从android刷机入手学点android和linux架构知识

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写在开头因为本人也只是大一的学生这篇文章只是自己的一个类似笔记的东西,所以许多东西都借鉴了许多大佬,因此要尊重原作者,因此借鉴都会注明来源。

常规开头就是linux是什么,linux的发展历史,linux有哪些发行商?这些问题网上很多写的很好的文章。我觉得尤其是linux的历史和发展非常有趣(不只是linux的各种传奇软件,公司的故事都相当有趣也能学到很多吧,这里安利一个电台叫软件那些事儿在网易云音乐和喜马拉雅都有当睡前放松的小故事蛮好的),有时间的同学一定要好好了解一下。

下面讲讲这篇文章的内容 就是通过安卓刷机来一方面认识安卓认识刷机并且能学习一些linux的知识而且更加深刻的认识linux和安卓的关系

先来说说刷机这个肯定很多人都不会陌生吧

一个是fastboot 一个是recovery mode

下面是我的nexus5x拿谷歌亲儿子做个示范

fastboot是一种线刷,就是使用USB数据线连接手机的一种刷机模式。相对于某些系统(如小米)卡刷来说,线刷更可靠,安全。

recovery是一种卡刷,就是将刷机包放在sd卡上,然后在recovery中刷机的模式。

有点类似与电脑的引导程序bios

也就是说有了这两个东西才可以把操作系统写入手机内存然后从你想要的操作系统启动

而在这个界面就有很多选项反正不知道为啥就让我把这个和linux联想起来了就像借着这个写篇文章顺便学习一下linux

先讲讲这些都是干嘛的吧

install顾名思义就是打开压缩包安装操作系统的;wipe就是常见的各种清你的数据的;backup以及restore就是备份和恢复备份的;mount也许就是让我把它和linux联想起来的吧,没错就是这个挂载,下面会详细讲这个的;setting不用多说;advanced就是高级选项例如adb工具,文件管理等等;reboot就是高级重启可以选择重启的位置

众所周知,android的内核是linux并且准确来说Linux这个词本身只表示Linux内核,但实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核,并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。呢么linux和安卓到底关系是怎样的呢?先来看看他们的基本架构

android基本架构

Android其本质就是在标准的Linux系统上增加了Java虚拟机Dalvik,并在Dalvik虚拟机上搭建了一个JAVA的application framework,所有的应用程序都是基于JAVA的application framework之上。
Android主要应用于ARM平台,但不仅限于ARM,通过编译控制,在X86、MAC等体系结构的机器上同样可以运行。

android分为四个层,从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和linux核心层。
蓝色的代表java程序,黄色的代码为运行JAVA程序而实现的虚拟机,绿色部分为C/C++语言编写的程序库,红色的代码内核(linux内核+driver)。在Application Framework之下,由C/C++的程序库组成,通过JNI完成从JAVA到C的调用。

1) 应用程序
所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的,每一个应用程序由一个或者多个活动组成,活动必须以Activity类为超类,活动类似于操作系统上的进程,但是活动比操作系统的进程要更为灵活,与进程类似的是,活动在多种状态之间进行切换。
利用JAVA的跨平台性质,基于Android框架开发的应用程序可以不用编译运行于任何一台安装有android系统的平台,这点正是Android的精髓所在。

2) 应用程序框架
应用程序的架构设计简化了组件的重用;任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块(不过得遵循框架的安全性限制)。帮助程序员快速的开发程序,并且该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。
隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统, 其中包括;
 a.丰富而又可扩展的视图(Views),可以用来构建应用程序, 它包括列表(lists),网格(grids),文本框(text boxes),按钮(buttons), 甚至可嵌入的web浏览器。
 b.内容提供器(Content Providers)使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据(如联系人数据库), 或者共享它们自己的数据。
 c.资源管理器(Resource Manager)提供非代码资源的访问,如本地字符串,图形,和布局文件(layout files)。
 d.通知管理器(Notification Manager)使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。
 e.活动管理器(Activity Manager)用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。

3) 系统运行库
 a)程序库
    Android包含一些C/C++库,这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过Android应用程序框架为开发者提供服务。
    以下是一些核心库:
    主要包括基本的C库、以及多媒体库以支持各种多媒体格式、位图和矢量字体、2D和3D图形引擎、浏览器、数据库支持。
 1.Bionic系统C库。
 2.媒体库,基于PacketVideo OpenCORE。
 3.Surface Manager 顾名思义,用于管理Surface。
 4.Webkit,LibWebCore 浏览器,基于Webkit引擎。
 5.SGL 底层的2D图形引擎
 6.3D libraries 基于OpenGL ES 1.0 APIs实现
 7.FreeType 位图(bitmap)和矢量(vector)字体显示。
 8.SQLite 一个对于所有应用程序可用,功能强劲的轻型关系型数据库引擎。
 
   另外这里还有一个硬件抽象层。其实Android并非所有的设备驱动都放在linux内核里面,有一部分实现在用户空间,
   这么做的主要原因是可以避开Linux所遵循的GPL协议,一般情况下如果要将Android移植到其他硬件去运行,
   只需要实现这部分代码即可。包括:显示器驱动,声音,相机,GPS,GSM等等。
 
  b)Android 运行库
  Android 包括了一个核心库,该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能。
  每一个 Android应用程序都在它自己的进程中运行,都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。
  Dalvik被设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。    
  Dalvik虚拟机执行(.dex)的Dalvik可执行文件,该格式文件针对小内存使用做了优化。
  同时虚拟机是基于寄存器的,所有的类都经由JAVA编译器编译,然后通过SDK中的 "dx" 工具转化成.dex格式由虚拟机执行。
  Dalvik虚拟机依赖于linux内核的一些功能,比如线程机制和底层内存管理机制。
  
4) Linux 内核
Android 的核心系统服务依赖于 Linux 2.6 内核 ,如安全性,内存管理,进程管理, 网络协议栈和驱动模型。 
Linux 内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。其外还对其做了部分修改,主要涉及两部分修改:
   a)Binder   
  (IPC):提供有效的进程间通信,虽然linux内核本身已经提供了这些功能,但Android系统很多服务都需要用到该功能,为了某种原因
  其实现了自己的一套。
   b)电源管理:为手持设备节省能耗。

最后在谈谈Android所采用的语言,其应用开发采用java语言,我们所说的java一般包含三个部分:
a) java语言:即其语法,其写代码的程式
b) java虚拟机:为了实现一次编译到处可以运行的原则,java在编译连接以后并没有产生目标机器语言,而是采用了Java bytecode
    这种Java共用指令,这时就需要一个虚拟机来执行改指令。
c) 库:跟我们常用的C语言一样提供一些常用的库
后两者结合就是Java Runtime Environment。

参考博文:
Android开发之旅:android架构
http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/04/15/1712924.html

Linux架构

作者:Vamei 出处:http://www.cnblogs.com/vamei 欢迎转载,也请保留这段声明。谢谢!

