Linux学习【2】文件管理

1. 文件目录结构

1.1 概览

部分介绍：

1. 根目录(/)

2. 二进制文件目录(/bin)：包含系统启动和运行所需的基础命令

3. 系统二进制文件目录(/sbin)：包含系统管理命令，通常只有系统管理员有权限使用

4. 配置文件目录(/etc)：系统配置文件的存储地，包括用户账户管理、网络配置等

5. 设备文件目录(/dev)：包含硬件和设备的接口文件

6. 挂载点目录(/mnt)：用于挂载外部存储设备或文件系统。当外部设备或文件系统被挂载到mnt目录后，用户就可以通过这个目录来访问和管理这些设备或文件系统

7. 虚拟文件系统目录(/proc)：包含系统运行时的信息，如进程、内存、CPU等

8. 变动文件目录(/var)：存储日志、缓存、邮件等数据

9. 临时文件目录(/tmp)：存放临时文件的地方

10. 用户程序和共享库目录(/usr)：存放系统和应用程序的存放地

    1. centos7及以上，/bin -> /usr/bin， /sbin -> /usr/sbin，进行了软链接。但是在centos早期版本以及ubuntu中并未进行软链接。

1.2 文件系统规则

Linux对文件系统分层结构有标准：FHS（Filesystem Hierarchy Standard）

1. 标准Linux文件系统（如et4）

2. 大小写敏感

3. 以.开头的为隐藏文件

4. /为目录分隔符

5. 每个文件都有两类相关数据：

   • metadata（文件本身的属性）

   • data（文件内容）

6. 不同的文件类型有有不同的颜色：

   • 蓝色：表示目录

   • 绿色：表示可执行文件

   • 红色：表示压缩文件（如.gz文件）

   • 浅蓝色：表示符号链接（软链接）

   • 黄色：表示设备文件（如块设备或字符设备）

   • 灰色：表示其他类型的文件，如文本文件、配置文件等。

1.3 文件类型

	类型	备注
-	普通文件
d	目录文件
b	块设备	按固定大小的数据块进行读写，如/dev/sda、SSD、U盘、光盘，有内核缓冲区，可快速随机读取
c	字符设备	按单个字符（字节流）读写，无固定大小，如键盘（/dev/input/mouse0）、鼠标、串口，通常无缓存，仅支持顺序读写
l	符号链接文件
p	管道文件pipe
s	套接字文件socket

Linux 系统将输入设备（如键盘、鼠标）统一管理在/dev/input/目录下，但设备名称并非固定的 keyboard，而是动态生成的eventX或by-id/符号链接。

这是因为：

1. 动态设备编号：键盘被识别为 event0、event1等，具体取决于系统检测顺序，可支持热插拔。

2. 统一输入子系统：Linux使用统一的evdev驱动处理所有输入设备，而非为每个设备单独命名。

root@midori-vm:/# ll /dev/zero 
crw-rw-rw- 1 root root 1, 5 7月  20 23:37 /dev/zero
root@midori-vm:/# echo 0
0
root@midori-vm:/# vim test.txt
root@midori-vm:/# cat t
test.txt  tmp/      
root@midori-vm:/# cat test.txt 
0
root@midori-vm:/# hexdump -C t
test.txt  tmp/      
root@midori-vm:/# hexdump -C test.txt 
00000000  30 0a                                             |0.|
00000002
root@midori-vm:/# dd if=/dev/zero of=test.txt bs=1 count=1
1+0 records in
1+0 records out
1 byte copied, 0.000325459 s, 3.1 kB/s
root@midori-vm:/# ll test.txt
-rw-r--r-- 1 root root 1 7月  21 18:15 test.txt
root@midori-vm:/# cat test.txt 
root@midori-vm:/# hexdump -C test.txt 
00000000  00                                                |.|
00000001

操作	写入内容	Hex 值	显示效果	本质区别
echo 0 > test.txt	ASCII 字符 '0'	0x30 0x0a	显示 0	文本格式的字符
dd if=/dev/zero ...	数值 0（NULL）	0x00	不显示（空）	二进制格式的零值

