Linux 系统编程 · 第 1 章Linux 系统概述本章涵盖 Linux 内核、Shell 与文件系统三大核心主题配合代码示例深入理解底层机制。目录Linux 内核KernelShell文件系统结构1. Linux 内核Kernel1.1 内核概述Linux 内核是操作系统的核心运行在内核态Kernel Space负责管理硬件资源并向上层提供系统调用接口。┌─────────────────────────────────────────┐ │ 用户应用程序 (User Space) │ │ Shell / Python / C程序 / 浏览器 ... │ ├─────────────────────────────────────────┤ │ 系统调用接口 (System Call API) │ ← 用户态 / 内核态 边界 ├─────────────────────────────────────────┤ │ Linux 内核 (Kernel) │ │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌─────────┐ │ │ │ 进程管理 │ │ 内存管理 │ │文件系统 │ │ │ └──────────┘ └──────────┘ └─────────┘ │ │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌─────────┐ │ │ │ 网络子系统│ │ 设备驱动 │ │安全模块 │ │ │ └──────────┘ └──────────┘ └─────────┘ │ ├─────────────────────────────────────────┤ │ 硬件 (Hardware) │ │ CPU / 内存 / 磁盘 / 网卡 ... │ └─────────────────────────────────────────┘1.2 内核的主要功能模块模块职责进程管理进程创建、调度、销毁、进程间通信IPC内存管理虚拟内存、分页、内存分配与回收文件系统VFS 抽象层、ext4/xfs/tmpfs 等具体实现网络子系统TCP/IP 协议栈、套接字接口设备驱动字符设备、块设备、网络设备驱动安全模块SELinux、AppArmor、Capabilities1.3 用户态与内核态程序运行在两种特权级别用户态User Mode受限访问不能直接操作硬件内核态Kernel Mode完全访问权限可操作所有硬件资源用户程序通过系统调用syscall陷入内核态执行特权操作。/* 示例通过系统调用写入数据 * write() 是 C 库封装底层触发 sys_write 系统调用 * 执行流程用户态 → 软中断/syscall指令 → 内核态 → 返回用户态 */ #include unistd.h #include stdio.h ​ int main(void) { const char *msg Hello, Linux Kernel!\n; ​ /* write(fd, buf, count) * fd1 表示标准输出STDOUT_FILENO * 返回实际写入的字节数-1 表示出错 */ ssize_t n write(STDOUT_FILENO, msg, 21); if (n -1) { perror(write); /* perror 打印 errno 对应的错误信息 */ return 1; } printf(写入了 %zd 字节\n, n); return 0; }编译与运行gcc -o hello_kernel hello_kernel.c ./hello_kernel # 输出 # Hello, Linux Kernel! # 写入了 21 字节使用strace追踪系统调用strace ./hello_kernel 21 | grep write # 输出类似 # write(1, Hello, Linux Kernel!\n, 21) 21strace是调试利器可以看到程序实际触发了哪些系统调用及其参数和返回值。1.4 查看内核信息# 查看内核版本 uname -r # 示例输出5.15.0-91-generic ​ # 查看完整系统信息 uname -a # 示例输出Linux hostname 5.15.0-91-generic #101-Ubuntu SMP x86_64 GNU/Linux ​ # 查看内核启动日志需要权限 dmesg | head -20 ​ # 查看 /proc 虚拟文件系统中的内核信息 cat /proc/version # 内核版本 cat /proc/cpuinfo # CPU 信息 cat /proc/meminfo # 内存信息 cat /proc/sys/kernel/pid_max # 最大 PID 数1.5 系统调用机制详解/* 直接使用 syscall() 函数调用系统调用绕过 C 库封装 * 用于理解底层机制实际开发中使用 C 库封装函数 */ #include sys/syscall.h #include unistd.h #include stdio.h ​ int main(void) { /* SYS_getpid 是系统调用号对应内核中的 sys_getpid() * 在 x86_64 上getpid 的系统调用号为 39 */ pid_t pid (pid_t)syscall(SYS_getpid); printf(当前进程 PID通过 syscall: %d\n, pid); ​ /* 对比使用 C 库封装的 getpid() */ printf(当前进程 PID通过 libc: %d\n, getpid()); ​ /* 两者结果相同但 libc 版本有缓存优化 */ return 0; }gcc -o syscall_demo syscall_demo.c ./syscall_demo # 输出 # 当前进程 PID通过 syscall: 12345 # 当前进程 PID通过 libc: 123452. Shell2.1 Shell 概述Shell 是用户与内核之间的命令解释器既是交互式命令行工具也是脚本编程语言。