Linux基础知识，硬盘，分区，格式，目录，初学者都是需要了解

硬盘

硬盘是可以存储大量信息资源的媒介。我们平时看到的硬盘是方方正正的一块挺沉的铁匣子，但是其实硬盘是圆的，加上一些控制电路以后，为了便于携带而设计成为方形外壳。但是硬盘真是圆的，不骗你，要不怎么叫做盘呢？第二，你需要知道的是硬盘可以进行分区。可以把硬盘分区成为很多个分区，看来分区即是一个名次也是一个动词。什么叫做名次的分区呢？现在的硬盘越来越大，存放的资源越来越多。为了更合理的管理使用硬盘资源，更有效的提高查询速度和访问质量，我们可以把硬盘划分为很多分区，分别存放一些信息。当你需要读取某一个资料的时候，系统会自动使用最近的磁头去读取，加快读取速度。硬盘分区是从硬件的基础上对资源进行合理管理的手段。

分区已经了解了，但是我们不能只有分区啊，我们得用一个方法来控制分区。Windows操作系统使用了盘符这个概念，用单一的字母来表示硬盘上的不同分区，比如，C盘，D盘等等。在Windows2000以前，C盘对应了第一个分区，D盘对应第二个分区，依此类推。到了Winows2000，这个对应关系可以自己调整了。

在Linux里边，我们没有盘符这个概念，我们用目录的形式进行管理。

简单说说目录吧，其实大家都很清楚的。如果我们把数以万计的水果扔在一个箩筐里面是不是很难找？但是如果我们把苹果放在叫做苹果的箩筐里面，把梨放在叫做梨的箩筐里面……这样是不是大大简化了我们寻找指定水果的速度？这些水果如果是我们的文件，那么我们用的箩筐就叫目录。新的问题出现了，即使把桃子扔在叫做桃子的箩筐中，我们仍然很难从好几千个桃子里面找出来自四川成都龙泉驿的桃子啊。聪明的你一定想到在桃子的箩筐中再放入很多叫做四川啊，河北啊，广州啊这些名字的箩筐，把不同产地的桃子放进去。对!就这样!我们在一个文件目录下面可以再建立新的文件目录，把文件进行非常细致的管理。到这里你明白了什么叫做目录，还明白了目录是可以嵌套的，这就可以了。目录技术是从软件的基础上对资源进行管理的方法。

回到Linux对于硬盘的管理里面来：在Linux里边，我们没有盘符这个概念，我们用目录的形式进行管理。把每一个分区和某一个目录对应，以后对这个目录的操作就是对这个分区的操作，这样就实现了硬件管理手段和软件目录管理手段的统一。这个把分区和目录对应的过程叫做挂载-mount。这种对应关系可以由用户随时中断和改变。

SWAP交换分区

这里需要提一下交换分区。我们如果没有足够的内存，也许就不能运行某些大型的软件，解决的办法是在硬盘上划出一个区域来当作临时的内存，好像内存变大了。Windows操作系统把这个区域叫做虚拟内存，Linux把它叫做交换分区swap。虽然随着硬件价格的下降内存已经不大会限制我们了，但是交换分区这个概念却保留下来，而且有继续保留下去的原因，当然涉及到内核的问题，我们不多讨论，我们要说明的是，安装Linux时候建立交换分区时，如果你的内存只有64M或则128M，那么交换分区最好设置成为它的3倍，如果你的分区足够大，有256M或则512M，那么设置成为相同大小就可以了。但是请注意，最好大小为2的N次幂的数字。

分区格式

硬盘只是一个用电磁的方式纪录信息的媒介，我们可以通过不同的格式来管理。不同的操作系统选择了不同的格式，同一种操作系统也可能支持多种格式。微软的操作系统选择了fat16格式作为DOS的分区格式，往后windows95和windows98支持fat32格式，windowsNT使用NTFS4格式，windows2000以及XP支持NTFS5，也支持fat32，但是她们都不支持Linux上常见的分区格式。Linux是一个开放的操作系统，它最初使用ext2格式，后来使用ext3格式，但是它同时支持非常多的分区格式，包括很多大型机上UNIX使用的XFS格式，也包括微软的那些fat以及NTFS格式。