我以下图为基础,说明Linux的架构(architecture)。(该图参考《Advanced Programming in Unix Environment》)
 

最内层是硬件,最外层是用户常用的应用,比如说firefox浏览器,evolution查看邮件,一个计算流体模型等等。硬件是物质基础,而应用提供服务。但在两者之间,还要经过一番周折。

还记得Linux启动。Linux首先启动内核 (kernel),内核是一段计算机程序,这个程序直接管理管理硬件,包括CPU、内存空间、硬盘接口、网络接口等等。所有的计算机操作都要通过内核传递给硬件。

为了方便调用内核,Linux将内核的功能接口制作成系统调用(system call)。系统调用看起来就像C语言的函数。你可以在程序中直接调用。Linux系统有两百多个这样的系统调用。用户不需要了解内核的复杂结构,就可以使用内核。系统调用是操作系统的最小功能单位。一个操作系统,以及基于操作系统的应用,都不可能实现超越系统调用的功能。一个系统调用函数就像是汉字的一个笔画。任何一个汉字都要由基本的笔画(点、横、撇等等)构成。我不能臆造笔画。

在命令行中输入$man 2 syscalls可以查看所有的系统调用。你也可以通过$man 2 read来查看系统调用read()的说明。在这两个命令中的2都表示我们要在2类(系统调用类)中查询 (具体各个类是什么可以通过$man man看到)。

系统调用提供的功能非常基础,所以使用起来很麻烦。一个简单的给变量分配内存空间的操作,就需要动用多个系统调用。Linux定义一些库函数(library routine)来将系统调用组合成某些常用的功能。上面的分配内存的操作,可以定义成一个库函数(像malloc()这样的函数)。再比如说,在读取文件的时候,系统调用要求我们设置好所需要的缓冲。我可以使用Standard IO库中的读取函数。这个读取函数既负责设置缓冲,又负责使用读取的系统调用函数。使用库函数对于机器来说并没有效率上的优势,但可以把程序员从细节中解救出来。库函数就像是汉字的偏旁部首,它由笔画组成,但使用偏旁部首更容易组成字,比如"铁"。当然,你也完全可以不使用库函数,而直接调用系统函数,就像“人”字一样,不用偏旁部首。

(实际上,一个操作系统要称得上是UNIX系统,必须要拥有一些库函数,比如ISO C标准库,POSIX标准等。)

shell是一个特殊的应用。很多用户将它称为命令行。shell是一个命令解释器(interpreter),当我们输入“ls -l”的时候,它将此字符串解释为

  1. 在默认路径找到该文件(/bin/ls),
  2. 执行该文件,并附带参数"-l"。

我之前用>表示重新定向,用|表示管道,也是通过shell解释&或者|的含义。Shell接着通过系统调,用指挥内核,实现具体的重定向或者管道。在没有图形界面之前,shell充当了用户的界面,当用户要运行某些应用时,通过shell输入命令,来运行程序。shell是可编程的,它可以执行符合shell语法的文本。这样的文本叫做shell脚本(script)。可以在架构图中看到,shell下通系统调用,上通各种应用,同时还有许多自身的小工具可以使用。Shell脚本可以在寥寥数行中,实现复杂的功能。

UNIX的一条哲学是让每个程序尽量独立的做好一个小的功能。而shell充当了这些小功能之间的"胶水",让不同程序能够以一个清晰的接口(文本流)协同工作,从而增强各个程序的功能。这也是Linux老鸟鼓励新手多用shell,少用图形化界面的原因之一。

(shell也有很多种,最常见的是bash, 另外还有sh, csh, tcsh, ksh。它们出现的年代不同,所支持的功能也有差异。)

一个使用bash shell的终端

一个shell对应一个终端 (terminal)。曾经来说,终端是一个硬件设备,用来输入并显示输出。如今,由于图形化界面的普及,终端往往就像上图一样,是一个图形化的窗口。你可以通过这个窗口输入或者输出文本。这个文本直接传递给shell进行分析解释,然后执行。

最后,我们进入一般的应用。应用是一个程序,它可以

  1. 直接调用系统函数
  2. 调用库函数
  3. 运行shell脚本

这些应用可以由多种语言开发。最常见的是C语言。

总结 

Linux利用内核实现软硬件的对话。

通过系统调用的这个接口,Linux将上层的应用与下层的内核分离,隐藏了底层的复杂性,也提高了上层应用的可移植性。

库函数利用系统调用创造出模块化的功能,

Shell则提供了一个用户界面,并让我们可以利用shell的语法编写脚本,以整合程序。

看完这两个我们应该对linux和andriod的系统设计的机构思路应该略懂了

呢么我还有一个疑问就是刷机中经常会看到许许多多奇怪但是总是存在的文件夹呢么这个就要说到linux和android的系统文件目录的结构了

首先我们要知道关于linux目录架构最核心的一些事情

Linux文件系统具有层级性

  1)文件或者目录起始于根目录“/”成为树状结构

  2)最顶层由/开始

▪相对路径和绝对路径

  1)绝对路径必须是/开头

  2)相对路径一般比较短

▪文件和目录名区分大小写

▪路径通过“/”分隔开

▪“..”表示上层目录

▪“.”表示当前目录

▪隐藏目录或者文件名以“.”开始

Linux系统目录结构以及简单说明

 linux目录图:

/

  • root --- 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。
  • home --- 存储普通用户的个人文件
  • ftp --- 用户所有服务
  • httpd
  • samba
  • user1
  • user2
  • bin --- 系统启动时需要的执行文件(二进制)
  • sbin --- 可执行程序的目录,但大多存放涉及系统管理的命令。只有root权限才能执行
  • proc --- 虚拟,存在linux内核镜像;保存所有内核参数以及系统配置信息
  • 1 --- 进程编号
  • usr --- 用户目录,存放用户级的文件
  • bin --- 几乎所有用户所用命令,另外存在与/bin,/usr/local/bin
  • sbin --- 系统管理员命令,与用户相关,例如,大部分服务器程序
  • include ---  存放C/C++头文件的目录
  • lib --- 固定的程序数据
  • local --- 本地安装软件保存位置
  • man --- 手工生成的目录
  • info --- 信息文档
  • doc --- 不同包文档信息
  • tmp
  • X11R6 ---  该目录用于保存运行X-Window所需的所有文件。该目录中还包含用于运行GUI要的配置文件和二进制文件。
  • X386 --- 功能同X11R6,X11 发行版5 的系统文件
  • boot --- 引导加载器所需文件,系统所需图片保存于此
  • lib --- 根文件系统目录下程序和核心模块的公共库
  • modules --- 可加载模块,系统崩溃后重启所需模块
  • dev --- 设备文件目录
  • etc --- 配置文件
  • skel --- home目录建立,该目录初始化
  • sysconfig --- 网络,时间,键盘等配置目录
  • var
  • file
  • lib --- 该目录下的文件在系统运行时,会改变
  • local --- 安装在/usr/local的程序数据,变化的
  • lock --- 文件使用特定外设或文件,为其上锁,其他文件暂时不能访问
  • log --- 记录日志
  • run --- 系统运行合法信息
  • spool --- 打印机、邮件、代理服务器等假脱机目录
  • tmp
  • catman --- 缓存目录
  • mnt --- 临时用于挂载文件系统的地方。一般情况下这个目录是空的,而在我们将要挂载分区时在这个目录下建立目录,再将我们将要访问的设备挂载在这个目录上,这样我们就可访问文件了。
  • tmp --- 临时文件目录,系统启动后的临时文件存放在/var/tmp
  • lost+found --- 在文件系统修复时恢复的文件

