2017-10-23Linux基础知识FHS文件系统

Posted 2020-10-11

  我们回顾一下上一节所讲的知识，我们知道了如何获取帮助，在内部我们可使用help COMMAND，而外部命令我们使用man或--help及info，以及可以查看官方自带的文档(ReadME, CHANGELOG, INSTALL)，还有就是发行版的文档以及上网搜索(推荐使用谷歌)，那么我们如果想查看那个命令在手册中属于那个章节，使用whatis命令就可以。
  在最后我们总结一下基础命令：之后我们这一章开始讲述Linux的文件系统。以及介绍bash特性。

   pwd, cd, ls, echo, date, clock, cal, hwclock, cat, tac, file, type, tty, halt, poweroff, shutdown, reboot

一、Linux文件系统

  我们都知道，程序源码写完之后都要进行编译成二进制程序才能运行，如果不依赖于库文件的话，从系统调用接口直接写程序的话，我们称之为静态编译，也就是说，程序里的库文件是自带的，不过该程序是会很大的，因为它把库文件都编译进去了，好处是不用依赖系统上的库文件，可直接运行。而动态编译是要依赖于调用系统上的库文件进行编译和运行，好处是占用体积较小。那么Linux的库编译是glibc工具，我们将程序执行载入并内存时它就是一个进程，用户人为启动某个程序时，是要通过终端来启动，这就是与终端相关的进程，而终端是一个硬件设备，它关联一个用户的接口，另一种是与终端无关的进程，它是通过操作引导启动过程当中自动启动。没有人为的参与。

1.1 操作系统的层级结构组成

  在我们之前也讲过操作系统的组成部分，从静态角度来说就是内核Kernel和GPL等开源协议的应用程序Application来组成，那么文件系统是内核当中必须有的一个功能，在Linux的层级结构是倒装的数置结构，我们都知道普天之下莫非王土，率土之兵莫非王臣。说明我们访问Linux的文件系统时，一切都是从"根"开始，也就是该符号/，而下面的是根据FHS(文件系统层次化标准)所定制的根一下的目录一下必须存放什么样的数据和目录，成为了各个厂商以及开发者的统一采用标准。如果不是统一，而是根据各个厂商及开发者开发的话，那对于我们使用者来说，是一件痛苦的事情。FHS的层级结构目录如下：

   /bin：所有用户可用的基本程序文件；
   /sbin：供系统管理员使用的工具程序；
   /dev：存储特殊设备文件；
	设备有两种过类型：字符设备(线性设备)、块设备(随机设备)；
   /etc：系统程序的配置文件，只能为静态的文本文件；
   /home：普通家目录的集中位置：一般每个普通用户的家目录默认在此目录下与用户名的子目录，/home/USERNAME；
   /root：管理员的家目录；可选；
   /lib：为系统启动或根文件系统上的应用程序(/bin, /sbin)提供共享库，以及内核提供模块；
	libc.so.*：动态连接的C库；
	ld*：运行时链接器/加载器；
	modules：用于存储内核模块的目录；
   /lib64：64位系统特有的存放64位共享库的路径；
   /media：便捷式设备的挂载点，cdrom, floppy等；
   /mnt：其它文件系统临时挂载点；
   /opt：附加应用程序的安装位置；可选路径；
   /srv：当前主机为服务器提供的数据；
   /tmp：为那些会产生临时文件的程序提供的用于存储临时文件的目录；可提供所有用户执行写入操作；有特殊权限；
   /usr：usr Hierarchy, 全局共享的只读数据路径；
	bin, sbin
	lib, lib64
	include：C语言程序文件
	share：命令手册页和自带文档框架持有的文件所存储的位置；
	local：另一个层级目录；
	lock：
	log：
	run：
	spool：
	tmp
   /proc：(内核的输出信息是通过内核参数来实现的)
   基于内存的虚拟文件系统，用于内核及进程存储其相关信息；它们多位内核参数，例如：net.ipv4.ip_forward，虚拟为net/ipv4/ip_forward，存储于/proc/sys/，因此其完整路径为/proc/sys/net/ip_forward；
   /sys：sysfs虚拟文件系统提供了一种比proc更为理想的访问内核数据的途径；其主要作用在于管理Linux设备提供一种统一模型的接口；

  总结：Linux内核中有文件系统功能，而这个文件系统是关联在内核上面，内核可以通过这个文件系统访问任何一个文件，必要的时候让一个程序启动起来，访问自己的配置文件，而内核也不例外，它也是某个磁盘路径下的某个文件，但我们分区时，这些分区不能随意分开并访问，所以一切都从根开始，在根以下的目录找到一个空目录，关联其它设备，称之为挂载(大致上的FHS)。

