Linux一切都是文件的思想

程序那些事儿

发布于 2023-03-07 13:29:40

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发布于 2023-03-07 13:29:40

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介绍

什么是文件？

文件就是操作系统记录和保持信息的通用结构体。与其他操作系统不同，类似 UNIX 的操作系统将一切视为通用文件。这意味着，不仅分区作为文件装载，而且特定设备（如 RAM、智能手机、外部磁盘和光盘）的目录都是文件。除了这些，套接字和管道也是文件！

此外，每个 TTY 终端（使用CTRL ALT F1打开的终端）都是系统眼中的"文件"。

目录/dev

如果浏览 /dev 目录，您将看到相对于其他媒体对应系统装载的所有文件。就好像你把手机插入电脑，一个外部硬盘驱动器，甚至一个U盘，都变成了操作系统的"文件"。系统分区是在 /dev 文件夹中使用"sd"启动的文件。在同一文件夹中，TY 是远程打字机设备，由"CTRL ALT F1"命令访问的外壳终端。光学媒体系统（DVD、CD 等）使用的程序集块也在此文件夹中，所有文件都在这里列出。

特殊设备

这篇文章最大的好奇心是因为这4个小文件在文件夹/dev：full，zero，random和null。你能区分他们每个人的功能吗？ 它们的共同之处在于它们是"特殊档案"，而不仅仅是目录。

设备空：/dev/null

null 设备（设备 null）通常用于丢弃由于某种原因结果无关紧要的进程的输出流。它还可用作一个空的便利文件。通常，此操作通过系统控制台上的重定向命令执行。发送到设备"/dev/null"的任何文件都将因操作方式而永久消失，并立即丢弃数据。

它就像一个大黑洞，一个永远也不填满的垃圾堆。

程序员因为这种特殊性而对/dev/null开很多玩笑。

请尝试以下命令：

$echo "hello world"

会看到"hello world"作为命令输出。

现在尝试：

$ echo "hello world"> /dev/null

将返回空输出。也就是说，什么都不会发生。

因为命令输出"hello world"被丢弃了，它被黑洞吞没了。

/dev/null 基于 UNIX 的系统的工作方式类似于黑洞：

那里发送的东西不会回来！抛开笑话不谈，基本上，进程的命令输出没有存储，它是直接丢弃，就好像它从未生成过一样。

设备已满：/dev/full

在 Linux 上，始终完整的设备是一个特殊的文件，在访问时始终返回相同的错误代码：ENOSPC -这意味着"设备上没有可用空间"。

此外，它还有另一个函数：因为它始终已满，因此它为以读取形式访问它的任何进程提供无限数量的空字符（NULL）。此设备通常用于测试程序在遇到由于内存磁盘而出错时的行为！

请尝试以下命令：$echo "hello world">/dev/full它将给这个设备完全错误，模仿一个拥挤的硬盘！ bash：echo：write error：No space left on device

零设备：/dev/zero

在类似 Unix 的操作系统上，/dev/zero 是一个特殊的文件，它提供从其中读取的空字符数 — ASCII 表的 NULL，0x00;而不是"零位"、"0"字符，其值为 0x30*。

例如，此设备生成的空字符流可用于覆盖磁盘上的信息（以清理它）或生成大小为 X 到无穷大的干净文件。BSD 系统通过 mmap 函数实现共享内存，该函数将 /dev /zero 映射到 RAM 来使用它。

创建称为"test"的大型空文件：

$ dd if=/dev/zero of=/home/
$ USER /test count=1000 bs=1000

如果不对命令施加限制，则获取为"dd if=/dev/zero=/home/ $ USER/test"，您将看到一个文件，该文件将无限制增长直到磁盘写满，它才会停止增长，从而导致"无磁盘空间可用"错误。

当您要恢复分区表已损坏且无法恢复的笔驱动器时，此命令很有趣。dd命令强制写入，和 /dev /zero 将填充每个存储块，zero。它将处于新制造状态，要求您稍后使用程序（如磁盘或 Gparted）来重建分区表！

请注意此命令，如果输出为 of=/dev/sda1，则对整个 sda1 磁盘（用零填充）归零，从而使文件无法恢复。

随机设备：/dev/random

它的工作原理是使用 of=/dev/zero 相同的逻辑，但填充磁盘或使用随机值创建大小 n 的文件，这些文件由计算机处理生成、收集 GPU 信息字符、RAM 内存等。

/Dev/random 应适用于需要高质量随机数（如 SSH 和其他共享网络的一次性键盘或公钥生成）的用途。

神奇的事情！

如果我们无处派人去，会发生什么？也就是说，如果我们将 /dev/零的内容发送到 /dev/null

$ sudo dd if=/dev/zero of=/dev/null

此命令将生成一个趋向于无穷大的文件，该文件将记录在无限空间设备中 – 我们的黑洞！实际上，它不会损坏硬件磁盘，因为实际上不会生成数据并将其写入磁盘。但是，在内核的角度来看，有数据传输：它将产生高CPU消耗，这将选择其中一个内核来生成占用100%使用量的此类处理。

这种类型的命令用于性能测试，例如，检查计算机在 CPU 中以 100% 的用法表现。

1. 使用 DD 命令创建充满zero的 4Gb 文件。

它将在 /home/$USER 中创建;如果没有足够的磁盘空间，则更改此路径。

$ dd if=/dev/zero of=~/test bs= 1M count=40962

现在，让我们格式化此文件，选择具有 EXT4 格式！

$mkfs.ext4 -m .005 ~/test

命令中的 -m 标志会导致我们默认将 EXT4 设置为 05 的"根"空间。这对于安装系统和防止 EXT4 在默认情况下占用大量磁盘空间甚至很有用。

现在你有一个4GB的文件类型"unkown"的"test"在你的/home目录下。

把它装成分区！

$ sudo mkdir /media/test
$ sudo mount -rw ~/test/media/test/

这样我们就创建好了一个EXT4 格式文件，并且您创建了一个 EXT4 分区，我们可以在这里面创建文件或者写入东西。

可以针对任何文件格式执行相同的过程：EXT2、FAT32、NTFS 等。一切都只取决于您的需求！但是，不要认为您可以在其上安装 Windows，因为它是分区内的分区，在 EXT4（或 btrfs 或 xfs）下管理它，具体取决于您的系统）。将其作为分区安装在 Windows 上也比较棘手，因为系统不作为基于 UNIX的设备运行，将块设备读取为文件，而是以不同的方式对待它们。您甚至可以使用 -F 标志强制程序集，但只有基于 UNIX的系统才能识别并装载它。