/:根目录,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:/usr/bin:可执行二进制文件的目录,如常用的命令ls、tar、mv、cat等。

/boot:放置linux系统启动时用到的一些文件。/boot/vmlinuz为linux的内核文件,以及/boot/gurb。建议单独分区,分区大小100M即可

/dev: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,常用的是挂载光驱mount /dev/cdrom /mnt。

/etc:系统配置文件存放的目录,不建议在此目录下存放可执行文件,重要的配置文件有/etc/inittab、/etc/fstab、/etc/init.d、/etc/X11、/etc/sysconfig、/etc/xinetd.d修改配置文件之前记得备份。

注:/etc/X11存放与x windows有关的设置。

/home:系统默认的用户家目录,新增用户账号时,用户的家目录都存放在此目录下,~表示当前用户的家目录,~test表示用户test的家目录。建议单独分区,并设置较大的磁盘空间,方便用户存放数据

/lib:/usr/lib:/usr/local/lib:系统使用的函数库的目录,程序在执行过程中,需要调用一些额外的参数时需要函数库的协助,比较重要的目录为/lib/modules。

/lost+fount:系统异常产生错误时,会将一些遗失的片段放置于此目录下,通常这个目录会自动出现在装置目录下。如加载硬盘于/disk 中,此目录下就会自动产生目录/disk/lost+found

/mnt:/media:光盘默认挂载点,通常光盘挂载于/mnt/cdrom下,也不一定,可以选择任意位置进行挂载。

/opt:给主机额外安装软件所摆放的目录。如:FC4使用的Fedora 社群开发软件,如果想要自行安装新的KDE 桌面软件,可以将该软件安装在该目录下。以前的 Linux 系统中,习惯放置在 /usr/local 目录下

/proc:此目录的数据都在内存中,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,比较重要的目录有/proc/cpuinfo、/proc/interrupts、/proc/dma、/proc/ioports、/proc/net/*等

/root:系统管理员root的家目录,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。

/sbin:/usr/sbin:/usr/local/sbin:放置系统管理员使用的可执行命令,如fdisk、shutdown、mount等。与/bin不同的是,这几个目录是给系统管理员root使用的命令,一般用户只能"查看"而不能设置和使用。

/tmp:一般用户或正在执行的程序临时存放文件的目录,任何人都可以访问,重要数据不可放置在此目录下

/srv:服务启动之后需要访问的数据目录,如www服务需要访问的网页数据存放在/srv/www内

/usr:应用程序存放目录,/usr/bin存放应用程序,/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。/usr/share/doc:系统说明文件存放目录。/usr/share/man: 程序说明文件存放目录,使用 man ls时会查询/usr/share/man/man1/ls.1.gz的内容建议单独分区,设置较大的磁盘空间

/var:放置系统执行过程中经常变化的文件,如随时更改的日志文件/var/log,/var/log/message:所有的登录文件存放目录,/var/spool/mail:邮件存放的目录,/var/run:程序或服务启动后,其PID存放在该目录下。建议单独分区,设置较大的磁盘空间

转自https://www.cnblogs.com/CoderJYF/p/6092604.html

Android系统根目录结构及说明

2017年10月27日 16:10:16 回归1997 阅读数:9066更多

个人分类: linux

转自http://blog.csdn.net/brian512/article/details/41513685 
/system/app/ 
此目录存放系统程序 系统原程序 手机厂商定制软件 ROOT后可在里面删除定制软件(需谨慎)

/system/bin/

此目录存放的主要是Linux系统自带的组件

/system/build.prop 
是一个属性文件,在Android系统中.prop文件很重要,记录了系统的设置和改变,类似于/etc中的文件

/system/cache/

顾名思义 缓存文件夹

/system/data/

用户安装的软件以及数据

/system/etc/ 
此目录主要存放安卓系统配置文件 比如APN接入点等核心配置文件

/system/fonts/ 
系统字体存放目录 ROOT后可下载TTF格式字体替换原字体, 达到修改系统分字体的效果

/system/framework/ 
核心文件 系统平台运行框架 (修改此目录下的framework-res.apk文件达到美化的效果)

/system/lib/ 存放几乎所有的共享库(.so)文件

/system/media/

系统提示音 系统铃声

/system/media/audio/

这里面保存着安卓系统默认的铃声,alarms是闹铃提醒的,notification是短信或提示音,ringtones是来电铃声,而ui是一些界面音效,比如键盘敲击声

/system/usr/

用户的配置文件,如键盘布局、共享、时区文件等等

/init.rc

一个初始化脚本,用于将/system/modules和/system/xbin挂载为cramfs,避免系统被无意破坏

/proc/ 
文件系统下的多种文件提供的系统信息不是针对某个特定进程的,而是能够在整个系统范围的上下文中使用。

/data/ 存放用户安装的软件以及各种数据。

/data/apk/ 
用户自己安装的apk放在这个目录下。如果我们把apk放在该目录下,就算安装好了,这就叫做静默安装。

/data/data/ 
这里是每个安装过应用的用户文件存储位置,一般为设置文件、数据库或临时缓存文件,进入后以每个软件的package name包名来命名

/data/system/

记录手机安装信息等文件的目录。

/data/misc/

保存wifi账号和vpn等配置信息的目录。

/dev/ 
Linux系统常规文件夹,里面的文件很多都是设备模拟的文件系统,一般用户无需理会。

/etc/

指向 /system/etc ,众所周知的配置文件存放目录。

/sys/ 
用于挂载 sysfs文件系统。 在设备模型中,sysfs文件系统用来表示设备的结构。将设备的层次结构形象的反应到用户空间中,用户空间可以修改sysfs中的文件属性来修改设备的属性值 。

/sbin/

只放了一个用于调试的adbd程序。

这样我们就懂了这些文件夹到底是怎样的,这篇文章的目的我也达到了就是因为刷机接触了一些android的较为底层的东西从而对linux和android的一番探索

最后附上一篇对于linux系统架构十分详细的文章

Linux系统结构 详解

2017年03月23日 21:52:29 Farmwang 阅读数:11139更多

个人分类: TCP/IP

Linux系统一般有4个主要部分:

内核、shell、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构,它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。部分层次结构如图1-1所示。

 

1. linux内核

        内核是操作系统的核心,具有很多最基本功能,它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统,决定着系统的性能和稳定性。

       Linux 内核由如下几部分组成:内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理等。如图:

系统调用接口:SCI 层提供了某些机制执行从用户空间到内核的函数调用。这个接口依赖于体系结构,甚至在相同的处理器家族内也是如此。SCI 实际上是一个非常有用的函数调用多路复用和多路分解服务。在 ./linux/kernel 中您可以找到 SCI 的实现,并在 ./linux/arch 中找到依赖于体系结构的部分。