用户输入命令 │ ▼ ┌─────────────┐ │ Shell │ ← 解析命令、展开变量、处理重定向 │ (bash/zsh) │ └──────┬──────┘ │ fork() exec() ▼ ┌─────────────┐ │ 子进程执行 │ ← 实际运行 ls、grep、python 等程序 │ 外部命令 │ └──────┬──────┘ │ wait() 等待子进程 ▼ 返回结果给用户2.2 常见 Shell 类型Shell路径特点bash/bin/bash最常用兼容 POSIX功能丰富sh/bin/shPOSIX 标准 Shell轻量zsh/bin/zsh功能强大macOS 默认dash/bin/dash极轻量Ubuntu 默认/bin/shfish/usr/bin/fish用户友好语法不兼容 POSIX# 查看当前使用的 Shell echo $SHELL # 登录 Shell echo $0 # 当前 Shell 进程名 # 查看系统中所有可用 Shell cat /etc/shells # 查看 bash 版本 bash --version2.3 Shell 变量与环境变量#!/bin/bash # 文件名variables_demo.sh # ── 1. 普通变量局部于当前 Shell────────────────────── nameLinux version5.15 echo 系统: $name, 内核版本: $version # 注意 两侧不能有空格 # name Linux ← 错误写法 # ── 2. 只读变量 ────────────────────────────────────────── readonly MAX_RETRY3 echo 最大重试次数: $MAX_RETRY # MAX_RETRY5 ← 会报错readonly variable # ── 3. 环境变量可被子进程继承──────────────────────── export APP_ENVproduction export DB_HOSTlocalhost # 验证子进程能否看到环境变量 bash -c echo 子进程看到 APP_ENV$APP_ENV # ── 4. 特殊变量 ────────────────────────────────────────── echo 脚本名称: $0 echo 第一个参数: $1 echo 参数个数: $# echo 所有参数: $ echo 上条命令退出码: $? echo 当前进程 PID: $$ echo 后台最后进程PID: $!chmod x variables_demo.sh ./variables_demo.sh arg1 arg22.4 Shell 控制流#!/bin/bash # 文件名control_flow.sh # ── 1. 条件判断 ────────────────────────────────────────── FILE/etc/passwd if [ -f $FILE ]; then echo $FILE 存在且是普通文件 elif [ -d $FILE ]; then echo $FILE 是目录 else echo $FILE 不存在 fi # 常用文件测试操作符 # -f 普通文件 -d 目录 -e 存在 # -r 可读 -w 可写 -x 可执行 # -s 非空文件 -L 符号链接 # ── 2. 字符串比较 ───────────────────────────────────────── OS$(uname -s) case $OS in Linux) echo 运行在 Linux 系统上 ;; Darwin) echo 运行在 macOS 系统上 ;; *) echo 未知系统: $OS ;; esac # ── 3. 循环 ─────────────────────────────────────────────── echo --- for 循环遍历 /etc 下的配置文件 --- for conf in /etc/*.conf; do # basename 去掉路径只保留文件名 echo 配置文件: $(basename $conf) done echo --- while 循环读取文件内容 --- line_num1 while IFS read -r line; do echo 第${line_num}行: $line ((line_num)) [ $line_num -gt 3 ] break # 只读前3行 done /etc/os-release2.5 Shell 函数与错误处理#!