linux版本及系统启动过程

一版本查询命令
- 1 查看当前使用Linux内核版本
- 2 搜索目前存在的内核版本
- 3 查看Linux系统版本
- 4 glibc版本
二 UNIX标准
- 1 ANSI C
- 2、POSIX
- 3 SVID
- 4 XPG
- 5 Glibc
三相关库
- 1 libc
- 2 glibc
- 3 eglibc
- 4 glib
- 5 libc++/libstdc++
四 RFC
五 MIME
六 Linux启动流程
- 1 BIOS
- 2 第一阶段引导加载程序
- 3 第二阶段引导加载程序（次引导加载程序执行）
- 4 init进程
- 5 补充
七开关机命令
- 1 shutdown
- 2 halt
- 3 reboot
- 4 init

一版本查询命令

1 查看当前使用Linux内核版本

cat /proc/version或者 uname -a；

2 搜索目前存在的内核版本

apt-cache search linux|grep linux-image；

3 查看Linux系统版本

1、lsb_release -a：这个命令适用于所有的Linux发行版，包括Redhat、SuSE、Debian…等发行版。
2、cat /etc/redhat-release：这种方法只适合Redhat系的Linux。

4 glibc版本

getconf GNU_LIBC_VERSION

#include <stdio.h>
#include <gnu/libc-version.h>int main(int argc, char *argv[])
{printf( "glibc's version: %s\n", gnu_get_libc_version() );return 0;
}

二 UNIX标准

1 ANSI C

这一标准是 ANSI（美国国家标准局）于 1989 年制定的 C 语言标准。后来被 ISO（国际标准化组织）接受为标准，因此也称为 ISO C。
ANSI C 的目标是为各种操作系统上的 C 程序提供可移植性保证，而不仅仅限于 UNIX。该标准不仅定义了 C 编程语言的语发和语义，而且还定义了一个标准库。这个库可以根据头文件划分为 15 个部分，其中包括：字符类型 (<ctype.h>)、错误码 (<errno.h>)、浮点常数 (<float.h>)、数学常数 (<math.h>)、标准定义 (<stddef.h>)、标准 I/O (<stdio.h>)、工具函数 (<stdlib.h>)、字符串操作 (<string.h>)、时间和日期 (<time.h>)、可变参数表 (<stdarg.h>)、信号 (<signal.h>)、非局部跳转 (<setjmp.h>)、本地信息 (<local.h>)、程序断言 (<assert.h>) 等等。

2、POSIX

该标准最初由 IEEE 开发的标准族，部分已经被 ISO 接受为国际标准。
POSIX.1 和 POSIX.2 分别定义了 POSIX 兼容操作系统的 C 语言系统接口以及 shell 和工具标准。这两个标准是通常提到的标准。POSIX 表示可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface ，缩写为 POSIX 是为了读音更像 UNIX）。电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）最初开发 POSIX 标准，是为了提高 UNIX 环境下应用程序的可移植性。然而，POSIX 并不局限于 UNIX。许多其它的操作系统，例如 DEC OpenVMS 和 Microsoft Windows NT，都支持 POSIX 标准，尤其是 IEEE Std. 1003.1-1990（1995 年修订）或 POSIX.1，POSIX.1 提供了源代码级别的 C 语言应用编程接口（API）给操作系统的服务程序，例如读写文件。POSIX.1 已经被国际标准化组织（International Standards Organization，ISO）所接受，被命名为 ISO/IEC 9945-1:1990 标准。

3 SVID

System V 的接口描述。System V 接口描述（SVID）是描述 AT&&;T Unix System V 操作系统的文档，是对 POSIX 标准的扩展超集。

4 XPG

X/Open 可移植性指南。X/Open 可移植性指南（由 X/Open Company, Ltd.出版），是比 POSIX 更为一般的标准。X/Open 拥有 Unix 的版权，而 XPG 则指定成为 Unix 操作系统必须满足的要求。