二、Linux系统上的文件类型

  我们在使用ls -l命令的时候可以详细查看该文件或目录的详细信息及大小，那么其实最左侧的第一个-是系统上的文件类型，有几下几类，如下示例：

   -：常规文件；即f；
   d：directory，目录文件；
   b：block device，块设备文件，支持以"block"为单位进行随机访问；
   c：character device，字符设备文件，支持以"charactor"为单位进行线性访问；
	major number：主设备号，用于标识设备类型，进而确定要加载的驱动程序；
	minjor number：次设备号，用于表示同一类型中的不同设备；
		早期用8位二进制表示：0-255
   l：symbolic link，符号设备文件；
   p：pipe，命令管道；
   s：socket，套接字文件；

2.1 基本命令

2.1.1 alias命令

  我们现在都知道，类型分为内部命令和外部命令，内部命令就是shell内嵌的命令，但shell命令本身是外部的，但在shell内包含着许多命令，那么命令格式我们也讲过，就是type COMMAND如果是内部命令就会显示builtin，那么外部就会显示其命令文件的存放路径，不过需要注意的是，命令是可以有别名的；如果别名可以与原名相同，那么此时原名就会隐藏，以CentOS和Debian为例，它们的rm命令的作用是不同的，因为在CentOS中，rm命令其实是别名，它是rm="rm -i"就是将rm -i这个命令替换为rm命令，-i选项是删除之前询问，如果不加入这个选项的话，则会直接删除，Debian就是默认没有这个别名。那么接下来我们如何用别名来将命令进行替换。
  那么获取可用别名的定义我们直接使用alias来直接查看：

   # alias

  那么我们如何定义别名的格式如下：

   # alias NAME=COMMAND

  需要注意的是，这一类的别名仅对当前的shell进程有效(退出分为两种概念，一种是时间上的终止，还有一个是范围终止这两个概念，时间终止为：shell退出；范围终止：指的是当前shell)。
  撤销别名：

   # unalias NAME

2.1.2 whereis命令

  whereis命令是查找该命令的路径存放的二进制文件，以及手册页等存放的位置，其命令格式为：

   # whereis [OPTIONS] name...

  常用选项：

   -b：仅搜索二进制程序路径；
   -m：仅搜索使用手册文件路径；

2.1.3 which命令

  which命令是查找环境变量中的二进制的文件，不过有些命令是别名的默认也是显示出来。

   # which [OPTIONS] [--] programname [...]

  我们最常用的选项：

   --skip-alias：跳过别名；

2.1.4 who命令

  who命令无非就是查看是那个用户在登录，命令使用如下：

   # who [OPTIONS]...

  选项如下：

   -b：系统此次启动的时间；
   -r：运行级别；

2.1.5 w命令

  w命令是显示目录登录用户的信息。

三、bash的基础特性

3.1 历史命令

  我们在系统中操作某一个程序或者配置一个服务的时候，如果哪一个步骤出现了错误我们并没有找到的话，我们可以查看一下历史命令来看看我们使用的命令操作是否正确，所以说历史命令是shell进程会其会话中保存此用户提交执行过的命令，而我们使用的命令为：history。同时我们还可以定制history的功能，可通过环境变量来实现：

   HISTSIZE：shell进程可保留的命令历史条数；
   HISTFILE：持久保存命令历史的文件；
	.bash_history
   HISTFILESIZE：命令历史文件的大小；

  命令用法：

   # history [-c] [-d offset] [n] or history -anrw [filename] or history -ps arg [arg...]

  常用选项：

   -c：清空命令历史；
   -d offset：删除指定命令历史；
   -r：从文件读取命令历史至历史列表中；
   -w：把历史列表中的命令追加至历史文件中；
   history #：显示最近的#条命令；

  我们还可以调用历史列表中的命令，用法如下：

   !#：再一次执行历史列表中的第#条命令；
   !!：再一次执行上一条命令；
   !STRING：再一次执行命令历史列表中最近一个以STRING开头的命令；

  需要注意的是，命令的重复执行有时候需要依赖于幂等性。幂等性简单理解就是重复命令次数特别高的。
  我们也可以调用上一条命令的最后一个参数，使用如下：

   快捷键：ESC, . 和Alt, .(Linux中)

   字符串：!$

  我们还可以控制命令历史的记录方式，可以忽略重复的或者忽略以空白字符开头以及以上两者同时生效的，我们可使用环境变量HISTCONTROL来实现，其更改的值如下：

   ignoredups：忽略重复的命令；
   igonresoace：忽略以空白字符开头的命令；
   ignoreboth：以上两者同时生效；

  而我们给变量，无论是环境变量还是普通变量，需要注意的是只对当前shell有效，赋予个修改的变量的值如下：

   NAME=`VALUE`

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