/bin/bash # 文件名functions_demo.sh # ── 严格模式推荐在脚本开头加上──────────────────────── set -euo pipefail # -e 遇到错误立即退出 # -u 使用未定义变量时报错 # -o pipefail 管道中任一命令失败则整体失败 # ── 函数定义 ────────────────────────────────────────────── # 检查命令是否存在 check_command() { local cmd$1 # local 声明局部变量避免污染全局 if command -v $cmd /dev/null; then echo ✓ $cmd 已安装: $(command -v $cmd) return 0 # 返回值 0 表示成功 else echo ✗ $cmd 未安装 return 1 # 非零返回值表示失败 fi } # 获取文件大小带单位 get_file_size() { local file$1 if [ ! -f $file ]; then echo 错误: 文件不存在 $file 2 # 错误信息输出到 stderr return 1 fi # du -sh 以人类可读格式显示大小 du -sh $file | awk {print $1} } # ── 调用函数 ────────────────────────────────────────────── check_command bash check_command python3 check_command nonexistent_tool || echo 上面的错误是预期的 size$(get_file_size /etc/passwd) echo /etc/passwd 大小: $size # ── 陷阱trap捕获信号和退出事件 ───────────────────── cleanup() { echo 脚本退出执行清理操作... # 删除临时文件等清理工作 } trap cleanup EXIT # 脚本退出时执行 cleanup trap echo 收到 CtrlC INT # 捕获 SIGINT 信号2.6 管道与重定向# ── 重定向 ──────────────────────────────────────────────── # 标准输入(0)、标准输出(1)、标准错误(2) # 输出重定向覆盖 echo Hello output.txt # 输出重定向追加 echo World output.txt # 错误重定向 ls /nonexistent 2 error.log # 同时重定向 stdout 和 stderr 到同一文件 ls /etc /nonexistent all.log 21 # 丢弃输出/dev/null 是黑洞 command_with_noise /dev/null 21 # 输入重定向 sort unsorted.txt sorted.txt # Here Document内嵌多行文本 cat EOF config.txt HOSTlocalhost PORT8080 DEBUGfalse EOF # ── 管道pipe───────────────────────────────────────── # 将前一个命令的 stdout 连接到后一个命令的 stdin # 统计 /etc 目录下文件数量 ls /etc | wc -l # 查找占用内存最多的前5个进程 ps aux --sort-%mem | head -6 # 实时监控日志中的错误 tail -f /var/log/syslog | grep --line-buffered ERROR # 复杂管道统计 /etc 下各类型文件数量 find /etc -maxdepth 1 -type f -name *.conf 2/dev/null \ | xargs wc -l 2/dev/null \ | sort -rn \ | head -103. 文件系统结构3.1 FHS 目录层次标准Linux 遵循FHSFilesystem Hierarchy Standard文件系统层次标准所有文件从根目录/开始组织。/ ← 根目录所有文件的起点 ├── bin → /usr/bin ← 基本用户命令ls, cp, mv... ├── sbin → /usr/sbin ← 系统管理命令fdisk, ifconfig... ├── boot ← 启动文件内核镜像、GRUB │ ├── vmlinuz-5.15.0 ← 压缩的内核镜像 │ └── grub/ ← GRUB 引导程序配置 ├── dev ← 设备文件字符/块设备 │ ├── sda ← 第一块 SATA 硬盘 │ ├── tty0 ← 终端设备 │ ├── null ← 空设备黑洞 │ └── random ← 随机数生成器 ├── etc ← 系统配置文件 │ ├── passwd ← 用户账户信息 │ ├── fstab ← 文件系统挂载表 │ └── hosts ← 主机名解析 ├── home ← 普通用户主目录 │ └── alice/ ← 用户 alice 的家目录 ├── lib → /usr/lib ← 共享库文件.so ├── media ← 可移动媒体挂载点U盘、光盘 ├── mnt ← 临时挂载点 ├── opt ← 第三方软件安装目录 ├── proc ← 进程和内核信息虚拟文件系统 │ ├── 1/ ← PID1 的进程信息init/systemd │ ├── cpuinfo ← CPU 信息 │ └── meminfo ← 内存信息 ├── root ← root 用户的主目录 ├── run ← 运行时数据PID文件、套接字 ├── srv ← 服务数据Web、FTP ├── sys ← 内核设备树虚拟文件系统sysfs ├── tmp ← 临时文件重启后清空 ├── usr ← 用户程序和数据 │ ├── bin/ ← 用户命令 │ ├── include/ ← C/C 头文件 │ ├── lib/ ← 库文件 │ └── share/ ← 架构无关数据 └── var ← 可变数据 ├── log/ ← 日志文件 ├── spool/ ← 打印队列、邮件队列 └── tmp/ ← 持久临时文件3.2 重要目录详解/proc— 进程与内核信息虚拟文件系统/proc不是真实的磁盘文件系统而是内核在内存中动态生成的虚拟文件系统。