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摘自:linux文件系统及其目录结构、虚拟文件系统
作者:丶PURSUING
发布时间: 2021-02-15 09:33:29
网址:https://blog.csdn.net/weixin_44742824/article/details/113806239?spm=1001.2014.3001.5502

本文为学习笔记,整合课程内容以及部分文章,参考的原文链接如下:

文件系统目录结构板块:
参考:原文链接
作者:DreamDZhu

虚拟文件系统板块:
参考:原文链接。

作者:uestc-leon

目录

  • 文件系统初步认知
    • 学术定义
    • 文件系统种类
    • 什么是分区
    • 简单理解windows和linux文件系统的区别
  • 文件系统目录结构
    • /etc目录下可以设置开机启动程序
    • 切换为root超级用户
    • /proc目录举例
    • 绝对路径与相对路径
  • 虚拟文件系统(Virtual File System)(VFS)
    • 是什么?
    • 有什么作用?
      • EG1:`cp`指令的实现
      • EG2:从系统编程,从上层到底层来看

师承陈立臣

文件系统初步认知

学术定义

文件系统是操作系统用于明确存储设备的文件和数据结构,即在存储设备上组织文件的方法

文件系统种类

文件的格式又有FAT,HFS,…

常见的:

vfat:boot (bootloader,kernel)
ext4:根目录
tmpfs:内存文件系统

比如,windows用的是NTFS。
在这里插入图片描述

树莓派的有

df -T

 
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什么是分区

windows对于分区的管理较为“随意”,因为其面向普通PC用户。C,D盘随意存放文件。
而linux较为严格,按照功能来分区,大多面向开发者。

嵌入式系统可分为4个区:

bootloader:启动代码
para:启动代码向内核传递参数的位置
kernel:l内核分区
根分区:文件系统结构

简单理解windows和linux文件系统的区别

在windows下会有驱动器盘符(C,D,E等),某个文件确切的存在于某个盘符中。

在linux下没有盘符的概念,所有的文件都在根目录(/)(cd或者cd ~ 进入)下。可以理解为所有文件都分散到整个磁盘上。

文件系统目录结构

参考:原文链接
作者:DreamDZhu

要求熟悉且记忆。

在Linux系统中,目录被组织成一个单根倒置树结构,文件系统从根目录开始,用/来表示。

在这里插入图片描述

/根目录,位于Linux文件系统目录结构的顶层,一般根目录下只存放目录,不要存放文件,/etc、/bin、/dev、/lib、/sbin应该和根目录放置在一个分区中。

/bin : 提供用户使用的基本命令, 存放二进制命令,不允许关联到独立分区,OS启动会用到里面的程序。

/boot:用于存放引导文件,内核文件,引导加载器.

/sbin:管理类的基本命令,不能关联到独立分区,OS启动时会用到的程序(重要的命令通常处于bin,不重要的则安装在sbin)。

/lib:存放系统在启动时依赖的基本共享库文件以及内核模块文件. 系统使用的函数库的目录 也存放了大量的脚本库文件 ,程序在执行过程中,需要调用时会用到

/lib64:存放64位系统上的辅助共享库文件.

/etc系统配置文件存放的目录,该目录存放系统的大部分配置文件和子目录,不建议在此目录下存放可执行文件

/etc目录下可以设置开机启动程序

为什么KTV的点歌机开机就是点歌界面,而不是linux的启动界面,通过配置更改。

例如要设置智能家居的程序,当芯片上电后自动运行,而不是还去拿电脑去开始运行。

  • 复制可执行文件的绝对路径,例如
/home/pi/wiringPi/a.out

 
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  • 粘贴到etc目录下的rc.localexit 0之前。

要加超级用户权限,否则只能进行只读操作

sudo vi /etc/rc.local

 
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这里可以看到之前的开机自动配置ip地址的操作。
在这里插入图片描述

/home:普通用户主目录,当新建账户时,都会分配在此,建议单独分区,并分配额外空间用于存储数据。

/root: 系统管理员root的宿主目录,系统第一个启动的分区为/,所以最好将/root和/放置在一个分区下。

切换为root超级用户

在这里插入图片描述
如果我非要进去呢?(尝尝鲜看看就好),通常是没有权限去更改root密码。树莓派玩玩罢了。

  • 强制创建一个新密码
sudo passwd root

 
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  • 获取root超级权限
su - root

 
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ls可以发现/root下啥也看不到

删库跑路:直接干掉根目录(别尝试哈)

cd .. //回到上级目录 /

rm / -rf

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切换回普通用户

su - pi

 
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/media:便携式移动设备挂载点目录.