   1. 内存管理 

        对任何一台计算机而言,其内存以及其它资源都是有限的。为了让有限的物理内存满足应用程序对内存的大需求量,Linux  采用了称为“虚拟内存”的内存管理方式。Linux  将内存划分为容易处理的“内存页”(对于大部分体系结构来说都是 4KB)。Linux 包括了管理可用内存的方式,以及物理和虚拟映射所使用的硬件机制。

     不过内存管理要管理的可不止 4KB 缓冲区。Linux 提供了对 4KB 缓冲区的抽象,例如 slab 分配器。这种内存管理模式使用 4KB 缓冲区为基数,然后从中分配结构,并跟踪内存页使用情况,比如哪些内存页是满的,哪些页面没有完全使用,哪些页面为空。这样就允许该模式根据系统需要来动态调整内存使用。
   为了支持多个用户使用内存,有时会出现可用内存被消耗光的情况。由于这个原因,页面可以移出内存并放入磁盘中。这个过程称为交换,因为页面会被从内存交换到硬盘上。内存管理的源代码可以在 ./linux/mm 中找到。

    2 .进程管理

       进程实际是某特定应用程序的一个运行实体。在 Linux  系统中,能够同时运行多个进程,Linux  通过在短的时间间隔内轮流运行这些进程而实现“多任务”。这一短的时间间隔称为“时间片”,让进程轮流运行的方法称为“进程调度” ,完成调度的程序称为调度程序。

       进程调度控制进程对CPU的访问。当需要选择下一个进程运行时,由调度程序选择最值得运行的进程。可运行进程实际上是仅等待CPU资源的进程,如果某个进程在等待其它资源,则该进程是不可运行进程。Linux使用了比较简单的基于优先级的进程调度算法选择新的进程。 

        通过多任务机制,每个进程可认为只有自己独占计算机,从而简化程序的编写。每个进程有自己单独的地址空间,并且只能由这一进程访问,这样,操作系统避免了进程之间的互相干扰以及“坏”程序对系统可能造成的危害。 为了完成某特定任务,有时需要综合两个程序的功能,例如一个程序输出文本,而另一个程序对文本进行排序。为此,操作系统还提供进程间的通讯机制来帮助完成这样的任务。Linux 中常见的进程间通讯机制有信号、管道、共享内存、信号量和套接字等。 

       内核通过 SCI 提供了一个应用程序编程接口(API)来创建一个新进程(fork、exec 或 Portable Operating System Interface [POSⅨ] 函数),停止进程(kill、exit),并在它们之间进行通信和同步(signal 或者 POSⅨ 机制)。

    3. 文件系统 

       和 DOS 等操作系统不同,Linux 操作系统中单独的文件系统并不是由驱动器号或驱动器名称(如 A:  或 C:  等)来标识的。相反,和 UNIX  操作系统一样,Linux 操作系统将独立的文件系统组合成了一个层次化的树形结构,并且由一个单独的实体代表这一文件系统。Linux  将新的文件系统通过一个称为“挂装”或“挂上”的操作将其挂装到某个目录上,从而让不同的文件系统结合成为一个整体。Linux  操作系统的一个重要特点是它支持许多不同类型的文件系统。Linux 中最普遍使用的文件系统是 Ext2,它也是 Linux  土生土长的文件系统。但 Linux  也能够支持 FAT、VFAT、FAT32、MINIX 等不同类型的文件系统,从而可以方便地和其它操作系统交换数据。由于 Linux  支持许多不同的文件系统,并且将它们组织成了一个统一的虚拟文件系统.

       虚拟文件系统(VirtualFileSystem,VFS):隐藏了各种硬件的具体细节,把文件系统操作和不同文件系统的具体实现细节分离了开来,为所有的设备提供了统一的接口,VFS提供了多达数十种不同的文件系统。虚拟文件系统可以分为逻辑文件系统和设备驱动程序。逻辑文件系统指Linux所支持的文件系统,如ext2,fat等,设备驱动程序指为每一种硬件控制器所编写的设备驱动程序模块。 

       虚拟文件系统(VFS)是 Linux 内核中非常有用的一个方面,因为它为文件系统提供了一个通用的接口抽象。VFS 在 SCI 和内核所支持的文件系统之间提供了一个交换层。即VFS 在用户和文件系统之间提供了一个交换层。

VFS         在用户和文件系统之间提供了一个交换层:

在 VFS 上面,是对诸如 open、close、read 和 write 之类的函数的一个通用 API 抽象。在 VFS 下面是文件系统抽象,它定义了上层函数的实现方式。它们是给定文件系统(超过 50 个)的插件。文件系统的源代码可以在 ./linux/fs 中找到。
  文件系统层之下是缓冲区缓存,它为文件系统层提供了一个通用函数集(与具体文件系统无关)。这个缓存层通过将数据保留一段时间(或者随即预先读取数据以便在需要是就可用)优化了对物理设备的访问。缓冲区缓存之下是设备驱动程序,它实现了特定物理设备的接口。
      因此,用户和进程不需要知道文件所在的文件系统类型,而只需要象使用 Ext2  文件系统中的文件一样使用它们。

     4. 设备驱动程序 

      设备驱动程序是 Linux  内核的主要部分。和操作系统的其它部分类似,设备驱动程序运行在高特权级的处理器环境中,从而可以直接对硬件进行操作,但正因为如此,任何一个设备驱动程序的错误都可能导致操作系统的崩溃。设备驱动程序实际控制操作系统和硬件设备之间的交互。设备驱动程序提供一组操作系统可理解的抽象接口完成和操作系统之间的交互,而与硬件相关的具体操作细节由设备驱动程序完成。一般而言,设备驱动程序和设备
的控制芯片有关,例如,如果计算机硬盘是 SCSI  硬盘,则需要使用 SCSI  驱动程序,而不是 IDE 驱动程序。 

    5.网络接口(NET)   

       提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议。众所周知,TCP/IP  协议是 Internet  的标准协议,同时也是事实上的工业标准。Linux  的网络实现支持 BSD 套接字,支持全部的TCP/IP协议。Linux内核的网络部分由BSD套接字、网络协议层和网络设备驱动程序组成。 
    网络设备驱动程序负责与硬件设备通讯,每一种可能的硬件设备都有相应的设备驱动程序。

1.     2 . linux shell

shell是系统的用户界面,提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行,是一个命令解释器。另外,shell编程语言具有普通编程语言的很多特点,用这种编程语言编写的shell程序与其他应用程序具有同样的效果。
目前主要有下列版本的shell。
1.Bourne Shell:是贝尔实验室开发的。  
2.BASH:是GNU的Bourne Again Shell,是GNU操作系统上默认的shell,大部分linux的发行套件使用的都是这种shell。
3.Korn Shell:是对Bourne SHell的发展,在大部分内容上与Bourne Shell兼容。    

4.C Shell:是SUN公司Shell的BSD版本。


 3 . linux 文件系统

文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。Linux系统能支持多种目前流行的文件系统,如EXT2、 EXT3、 FAT、 FAT32、 VFAT和ISO9660。