# 查看当前进程信息 PID$$ # 当前 Shell 的 PID echo 当前 Shell PID: $PID ls /proc/$PID/ # 输出cmdline cwd environ exe fd maps mem stat status ... # 查看进程命令行 cat /proc/$PID/cmdline | tr \0 # 查看进程内存映射 cat /proc/$PID/maps | head -10 # 查看进程打开的文件描述符 ls -la /proc/$PID/fd # 查看进程状态 cat /proc/$PID/status | grep -E Name|Pid|VmRSS|Threads/* 用 C 程序读取 /proc/meminfo 获取内存信息 */ #include stdio.h #include stdlib.h #include string.h int main(void) { FILE *fp fopen(/proc/meminfo, r); if (!fp) { perror(fopen /proc/meminfo); return 1; } char line[256]; int count 0; printf( 内存信息 \n); while (fgets(line, sizeof(line), fp) count 5) { /* 只打印前5行关键信息 */ printf(%s, line); count; } fclose(fp); return 0; }gcc -o read_meminfo read_meminfo.c ./read_meminfo # 输出示例 # 内存信息 # MemTotal: 16384000 kB # MemFree: 8192000 kB # MemAvailable: 10240000 kB # Buffers: 512000 kB # Cached: 2048000 kB/dev— 设备文件Linux 中一切皆文件硬件设备也以文件形式存在于/dev。# 查看块设备 lsblk ls -la /dev/sd* # SATA/SCSI 磁盘 ls -la /dev/nvme* # NVMe 固态硬盘 # 特殊设备 # /dev/null - 丢弃所有写入读取返回 EOF # /dev/zero - 读取返回无限的 0 字节 # /dev/random - 阻塞式随机数熵池 # /dev/urandom - 非阻塞随机数 # 用 /dev/zero 创建指定大小的空文件 dd if/dev/zero oftest_1MB.bin bs1M count1 ls -lh test_1MB.bin # 输出-rw-r--r-- 1 user group 1.0M ... # 生成随机密码16字节base64编码 dd if/dev/urandom bs16 count1 2/dev/null | base64/* 演示设备文件的读写操作 */ #include stdio.h #include fcntl.h #include unistd.h int main(void) { unsigned char buf[16]; int fd; /* 从 /dev/urandom 读取随机字节 */ fd open(/dev/urandom, O_RDONLY); if (fd -1) { perror(open /dev/urandom); return 1; } ssize_t n read(fd, buf, sizeof(buf)); close(fd); if (n ! sizeof(buf)) { fprintf(stderr, 读取不完整\n); return 1; } printf(随机字节十六进制: ); for (int i 0; i (int)n; i) { printf(%02x , buf[i]); } printf(\n); return 0; }3.3 文件类型Linux 有 7 种文件类型用ls -l第一个字符标识标识符类型说明-普通文件文本、二进制、可执行文件d目录包含其他文件的容器l符号链接指向另一个文件的快捷方式c字符设备按字节流访问终端、串口b块设备按块访问硬盘、U盘p命名管道FIFO进程间通信s套接字网络/本地进程间通信# 查看各种文件类型示例 ls -la /dev/null # c --- 字符设备 ls -la /dev/sda # b --- 块设备如果存在 ls -la /bin # l --- 符号链接指向 /usr/bin ls -la /tmp # d --- 目录 ls -la /etc/passwd # - --- 普通文件 # 用 file 命令识别文件类型不依赖扩展名 file /bin/bash # ELF 64-bit LSB pie executable file /etc/passwd # ASCII text file /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 # ELF shared object/* 使用 