在给硬盘分区时就需要指定使用的分区格式。

掌握Linux的目录结构

既然目录是用来方便文件管理的工具，那么Linux下面不同的目录到底保存了哪一类的文件呢？

目录名称 意义

/bin 该目录中存放Linux的常用命令，在有的版本中是一些和根目录下相同的目录。

/boot 该目录下存放的都是系统启动时要用到的程序，当用lilo引导Linux时，会用到这里的一些信息

/dev 该目录包含了Linux系统中使用的所有外部设备，它实际上是访问这些外部设备的端口，你可以访问这些外部设备，与访问一个文件或一个目录没有区别。例如在系统中键入“cd /dev/cdrom”，就可以看到光驱中的文件；键入“cd /dev/mouse”即可看鼠标的相关文件。

/cdrom 该目录在刚安装系统时是空的，你可以将光驱文件系统挂在这个目录下， 例如“mount /dev/cdrom /cdrom”

/etc 该目录存放了系统管理时要用到的各种配置文件和子目录，例如网络配置文件、文件系统、X系统配置文件、设备配置信息、设置用户信息等。

/sbin 该目录用来存放系统管理员的系统管理程序。

/home 如果建立一个名为“xx”的用户，那么在/home目录下就有一个对应的“/home/xx”路径，用来存放该用户的主目录。

/lib 该目录用来存放系统动态连接共享库，几乎所有的应用程序都会用到该目录下的共享库

/lost+found 该目录在大多数情况下都是空的。但当突然停电、或者非正常关机后，有些文件就临时存放在这里。

/mnt 该目录在一般情况下也是空的，你可以临时将别的文件系统挂在该目录下。

/proc 可以在该目录下获取系统信息，这些信息是在内存中由系统自己产生的

/root 如果你是以超级用户的身份登录的，这个就是超级用户的主目录

/tmp 用来存放不同程序执行时产生的临时文件

/usr 用户的很多应用程序和文件都存放在该目录下

分享靠谱的Linux中文件系统分类和基础使用方法

Linux一个重要的哲学是：一切皆文件。 而文件与文件系统是密切相关的，本篇笔记我们来一起学习、理清那些令我们眼花缭乱的文件系统。

文件系统粗略的分类：

下面依次进行介绍：

根文件系统

根文件系统（rootfs）是内核启动时所 mount(挂载)的第一个文件系统，内核代码映像文件保存在根文件系中，而系统引导启动程序会在根文件系统挂载之后从中把一些基本的初始化脚本和服务等加载到内存中去运行。

根文件系统的根目录/下有很多子目录：

虚拟文件系统

从上面的分类图中我们可以知道Linux中有很多文件系统，并且是共存的。那么在Linux中是怎么做到让一切都是文件呢？这是由于有一层虚拟文件系统软件抽象层的存在，这个软件抽象层为用户屏蔽了底层文件系统的差异，向上层提供了统一地访问接口。如图：

无论最下层的文件系统是什么，我们最上层的用户端尽管使用系统调用接口（open、write、read等）或glibc接口（fopen、fwrite、fread等）来操作就可访问文件系统里的文件，使得一切都是文件成为可能。

真文件系统

真文件系统其实是实际存储设备的文件系统，挂载于EEPROM、 Nor FLASH、 NAND FLASH、 eMMC 等存储器中。

1、ext2

EXT2第二代扩展文件系统（second extended filesystem，缩写为 ext2），是Linux内核早期所用的文件系统，但是随着技术的发展 ext2 文件系统已经不推荐使用了。ext2是一个非日志文件系统。