5 Glibc

众所周知，C 语言并没有为常见的操作，例如输入/输出、内存管理，字符串操作等提供内置的支持。相反，这些功能一般由标准的“函数库”来提供。GNU 的 C 函数库，即 glibc，是 Linux 上最重要的函数库，它定义了 ISO C 标准指定的所有的库函数，以及由 POSIX 或其他 UNIX 操作系统统变种指定的附加特色，还包括有与 GNU 系统相关的扩展。目前，流行的 Linux 系统使用 glibc 2.0 以上的版本。glibc 基于如下标准：

ISO C: C 编程语言的国际标准，即 ANSI C。
POSIX：GNU C 函数库实现了 ISO/IEC 9945-1:1996 （POSIX 系统应用程序编程接口，即 POSIX.1）指定的所有函数。该标准是对 ISO C 的扩展，包括文件系统接口原语、设备相关的终端控制函数以及进程控制函数。同时，GUN C 函数库还支持部分由 ISO/IEC 9945-2:1993（POSIX Shell 和工具标准，即 POSIX.2）指定的函数，其中包括用于处理正则表达式和模式匹配的函数。
Berkeley Unix：BSD 和 SunOS。GNU C 函数库定义了某些 UNIX 版本中尚未标准化的函数，尤其是 4.2 BSD, 4.3 BSD, 4.4 BSD Unix 系统（即“Berkeley Unix”)以及“SunOS” （流行的 4.2 BSD 变种，其中包含有某些 Unix System V 的功能）。BSD 函数包括符号链接、select 函数、BSD 信号处理函数以及套接字等等。
SVID：System V 的接口描述。GNU C 函数库定义了大多数由 SVID 指定而未被 ISO C 和 POSIX 标准指定的函数。来自 System V 的支持函数包括进程间通信和共享内存、 hsearch 和 drand48 函数族、fmtmsg 以及一些数学函数。
XPG：X/Open 可移植性指南。GNU C 函数库遵循 X/Open 可移植性指南（Issue 4.2）以及所有的 XSI（X/Open 系统接口）兼容系统的扩展，同时也遵循所有的 X/Open Unix 扩展。

三相关库

环境：Linux

1 libc

libc是Linux下原来的标准C库，也就是当初写hello world时包含的头文件#include < stdio.h> 定义的地方。
后来逐渐被glibc取代，也就是传说中的GNU C Library，在此之前除了有libc，还有klibc，uclibc。现在只要知道用的最多的是glibc就行了，主流的一些linux操作系统如 Debian, Ubuntu，Redhat等用的都是glibc（或者其变种，下面会说到)。

2 glibc

glibc是Linux系统中最底层的API，几乎其它任何的运行库都要依赖glibc。glibc最主要的功能就是对系统调用的封装，用fopen函数就能打开文件，打开文件最终还是要触发系统中的sys_open系统调用，而这中间的处理过程都是glibc来完成的。详细介绍了glibc是如何与上层应用程序和系统调用交互的。除了封装系统调用，glibc自身也提供了一些上层应用函数必要的功能，如string，malloc，stdlib，linuxthreads，locale，signal等等。

3 eglibc

这里的e是Embedded的意思。eglibc的主要特性是为了更好的支持嵌入式架构，可以支持不同的shell(包括嵌入式)，但它是二进制兼容glibc的，就是说如果你的代码之前依赖eglibc库，那么换成glibc后也不需要重新编译。ubuntu系统用的就是eglibc（而不是glibc）,不信，你执行 ldd –version 或者 /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
(64位系统运行/lib/x86_64-linux-gnu）看看，便会显示你系统中eglibc/glibc的版本信息。这里提到了libc.so.6,这个文件就是eglibc/glibc编译后的生成库文件。