stat() 系统调用获取文件元数据 */ #include stdio.h #include sys/stat.h #include time.h /* 根据 st_mode 返回文件类型字符串 */ const char *file_type(mode_t mode) { if (S_ISREG(mode)) return 普通文件; if (S_ISDIR(mode)) return 目录; if (S_ISLNK(mode)) return 符号链接; if (S_ISCHR(mode)) return 字符设备; if (S_ISBLK(mode)) return 块设备; if (S_ISFIFO(mode)) return 命名管道; if (S_ISSOCK(mode)) return 套接字; return 未知类型; } int main(int argc, char *argv[]) { if (argc 2) { fprintf(stderr, 用法: %s 文件路径\n, argv[0]); return 1; } struct stat st; /* lstat 不跟随符号链接stat 会跟随 */ if (lstat(argv[1], st) -1) { perror(lstat); return 1; } printf(文件路径: %s\n, argv[1]); printf(文件类型: %s\n, file_type(st.st_mode)); printf(文件大小: %ld 字节\n, (long)st.st_size); printf(硬链接数: %lu\n, (unsigned long)st.st_nlink); printf(所有者 UID: %u\n, st.st_uid); printf(所属组 GID: %u\n, st.st_gid); printf(inode 号: %lu\n, (unsigned long)st.st_ino); /* 格式化时间 */ char timebuf[64]; struct tm *tm_info localtime(st.st_mtime); strftime(timebuf, sizeof(timebuf), %Y-%m-%d %H:%M:%S, tm_info); printf(修改时间: %s\n, timebuf); /* 打印权限位rwxrwxrwx 格式 */ printf(权限: %c%c%c%c%c%c%c%c%c\n, (st.st_mode S_IRUSR) ? r : -, (st.st_mode S_IWUSR) ? w : -, (st.st_mode S_IXUSR) ? x : -, (st.st_mode S_IRGRP) ? r : -, (st.st_mode S_IWGRP) ? w : -, (st.st_mode S_IXGRP) ? x : -, (st.st_mode S_IROTH) ? r : -, (st.st_mode S_IWOTH) ? w : -, (st.st_mode S_IXOTH) ? x : -); return 0; }gcc -o file_info file_info.c ./file_info /etc/passwd # 输出示例 # 文件路径: /etc/passwd # 文件类型: 普通文件 # 文件大小: 2847 字节 # 硬链接数: 1 # 所有者 UID: 0 # 所属组 GID: 0 # inode 号: 131073 # 修改时间: 2024-01-15 10:30:00 # 权限: rw-r--r--3.4 文件权限与 inode权限模型权限字符串示例-rwxr-xr-- │││││││││└── 其他用户只读 ││││││└──── 所属组读执行 │││└─────── 所有者读写执行 └────────── 文件类型- 普通文件 数字表示 r 4, w 2, x 1 rwxr-xr-- 754# 修改权限 chmod 755 script.sh # 数字方式 chmod ux,g-w,o-x file.txt # 符号方式 # 修改所有者 chown alice:developers file.txt # 查看权限详细 stat /etc/passwd ls -l /etc/passwd # umask新建文件的默认权限掩码 umask # 查看当前 umask通常是 022 umask 027 # 设置 umask新文件权限 666 ~027 640inode 机制/* 演示硬链接与 inode 的关系 */ #include stdio.h #include sys/stat.h #include unistd.h int main(void) { /* 创建一个文件 */ FILE *fp fopen(original.txt, w); fprintf(fp, Hello, inode!