3.1 文件类型

Linux下面的文件类型主要有:
1) 普通文件C语言元代码、SHELL脚本、二进制的可执行文件等。分为纯文本和二进制。
2) 目录文件:目录,存储文件的唯一地方。
3) 链接文件:指向同一个文件或目录的的文件。
4) 设备文件:与系统外设相关的,通常在/dev下面。分为块设备和字符设备。

5)管道(FIFO)文件 :  提供进程建通信的一种方式
6)套接字(socket) 文件: 该文件类型与网络通信有关

可以通过ls –l, file, stat几个命令来查看文件的类型等相关信息。

3.2  Linux目录 

  文件结构是文件存放在磁盘等存贮设备上的组织方法。主要体现在对文件和目录的组织上。
  目录提供了管理文件的一个方便而有效的途径。

  Linux使用标准的目录结构,在安装的时候,安装程序就已经为用户创建了文件系统和完整而固定的目录组成形式,并指定了每个目录的作用和其中的文件类型。

      完整的目录树可划分为小的部分,这些小部分又可以单独存放在自己的磁盘或分区上。这样,相对稳定的部分和经常变化的部分可单独存放在不同的分区中,从而方便备份或系统管理。目录树的主要部分有 root、/usr、/var、/home  等(图2) 。这样的布局可方便在 Linux 计算机之间共享文件系统的某些部分。 

Linux采用的是树型结构。最上层是根目录,其他的所有目录都是从根目录出发而生成的。

      微软的DOS和windows也是采用树型结构,但是在DOS和 windows中这样的树型结构的根是磁盘分区的盘符,有几个分区就有几个树型结构,他们之间的关系是并列的。最顶部的是不同的磁盘(分区),如:C,D,E,F等。

      但是在linux中,无论操作系统管理几个磁盘分区,这样的目录树只有一个。从结构上讲,各个磁盘分区上的树型目录不一定是并列的。

3.3 Linux磁盘分区

   一、主分区,扩展分区和逻辑分区:   

linux分区不同于windows,硬盘和硬盘分区在Linux都表示为设备.

硬盘分区一共有三种:主分区,扩展分区和逻辑分区。   

硬盘的分区主要分为主分区(Primary Partion)和扩展分区(Extension Partion)两种,主分区和扩展分区的数目之和不能大于四个。

主分区(Primary Partion):可以马上被使用但不能再分区。

扩展分区(Extension Partion):必须再进行分区后才能使用,也就是说它必须还要进行二次分区。

逻辑分区((Logical Partion)):由扩展分区建立起来的分区。逻辑分区没有数量上限制。

扩展分区只不过是逻辑分区的“容器”,实际上只有主分区和逻辑分区进行数据存储。 

   二、Linux下硬盘分区的标识

硬盘分区的标识一般使用/dev/hd[a-z]X或者/dev/sd[a-z]X来标识,其中[a-z]代表硬盘号,X代表硬盘内的分区号。

整块硬盘分区的块号标识:Linux下用hda、hdb、sda、sdb 等来标识不同的硬盘;

其中:

IDE接口硬盘:表示为/dev/hda1、/dev/hdb ...;

SCSI 接口的硬盘、SATA接口的硬盘表示为/dev/sda、/dev/sdb ... ... ;

硬盘内的分区:如果X的值是1到4,表示硬盘的主分区(包含扩展分区);逻辑分区从是从5开始的,比如/dev/hda5肯定是逻辑分区了;

例如:

用hda1、hda2、 hda5、hda6 来标识不同的分区。其中,字母a 代表第一块硬盘,b代表第二块硬盘,依次类推。而数字1 代表一块硬盘的第一个分区、2 代表第二个分区,依次类推。1 到4 对应的是主分区(Primary Partition)或扩展分区(Extension Partition)。从5开始,对应的都是硬盘的逻辑分区(Logical Partition)。一块硬盘即使只有一个主分区,逻辑分区也是从5开始编号的,这点应特别注意。

总结:一个硬盘分区首先要大确认在哪个硬盘,然后再确认它所在硬盘内的哪个分区。

  对于/dev/hda 类似的表示方法,也并不寞生吧;我们在Linux通过fdisk -l 就可以查到硬盘是/dev/hda还是/dev/hdb;

  [root@localhost ~]# fdisk -l

  Disk /dev/hda: 80.0 GB, 80026361856 bytes

  255 heads, 63 sectors/track, 9729 cylinders

  Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

   Device Boot Start End Blocks Id System

  /dev/hda1 * 1 970 7791493+ 7 HPFS/NTFS

  /dev/hda2 971 9729 70356667+ 5 Extended

  /dev/hda5 971 2915 15623181 b W95 FAT32

  /dev/hda6 2916 4131 9767488+ 83 linux

  /dev/hda7 4132 5590 11719386 83 linux

  /dev/hda8 5591 6806 9767488+ 83 linux

  /dev/hda9 6807 9657 22900626 83 linux

  /dev/hda10 9658 9729 578308+ 82 linux swap / Solaris

 请注意第一行, Disk /dev/hda: 80.0 GB, 80026361856 bytes ,这个就是表示机器中只有一个硬盘设备/dev/hda ,体积大小为 80.0G;下面的就是硬盘的分区,每个分区都有详细的信息,在这里不详细说了;

Linux下磁盘分区和目录的关系如下:

– 任何一个分区都必须挂载到某个目录上。

– 目录是逻辑上的区分。分区是物理上的区分。

– 磁盘Linux分区都必须挂载到目录树中的某个具体的目录上才能进行读写操作。

– 根目录是所有Linux的文件和目录所在的地方,需要挂载上一个磁盘分区。

3.4 linux主要目录的功用。

  /bin 二进制可执行命令
  /dev 设备特殊文件
  /etc 系统管理和配置文件
  /etc/rc.d 启动的配置文件和脚本
  /home 用户主目录的基点,比如用户user的主目录就是/home/user,可以用~user表示
  /lib 标准程序设计库,又叫动态链接共享库,作用类似windows里的.dll文件
  /sbin 系统管理命令,这里存放的是系统管理员使用的管理程序
  /tmp 公用的临时文件存储点
  /root 系统管理员的主目录(呵呵,特权阶级)
  /mnt 系统提供这个目录是让用户临时挂载其他的文件系统。
  /lost+found 这个目录平时是空的,系统非正常关机而留下“无家可归”的文件(windows下叫什么.chk)就在这里
  /proc 虚拟的目录,是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息
  /var 某些大文件的溢出区,比方说各种服务的日志文件
  /usr 最庞大的目录,要用到的应用程序和文件几乎都在这个目录。其中包含:
        /usr/X11R6 存放X window的目录
        /usr/bin 众多的应用程序
        /usr/sbin 超级用户的一些管理程序
        /usr/doc linux文档
        /usr/include linux下开发和编译应用程序所需要的头文件
        /usr/lib 常用的动态链接库和软件包的配置文件
        /usr/man 帮助文档
        /usr/src 源代码,linux内核的源代码就放在/usr/src/linux里
        /usr/local/bin 本地增加的命令
        /usr/local/lib 本地增加的库

