树莓派高阶课程4：文件系统认知及虚拟文件系统，Linux内核框图

深藏阁楼爱情的钟 2022-12-10 07:05 86阅读 0赞

## 文件系统认知及虚拟文件系统，Linux内核框图 ##

**一. 文件系统：**

**1.什么是文件系统？**

常规认知：根目录  
文件系统是操作系统用于明确存储设备上组织文件的方法。  
以上说的方法：就是文件管理系统，简称：文件系统。

**2.文件系统的种类有哪些？**

FAT VFAT NTFS EXT1/2/3/4 HFS …  
Windows：-----属性----文件系统：NTFS  
Linux：指令： df \_T----文件系统：EXT4  
树莓派查看文件系统的命令：df -T  
VFAT : boot(bootloader kernel)  
EXT4: 根目录  
TMPFS: 内存文件系统

**3.什么是分区？**

Windows：随意，面向普通使用者  
C(装系统的位置，也可以存放文件),D,E盘  
Linux：面向开发者  
按照功能严格存放文件，每个分区严格存放文件  
嵌入式系统可以分为4个区，  
分别是  
bootloader ：启动代码  
para ：启动代码向内核传递参数的位置  
kernel ：内核分区  
根分区等 ：文件系统结构

Windows：文件路径连续  
Linux：文件路径不连续

**4.什么是文件系统目录结构？**

文件系统目录结构:从根目录开始，用/来表示。  
文件名称区分大小写，以.开头的为隐藏文件,路径用/来进行分割（windows中使用\\来分割）,  
文件有两个种类:元数据与数据本身.在操作linux系统时，通常会遵循以下的分层结构规则：  
LSB (Linux Standard Base) / FHS(Filesystem Hierarchy Standard)

/boot 存放系统启动时相关的文件,比如kernel内核,grub引导菜单.(不要删除.)

/bin 存放的都是命令,但仅普通用户能执行

/sbin 超级管理员能执行的命令.

/home 存放普通用户的家目录

/root 超级管理员的家目录,普通用户是无法进入

/etc 存放配置文件的目录,

/etc/hostname 主机名

/etc/hosts 本地解析域名一种方式

/etc/sysconfig/network-script/ifcfg-\* 网卡的配置文件

/dev 设备目录,硬盘\\硬盘的分区\\光盘…

/dev/null 黑洞,接收所有的东西,只进不出

/dev/zero 摇钱树,可以生产源源不断的数据

/dev/random 产生随机数的一个设备

/dev/pts/0 虚拟的Bash Shell终端,提供给远程用户使用 0,代表一个终端 1代表2个终端 以此类推

/usr 类似于windows的C盘下面的windows目录

/usr/lib 共享库文件,后缀都是so结尾, share object

/usr/lib64 共享库文件64位,后缀都是so结尾, share object

/usr/local 早起大家都把软件放在这个目录下,和windows C:\\ProgramFile

/usr/bin

/usr/sbin

/var 存放一些可变化的内容,比如/var/log日志,可以人为让其发生变化,也或者是随着时间推移产生变化

/tmp 存放临时文件,无论哪个用户都可以放

/proc 反馈当前运行的进程的状态信息.

/run 存放程序运行后所产生的pid文件

/media

/mnt 提供挂载的一个目录

/opt 早期第三方厂商的软件存放的目录.

/srv 物理设备产生的一些文件  
在 Linux 系统中，有几个目录是比较重要的，平时需要注意不要误删除或者随意更改内部文件。

/etc： 这个是系统中的配置文件，如果你更改了该目录下的某个文件可能会导致系统不能启动。

/bin, /sbin, /usr/bin, /usr/sbin: 这是系统预设的执行文件的放置目录，比如 ls 就是在/bin/ls 目录下的。

值得提出的是，/bin, /usr/bin 是给系统用户使用的指令（除root外的通用户），而/sbin, /usr/sbin 则是给root使用的指令。

/var： 这是一个非常重要的目录，系统上跑了很多程序，那么每个程序都会有相应的日志产生，而这些日志就被记录到这个目录下，具体在/var/log 目录下，另外mail的预设放置也是在这里。

常规认知：根目录，不是分区，与Windows不同

> 参考博文：  
> [Linux文件系统与目录结构][Linux]

**5.什么是虚拟文件系统？**

虚拟文件系统（vfs）:就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的接口。

**6.虚拟文件系统有什么作用？**

简化应用程序员的开发，  
不管是什么文件类型：不管文件是磁盘还是设备，都只用open read write统一操作。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

**Linux系统内核框图：**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
其中可以看到三个层次：**硬件级、内核级和用户级。**  
用户程序通过陷入完成由用户态到内核态的转换。系统调用作为用户级与内核级交互方式，分为2部分：与文件子系统的交互和与进程控制子系统的交互。  
文件子系统管理文件。包括：分配文件空间、管理空闲空间、控制对文件的存取以及为用户检索数据。  
进程控制子系统负责进程同步、进程间通信、进程调度和存储管理。

Linux内核主要包括5个模块：**进程调度模块、内存管理模块、文件系统模块、进程间通信模块和网络接口模块。**  
1.进程调度模块：用来负责控制进程对CPU资源的使用。  
2.内存管理模块：用于确保所有进程能够安全地共享机器主内存区。  
3.文件系统模块：用于支持对外部设备的驱动和存储。（一些皆文件）  
4.进程间通信模块：用于支持多种进程间的信息交换方式。通过系统调用实现进程间的信息交换。  
5.网络接口模块：提供多种网络通信标准的访问并提供对多种网络硬件的支持。  
所有的模块都要通过进程调度来运行。

**补充**：Linux系统内核框图  
流程图型：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]圆型：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

**什么是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

> == 参考文章==：写的很好  
> [带你真正认识Linux 系统结构][Linux 1]

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[Linux]: https://www.cnblogs.com/ddz-linux/p/10458383.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221123/a643eac783814d008767ef8caabdc9c7.png
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[Linux 1]: https://www.linuxprobe.com/linux-system-structure.html