\n); fclose(fp); /* 创建硬链接两个文件名指向同一个 inode */ if (link(original.txt, hardlink.txt) -1) { perror(link); return 1; } /* 创建软链接符号链接存储路径字符串 */ if (symlink(original.txt, softlink.txt) -1) { perror(symlink); return 1; } /* 比较三个文件的 inode 号 */ struct stat st1, st2, st3; stat(original.txt, st1); stat(hardlink.txt, st2); lstat(softlink.txt, st3); /* lstat 不跟随符号链接 */ printf(original.txt inode: %lu, 硬链接数: %lu\n, (unsigned long)st1.st_ino, (unsigned long)st1.st_nlink); printf(hardlink.txt inode: %lu, 硬链接数: %lu\n, (unsigned long)st2.st_ino, (unsigned long)st2.st_nlink); printf(softlink.txt inode: %lu (符号链接自身)\n, (unsigned long)st3.st_ino); printf(\n硬链接与原文件 inode 相同: %s\n, st1.st_ino st2.st_ino ? 是 ✓ : 否 ✗); printf(软链接与原文件 inode 相同: %s\n, st1.st_ino st3.st_ino ? 是 : 否 ✓符号链接有自己的inode); /* 清理 */ unlink(original.txt); unlink(hardlink.txt); unlink(softlink.txt); return 0; }gcc -o inode_demo inode_demo.c ./inode_demo # 输出示例 # original.txt inode: 1234567, 硬链接数: 2 # hardlink.txt inode: 1234567, 硬链接数: 2 # softlink.txt inode: 1234568 (符号链接自身) # # 硬链接与原文件 inode 相同: 是 ✓ # 软链接与原文件 inode 相同: 否 ✓符号链接有自己的inode3.5 文件系统挂载# 查看当前挂载的文件系统 mount | column -t # 或 df -hT # 显示磁盘使用情况和文件系统类型 # 挂载 U 盘需要 root 权限 # mount /dev/sdb1 /mnt/usb # 查看 /etc/fstab开机自动挂载配置 cat /etc/fstab # 格式设备 挂载点 文件系统类型 选项 dump pass # 查看支持的文件系统类型 cat /proc/filesystems/* 使用 statvfs() 获取文件系统统计信息 */ #include stdio.h #include sys/statvfs.h int main(int argc, char *argv[]) { const char *path (argc 1) ? argv[1] : /; struct statvfs vfs; if (statvfs(path, vfs) -1) { perror(statvfs); return 1; } unsigned long long total (unsigned long long)vfs.f_blocks * vfs.f_frsize; unsigned long long free (unsigned long long)vfs.f_bfree * vfs.f_frsize; unsigned long long avail (unsigned long long)vfs.f_bavail * vfs.f_frsize; unsigned long long used total - free; printf(文件系统路径: %s\n, path); printf(块大小: %lu 字节\n, vfs.f_bsize); printf(总空间: %.2f GB\n, total / 1e9); printf(已用空间: %.2f GB\n, used / 1e9); printf(可用空间: %.2f GB\n, avail / 1e9); printf(使用率: %.1f%%\n, (double)used / total * 100); printf(总 inode 数: %lu\n, (unsigned long)vfs.f_files); printf(空闲 inode 数: %lu\n, (unsigned long)vfs.f_ffree); return 0; }gcc -o fs_info fs_info.c ./fs_info / # 输出示例 # 文件系统路径: / # 块大小: 4096 字节 # 总空间: 107.37 GB # 已用空间: 23.45 GB # 可用空间: 78.56 GB # 使用率: 21.8% # 总 inode 数: 6553600 # 空闲 inode 数: 6123456综合实践系统信息汇总脚本#!/bin/bash # 文件名sysinfo.sh # 功能综合展示内核、Shell、文件系统信息 set -euo pipefail # 颜色定义 RED\033[0;31m GREEN\033[0;32m YELLOW\033[1;33m BLUE\033[0;34m NC\033[0m # No Color print_section() { echo -e \n${BLUE}══════════════════════════════════════${NC} echo -e ${GREEN} $1${NC} echo -e ${BLUE}══════════════════════════════════════${NC} } # ── 1. 