3.5  linux文件系统

  文件系统指文件存在的物理空间,linux系统中每个分区都是一个文件系统,都有自己的目录层次结构。linux会将这些分属不同分区的、单独的文件系统按一定的方式形成一个系统的总的目录层次结构。一个操作系统的运行离不开对文件的操作,因此必然要拥有并维护自己的文件系统。

1.文件系统类型:
    ext2 : 早期linux中常用的文件系统
    ext3 : ext2的升级版,带日志功能
    RAMFS : 内存文件系统,速度很快
    NFS : 网络文件系统,由SUN发明,主要用于远程文件共享
    MS-DOS : MS-DOS文件系统
    VFAT : Windows 95/98 操作系统采用的文件系统
    FAT : Windows XP 操作系统采用的文件系统
    NTFS: Windows NT/XP 操作系统采用的文件系统
    HPFS : OS/2 操作系统采用的文件系统
    PROC : 虚拟的进程文件系统
    ISO9660 : 大部分光盘所采用的文件系统
    ufsSun : OS 所采用的文件系统
    NCPFS : Novell 服务器所采用的文件系统
    SMBFS : Samba 的共享文件系统
    XFS : 由SGI开发的先进的日志文件系统,支持超大容量文件
    JFS :IBM的AIX使用的日志文件系统
    ReiserFS : 基于平衡树结构的文件系统
    udf: 可擦写的数据光盘文件系统

2.文件系统特性:

    磁盘分区完毕后还需要进行格式化(format),之后操作系统才能够使用这个分区。 格式化的目的是能使操作系统可以使用的文件系统格式(即我们上面提到文件系统类型). 

        每种操作系统能够使用的文件系统并不相同. 如windows 98 以前的微软操作系统主要利用的文件系统是 FAT (或 FAT16),windows 2000 以后的版本有所谓的 NTFS 文件系统,至于 Linux 的正统文件系统则为 Ext2 (Linux second extended file system, ext2fs)这一个。此外,在默认的情况下,windows 操作系统是不会认识 Linux 的 Ext2 的。

      传统的磁盘与文件系统之应用中,一个分区就是只能够被格式化成为一个文件系统,所以我们可以说一个 filesystem 就是一个 partition。但是由于新技术的利用,例如我们常听到的LVM与软件磁盘阵列(software raid), 这些技术可以将一个分区格式化为多个文件系统(例如LVM),也能够将多个分区合成一个文件系统(LVM, RAID)! 所以说,目前我们在格式化时已经不再说成针对 partition 来格式化了, 通常我们可以称呼一个可被挂载的数据为一个文件系统而不是一个分区喔!

    那么文件系统是如何运行的呢?这与操作系统的文件数据有关。较新的操作系统的文件数据除了文件实际内容外, 通常含有非常多的属性,例如 Linux 操作系统的文件权限(rwx)与文件属性(拥有者、群组、时间参数等)。 文件系统通常会将这两部份的数据分别存放在不同的区块,权限与属性放置到 inode 中,至于实际数据则放置到 data block 区块中。 另外,还有一个超级区块 (superblock) 会记录整个文件系统的整体信息,包括 inode 与 block 的总量、使用量、剩余量等。

      对于一个磁盘分区来说,在被指定为相应的文件系统后,整个分区被分为 1024,2048 和 4096 字节大小的块。根据块使用的不同,可分为:

  1. 超级块(Superblock): 这是整个文件系统的第一块空间。包括整个文件系统的基本信息,如块大小,inode/block的总量、使用量、剩余量,指向空间 inode 和数据块的指针等相关信息。
  2. inode块(文件索引节点) : 文件系统索引,记录文件的属性。它是文件系统的最基本单元,是文件系统连接任何子目录、任何文件的桥梁。每个子目录和文件只有唯一的一个 inode 块。它包含了文件系统中文件的基本属性(文件的长度、创建及修改时间、权限、所属关系)、存放数据的位置等相关信息. 在 Linux 下可以通过 "ls -li" 命令查看文件的 inode 信息。硬连接和源文件具有相同的 inode 。
  3. 数据块(Block) :实际记录文件的内容,若文件太大时,会占用多个 block。为了提高目录访问效率,Linux 还提供了表达路径与 inode 对应关系的 dentry 结构。它描述了路径信息并连接到节点 inode,它包括各种目录信息,还指向了 inode 和超级块。

        就像一本书有封面、目录和正文一样。在文件系统中,超级块就相当于封面,从封面可以得知这本书的基本信息; inode 块相当于目录,从目录可以得知各章节内容的位置;而数据块则相当于书的正文,记录着具体内容。
         Linux正统的文件系统(如ext2、3等)将硬盘分区时会划分出超级块、inode Table区块和data block数据区域。一个文件由一个超级块、inode和数据区域块组成。Inode包含文件的属性(如读写属性、owner等,以及指向数据块的指针),数据区域块则是文件内容。当查看某个文件时,会先从inode table中查出文件属性及数据存放点,再从数据块中读取数据。

  我们将 inode 与 block 区块用图解来说明一下,如下图所示,文件系统先格式化出 inode 与 block 的区块,假设某一个文件的属性与权限数据是放置到 inode 4 号(下图较小方格内),而这个 inode 记录了文件数据的实际放置点为 2, 7, 13, 15 这四个 block 号码,此时我们的操作系统就能够据此来排列磁盘的阅读顺序,可以一口气将四个 block 内容读出来! 那么数据的读取就如同下图中的箭头所指定的模样了。

这种数据存取的方法我们称为索引式文件系统(indexed allocation)。那有没有其他的惯用文件系统可以比较一下啊? 有的,那就是我们惯用的闪盘(闪存),闪盘使用的文件系统一般为 FAT 格式。FAT 这种格式的文件系统并没有 inode 存在,所以 FAT 没有办法将这个文件的所有 block 在一开始就读取出来。每个 block 号码都记录在前一个 block 当中, 其读取方式有点像下图所示:

上图中我们假设文件的数据依序写入1->7->4->15号这四个 block 号码中, 但这个文件系统没有办法一口气就知道四个 block 的号码,他得要一个一个的将 block 读出后,才会知道下一个 block 在何处。 如果同一个文件数据写入的 block 分散的太过厉害时,则我们的磁盘读取头将无法在磁盘转一圈就读到所有的数据, 因此磁盘就会多转好几圈才能完整的读取到这个文件的内容!

    常常会听到所谓的“碎片整理”吧? 需要碎片整理的原因就是文件写入的 block 太过于离散了,此时文件读取的效能将会变的很差所致。 这个时候可以透过碎片整理将同一个文件所属的 blocks 汇整在一起,这样数据的读取会比较容易啊! 想当然尔,FAT 的文件系统需要经常的碎片整理一下,那么 Ext2 是否需要磁盘重整呢?

