目录结构

Linux 系统默认的文件系统格式是 ext4。 和其他操作系统一样，Linux 的文件系统采用的也是树形结构，树的根就是根目录(root directory)，用一个正斜杠 / 表示，树的叶子 是文件，中间结点则是目录。 要注意的是，Linux 的路径名中用正斜杠 / 分隔目录名，而 Windows 中用的则是反斜杠\。

Linux 系统的根目录下通常有下面一些子目录：

  • /bin：供所有用户使用的完成基本任务（在单人维护模式下还能够被操作的指令）的可执行文件，如bash, mv, cp, touch, more, chmod, ls, which；
  • /boot：启动Linux时使用的一些核心文件。如操作系统内核、引导程序Grub等；
  • /cdrom：空，可以将光驱文件系统挂在这个目录；
  • /dev：所有系统设备文件，从此目录可以访问各种系统设备；
  • /etc：系统和应用软件的全局配置文件，如passwd, shadow, hosts, timezone；
  • /home：普通用户的家目录所在的位置；
  • /lib：系统动态连接共享库文件和内核模块，相当于.dll文件；
  • /lib64：64位系统动态连接共享库文件；
  • /lost+found：几乎每个分区都有，储存发生意外后丢失的文件，只有root用户才能打开；
  • /media：可移动设备的挂载点，如光盘，u盘；
  • /mnt：空，可以作为外挂设备的挂接点；
  • /opt：一些第三方软件的安装位置，/usr/local/；
  • /proc：存在于内存中的虚拟文件系统，保存内核和进程的状态信息；
  • /root：超级用户的家目录；
  • /run：系统开机后所产生的各项信息放置到 /var/run 目录下，新版的 FHS 则规范到 /run 下面；
  • /sbin：供超级用户用的可执行程序，如reboot, shutdown, ifconfig；
  • /snap：ubuntu的新软件包管理方式，snap软件包；
  • /srv：网络服务所需要取用的，提供给网络任何人浏览的，数据目录；
  • /sys：Linux2.6内核中的虚拟文件系统sysfs，记录核心系统硬件信息；
  • /tmp：创建临时文件或目录；
  • /usr：静态的用户级应用程序数据；
    • /usr/bin/：供一般用户用的非必需的可执行程序；
    • /usr/games/：与游戏比较相关的数据放置处；
    • /usr/include/：存放编写程序需要的头文件的目录；
    • /usr/lib/：系统的非必需的库文件；
    • /usr/local/：空，安装本地程序的默认路径
    • /usr/sbin/：供超级用户用的非必需的可执行程序；
    • /usr/share/：放置只读架构的数据文件，包括共享文件；
    • /usr/src/：内核和软件的源代码的位置；
  • /var：动态的应用程序数据；
    • /var/cache：应用程序的缓存文件；
    • /var/lib：应用程序的信息、数据，如数据库的数据等都存放在此文件夹。
    • /var/local：/usr/local中程序的信息、数据
    • /var/lock：锁定文件，许多程序遵循在 /var/lock 中产生一个锁定文件的约定，以用来支持他们正在使用某个特定的设备或文件。其他程序注意到这个锁定文件时，就不会再使用这个设备或文件；
    • /var/log：系统日志文件，如登录文件；
    • /var/opt：/opt中程序的信息、数据；
    • /var/run：正在执行着的程序的信息，如PID文件应存放于此；
    • /var/spool：存放程序的假脱机数据（即spool data）
    • /var/tmp：临时文件；

文件权限

文件类型

  • - 表示普通文件
  • d 表示目录
  • l 表示符号链接
  • s 表示具有 SUID 属性的文件
  • b 表示块设备
  • c 表示字符设备
  • p 表示管道

链接

Linux链接分两种，一种被称为硬链接（Hard Link），另一种被称为符号链接（Symbolic Link），即软链接。 只有软链接的类型为l。

默认情况下，ln 对象 链接名命令产生硬链接。ln -s 对象 链接名命令产生软链接。

硬链接

  • 在你选定的位置上生成一个和源文件大小相同的文件
    硬链接以文件副本的形式存在。但不占用实际空间
  • 不允许给目录创建硬链接
  • 硬链接只有在同一个文件系统中才能创建

符号链接

  • 在你选定的位置上生成一个文件的镜像，不会占用磁盘空间
    以路径的形式存在。类似于Windows操作系统中的快捷方式
  • 可以 跨文件系统
  • 可以对一个不存在的文件名进行链接
  • 可以对目录进行链接

硬链接文件与原文件的inode节点相同，软链接仅仅是一个链接

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
touch afile
ln afile linkh
ln -s afile links
ls -l -i

echo "i am a file" >> afile
cat afile linkh links
rm afile
cat linkh links
ls

touch afile
echo "i am another file" >> afile
cat linkh links

目录不能创建硬链接：你创建一个目录的硬连接之后，操作系统需要把这个目录下所有的文件都要做一次硬链接，这样操作系统在访问这个链接的时候要不断去遍历，大大增加复杂度，而且很容易进入死循环。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
mkdir folder 
cp quote.txt folder
ln -s folder alink 
ln -s ./folder blink 
ln -s ~/test/folder clink 
mkdir infolder
ln -s infolder dlink 
cp -r *link infolder/
cd infolder
ls -l
mkdir folder 
ls -l

现在 alink 和 blink 都是指向 ./infolder/folder 的

1
2
3
4
5
6
7
8
9
ln -s . thislink 
ln -s .. uplink
cd thislink
cd uplink
cd dlink
cd uplink/dlink # ...
pwd
pwd -P
cd -P .

