Linux操作系统基础新课件.pptx

1、本章要点 1、Linux基本概念 2、Linux的目录结构 3、Linux的常用命令嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第1页/共87页3.1 Linux基本概念嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第2页/共87页 Linux一般有四个主要部分：内核、Shell、文件系统和实用工具。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第3页/共87页1、Linux内核 Linux内核是整个Linux系统的灵魂，Linux系统的能力完全受内核能力的制约。Linux内核负责整个系统的内存管理，进程调度和文件管理。Linux内核的功能:（1）进程管理 （2）内存管理 （3）文件管理 （4）设备控制 （5）网络

2、功能 嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第4页/共87页2、Linux Shell Shell是Linux系统下的命令解释器，也是使用Linux系统的主要环境，它提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行，类似于Microsoft Windows的Command命令。嵌入式系统及其应用Shell内核硬件设备硬件设备用户用户重庆大学电气工程学院第5页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第6页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第7页/共87页Shell提供提供了用户与了用户与操作系统操作系统之间的通之间的通讯方式讯方式交互方式非交

3、互方式从键盘输入可以立即得到响应Shell script方式，把命令行组合在一个文件中嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第8页/共87页3、Linux文件系统 Linux的文件系统只有一个文件树，整个文件系统是以一个树根“/”为起点的，所有的文件和外部设备都以文件的形式挂结在这个文件树上，包括硬盘、软盘、光驱、调制解调器等，这和以“驱动器盘符”为基础的Microsoft Windows系统有很大区别。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第9页/共87页图3.1 Linux文件系统的目录结构嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第10页/共87页3.2嵌入式Linux文件系统 重庆大学电气

4、工程学院嵌入式系统及其应用第11页/共87页 嵌入式Linux支持多种文件系统，包括ext2、ext3、vfat、ntfs、YAFFS、JFFS、Ramfs和NFS等，为了对各类文件系统进行统一管理，嵌入式Linux引入了虚拟文件系统VFS(Virtual File System)，为各类文件系统提供一个统一的操作界面和应用编程接口。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第12页/共87页图3.2嵌入式Linux下的文件系统结构 第13页/共87页 Linux启动时，第一个必须挂载的是根文件系统；若系统不能从指定设备上挂载根文件系统，则系统会出错而退出启动。之后可以自动或手动挂载其他的文件系统

5、。因此，一个系统中可以同时存在不同的文件系统。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第14页/共87页3.2.1 基于FLASH的文件系统重庆大学电气工程学院嵌入式系统及其应用第15页/共87页1、jffs2 Jffs2的全称是“日志闪存文件系统第2版本(Journalling Flash FileSystem v2)”，主要用于NOR型闪存，基于MTD驱动层，特点是：可读写的、支持数据压缩的、基于哈希表的日志型文件系统，并提供了崩溃/掉电安全保护，提供“写平衡”支持等。jffs2不适合用于NAND闪存。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第16页/共87页2、yaffs yaffs/yaf

6、fs2是专为嵌入式系统使用NAND型闪存而设计的一种日志型文件系统。与jffs2相比，它减少了一些功能(例如不支持数据压缩)，所以速度更快，挂载时间很短，对内存的占用较小。yaffs/yaffs2自带NAND芯片的驱动，并且为嵌入式系统提供了直接访问文件系统的API，用户可以不使用Linux中的MTD与VFS，直接对文件系统操作。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第17页/共87页3、Cramfs（Compressed ROM File System）Cramfs是一种只读的压缩文件系统。它也基于MTD驱动程序。在cramfs文件系统中，每一页(4KB)被单独压缩，可以随机页访问，其压缩比

7、高达2:1,为嵌入式系统节省大量的Flash存储空间，从而降低系统成本。Cramfs文件系统以压缩方式存储，在运行时解压缩。另外，它的速度快，效率高，其只读的特点有利于保护文件系统免受破坏，提高了系统的可靠性。重庆大学电气工程学院嵌入式系统及其应用第18页/共87页3.2.2 基于RAM的文件系统嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第19页/共87页1、Ramdisk Ramdisk是将一部分固定大小的内存当作分区来使用。它并非一个实际的文件系统，而是一种将实际的文件系统装入内存的机制，并且可以作为根文件系统。将一些经常被访问而又不会更改的文件(如只读的根文件系统)通过Ramdisk放在内存