    由于 Ext2 是索引式文件系统,基本上不太需要常常进行碎片整理的。但是如果文件系统使用太久, 常常删除/编辑/新增文件时,那么还是可能会造成文件数据太过于离散的问题,此时或许会需要进行重整一下的。 不过,老实说,鸟哥倒是没有在 Linux 操作系统上面进行过 Ext2/Ext3 文件系统的碎片整理说!似乎不太需要啦!^_^

  可以用ln命令对一个已经存在的文件再建立一个新的连接,而不复制文件的内容。连接有软连接和硬连接之分,软连接又叫符号连接。它们各自的特点是:
  硬连接:原文件名和连接文件名都指向相同的物理地址。目录不能有硬连接;硬连接不能跨越文件系统(不能跨越不同的分区)文件在磁盘中只有一个拷贝,节省硬盘空间;
  由于删除文件要在同一个索引节点属于唯一的连接时才能成功,因此可以防止不必要的误删除。
  符号连接:用ln -s命令建立文件的符号连接符号连接是linux特殊文件的一种,作为一个文件,它的数据是它所连接的文件的路径名。类似windows下的快捷方式。
  可以删除原有的文件而保存连接文件,没有防止误删除功能。

  这一段的的内容过于抽象,又是节点又是数组的,我已经尽量通俗再通俗了,又不好加例子作演示。大家如果还是云里雾里的话,我也没有什么办法了,只有先记住,日后在实际应用中慢慢体会、理解了。这也是我学习的一个方法吧。 

   

3.6 文件系统在内核中的表示

内核数据结构

Linux内核的VFS子系统可以图示如下

文件与IO: 每个进程在PCB(Process Control Block)中都保存着一份文件描述符表,文件描述符就是这个表的索引,每个表项都有一个指向已打开文件的指针,现在我们明确一下:已打开的文件在内核中用file结构体表示,文件描述符表中的指针指向file结构体。

在file结构体中维护File Status Flag(file结构体的成员f_flags)和当前读写位置(file结构体的成员f_pos)。在上图中,进程1和进程2都打开同一文件,但是对应不同的file结构体,因此可以有不同的File Status Flag和读写位置。file结构体中比较重要的成员还有f_count,表示引用计数(Reference Count),后面我们会讲到,dup、fork等系统调用会导致多个文件描述符指向同一个file结构体,例如有fd1和fd2都引用同一个file结构体,那么它的引用计数就是2,当close(fd1)时并不会释放file结构体,而只是把引用计数减到1,如果再close(fd2),引用计数就会减到0同时释放file结构体,这才真的关闭了文件。

每个file结构体都指向一个file_operations结构体,这个结构体的成员都是函数指针,指向实现各种文件操作的内核函数。比如在用户程序中read一个文件描述符,read通过系统调用进入内核,然后找到这个文件描述符所指向的file结构体,找到file结构体所指向的file_operations结构体,调用它的read成员所指向的内核函数以完成用户请求。在用户程序中调用lseek、read、write、ioctl、open等函数,最终都由内核调用file_operations的各成员所指向的内核函数完成用户请求。file_operations结构体中的release成员用于完成用户程序的close请求,之所以叫release而不叫close是因为它不一定真的关闭文件,而是减少引用计数,只有引用计数减到0才关闭文件。对于同一个文件系统上打开的常规文件来说,read、write等文件操作的步骤和方法应该是一样的,调用的函数应该是相同的,所以图中的三个打开文件的file结构体指向同一个file_operations结构体。如果打开一个字符设备文件,那么它的read、write操作肯定和常规文件不一样,不是读写磁盘的数据块而是读写硬件设备,所以file结构体应该指向不同的file_operations结构体,其中的各种文件操作函数由该设备的驱动程序实现。

每个file结构体都有一个指向dentry结构体的指针,“dentry”是directory entry(目录项)的缩写。我们传给open、stat等函数的参数的是一个路径,例如/home/akaedu/a,需要根据路径找到文件的inode。为了减少读盘次数,内核缓存了目录的树状结构,称为dentry cache,其中每个节点是一个dentry结构体,只要沿着路径各部分的dentry搜索即可,从根目录/找到home目录,然后找到akaedu目录,然后找到文件a。dentry cache只保存最近访问过的目录项,如果要找的目录项在cache中没有,就要从磁盘读到内存中。

每个dentry结构体都有一个指针指向inode结构体。inode结构体保存着从磁盘inode读上来的信息。在上图的例子中,有两个dentry,分别表示/home/akaedu/a和/home/akaedu/b,它们都指向同一个inode,说明这两个文件互为硬链接。inode结构体中保存着从磁盘分区的inode读上来信息,例如所有者、文件大小、文件类型和权限位等。每个inode结构体都有一个指向inode_operations结构体的指针,后者也是一组函数指针指向一些完成文件目录操作的内核函数。和file_operations不同,inode_operations所指向的不是针对某一个文件进行操作的函数,而是影响文件和目录布局的函数,例如添加删除文件和目录、跟踪符号链接等等,属于同一文件系统的各inode结构体可以指向同一个inode_operations结构体。

inode结构体有一个指向super_block结构体的指针。super_block结构体保存着从磁盘分区的超级块读上来的信息,例如文件系统类型、块大小等。super_block结构体的s_root成员是一个指向dentry的指针,表示这个文件系统的根目录被mount到哪里,在上图的例子中这个分区被mount到/home目录下。

file、dentry、inode、super_block这几个结构体组成了VFS的核心概念。对于ext2文件系统来说,在磁盘存储布局上也有inode和超级块的概念,所以很容易和VFS中的概念建立对应关系。而另外一些文件系统格式来自非UNIX系统(例如Windows的FAT32、NTFS),可能没有inode或超级块这样的概念,但为了能mount到Linux系统,也只好在驱动程序中硬凑一下,在Linux下看FAT32和NTFS分区会发现权限位是错的,所有文件都是rwxrwxrwx,因为它们本来就没有inode和权限位的概念,这是硬凑出来的。

3.6  挂载文件系统

  linux系统中每个分区都是一个文件系统,都有自己的目录层次结构。linux会将这些分属不同分区的、单独的文件系统按一定的方式形成一个系统的总的目录层次结构。这里所说的“按一定方式”就是指的挂载。

     将一个文件系统的顶层目录挂到另一个文件系统的子目录上,使它们成为一个整体,称为挂载。把该子目录称为挂载点.