用户

用户组

为了便于管理，Linux 系统中的用户被分成一个个的用户组，每个用户可以同时属于多个用户组， /etc/passwd 中给出的用户组是该用户的默认用户组。用户组的信息存储在文件 /etc/group 中。

文件的用户

系统中的每个文件都有属主(owner)，即拥有该文件的用户。大部分系统文件的属主是超级用户， 普通用户无权修改它们。每个文件除了有属主以外，还有一个用户组的属性。 默认情况下，文件的组就是属主的默认组。这样，对于一个文件来说，系统上的所有用户 被分成三类：第一类是该文件的属主。第二类是该文件的用户组中的用户，第三类是所有其他用户。

修改文件用户和用户组

1
2
chown user:group FILE
chown -R ...

权限

访问权限

第一列除第一个字符外的其余 9 个字符用于描述不同用户对文件的访问权限， 它们每三个字符构成一组，共三组，分别表示属主(owner)、用户组成员(group)和其他用户 (other)对该文件的访问权限。每组三个字符依次是r (read, 表示读的权限)、 w (write, 表示写的权限) 和x (execute, 表示执行权限)，如果具有该权限， 则显示相应的字符，如果不具有该权限，则显示一个短横线-。
###特殊访问权限

  • SetUID(SUID)：出现在文件所有者的 x 权限上，仅对二进制程序有效， 程序的执行者在执行该程序过程中具有程序所有者的权限。
    1
    passwd
  • SetGID(SGID)：出现在文件用户组的 x 权限上，仅对二进制程序和目录有效。
    • 程序的执行者在执行该程序过程中具有程序用户组的权限
    • 用户在此目录下的有效用户组将变成该目录的用户组，即使你不属于它
  • StickyBIT(SBIT)：出现在文件其他用户的 x 权限上，仅对目录有效。当用户在该目录下创建新文件或目录时， 仅有自己和 root 才有权力删除。
    1
    ls -l /tmp

修改访问权限

只有文件的 owner 才能修改这个权限

1
2
chmod [ugoa][+-][rwx] # 如果只想增加或去除目录的执行权限，大写
chmod -R  ...         # 递归修改

chmod 命令用三个八进制数来表示三类用户的权限，分别对应属主、用户组和其他用户， 可读加4，可写加2，可执行加1，如果是去除权限就减去相应位上的数。

文件 attribute

  • a 写操作的时候只能添加，不能删除现有内容。
  • c 内核会自动对文件进行压缩。
  • i 不能删除、移动、链接、写入。
  • s 文件删除时，磁盘空间也会清理乾净。
  • S 修改时直接写入磁盘，而不是写在缓冲区中。

特殊设备

标准读写设备

  • stdin：标准输入0，使用 < 或 << 或 <<<。
  • stdout：标准输出1，使用 > 或 >>。
  • stderr：标准错误输出2，使用 2> 或 2>>。 默认情况下，基本输入输出文件通常对应于用户的终端：标准输入就是键盘， 而标准输出和标准错误则是屏幕或窗口。在shell 命令行上可以用字符>、< 和 & 对基本输入输出进行重新定向.
  • < 输入重定向
    1
    2
    3
    4
    wc -l quote.txt
    wc -l < quote.txt
    tr "a" "A" < quote.txt
    tr a-z A-Z < quote.txt > quate.txt
  • << 输入重定向并指定分隔符
    1
    2
    3
    cat << EOF
    Working dir "$PWD" `pwd`
    EOF
  • <<< 输入重定向，用于字符串
    1
    tr a-z A-Z <<< "one two three"
  • 输出重定向
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    tr "a" "A" < quote.txt
    tr "a" "A" < quote.txt > quate.txt
    cat quote.txt quate.txt 
    cat quote.txt quate.txt > test.txt
    cat quote.txt qubte.txt > test.txt
    cat quote.txt qubte.txt 2>&1 > test.txt
    cat quote.txt qubte.txt > test.txt 2>&1
    cat quote.txt qubte.txt &> test.txt

读写设备

  • null：黑洞设备，丢弃一切写入其中数据；
    1
    cat quote.txt quate.txt > /dev/null
  • zero：读取时提供无限的空字符\0x00；
    1
    dd if=/dev/zero of=输出 count=1024 bs=1024
  • full：常满设备，写入时返回设备无剩余空间（ENOSPC）；
    1
    cat 文件 > /dev/full

随机数熵池

  • random：存储着系统当前运行的环境的实时数据。它可以看作是系统某个时候唯一值数据，因此可以用作随机数元数据。我们可以通过文件读取方式，读得里面数据;
  • urandom：这个设备数据与 random 里面一样。只是，它是非阻塞的随机数发生器，读取操作不会产生阻塞;
    1
    echo "$(cat /dev/urandom | head -c 10 | cksum | awk -F ' ' '{print $1}') % 1000" | bc
  • loop：Loop设备可以把文件作为块设备挂载使用，
    1
    mount -o loop 文件 位置

参考来源：
https://github.com/RyanBernX/par2018/wiki/Lecture01