8、中，可以明显地提高系统的性能。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第20页/共87页2、Ramfs/tmpfs Ramfs/tmpfs文件系统把所有的文件都放在RAM中，所以读/写操作发生在RAM中，可以用ramfs/tmpfs来存储一些临时性或经常要修改的数据，例如/tmp和/var目录，这样既避免了对Flash存储器的读写损耗，也提高了数据读写速度。Tmpfs的一个缺点是当系统重新引导时会丢失所有数据。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第21页/共87页3.2.3网络文件系统NFS NFS(Network File System)是一项在不同机器、不同操作系统之间通过网络共享文件的技

9、术。通过NFS可以让计算机通过网络将NFS服务器共享出来的文件安装到自己的系统中。在嵌入式Linux应用系统的开发调试阶段，利用该技术在主机上建立基于NFS的文件系统，挂载到嵌入式设备，可以很方便地修改和调试应用系统的内容。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第22页/共87页3.3Linux常用操作命令嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第23页/共87页当前用户是user1Shell提示符为：$当前用户是rootShell提示符为：#嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第24页/共87页Shell命令分为两种包含于Shell内部命令存在于系统文件内部的某个应用程序例如：cd例如：ls

10、嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第25页/共87页Shell命令的一般格式 命令名【选项】【参数1】【参数2】选项和参数为可选项每个部分必须由空格或Tab键隔开嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第26页/共87页对于选项和参数的说明 【选项】是包括一个或多个字母的代码，它前面有一个减号（-），Linux用它来区别选项和参数，【选项】可用于改变命令执行的动作的类型。多个【选项】可以用一个减号（-）连起来，例如ls-l-a 与ls-la相同。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第27页/共87页命令行输入 命令行输入实际上是可以编辑的一个文本缓冲区，在命令行中就可以输入Shell命令了

11、。在按“回车键”以确认当前操作之前，可以对输入的内容进行编辑。可以保存以前键入命令的列表，这一列表被称为命令历史表。按向上箭头键，便可以在命令行上逐次显示各条命令。同样，按向下箭头键可以在命令列表中向下移动，这样可以将以前的各条命令显示在命令行上，用户可以修改并执行这些命令，这样可以不用重复输入以前执行的命令。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第28页/共87页3.3.1文件目录相关命令嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院1、ls命令 权限：所有用户 使用方法：ls【-选项】【目录或文件名】说明：列出当前工作子目录（默认）中的文件及子目录清单。类似于DOS下的dir命令 选项：-a 显示

12、所有文件及目录（包括隐藏文件）-l 显示文件的详细信息 -h 以容易理解的方式打印文件大小（1k 32M 2G）-t 将文件按建立的先后次序列出-F 在列出的文件名称后加一个符号（可执行文件“*”，目录“/”）第29页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第30页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第31页/共87页文件权限 文件上次被修改的时间和日期文件类型链接个数文件属主名用户分组名文件长度文件名-rw-r-r-1 root root 15228 2003-01-25 a2ps.cfg-rw-r-r-1 root root 2562 2003-01-25 a2ps-s

13、ite.cfgdrwxr-xr-x 2 root root 4096 2005-05-16 aep-rw-r-r-1 root root 688 2003-02-04 aep.conf嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第32页/共87页文件类型d 文件夹-普通文件 l 链接 b 块设备文件 c 字符设备文件。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第33页/共87页2、文件权限的表示 用户对文件的读、写和执行权限(简称为文件权限)如下所示：r 读权限，w 写权限，x 执行权限，对于目录，表示可进入。也可用数字表示：0表示无权限，1表示可执行，2表示写权限，4表示读权限。可用数字求和来表示多权

14、限的组合。例如：对某一文件拥有可读、可写、可执行的权限，则可表示为7(1+2+4=7)，对另一文件拥有可读、可执行的权限，则可表示为5(1+4=5)。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第34页/共87页rwxr-xr-x文件权限分别为用户、同组用户、其他用户对于该文件的权限。用户同组用户其他用户r 可读 w 可写 x 可执行 用户 可读，可写，可执行 同组用户 可读，可执行 其他用户 可读，可执行 嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第35页/共87页3、cd权限：所有用户使用方法：cd【目标路径】说明：变换工作目录到目标路径，其中目标路径可以是绝对路径也可以是相对路径。目标路径名可以缺

15、省，若缺省则变换至使用者的home directory（用户登录子目录）。和DOS中的cd命令相似选项：home directory .:当前目录 .:当前目录的上一层目录 -：返回切换目录后的前一个目录嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第36页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第37页/共87页4、mkdir权限：所有用户使用方法：mkdir 【子目录或子目录完整路径】说明：建立一个新的子目录，使用子目录的路径作为参数。同DOS下的md命令相似嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第38页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第39页/共87页5、cp权限：所有用

