Linux 是什么，以及你为什么老是装不上软件

难度 ★☆☆☆☆ · 前置：无 ｜ 一句话结论：内核、发行版、shell 是三样不同的东西，只有内核叫 Linux。apt: command not found 这类事，全部来自把它们混成一个词。

入职前我在自己那台 CentOS 7 虚拟机上折腾了一下午 htop，网上搜到的教程清一色 sudo apt install htop，照敲，返回 apt: command not found，换一篇说该用 yum，敲完是另一个错，再换一篇说要从源码编译，得先 ./configure，跑到一半又报缺 gcc，我只好回头去装 gcc，而装 gcc 的教程第一步又是 apt install，绕回来了。那天下午我就卡在这个圈里，反复确认自己有没有拼错字，反复重启虚拟机，最后连镜像都重新下了一遍，因为网上有人说 CentOS 7 的源早就挂了，我居然信了。

那时我以为自己装了个假系统。

（这个问题我后来问过身边几个人，答案几乎一致，每个人都怀疑过一次，然后每个人都把系统重装了一遍，装完还是不行。）

后来才明白，那三篇教程各自假设了一种发行版，而我手上是第四种，apt 是 Debian 系的东西，CentOS 用 yum 或 dnf，这件事跟内核版本一点关系都没有，跟硬件、跟镜像、跟我有没有装错，也都没有关系。写教程的人默认了读者跟他用同一个系统，这个默认从来不写在标题里，也不写在第一步，它藏在那句复制粘贴就能用里，等你复制完了、敲出第一行报错，才发现整段路的起点就不一样，而起点不一样，后面每一步都不会一样。

这也是我写博客的原因之一，有些东西不写下来，过两个月自己都会重新踩一遍。

三个东西被叫成了同一个名字

Linux 这个词在不同场合指三个不同的层次，平时混着用也不出事，直到你照着别人的命令敲不下去。

内核跟硬件打交道，进程调度、内存分配、文件系统、网络协议栈、设备驱动都归它管，编译出来几 MB，你平时看不见它，但每一次让 CPU 干活都得经过它。发行版是内核加一堆用户态程序加包管理器加安装镜像，Ubuntu、Debian、CentOS、Fedora、Arch、Alpine 全是这个东西，它们的内核差别其实不大，都是同一份 Linux，真正不一样的是上面那层用户态，装软件用什么命令、配置文件放在哪、默认带了哪些工具、连 ls 输出的颜色和字段顺序都可能是各自改过的，所以同一份脚本在 Ubuntu 上跑得通、搬到 CentOS 上就报错，问题十有八九出在这一层，而不是你把系统搞坏了。

shell 是个普通程序。

你敲的字由它读，由它解析，由它去调别的程序，bash、zsh、fish 都算。

它甚至不属于 Linux。

macOS 自带 zsh，Windows 装了 WSL 一样能跑 bash，你换一个 shell，上面那些程序一个都不受影响。

图里那个系统调用我没解释过，它就是用户程序请内核替它办事的那个动作，你在程序里写的 open、read、fork 都是，自己一步也迈不进内核，只能递请求。至于 shell 和 ls 平级这件事，我第一次看的时候也愣了一下，都是用户态程序，shell 并没有什么特殊地位，它只是专门用来启动别的程序的那一个，除此之外它跟 ls 拿到的权限、能碰到的内存，没有任何区别。

一条命令的四次交接

你敲下 ls，中间经过四次转手。

终端程序先收到你的按键，把字符一个字节一个字节喂给 shell，shell 读到换行，判断这是一条命令，去 PATH 里挨个目录找 ls 在哪，找到 /usr/bin/ls 之后 fork 出一个子进程，子进程 execve 把自己换成 ls。最后 ls 调 open、getdents64、write，由内核替它读目录、往屏幕上写。为什么非要分成复制和替换两步，而不是直接拿另一个程序把自己盖掉，这个问题的答案藏在 fork 之后那段时间里，子进程要把文件描述符（就是它当前打开着的那些文件，内核给它编了号，顺着号就能找到文件）、信号处理、工作目录这些环境收拾好，再交给 execve，一步做完就没有这个缝了。

四次转手，只有最后一次跨过那道门。

这些 fork、execve、open、write 都是系统调用，名字先混个脸熟就行，不用记，它们是同一类东西，都是从用户态敲内核那扇门的动作。

（第一次看到 fork 是复制出一个一模一样的自己、再把那个自己换掉，我承认我有点不适应，感觉像自己把自己吃了。）

你到底站在哪一层

不用猜，三条命令问出来。

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uname -a

我在一台 Ubuntu 22.04 的测试机上跑，输出是这样。

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Linux testbox 5.15.0-75-generic #82-Ubuntu SMP Tue Jun 6 15:42:56 UTC 2023 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