/mnt:临时文件系统挂载点.

/dev设备(device)文件目录,存放linux系统下的设备文件,访问该目录下某个文件,相当于访问某个设备,存放连接到计算机上的设备(终端、磁盘驱动器、光驱及网卡等)的对应文件 (b 随机访问,c 线性访问)

/opt:第三方应用程序的安装位置.

/srv服务启动之后需要访问数据目录,存放系统上运行的服务用到的数据,如www服务需要访问的网页数据存放在/srv/www内。

/tmp:存储临时文件, 任何人都可以访问,重要数据一定不要放在此目录下。

/usr应用程序存放目录,/usr/bin 存放保证系统拥有完整功能而提供的应用程序, /usr/share 存放共享数据,/usr/lib 存放不能直接运行的,却是许多程序运行所必需的一些函数库文件,_/usr/local 存放软件升级包,第三方应用程序的安装位置,/usr/share/doc _系统说明文件存放目录。

/var :放置系统中经常发生变化的文件,如日志文件。/var/log 日志目录及文件./var/tmp:保存系统两次重启之间产生的临时数据.

/proc: 用于输出内核与进程信息相关的虚拟文件系统,目录中的数据都在内存中,如系统核心,外部设备,网络状态,由于数据都存放于内存中,所以不占用磁盘空间

/proc目录举例

  • 可以在这个目录下查看cpu的更详细的信息
cat /proc/cpuinfo

 
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processor是核心,有n个就是n核cpu
在这里插入图片描述

  • 也可以在这个目录下查看内存的相关信息
cat /proc/meminfo

 
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sys: 用于输出当前系统上硬件设备相关的虚拟文件系统.

/selinux:存放selinux相关的信息安全策略等信息.

绝对路径与相对路径

绝对路径 :以/开始,表示该文件从根目录开始的完整位置路径,必须以根开始

相对路径 :不以/开始,指该文件相对于该目录的路径或某个目录的路径,不以根开始。可以作为一个简短的形式来指定一个文件名。

虚拟文件系统(Virtual File System)(VFS)

参考:原文链接。

作者:uestc-leon

是什么?

VFS是对各种文件系统的一个抽象,它为各种文件系统提供了一个通用接口

有什么作用?

文件对应的分区可能不一样,有的来自ext4,或者tmps。即为文件系统的类型可能不一样,数据存储的方式不一样,访问方式也就不一样,没办法做到操作统一化,给编程开发带来困难。

在这里插入图片描述
而虚拟文件系统的存在正是解决了这个问题:简化上层应用程序员的开发,不管是什么文件类型,磁盘还是设备,通通都是用open,read,write统一操作。

EG1:cp指令的实现

用户输入以下指令:

cp /floppy/TEST /tmp/test

 
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其中/floppy是MS-DOS磁盘的一个安装点,而/tmp是一个标准的第二扩展文件系统(second Extended Filesystom, Ext2)的目录。正如图(a)所示,VFS是用户的应用程序与文件系统实现之间的抽象层。因此,cp程序并不需要知道/floppy/TEST 和 /tmp/test是什么文件系统类型。相反,cp程序直接与VFS交互,这是通过Unix程序设计人员都熟悉的普通系统调用来进行的。cp的执行代码如图(b)所示:
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EG2:从系统编程,从上层到底层来看

如果从分区的角度,串口操作的就是/dev;普通文件如 .config在ext4上;共享内存 tmpfs dev/shm…

之前所学的Linux系统编程,各种应用层的知识,vfs都提供了帮助。

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