4 glib

glib也是个c程序库，不过比较轻量级，glib将C语言中的数据类型统一封装成自己的数据类型，提供了C语言常用的数据结构的定义以及处理函数，有趣的宏以及可移植的封装等(注：glib是可移植的，说明你可以在linux下，也可以在windows下使用它）。那它跟glibc有什么关系吗？其实并没有，除非你的程序代码会用到glib库中的数据结构或者函数，glib库在ubuntu系统中并不会默认安装(可以通过apt-get install libglib2.0-dev手动安装)，著名的GTK+和Gnome底层用的都是glib库。想更详细了解glib？可以参考这里。

5 libc++/libstdc++

libc++是针对clang编译器特别重写的C++标准库，那libstdc++自然就是gcc的事儿了。相比glibc，libstdc++虽然提供了c++程序的标准库，但它并不与内核打交道。对于系统级别的事件，libstdc++首先是会与glibc交互，才能和内核通信。相比glibc来说，libstdc++就显得没那么基础了。

四 RFC

Request For Comments（RFC），是一系列以编号排定的文件。文件收集了有关互联网相关信息，以及UNIX和互联网社区的软件文件。目前RFC文件是由Internet Society（ISOC）赞助发行。基本的互联网通信协议都有在RFC文件内详细说明。RFC文件还额外加入许多的论题在标准内，例如对于互联网新开发的协议及发展中所有的记录。因此几乎所有的互联网标准都有收录在RFC文件之中。

五 MIME

MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)多用途互联网邮件扩展类型。多用途互联网邮件扩展，它是一个互联网标准，在1992年最早应用于电子邮件系统，但后来也应用到浏览器。服务器会将它们发送的多媒体数据的类型告诉浏览器，而通知手段就是说明该多媒体数据的MIME类型，从而让浏览器知道接收到的信息哪些是MP3文件，哪些是Shockwave文件等等。服务器将MIME标志符放入传送的数据中来告诉浏览器使用哪种插件读取相关文件。
它是一个互联网标准，扩展了电子邮件标准，使其能够支持：
非ASCII字符文本；非文本格式附件（二进制、声音、图像等）；由多部分（multiple parts）组成的消息体；包含非ASCII字符的头信息（Header information）。
浏览器接收到文件后，会进入插件系统进行查找，查找出哪种插件可以识别读取接收到的文件。如果浏览器不清楚调用哪种插件系统，它可能会告诉用户缺少某插件，或者直接选择某现有插件来试图读取接收到的文件，或者可能会导致系统的崩溃。传输的信息中缺少MIME标识可能导致的情况很难估计，因为某些计算机系统可能不会出现什么故障，但某些计算机可能就会因此而崩溃。
在把输出结果传送到浏览器上的时候，浏览器必须启动适当的应用程序来处理这个输出文档。这可以通过多种类型MIME（多功能网际邮件扩充协议）来完成。在HTTP中，MIME类型被定义在Content-Type header中。

六 Linux启动流程

1 BIOS

启动BIOS，这个是固化在主板上芯片里的，BIOS用到的数据也存储在主板的一块RAM上，叫做CMOS，里面存储了引导顺序（USB？还是硬盘某个分区还是CD？），BIOS的主要工作是进行POST加电自检，也就是检查主机核心硬件是否正常，然后开始引导设备上的引导记录。
Linux是从硬盘上引导的，其主引导记录（MBR，在硬盘的第一个扇区从硬盘0柱面0磁道第一扇区512字节的MBR主引导记录）中包含引导加载程序，BIOS将MBR加载到内存之后，控制权交给MBR。Master boot record。

2 第一阶段引导加载程序

MBR如下图：

这个就是在磁盘上的第一个扇区的东西。黄色的446字节是这个可执行程序的代码段。他做的事情就是读下面64字节的Partition Table（分区表），分区表里面记录着次引导加载程序的地址，（一般只有一个是活跃的），找到之后就把他从磁盘中加载到内存，并执行他。

