ) 514宏：spin_lock_init ( ) 516宏：spin_lock_irq( ) 518宏：spin_lock_irqsave( ) 520宏：spin_trylock( ) 522宏：spin_unlock( ) 525宏：spin_unlock_bh( ) 526宏：spin_unlock_irq( ) 526宏：spin_unlock_irqrestore( ) 527宏：spin_unlock_wait( ) 527函數：up( ) 529函數：up_read( ) 531函數：up_write( ) 532宏：write_lock( ) 532函數：write_seqlock( ) 534函數：write_sequnlock( ) 534宏：write_trylock( ) 535宏：write_unlock( ) 537參考文獻 537第9章 Linux文件系統內核API 539函數：__mnt_is_readonly( ) 539函數：current_umask( ) 541函數：d_alloc( ) 542函數：d_alloc_root( ) 544函數：d_delete( ) 547函數：d_find_alias( ) 547函數：d_invalidate( ) 549函數：d_move( ) 550函數：d_validate( ) 551函數：dput( ) 553函數：fget( ) 554函數：find_inode_number( ) 557函數：generic_fillattr( ) 559函數：get_empty_filp( ) 561函數：get_fs_type( ) 563函數：get_max_files( ) 565函數：get_super( ) 566函數：get_unused_fd( ) 569函數：have_submounts( ) 570函數：I_BDEV( ) 572函數：iget_locked( ) 573函數：inode_add_bytes( ) 575函數：inode_get_bytes( ) 576函數：inode_needs_sync( ) 578函數：inode_set_bytes( ) 580函數：inode_setattr( ) 581函數：inode_sub_bytes( ) 584函數：invalidate_inodes( ) 586函數：is_bad_inode( ) 587函數：make_bad_inode( ) 588函數：may_umount( ) 590函數：may_umount_tree( ) 591函數：mnt_pin( ) 593函數：mnt_unpin( ) 594函數：mnt_want_write( ) 596函數：new_inode( ) 596函數：notify_change( ) 598函數：put_unused_fd( ) 600函數：register_filesystem( ) 602函數：unregister_filesystem( ) 604函數：unshare_fs_struct( ) 604函數：vfs_fstat( ) 606函數：vfs_getattr( ) 608函數：vfs_statfs( ) 610參考文獻 613第10章 Linux設備驅動及設備管理API 614函數：__class_create( ) 614函數：__class_register( ) 615函數：cdev_add( ) 616函數：cdev_alloc( ) 617函數：cdev_del( ) 619函數：cdev_init( ) 624宏：class_create( ) 628函數：class_destroy( ) 629宏：class_register( ) 631函數：class_unregister( ) 632函數：device_add( ) 637函數：device_create( ) 638函數： device_del( ) 640函數：device_destroy( ) 640函數：device_initialize( ) 646函數：device_register( ) 652函數：device_rename( ) 652函數：device_unregister( ) 657函數：get_device( ) 663函數：put_device( ) 663函數：register_chrdev( ) 667函數：register_keyboard_notifier( ) 668函數：unregister_chrdev( ) 669函數：unregister_keyboard_notifier( ) 675部分相關函數說明 679參考文獻 679附錄 Linux內核API快速檢索表 680