内核信息 ─────────────────────────────────────────── print_section 内核信息 echo 内核版本: $(uname -r) echo 系统架构: $(uname -m) echo 主机名: $(hostname) echo 系统启动时间: $(uptime -s 2/dev/null || uptime | awk {print $3,$4} | tr -d ,) # ── 2. Shell 信息 ───────────────────────────────────────── print_section Shell 信息 echo 当前 Shell: $SHELL echo Shell 版本: $($SHELL --version 21 | head -1) echo 当前 PID: $$ echo 登录用户: $(whoami) # ── 3. 内存信息读取 /proc/meminfo──────────────────── print_section 内存信息 awk /^MemTotal|^MemFree|^MemAvailable|^SwapTotal|^SwapFree/ { printf %-20s %8.1f MB\n, $1, $2/1024 } /proc/meminfo # ── 4. 文件系统信息 ─────────────────────────────────────── print_section 文件系统使用情况 df -hT | grep -v tmpfs\|devtmpfs\|udev | \ awk NR1{print} NR1{ # 根据使用率着色 use$6; gsub(/%/,,use) if(use0 80) color\033[0;31m else if(use0 60) color\033[1;33m else color\033[0;32m printf %s%s\033[0m\n, color, $0 } # ── 5. 重要目录大小 ─────────────────────────────────────── print_section 重要目录大小 for dir in /etc /var/log /tmp /home; do if [ -d $dir ]; then size$(du -sh $dir 2/dev/null | awk {print $1}) printf %-15s %s\n $dir $size fi done # ── 6. 进程统计 ─────────────────────────────────────────── print_section ⚙️ 进程统计 echo 总进程数: $(ps aux | wc -l) echo 运行中进程: $(ps aux | awk $8~/^R/{count} END{print count0}) echo CPU 核心数: $(nproc) echo 系统负载: $(cat /proc/loadavg | awk {print $1,$2,$3}) echo -e \n${GREEN}✓ 系统信息汇总完成${NC}\nchmod x sysinfo.sh ./sysinfo.sh知识点总结Linux 系统编程第1章 核心知识图谱 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Linux 系统概述 │ └──────────────┬──────────────────┬───────────────────────┘ │ │ │ ┌──────▼──────┐ ┌───────▼──────┐ ┌──────▼──────┐ │ 内核 │ │ Shell │ │ 文件系统 │ │ Kernel │ │ │ │ Structure │ └──────┬──────┘ └───────┬──────┘ └──────┬──────┘ │ │ │ ┌──────▼──────┐ ┌───────▼──────┐ ┌──────▼──────┐ │ • 进程管理 │ │ • 变量/环境 │ │ • FHS 标准 │ │ • 内存管理 │ │ • 控制流 │ │ • /proc虚拟 │ │ • 设备驱动 │ │ • 函数/陷阱 │ │ • /dev设备 │ │ • 系统调用 │ │ • 管道/重定向│ │ • inode机制 │ │ • 用户/内核态│ │ • 错误处理 │ │ • 文件类型 │ └─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘ 关键系统调用write() read() open() close() stat() lstat() getpid() fork() exec() link() symlink() 关键虚拟文件/proc/meminfo /proc/cpuinfo /proc/[pid]/ /proc/filesystems /proc/loadavg ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━参考资料《Linux/UNIX 系统编程手册》— Michael Kerrisk《深入理解 Linux 内核》— Daniel P. BovetLinux man pages:man 2 syscall,man 7 hier,man 5 procLinux Kernel 官方文档: The Linux Kernel documentation — The Linux Kernel documentation