这一行八个字段，从左到右分别是内核名、主机名、内核版本、编译信息、硬件平台、处理器类型、平台细节、操作系统。我一开始以为第二个字段是版本号，还困惑过为什么每换一台机器它就变一次，后来才知道那是主机名，5.15.0-75-generic 在第三个字段上，而这个字段恰好是别人问起你内核版本时唯一要看的那个东西，其余七个基本不用管，我那次数了三遍才数对位置。

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cat /etc/os-release
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PRETTY_NAME="Ubuntu 22.04.3 LTS"
NAME="Ubuntu"
VERSION_ID="22.04"
VERSION="22.04.3 LTS (Jammy Jellyfish)"
ID=ubuntu
ID_LIKE=debian
HOME_URL="https://www.ubuntu.com/"

这是发行版身份，看到 ID_LIKE=debian 就该知道它按 Debian 的规矩来，装软件用 apt。

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echo $SHELL
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/bin/bash

这是 shell 身份，这里有个坑，$SHELL 记的是你登录时用的那个 shell，不一定是此刻正在跑的那个，你在 bash 里再敲一次 zsh，这个变量不会跟着变，想知道当前到底是谁，用 echo $0 或者 ps -p $$。

分不清会踩到什么

症状 真实原因 属于哪层
apt: command not found 这是 CentOS / Fedora，包管理器是 dnf 或 yum 发行版
ls 输出颜色不一样 不同的 shell 别名或 LS_COLORS 配置 shell
某个新功能用不了 内核版本太低 内核
sudo 说没有权限 你不在 sudoers 里，跟内核无关 发行版配置

最后一条值得单独说一下，sudo 的权限判断完全是用户态程序自己干的，内核根本不认识 sudoer 这个概念，它只认 uid，sudo 靠那个 SUID 位以 root 的身份跑起来（SUID 是一个特殊权限位，作用是让普通用户执行某个程序时临时获得文件属主的权限），然后代替你去执行命令，所以它说没有权限的时候，问题既不在内核也不在你的密码，而在 /etc/sudoers 里有没有你这一行，这个文件最容易被改坏，所以 visudo 才会在做完语法检查之后才允许落盘，一套权限判断连谁有资格改它都替你考虑过了，这套机制在讲权限模型那篇里展开。

（这条我踩过，当时以为是内核不让我干，其实是 /etc/sudoers 里压根没加我。）

再补两个我早期确实搞混过的。

uname -a 第一个字段永远是 Linux，因为它问的是内核，不会告诉你发行版，想知道发行版，只能去看 /etc/os-release。

发行版之间内核不同这个说法半对，内核版本和配置确实有差异，Ubuntu 打了一堆补丁，Alpine 用 musl 并把镜像压得很小，但底下那个 Linux 是同一个，真正的差别还在用户态，至于内核版本越高越好这件事，得看你跑什么，新内核有新特性和新驱动，也有新 bug，生产环境一般跟着发行版的长期支持版本走，不追新，我第一次接手线上机器时做的第一件事就是去看它的内核，发现它跑着一个比我笔记本还老的版本，而它稳得很，那一刻我才明白，新跟稳在服务器上是两件事，很多时候还是相反的两件事。

（那个内核我到现在也没敢动，同事说等下次维护窗口，然后就没有下次。）

顺手能记住的

uname -r 问内核版本，这是日常最常用的一条，输出就一行 5.15.0-75-generic，uname -m 问架构，x86_64 还是 aarch64，cat /proc/version 更啰嗦（/proc 是个假目录，里面的文件都是内核现造的，不在磁盘上），连编译器版本和构建机都报出来，这条我一般只在自己编过内核之后才看，因为它跟 uname -a 的第三个字段是同源的，区别只是啰嗦程度。

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Linux version 5.15.0-75-generic (buildd@lcy02-amd64-045) (gcc (Ubuntu 11.3.0-1ubuntu1~22.04.1) 11.3.0, GNU ld (GNU Binutils for Ubuntu) 2.38) #82-Ubuntu SMP Tue Jun 6 15:42:56 UTC 2023

里面的 (buildd@lcy02-amd64-045) 是 Launchpad 的构建机，说明这内核是 Ubuntu 官方编的，不是你自己编的那个。

ps -p $$ -o comm= 里的 $$ 是 shell 的特殊变量，值是它自己的 PID，这条命令在问内核，PID 是多少多少的那个进程叫什么名字。

装软件报 command not found，八成是发行版不对，不是系统坏了。