Linux架构和目录-基础篇

1.Linux目录结构

2. /boot/

存放系统内核文件，如vmlinuz,initrd,System.map等。其中，

a. vmlinuz是可引导的、压缩的内核，“vm”即“Virtual Memory”；

b. initrd 的英文含义是 boot loader initialized RAM disk，就是由 boot loader 初始化的内存盘。在linux内核启动前， bootloader 会将存诸介质中的 initrd 文件加载到内存，内核启动时会在访问真正的根文件系统前先访问该内存中的 initrd 文件系统。第一阶段启动的目的是为第二阶段的启动扫清一切障碍，最主要的是加载根文件系统存储介质的驱动模块。initrd是“initial ramdisk”的简写。

c. system.map是一个特定内核的内核符号表。在进行程序设计时，会命名一些变量名或函数名之类的符号。Linux内核是一个很复杂的代码块，有许许多多的全局符号。Linux内核不使用符号名，而是通过变量或函数的地址来识别变量或函数名。比如不是使用size_t BytesRead这样的符号，而是像c0343f20这样引用这个变量。（以上描述摘自WEB）

[2]中指出系统启起时文件的加载顺序是Kernel文件->initrd文件->其它系统模块文件，其中kernel文件用于让系统认识CPU、内存等信息，而initrd用于让系统知道哪些重要外设文件需要在启动时加载（比如硬盘），这里我的理解即是引导启动程序去哪里找这些诸如驱动的文件，当然initrd也可以让写入启动时要加载的模块，或执行一些特殊命，这取决于管理员的配置。但文中说的kernel文件具体指什么文件没有例举，一头雾水，我猜应该是vmlinux文件。[2]如下图所示描述加载顺序：

3. /dev,/proc,/sys

虚拟文件系统(VFS)是由Sun microsystems公司在定义网络文件系统(NFS)时创造的。它是一种用于网络环境的分布式文件系统，是允许和操作系统使用不同的文件系统实现的接口。虚拟文件系统（VFS）是物理文件系统与服务之间的一个接口层，它对Linux的每个文件系统的所有细节进行抽象，使得不同的文件系统在Linux核心以及系统中运行的其他进程看来，都是相同的。严格说来，VFS并不是一种实际的文件系统。它只存在于内存中，不存在于任何外存空间。VFS在系统启动时建立，在系统关闭时消亡^[4]

VFS的功能包括：纪录可用的文件系统的类型；将设备同对应的文件系统联系起来；处理一些面向文件的通用操作；涉及到针对文件系统的操作时，VFS把它们影射到与控制文件、目录以及inode相关的物理文件系统^[4]。

　 当某个进程发布了一个面向文件的系统调用时，核心将调用VFS中相应的函数，这个函数处理一些与物理结构无关的操作，并且把它重定向为真实文件系统中相应的函数调用，后者则用来处理那些与物理结构相关的操作。

虚拟文件系统作为User Space与Kernel Space之间的桥梁，当用户的应用程序（Application）需要任何的硬件设备时，要先通过虚拟文件系统或系统模块，向Kernel请求支持。也就是说User Space中的应用程序无法直接和Kernel Space交互，必须通过中间的虚拟文件系统。

3.1 /dev目录

/dev目录放置所有设备文件，LINUX中设备以文件的形式展现给用户；其中，常用的设备文件直接放置/dev目录，其他设备文件则分类置于各个子目录下，如/dev/bus,/dev/disk等，可通过ls -l /dev | grep "^d"查询所有子目录。

/dev目录下的基本设备文件：

/dev/hd[a-t]：IDE设备，如IDE硬盘或光驱 /dev/sd[a-z]：SCSI设备，包括SATA硬盘等 /dev/fd[0-7]：标准软驱 /dev/md[0-31]：软raid设备 /dev/loop[0-7]：本地回环设备 /dev/ram[0-15]：内存 /dev/null：无限数据接收设备,相当于回收站 /dev/zero：无限零资源 /dev/tty[0-63]：虚拟终端，一般为远程终端 /dev/ttyS[0-3]：串口 /dev/lp[0-3]：并口 /dev/console：控制台 /dev/fb[0-31]：framebuffer /dev/cdrom => /dev/hdc /dev/modem => /dev/ttyS[0-9] /dev/pilot => /dev/ttyS[0-9]

/dev的子目录：

/dev/bus：根据不同的总线将硬件进行分类

/dev/disk：对所有硬盘按不同分类供用户查询，分类方式见诸三个目录by-id,by-uuid,by-path

/dev/input：输入设备的目录

/dev/VolGroup00：

/dev/mapper：

/dev/net：默认只有tun文件，用来建立VPN通道

/dev/pts：pts全名Pseudo-terninal slave，和终端相关的设备文件

/dev/shm：shm(share memory)提供分享内存的一种机制，以tmpfs的方式

/dev/snd：

3.2 /dev/proc

程序信息与系统设置目录，由procfs（process file system）产生，也是虚拟文件系统（procfs格式），提供系统一些实时的信息，包括主机硬件信息、系统配置信息等，可通过更改这些文件来修改系统配置（如修改网络配置）、调整系统内存和性能、调整系统执行时的参数等。

The proc file system is a pseudo-file system which is used as an interface to kernel data structures.  It is commonly mounted at /proc.  Most of  it  is  read-only,  but  some  files  allow  kernel variables to be changed^[3] .

上述这段描述引自man手册，可以知道proc下文件提供内核数据结构的接口（比较难懂），大部分文件是只读的，有些是可配置的。

3.3 /dev/sys

由sysfs(system file system)文件系统建立，为用户访问kernel对象、属性提供接口，所有系统信息以类的方式的呈现给用户。具体分类包括：

/dev/block：以块设备分类信息，例如内存、硬盘、光驱 /dev/bus：以主板上的总线类型分类，例如serie、pci /dev/class：按功能进行分类，例如网卡、打印机 /dev/devices：？ /dev/firmware：kernel默认支持的固件信息，可看成默认支持的驱动 /dev/fs：存放sysfs对象信息 /dev/kernel：内核信息 /dev/module：系统加载的模块信息 /dev/power：电源相关信息

参考文献

[1] http://proton.pathname.com/fhs/

[2] 邱世华. 《系统架构与目录解析》（烂书，建议别买，本人深受其害，虽出自国人之手，但内容与售价完成不符）

[3] man手册. http://man.he.net/

[4] 百度百科. http://baike.baidu.com/view/671797.htm?func=retitle