16、户使用方法：cp【参数】原文件或目录 目标文件或目录说明：将一个文件复制到另一个文件，或将数个文件复制到另一个目录中，也可以将一个目录复制到另一个目录。可使用通配符，同DOS中copy相似。选项：-i:采用-i选项时，当指定目录下已存在被复制的文件时，会在复制之前要求确认是否要覆盖，如使用者的回答是y（yes）才执行复制的动作 -p:保留权限模式和更改时间 -r:此参数是用来将一目录下的所有文件都复制到另一个指定目录中。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第40页/共87页示例在/tmp目录下，新建一个子目录mysub，并将/usr/test目录下的所有文件复制到mysub目录下：#mkdi

17、r /tmp/mysub#cp /usr/test/*.*/tmp/mysub嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第41页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第42页/共87页5、rm和rmdir（1）作用 rm为删除指定文件，可以使用通配符，该命令类似于DOS下的del命令。rmdir为删除指定的目录，其目录必须为空目录。（2）命令格式 rm 选项 文件名 rmdir 目录路径/目录名（3）命令选项 rm的命令选项有：-i 询问是否删除(y表示是，n表示否)；-f 不询问是否删除；-r 递归删除整个目录，同rmdir。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第43页/共87页嵌入

18、式系统及其应用重庆大学电气工程学院第44页/共87页3.3.2磁盘及系统操作嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第45页/共87页1、fdisk（1）作用 fdisk命令可以用来给磁盘进行分区，查看磁盘情况等，往往使用参数-l 来显示系统的分区情况。（2）命令格式 Fdisk 选项（3）命令选项-l 显示系统的分区情况嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第46页/共87页2、df（1）作用 检查硬盘所剩（所用）空间。（2）命令格式 df 选项（3）命令选项-h 以1024KB=1M的方式显示磁盘的使用情况-H 以1000KB=1M的方式显示磁盘的使用情况嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学

19、院第47页/共87页3、free命令（1）作用 free命令的功能是查看当前系统内存的使用情况，它显示系统中剩余及已用的物理内存和交换内存，以及共享内存和被核心使用的缓冲区。（2）命令格式 free 选项（3）命令选项-b 以字节为单位显示。-k 以K字节为单位显示。-m 以M字节为单位显示。嵌入式系统及其应用第48页/共87页4、mount命令 （1）作用 挂载某一设备使之成为某个目录名称。（2）命令格式 mount 选项 -o 挂载选项 （3）命令选项-t该参数配合选项用于指定一个文件系统分区的类型。-o 该参数配合选项用于指定一个或多个挂载选项。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第4

20、9页/共87页示例 例1：挂载一个Linux分区，将其挂载到/mnt目录下（/mnt称为挂载点）：#mount-t ext3/dev/hdb1/mnt 例2：挂载硬盘的Windows分区，将其挂载到/mnt/wind目录下：#mount-t vfat /dev/hda5 /mnt/wind 例3：挂载U盘#mount -t vfat /dev/sdb1 /mnt/usb 嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第50页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第51页/共87页3.3.3打包压缩相关命令嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第52页/共87页 1、gzip 2、tar嵌入式

21、系统及其应用重庆大学电气工程学院第53页/共87页 权限：所有用户 使用方法：tar【参数】【归档文件名】【原文件或目录】说明：Linux下最常用的打包程序，使用tar程序打出来的包都是以.tar结尾的。同时还可通过参数调用相应的压缩工具进行压缩及解压缩选项：-c：创建文档，用户可以备份一个目录或是一些文件 -f：选项后面的f是必须的，通常用来指定包的文件名 -r：增加文件到已有的包，如果发现还有一个目录或是一些文件忘记备份了，这时可以使用该选项 -t：列出包文件的所有内容，查看已经备份了哪些文件 -x：解包，从tar包文件中恢复所有文件 -k：保留已经存在的文件 -w：每一步都要求确认 嵌入

22、式系统及其应用重庆大学电气工程学院tar命令第54页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第55页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第56页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第57页/共87页3.3.4网络相关命令嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第58页/共87页1、ifconfig（1）作用 用于查看和配置网络接口的地址和参数，包括IP地址、网络掩码、广播地址，它的使用权限是超级用户。（2）命令格式 查看网卡配置信息：ifconfig 设置网卡：ifconfig eth0 主机IP地址 eth0代表第一块网卡，eth1代表第二块网卡，若主机上仅安装