   例如要读取硬盘中的一个格式化好的分区、光盘或软件等设备时,必须先把这些设备对应到某个目录上,而这个目录就称为“挂载点(mount point)”,这样才可以读取这些设备。 挂载后将物理分区细节屏蔽掉,用户只有统一的逻辑概念。所有的东西都是文件。

注意:1、挂载点必须是一个目录。
     2、一个分区挂载在一个已存在的目录上,这个目录可以不为空,但挂载后这个目录下以前的内容将不可用。
       对于其他操作系统建立的文件系统的挂载也是这样。但是需要理解的是:光盘、软盘、其他操作系统使用的文件系统的格式与linux使用的文件系统格式是不一样的。光盘是ISO9660;软盘是fat16或ext2;windows NT是fat16、NTFS;windows98是fat16、fat32;windows2000和windowsXP是fat16、fat32、 NTFS。挂载前要了解linux是否支持所要挂载的文件系统格式。
  挂载时使用mount命令,其格式:mount [-参数] [设备名称] [挂载点]
  其中常用的参数有
  -t 指定设备的文件系统类型(什么提到的文件类型)
  -o 指定挂载文件系统时的选项。有些也可用在/etc/fstab中。常用的有

  codepage=XXX 代码页
  iocharset=XXX 字符集
  ro 以只读方式挂载
  rw 以读写方式挂载
  nouser 使一般用户无法挂载

  user 可以让一般用户挂载设备

例如:

1. 挂载windows的文件系统:
1)首先我们使用sudo fdisk -l查看挂载的设备,例如最下面有:/dev/hda5 
2)mkdir创建一个目录,这里的目录是作为挂在目录,就是你要把E盘挂到这个目录下:mk /mnt/winc
3)windows和linux使用的不是一个文件系统,一般情况下linux不挂载windows文件系统,所以要你手动mount:
    # mount -t vfat /dev/hda5 /mnt/winc  ( -t vfat指出这里的文件系统fat32)
    现在就可以进入/mnt/winc等目录读写这些文件了。
 2.挂载光盘:# mk /mnt/cdrom
          # mount -t iso9660 /dev/cdrom /mnt/cdrom (关盘的名字一般都是cdrom,这条命令一般都通用)
3.虚拟机共享文件夹:例如在VirtualBox下,主机是Windows,Ubuntu是Guest。共分三步:
      1). 首先要安装虚拟电脑工具包:在VirtualBox的菜单里选择"设备"->"安装虚拟电脑工具包",你会发现在Ubuntu桌面上多出一个光盘图标,这张光盘默认被自动加载到了文件夹/media/cdom0,而且/cdrom自动指向这个文件夹。默认设置下文件管理器会自动打开这张光盘,可以看到里面有个"VBoxLinuxAdditions.run"文件。打开一个命令行终端,依次输入"cd /cdrom"和"sudo sh ./VBoxLinuxAdditions.run",不含双引号,开始安装工具包。安装完毕,会用英文提示要重启Ubuntu,建议立刻重启。重启后,比较明显的变化是鼠标是共享模式,并且剪贴板也和Windows共享了。如果有这些变化,说明虚拟电脑工具包已经装成功。
      2). 下一步设置共享文件夹。
     在共享文件夹设置窗口中,单击右侧的"添加一个共享文件夹",路径选择你想要共享的Windows文件夹,共享名任取一个自己喜欢的,比如"myshare",选项read-only是指是否只允许ubuntu读这个文件夹,请根据需要选择这个选项。
      3). 在ubuntu下挂载这个共享文件夹:sudo mount -t vboxsf myshare /media/share
      其中"myshare"是之前取的共享文件夹的名字,"/media/share"是要挂载到的目标文件.

3.7  自动挂载windows分区

  每次开机访问windows分区都要运行mount命令显然太烦琐,为什么访问其他的linux分区不用使用mount命令呢?
  其实,每次开机时,linux自动将需要挂载的linux分区挂载上了。那么我们是不是可以设定让linux在启动的时候也挂载我们希望挂载的分区,如windows分区,以实现文件系统的自动挂载呢?
  这是完全可以的。在/etc目录下有个fstab文件,它里面列出了linux开机时自动挂载的文件系统的列表。我的/etc/fstab文件如下:
  /dev/hda2 / ext3 defaults 1 1
  /dev/hda1 /boot ext3 defaults 1 2
  none /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0
  none /proc proc defaults 0 0
  none /dev/shm tmpfs defaults 0 0
  /dev/hda3 swap swap defaults 0 0
  /dev/cdrom /mnt/cdrom iso9660 noauto,codepage=936,iocharset=gb2312 0 0
  /dev/fd0 /mnt/floppy auto noauto,owner,kudzu 0 0
  /dev/hdb1 /mnt/winc vfat defaults,codepage=936,iocharset=cp936 0 0
  /dev/hda5 /mnt/wind vfat defaults,codepage=936,iocharset=cp936 0 0
  在/etc/fstab文件里,第一列是挂载的文件系统的设备名,第二列是挂载点,第三列是挂载的文件系统类型,第四列是挂载的选项,选项间用逗号分隔。第五六列不知道是什么意思,还望高手指点。
  在最后两行是我手工添加的windows下的C;D盘,加了codepage=936和iocharset=cp936参数以支持中文文件名。参数defaults实际上包含了一组默认参数:
  rw 以可读写模式挂载
  suid 开启用户ID和群组ID设置位
  dev 可解读文件系统上的字符或区块设备
  exec 可执行二进制文件
  auto 自动挂载
  nouser 使一般用户无法挂载
  async 以非同步方式执行文件系统的输入输出操作
  大家可以看到在这个列表里,光驱和软驱是不自动挂载的,参数设置为noauto。(如果你非要设成自动挂载,你要确保每次开机时你的光驱和软驱里都要有盘,呵呵。)

3.8 .软连接、硬链接

    可以用ln命令对一个已经存在的文件再建立一个新的连接,而不复制文件的内容。连接有软连接和硬连接之分,软连接又叫符号连接。它们各自的特点是:
  硬连接:是给文件一个副本,原文件名和连接文件名都指向相同的物理地址。目录不能有硬连接;硬连接不能跨越文件系统(不能跨越不同的分区)文件在磁盘中只有一个拷贝,节省硬盘空间;

          修改其中一个,与其连接的文件同时被修改。如果删除其中任意一个其余的文件将不受影响。
  由于删除文件要在同一个索引节点属于唯一的连接时才能成功,因此可以防止不必要的误删除。
  符号连接(软连接):用ln -s命令建立文件的符号连接符号连接是linux特殊文件的一种,作为一个文件,它的数据是它所连接的文件的路径名。类似windows下的快捷方式。
  当然删除这个连接,也不会影响到源文件,但对连接文件的使用、引用都是直接调用源文件的。

      具体关系可以看下图:

 从图上可以看出硬链接和软链接的区别:

1:硬链接原文件和新文件的inode编号一致。而软链接不一样。

2:对原文件删除,会导致软链接不可用,而硬链接不受影响。

3:对原文件的修改,软、硬链接文件内容也一样的修改,因为都是指向同一个文件内容的。

3.9.文件目录管理命令

磁盘和文件空间 :fdisk df du

文件目录与管理: cd pwd mkdir rmdir ls cp rm mv

查看文件内容 cat、tac、more、less、head 、tail

文件目录与权限 :chmod chown chgrp umask

文件查找:which、whereis、locate、find、find 

 3 . 4. linux 应用

标准的Linux系统一般都有一套都有称为应用程序的程序集,它包括文本编辑器、编程语言、X Window、办公套件、Internet工具和数据库等。

. 4. 5. linux内核参数优化

内核参数是用户和系统内核之间交互的一个接口,通过这个接口,用户可以在系统运行的同时动态更新内核配置,而这些内核参数是通过Linux Proc文件系统存在的。因此,可以通过调整Proc文件系统达到优化Linux性能的目的。

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