• echo 0 → 写入 ASCII 字符 '0'（0x30）
• /dev/zero → 写入数值 0（0x00）

2. 创建和查看文件

2.1 查看命令

• pwd

• cd

  cd x	含义
  cd ~	切换到当前登录用户的家目录
  cd ~用户名	切换到指定用户的家目录
  cd -	返回刚才的路径
  cd /	进入根目录

• ls

  ls -xx	含义
  ls -l 文件名	查看单个文件，文件大小以bytes单位显示
  ls -lh 文件名	自动转换为易读的单位（KB、MB、GB 等），根据大小动态调整
  ls -a	显示隐藏文件（包括 . 开头的文件），注意只显示隐藏文件
  ls -l /path	查看目录内容权限
  ls -d /path	仅查看目录本身（不显示内容）
  ls -R /path	递归列出目录及其子目录下所有文件和子目录
  ls -S /path	按文件大小降序排序显示目录内容，延伸：ls -Sl | head -n 5
  ls -1 /path	每行显示一个文件/目录

• 每个文件有三个时间戳：

  时间类型	缩写	全称	触发更新的操作	查看命令
  修改时间	mtime	Modification Time	文件内容被修改（如编辑文本、覆盖数据）	ls -l
  变更时间	ctime	Change Time	文件元数据或内容被修改（如权限、所有者、链接数变化，或内容修改时连带更新）	ls -lc
  访问时间	atime	Access Time	文件被读取（如 cat、grep）或执行（对脚本）	ls -lu

• stat，查看文件详细信息

• file， 检测文件类型

• hexdump -C filename，以十六进制和ASCII形式显示文件内容

此处的5c 72是指\和r两个字符(hex而非decimal），如果想真正插入回车符（\r）：

echo -e "Line1\rLine2" > output.txt  # -e启用转义
# 或
# printf "Line1\rLine2\n" > output.txt

• dos2unix/unix2dos

  系统	换行符	说明
  Windows	\r\n (CRLF)	回车（\r） + 换行（\n）
  Unix/Linux	\n (LF)	仅换行（\n）

2.2 文件通配符

通配符	说明
*	匹配0个或多个字符
?	匹配任何单个字符
~	当前用户家目录
~usrname	usrname的家目录
~+和.	当前工作目录
~-	前一个工作目录
[0-9]	匹配数字范围
[a-z]	字母
[A-Z]	字母
[string]	匹配列表中的任何一个字符
[^string]	匹配列表中的所有字符以外的字符

1. 匹配数字范围

[0-9]表示从数字0到数字9的任意一个匹配即可。

注意下图，file{0..9}.txt是扩展命令用法，代表从file0.txt到file9.txt10个文件。而file[0-9].txt是匹配用法。

2. ?匹配符

3. 匹配字母范围

[a-c]表示从a到c的任意一个匹配即可，但是要注意这中间包含大写字母，即当前匹配范围为a, A, b, B, c。

如下图所示，在使用[a-c]匹配时，是按照小写字母-大写字母的顺序进行匹配的，因此在file[a-c].txt和file[a-C].txt所返回的内容是不一样的。

4. 匹配特定字符

通配符	说明
:digit:	任意数字，相当于0-9
:xdigit:	十六进制字符
:upper:	任意大写字母，表示A-Z
:lower:	任意小写字母，表示a-z
:alpha:	任意大小写字母
:alnum:	任意数字或字母
:blank:	水平空白字符
:space:	水平或垂直空白字符
:punct:	标点符号

5. [string]和[^string]

6. *

（1）*无法匹配隐藏文件！

ls结合-a和*的不同表现：

ls       # 列出当前目录下的可见文件和子目录，不包括隐藏文件，不递归展开子目录
ls -a    # 列出当前目录下的可见文件和子目录，包括隐藏文件，不递归展开子目录
ls -a *  # 列出当前目录下的可见文件和子目录，不包括隐藏文件，递归展开子目录

• ls -a *会递归展开子目录内容是因为它的逻辑是：
  1. 先处理*，将其展开为当前目录下的所有文件以及目录；
  2. 再针对每个文件或目录执行ls，ls filename或者ls dir/，此时就会涉及到递归操作；
  3. 由于*本身会屏蔽掉隐藏文件，且-a的控制范围仅限于传递给ls的参数，也就是说解析*后，传递给ls的实际上就不包含隐藏文件，所以就算有-a也不会展示隐藏文件。

（2）使用*只显示目录

ls -d /etc/*/

7. 范例

显示/etc目录下以rc开头，后面是0-6之间的数字，其它为任意字符的文件或目录列表：

ls -d /etc/rc[0-6]*

2.3 创建命令

2.3.1 touch

touch [OPTION]... FILE...