23、了一块网卡，则为eth0。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第59页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第60页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第61页/共87页2、ping（1）作用 ping命令用于检测网络连接情况，从而判断主机联网是否连接正常。（2）命令格式 ping IP地址嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第62页/共87页3.4 Vi文本编辑器嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第63页/共87页 编辑器是系统的重要工具之一，在各种操作系统中，编辑器都是必不可少的部件。Linux系统提供了一个完整的编辑器家族系列，如Ed、Ex、Vi和Emacs

24、等，按功能它们可以分为两大类。l行编辑器（如Ed、Ex）l全屏幕编辑器（如Vi、Emacs）Vi嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第64页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第65页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第66页/共87页Vi 有 3 种模式嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院 命令行模式 插入模式 底行模式 第67页/共87页嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院命令行模式Command Mode 插入模式Input Mode底行模式Last line ModeEsca,i,o:指令错误第68页/共87页命令行模式 嵌入式系统及其应用重庆大学电气工

25、程学院 命令行模式主要使用方向键移动光标位置以进行“删除”、“复制”、“粘贴”等操作但无法编辑文字，在插入模式下按【Esc】键或是在底行模式输入了错误命令，都会回到命令行模式。第69页/共87页命令行模式嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第70页/共87页操 作 命 令实 现 功 能o光标移至行首h光标左移一格l光标右移一格j光标向下移一行k光标向上移一行$+A 将光标移到该行最后PageDn 向下滚动一页PageUp 向上滚动一页d+方向键删除文字dd删除整行pp整行复制r修改光标所在字符S删除光标所在的列，并进入输入模式嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第71页/共87页插入模式

26、只有在插入模式下，用户才能进行文字编辑和输入。要进入插入模式，可以在命令行模式下按【a/A】键、【i/I】键或【o/O】键。在插入模式下按【Esc】键会回到命令行模式。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第72页/共87页插入模式进入文本输入模式嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第73页/共87页操 作 命 令 实 现 功 能a在光标后开始插入A在行尾开始插入i从光标所在位置前面开始插入I从光标所在列的第一个非空白字元前面开始插入o在光标所在列下新增一列并进入输入模式O在光标所在列上方新增一列并进入输入模式Esc返回命令行模式嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第74页/共87页底行模

27、式 底行模式中，光标位于屏幕底部。底行模式主要用来进行一些文字编辑辅助功能，比如寻找字符串、替代、保存文件等。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第75页/共87页底行模式进入底行模式嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第76页/共87页操 作 命 令 实 现 功 能：q 结束Vi程序，如果文件有过修改，先保存文件：q!强制退出Vi程序：wq 保存修改并退出程序：set nu 设置行号嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第77页/共87页3.4.2 Vi 的基本流程 嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第78页/共87页3.5Linux启动过程重庆大学电气工程学院嵌入式系统及其应用第7

28、9页/共87页3.5.1Linux 系统的引导过程（1）启动内核。（2）执行程序init。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第80页/共87页3.5.2ARM Linux 操作系统 ARM Linux可以划分为三大部分：启动引导（Bootloader）,操作系统内核（Linux Kernel）,文件系统（File System）。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第81页/共87页 启动引导程序Bootloader非常像PC机中的BIOS程序，主要负责初始化系统的最基本设备，通常主要包括CPU，网络，串行接口。当基本部分初始化成功后，会把操作系统的镜像文件装载到内存中，最后把CPU的控

29、制权交给内核程序。重庆大学电气工程学院嵌入式系统及其应用第82页/共87页 内核是Linux的最核心部分，内核的优劣决定了整个系统是否稳定与高效。内核接管系统后，会重新检查外部器件的运行状态，初始化所有外部硬件设备，加载驱动程序，检查系统参数表，装载文件系统，运行SHELL程序，等待用户输入命令，或直接运行设定好的应用程序。内核在运行的过程中，负责控制应用程序的运行状态，实现对整个系统地控制。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第83页/共87页 文件系统(FS)是一种数据结构，通常占用大部分的存储空间，主要负责保存应用程序和数据，由Linux内核管理。Bootloader、KERNEL、FS(FILE SYSTEM)都存储在FLASH中，运行时，根据需要被加载到内存里。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第84页/共87页第85页/共87页本章小结 本章首先介绍了Linux的基本概念、Linux文件系统的概念。之后再介绍了嵌入式Linux系统中常用的命令，这些都是Linux中最基础最常见的概念，只有真正理解之后才能为进一步学习Linux打下坚实的基础，因此，必须多多上机练习，熟练掌握。嵌入式系统及其应用重庆大学电气工程学院第86页/共87页谢谢您的观看！谢谢您的观看！第87页/共87页