Linux 基础

Linux文件系统介绍

在 Linux操作系统中，所有被操作系统管理的资源，例如网络接口卡、磁盘驱动器、打印机、输入输出设备、普通文件或是目录都被看作是一个文件。

也就是说在LINUX系统中有一个重要的概念：一切都是文件。

Linux支持的5种文件类型:

Linux运行级别

运行级别就是操作系统当前正在运行的功能级别。

级别是从0到6，具有不同的功能。这些级别定义在/ect/inittab文件中。

这个文件是init程序寻找的主要文件，最先运行的服务是那些放在/ect/rc.d目录下的文件。

Linux下的7个运行级别：

• 0: 系统停机状态，系统默认运行级别不能设置为0，否则不能正常启动，机器关闭。
• 1: 单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆，就像Windows下的安全模式登录。
• 2: 多用户状态，没有NFS支持。
• 3: 完整的多用户模式，有NFS，登陆后进入控制台命令行模式。
• 4: 系统未使用，保留一般不用，在一些特殊情况下可以用它来做一些事情。例如在笔记本电脑的电池用尽时，可以切换到这个模式来做一些设置。
• 5: X11控制台，登陆后进入图形GUI模式，XWindow系统。

标准的Linux运行级别为5或者3

运行级别原理

总结:

• 在目录/etc/rc.d/init.d下有许多服务器脚本程序，一般称为服务(service)
• 在/etc/rc.d下有7个名为rcN.d的目录，对应系统的7个运行级别
• rcN.d目录下都是一些符号链接文件，这些链接文件都指向init.d目录下的service脚本文件，命名规则为K+nn+服务名或S+nn+服务名，其中nn为两位数字。
• 系统会根据指定的运行级别进入对应的rcN.d目录，并按照文件名顺序检索目录下的链接文件：对于以K(Kill)开头的文件，系统将终止对应的服；对于以S(Start)开头的文件，系统将启动对应的服务
• 查看运行级别用：runlevel
• 进入其它运行级别用：init N，如果init 3则进入终端模式，init 5则又登录图形GUI模式
• 另外init 0为关机，init 6为重启系统 标准的Linux运行级别为3或5，如果是3的话，系统就在多用户状态；如果是5的话，则是运行着XWindow系统。不同的运行级别有不同的用处，也应该根据自己的不同情形来设置。例如，如果丢失了root口令，那么可以让机器启动进入单用户状态来设置。在启动后的lilo提示符下输入： init=/bin/shrw

这样就可以使机器进入运行级别1，并把root文件系统挂为读写。它会路过所有系统认证，让你使用passwd程序来改变root口令，然后启动到一个新的运行级。

Linux进程状态

Linux 中进程有哪几种状态？在 ps 显示出来的信息中，分别用什么符号表示的？

• 不可中断状态：进程处于睡眠状态，但是此刻进程是不可中断的。不可中断， 指进程不响应异步信号；
• 暂停状态/跟踪状态：向进程发送一个 SIGSTOP 信号，它就会因响应该信号 而进入 TASK_STOPPED 状态;当进程正在被跟踪时，它处于 TASK_TRACED 这个特殊的状态。“正在被跟踪”指的是进程暂停下来，等待跟踪它的进程对它进行操作；
• 就绪状态：在 run_queue 队列里的状态；
• 运行状态：在run_queue 队列里的状态；
• 可中断睡眠状态：处于这个状态的进程因为等待某某事件的发生（比如等待 socket 连接、等待信号量），而被挂起；
• zombie 状态（僵尸）：父亲没有通过 wait 系列的系统调用会顺便将子进程的尸体（task_struct）也释放掉；
• 退出状态；

符号:

• D : 不可中断 Uninterruptible（usually IO）
• R : 正在运行，或在队列中的进程
• S : 处于休眠状态
• T : 停止或被追踪
• Z : 僵尸进程
• W : 进入内存交换（从内核 2.6 开始无效）
• X : 死掉的进程

孤儿进程

一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么这些子进程将成为孤儿进程。

孤儿进程将被 init 进程（进程号为 1）所收养，并由 init 进程对它们完成状态收集工作。

由于孤儿进程会被 init 进程收养，所以孤儿进程不会对系统造成危害。

僵尸进程

一个子进程的进程描述符在子进程退出时不会释放，只有当父进程通过 wait() 或 waitpid() 获取了子进程信息后才会释放。如果子进程退出，而父进程并没有调用 wait() 或 waitpid()，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中，这种进程称之为僵尸进程。

僵尸进程通过 ps 命令显示出来的状态为 Z（zombie）。 系统所能使用的进程号是有限的，如果大量的产生僵尸进程，将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程。 要消灭系统中大量的僵尸进程，只需要将其父进程杀死，此时所有的僵尸进程就会变成孤儿进程，从而被 init 所收养，这样 init 就会释放所有的僵死进程所占有的资源，从而结束僵尸进程。

kill -9 发送SIGKILL信号给进程，将其终止，但对于以下两种情况不适用

1. 该进程是僵尸进程（STAT z），此时进程已经释放所有的资源，但是没有被父进程释放。僵尸进程要等到父进程结束，或者重启系统才可以被释放。
2. 进程处于“核心态”，并且在等待不可获得的资源，处于“核心态 ”的资源默认忽略所有信号。只能重启系统。

kill 只能杀死处于用户状态的进程。

kill -l查看可用的信号(15是TERM，即终止信号)。

只有第9种信号(SIGKILL)才可以无条件终止进程，其他信号进程都有权利忽略。 下面是常用的信号：

HUP     1    终端断线
INT     2    中断（同 Ctrl + C）
QUIT    3    退出（同 Ctrl + \）
TERM   15    终止
KILL    9    强制终止
CONT   18    继续（与STOP相反， fg/bg命令）
STOP   19    暂停（同 Ctrl + Z）

内存管理

内核负责管理四个方面：

1. 进程：内核决定哪个进程可以使用CPU;
2. 内存：内核管理所有内存，为进程分配内存，管理进程间共享内存及空闲内存；
3. 设备驱动程序：作为硬件系统（磁盘）和进程之间的接口，内核负责操控硬件设备；
4. 系统调用和支持：进程通常使用进程调度与内核进行通信；

内核与用户进程

1. 内核与用户进程之间最大的区别是： 内核在内核模式中运行，而用户进程则在用户模式中运行。 在内核模式可以不受限制的访问中央处理器与内存，这非常危险。它可以轻松使整个系统崩溃，把那些只有内存可以访问的空间称为内核空间。用户模式对内存和中央处理器访问有一定的限制，可访问的内存空间很小，对CPU操作也安全。用户空间指的是那些只有用户进程可以访问的空间。内核分配给用户进程的内存称为用户空间。Linux大部分操作都是发生在用户空间。
2. 一个用户代表一个实体，他有权限运行在用户进程，对文件拥有所有权。每一个用户都有一个用户名，然而内核是通过用户id来管理用户的。最关键的是root用户，意思超级用户，他不受各种权限限制，可以终止其他用户进程，读取系统中的任何文件。
3. 用户组是指一组用户的集合，主要作用是允许一个用户同组内的其他用户共享文件权限。

进程管理

进程管理涉及进程的启动、暂停、恢复与终止。一个进程让出CPU使用权给另一个进程称为CPU的上下文切换。

内核是在上下文切换的时间段间隙中运行。

通常设备只能在内核模式中被访问，如用户进程请求内核关闭系统电源。

系统调用：