3 第二阶段引导加载程序（次引导加载程序执行）

次引导加载程序，其实就是加载内核的程序，这个阶段他主要做的事情就是加载内核和加载可选的RAM磁盘（虚拟磁盘，用RAM模拟磁盘）。
其实在第一阶段的时候，最初是要多运行一个加载程序的，就是1.5阶段的引导程序，他是负责注册一个特殊的文件系统，专门给内核映像用的，这个1.5阶段的引导程序运行了之后，第二阶段的引导加载程序才可以加载到内存运行。
第二阶段引导程序将内核映像和initrd映像加载到内存，将控制权交给内核例程，从内核代码的head.s这个汇编文件中的代码开始执行，然后调个c函数decompress_kernel来解压内核，内核就被解压到内存的高端内存中了，然后初始化页表，启动内存分页，然后执行源码中那段main.c下的Start_kernel函数，这就是内核的Main函数，然后会启动一个kernel_thread，来启动init函数，这就是用户空间的第一个进程。initrd被加载到内存中，挂载到内核文件系统中，提供了系统访问磁盘和磁盘上文件的方法，挂载根文件系统。

4 init进程

init 进程就是进程号为1的进程，它要做的事情是运行开机启动的程序，就是根据/etc/inittab中系统初始化配置执行 /etc/rc.sysinit 脚本，然后找到运行运行级别下的可执行程序启动对应服务，运行 /etc/rc.local，生成终端待用户登录，然后加载shell（cmd）。

5 补充

/sbin/init：在核心完整的加载后，开始运行系统的第一支程序，主要的功能就是准备软件运行的环境，包括系统的主机名称、网络配置、语系处理、文件系统格式及其他服务的启动等。
/bin/sh：解释脚本的shell命令，开机后运行。
/etc/sysvinit：就是 system V 风格的 init 系统，顾名思义，它源于 System V 系列UNIX。sysvinit 中运行模式描述了系统各种预订的运行模式。
/etc/inittab：定义了系统引导时的运行级别, 进入或者切换到一个运行级别时做什么。

七开关机命令

1 shutdown

在linux命令中reboot是重新启动，shutdown -r now 是立即停止然后重新启动，都说他们两个是一样的，其实是有一定的区别的。
shutdown命令可以安全地关闭或重启Linux系统，它在系统关闭之前给系统上的所有登录用户提示一条警告信息。该命令还允许用户指定一个时间参数，可以是一个精确的时间，也可以是从现在开始的一个时间段。精确时间的格式是hh:mm，表示小时和分钟，时间段由+ 和分钟数表示。系统执行该命令后会自动进行数据同步的工作。
该命令的一般格式：shutdown [选项] [时间] [警告信息]，命令中各选项的含义为：

k 并不真正关机而只是发出警告信息给所有用户；
r 关机后立即重新启动；
h 关机后不重新启动；
f 快速关机重启动时跳过fsck；
n 快速关机不经过init 程序；
c 取消一个已经运行的shutdown；

需要特别说明的是该命令只能由超级用户使用。
例1，系统在十分钟后关机并且马上重新启动：shutdown –r +10；
例2，系统马上关机并且不重新启动：shutdown –h now；
halt是最简单的关机命令，其实际上是调用 shutdown -h 命令。halt执行时，杀死应用进程，文件系统写操作完成后就会停止内核。

2 halt

halt命令的部分参数如下：
[-f] 没有调用shutdown而强制关机或重启；
[-i] 关机或重新启动之前，关掉所有的网络接口；
[-p] 关机时调用poweroff，此选项为缺省选项；

3 reboot

reboot的工作过程与halt类似，其作用是重新启动，而halt是关机。其参数也与halt类似。reboot命令重启动系统时是删除所有的进程，而不是平稳地终止它们。因此，使用reboot命令可以快速地关闭系统，但如果还有其它用户在该系统上工作时，就会引起数据的丢失。所以使用reboot命令的场合主要是在单用户模式。

4 init

init是所有进程的祖先，其进程号始终为1。init用于切换系统的运行级别，切换的工作是立即完成的。init 0命令用于立即将系统运行级别切换为0，即关机；init 6命令用于将系统运行级别切换为6，即重新启动。