2、ext3

EXT3是第三代扩展文件系统（Third extended filesystem，缩写为ext3），是一个日志文件系统。主要特点：

高可用性：系统使用了ext3文件系统后，即使在非正常关机后，系统也不需要检查文件系统。宕机发生后，恢复ext3文件系统的时间只要数十秒钟。

数据完整性：ext3文件系统能够极大地提高文件系统的完整性，避免了意外宕机对文件系统的破坏。

3、ext4

EXT4是第四代扩展文件系统（Fourth extended filesystem，缩写为 ext4）是一个日志文件系统，是ext3文件系统的后继版本。主要特点：

更多的子目录数量：Ext3目前只支持32000个子目录，而Ext4取消了这一限制，理论上支持无限数量的子目录。

更多的块和i-节点数量：Ext3文件系统使用32位空间记录块数量和i-节点数量，而Ext4文件系统将它们扩充到64位。

伪文件系统

Linux内核提供了sysfs、procfs、devtmpfs等伪文件系统，伪文件系统存在于内存，不占用硬盘。以文件地形式向用户提供一些系统信息，用户读写这些文件就可以读取、修改系统的一些信息。

1、procfs

procfs是 进程文件系统的缩写，包含一个伪文件系统（启动时动态生成的文件系统），用于通过内核访问进程信息。这个文件系统通常被挂载到 /proc 目录。

由于 /proc 不是一个真正的文件系统，它也就不占用存储空间，只是占用有限的内存。

/proc目录的内容如下：

其中，这些以数字命名的文件夹就是与进程相关的部分，这些数字就是进程的PID号。

我们可以访问系统信息，如读取CPU相关信息：

查看内核支持的文件系统类型：

可见，内核支持了很多文件系统，我们上面的文件系统汇总只列出了一小部分，感兴趣的朋友可以自己去了解其它的。

我们可以通过/proc目录了解到很多信息，大家可以自行尝试查看其它信息。

2、sysfs

sysfs是一个基于内存的文件系统，它的作用是将内核信息以文件的方式提供给用户程序使用。sysfs 文件系统被挂载在 /sys 挂载点上。/sys目录下的内容如：

sysfs 与 proc 相比有很多优点，最重要的莫过于设计上的清晰。sysfs 的设计原则是一个属性文件只做一件事情， sysfs 属性文件一般只有一个值，直接读取或写入。

整个 /proc/scsi目录在2.6内核中已被标记为过时(LEGACY)，它的功能已经被相应的 /sys 属性文件所完全取代。新设计的内核机制应该尽量使用 sysfs 机制，而将 proc 保留给纯净的"进程文件系统"。

3、devtmpfs

devtmpfs 的功用是在 Linux 核心 启动早期建立一个初步的 /dev，令一般启动程序不用等待 udev（udev 是Linux kernel 2.6系列的设备管理器。它主要的功能是管理/dev目录底下的设备节点。），缩短 GNU/Linux 的开机时间。

在devtmpfs出现之前，/dev/下面的设备节点应该都是udev-daemon收到内核的事件后用mknod程序或者直接调mknod()系统调用创建出来的；现在基本上不走udev了，几乎所有的设备文件（比如/dev/sda1）都是内核直接创建的。

我们在之前hello驱动、led驱动实验中，我们动态加载的方式加载我们的驱动程序之后，会在/dev目录下生成相应的节点。我们只要在应用程序中操作这个节点就可以间接地操控我们的led：

再一次体现了Linux中一切皆文件的概念。

网络文件系统

NFS（Network File System） ，即网络文件系统， 能使使用者访问网络上别处的文件就像在使用自己的计算机一样。其工作原理是使用客户端/服务器架构 ：

服务器程序向其他计算机提供对文件系统的访问，其过程称为输出。NFS客户端程序对共享文件系统进行访问时，把它们从NFS服务器中"输送"出来。

文件通常以块为单位进行传输。在我们嵌入式Linux中，NFS的主要应用如：把主机的上文件（比如目标板的可执行文件）共享给目标板，这样目标板就很方便地运行程序。比如我们往期笔记中的实验框图：

以上就是本次的笔记分享，如有错误，欢迎指出，谢谢！本次着重分享了几个重要的文件系统，了解这几个文件系统对我们学习嵌入式Linux有帮助。

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