1.7 Linux文件系统

在命令行的操作中，命令提示符会提示当前的工作目录，在操作中也经常需要在不同的目录之间跳转，一些命令需要在正确的工作目录下执行才能获得预期的结果，为了能够更快捷地跳转到目标目录中，就需要了解整个系统中文件的结构。

1.7.1 Linux文件系统结构

在Linux系统的设计理念中，有一个重要的概念叫作“一切皆文件”，即把计算机上的一切资源都视为文件来处理。普通文件是文件（例如文本文档、视频文件），目录（也就是常说的文件夹）是文件，硬件设备（例如摄像头、传声器）是文件，符号链接是文件（类似在Windows下的快捷方式）。在Linux中可以通过查看文件属性的方式了解文件所属的类型。例如在用户主目录下创建一个文件bingda_file，再创建一个目录bingda_directory，然后通过ls-l来检查文件的属性。

如图1-50所示，在文件属性一栏中，刚创建的bingda_file文件是以‘-’开头，而bingda_directory目录文件是以字母‘d’开头。

图1-50 bingda用户主目录下的文件

Linux中就是通过这样的方式来标识文件属性的，常见的文件类型有以下几种。

1）普通文件：以‘-’标识，文本文档、压缩包、视频文件等都是属于普通文件。

2）目录文件：以‘d’标识，目录也是一个文件，目录文件中存储的信息类似于一张清单列表，记录了归属在该目录下的文件。

3）设备文件：设备文件分为两种，一种是块（block）设备文件，例如硬盘等，以‘b’标识；另一种是字符设备文件，例如鼠标、键盘等，以‘c’标识。两者的区别在于块设备文件支持以块为单位的访问方式。在Linux中一个块为4KB大小，即一次可以存取4096或其倍数字节的数据。字符设备文件以字节流的方式进行访问，由字符设备驱动程序来实现这种特性，这通常要用到open、close、read、write等系统调用。

4）链接文件：以‘l’标识，链接文件一般指的是一个文件的软链接（或符号链接），即源文件的快捷方式。删除源文件则链接文件也会消失。除了软链接外还有一种硬链接，硬链接文件不会显示为链接文件，而是会显示为普通文件。

可以通过下面的实验来验证，ln为创建链接，默认为创建硬链接，加上-s参数则为创建软链接。对bingda_file分别创建硬链接和软链接，然后查看文件属性。如图1-51所示，创建的软链接被标识为链接文件，且会通过“→”来指向链接的源文件，而硬链接则显示为普通文件。

图1-51 链接文件

Linux中除了这几种文件类型外，还有管道文件、套接字文件等，因为后文中不会涉及，这里不做展开。

操作系统中的文件种类繁多、数量庞大，如果每个开发者或者公司都按照自己的想法来组织文件，那必然会造成很大的混乱，所以就有了文件系统目录标准（Filesystem Hierarchy Standard，FHS），FHS的目的是规范文件的组织形式，减少不同公司、不同操作系统之间的文件系统组织命名形式的差异。

在FHS中规定了Linux的文件系统以“/”目录作为根目录，也就是最高一级的目录，并且“/”目录是唯一的。可以通过cd..命令进行跳转到上一层的目录，然后通过pwd命令来输出当前的路径，则无论从什么目录开始执行，最终都会到达“/”目录，并且到达“/”目录后再执行跳转上一层命令也会始终停留在“/”目录，这也就意味着已经到达了顶层目录。在“/”目录下，可以执行ls-l命令来列出当前目录下的所有文件。

如图1-52所示，普通文件只有一个swapfile，大多数都是目录文件，另外还有几个链接文件分别是bin、lib、lib32、lib64、libx32、sbin。这6个链接文件都是指向/usr目录下对应的目录文件，在Ubuntu 18.04中，bin、lib、lib64、sbin文件都是目录文件，而在Ubuntu 20.04中改为链接文件，后文中介绍目录的存放规则时对这4个链接文件依然当作目录文件。libx32和lib32这两个链接文件和所指向的目录文件是Ubuntu 20.04中新增的，目前这两个链接文件所指向的目录文件中并没有内容，所以在后面不再提及。

图1-52 根目录下的文件

1.7.2 目录内容存放规则

前面提到FHS约定了文件的组织规则，也就是说图1-52中各个目录中的文件是按照文件类型或功能的规则来存放的，根据FHS中的约定和Ubuntu的实际操作，将各个目录中存放的文件整理后见表1-9。

表1-9 Ubuntu中目录规则