OPTION:

• -a，仅改变atime和ctime

• -m，仅改变mtime和ctime

• -t [[CC]YY]MMDDhhmm[.ss]，指定atime和mtime的时间戳

• -c，如果文件不存在，则不予创建

root@midori-vm:/home/midori/test# ls
a.txt  test1
root@midori-vm:/home/midori/test# cleat

Command 'cleat' not found, did you mean:

  command 'cheat' from snap cheat (4.4.0.build.2)
  command 'claat' from snap claat (v0.7.1)
  command 'clear' from deb ncurses-bin

See 'snap info <snapname>' for additional versions.

root@midori-vm:/home/midori/test# clear
root@midori-vm:/home/midori/test# ls
a.txt  test1
root@midori-vm:/home/midori/test# touch b.txt
root@midori-vm:/home/midori/test# stat b.txt
  File: b.txt
  Size: 0               Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file
Device: 801h/2049d      Inode: 5898343     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2025-07-28 22:57:34.936832659 +0800
Modify: 2025-07-28 22:57:34.936832659 +0800
Change: 2025-07-28 22:57:34.936832659 +0800
 Birth: -
root@midori-vm:/home/midori/test# touch b.txt
root@midori-vm:/home/midori/test# stat b.txt
  File: b.txt
  Size: 0               Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file
Device: 801h/2049d      Inode: 5898343     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2025-07-28 22:57:41.220369341 +0800
Modify: 2025-07-28 22:57:41.220369341 +0800
Change: 2025-07-28 22:57:41.220369341 +0800
 Birth: -
root@midori-vm:/home/midori/test# touch -a b.txt
root@midori-vm:/home/midori/test# stat b.txt
  File: b.txt
  Size: 0               Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file
Device: 801h/2049d      Inode: 5898343     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2025-07-28 22:57:48.955791631 +0800
Modify: 2025-07-28 22:57:41.220369341 +0800
Change: 2025-07-28 22:57:48.955791631 +0800
 Birth: -
root@midori-vm:/home/midori/test# touch -m b.txt
root@midori-vm:/home/midori/test# stat b.txt
  File: b.txt
  Size: 0               Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file
Device: 801h/2049d      Inode: 5898343     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2025-07-28 22:57:48.955791631 +0800
Modify: 2025-07-28 22:57:53.743430229 +0800
Change: 2025-07-28 22:57:53.743430229 +0800
 Birth: -
root@midori-vm:/home/midori/test# ls
a.txt  b.txt  test1
root@midori-vm:/home/midori/test# touch -c c.txt
root@midori-vm:/home/midori/test# ls
a.txt  b.txt  test1

3. 复制、转移和删除文件

3.1 复制命令cp

cp [OPTION]... [-T] SOURCE DEST
cp [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY

OPTION:

• -i，覆盖前提示

• -a，备份过程可见

• -r/-R，递归复制

• -a，归档，相当于-dR --preserv=all

• -d，不复制原文件，只复制链接名

  • 若不指定，单独的cp在复制软链接时会直接复制链接所指向的文件

• -p，相当于--preserv=mode,ownership,timestap

• -f，--force

• -b，若目标存在，覆盖前先备份，形式为filename~，只保留最近的一个备份

• --backup=numbered，和-d的区别是可保留多份备份，形式为filename.~num~

3.2 移动命令mv

mv [OPTION]... [-T] SOURCE DEST
mv [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY

mv可以给单独的文件改名，如果需要批量修改文件名，则采用rename：

mv oldname.txt /path/to/newdir/newname.txt
rename [options] 's/<表达式>/<替换>/[flags]' <文件...>

3.3 删除命令rm

rm: remove，rm删除的是存储在硬盘（或SSD）上的文件数据，挂载点和映射到内存中的东西是无法被删除的。

rm [OPTION]... FILE...

OPTION：

• -i，交互式

• -f，强制删除

• -r，递归删除

rm -rf *          # 除隐藏文件外全部删除
rm -rf .[^.]*     # 删除隐藏文件，且避免删除父目录
rm -rf * .[^.]*   # 同时删除隐藏文件和非隐藏文件

在生产过程中rm命令很危险，建议用mv命令替代rm命令，如：mv /path/to/dir/filename /path/to/dir/filename.bak。

4. 软/硬链接