一切皆文件

作者: 守拙圆 | 来源:发表于2017-09-13 14:12 被阅读124次

译者：penghuster
原文：Everything is a file

Image by : opensource.com

让我们以一个有趣的问题开始：下面哪些项是文件？

目录
shell 脚本
LibreOffice 文档
串行端口
内核数据结构
内核调节参数
硬件驱动
分区
逻辑卷（LVM）
打印机
套接字

对于 Unix 和 Linux 来说，可能你不敢相信上述一切皆为文件。这是一个了不起的概念，它为执行许多管理任务提供了简单有力的方法，否则这是极端困难甚至是不可能的。

备份主引导记录

例如，考虑备份硬盘的主引导记录（MBR）这个简单的任务。在少数情况下，我需要恢复或重建主引导记录，尤其是分区表。从损坏的记录中重建是十分困难的，而从一个存储的文件中恢复是十分容易的。Linux 为此提供了一个强有力的 GNU 工具—dd，该工具可以完成上述任务，并且提供了许多其他功能。

dd 是磁盘转储（disk dump）的缩写，但是长时间以来在系统管理员中 dd 都以 “磁盘毁灭者（disk destroyer）”著称。因为如果你不非常小心，它将准确完成你所指定的工作，包括销毁磁盘或者分区的全部数据。

下面的命令将备份主引导记录（MBR）。由于非 root 用户没有访问 /dev 目录中硬盘驱动文件的权限，故该命令必须以 root 用户执行。BS 是硬盘块大小， count 表示从源文件中读取的盘块的数目。这个命令将在 /tmp 目录创建一个 myMBR.bak 文件。该文件的大小为 512 字节，该主引导记录包括了引导程序代码和分区表。

dd if=/dev/sda of=/tmp/myMBR.bak bs=512 count=1

如果这个主引导记录（MBR）被损坏了，系统需要从一个诊断盘中进入诊断模式，并使用下面命令，本质上来说，是执行上面命令反向操作。需要注意的是，因为 dd 命令将仅仅拷贝这个备份文件到硬盘的第一个扇区，在文件达到末尾停止拷贝，故参数盘块大小和数目可以不指定（不像第一个命令中必须给定）。

dd if=/tmp/myMBR.bak of=/dev/sda

它是文件系统的一部分

Linux 上一切都是可以作为文件系统空间中一个文件来访问的。这意味着在 Linux 上可以用通用命令执行不同的功能。

按照如下所示命令，dd 命令能够用于拷贝硬盘的整个分区到文件或者其他硬盘。这里再次强调一下，对于不给定盘块大小和数目的命令，表示拷贝完全输入设备全部内容为止。但是请确保输出设备务必要大于输入设备。

dd if=/dev/sdf2 of=/dev/sdg3
dd if=/dev/sda of=/dev/sdg

也有其他相关工具可以使用。例如，cat 命令能够用于发送任何文件的内容到一个标准输出。这包括分区和所有硬件设备。还可以将该标准输出重定向到一个文件。

cat /dev/sda1 > partition1.backup

然而，cat 命令不能像 dd 命令那样控制操作。例如，它不能指定从源文件或设备读取的数据数量。

下面用一个有趣的实验来展示一切皆文件这个事实。大部分 Linux 发行版都有多个虚拟控制台（1 到 7）可以用于 shell 接口登录一个本地控制台会话。这些虚拟控制台可以通过组合键访问，如 Ctrl-Alt-F1 用于访问控制台1， Ctrl-Alt-F2 用于访问控制台 2，以此类推。

按下组合键 Ctrl-Alt-F2 切换到控制台 2。在一些发行版中，登录信息包括关联到 tty（teletype）的终端设备，但是更多的不这样做，而直接是 tty2 关联到控制台 2，以此一一对应。

非 root 用户登录，你可以用 who am i 命令来确认当前正连接于哪个控制台。

在执行这个实验之前，让我们在 /dev 目录下看看 tty2 和 tty3.

ls -l /dev tty[23]

/dev 目录下定义有大量的 tty 设备，但是除了 tty2 和 tty3 我们将不会关注其他 tty 设备。作为设备文件，他们本省没有什么特别的，他们都仅仅是字符型设备。我们将使用这些设备进行实验，控制台
2 被附着于 tty2，控制台 3 被附着于 tty3。

按下 Ctrl-Alt-F3 切换到控制台 2，然后用同名非 root 用户登录。

现在输入如下命令在控制台 3。

echo "Hello world" > /dev/tty2

然后按下 Ctrl-Alt-F2 回到控制台 2。这个字符串 “Hello world”（没有引号）是显示于控制台 2。

在图形化操作界面中，这个实验也能够借助终端模拟器进行。在桌面操作系统中终端会话使用在 /dev 下的伪终端，例如 /dev/pts/1。打开两个终端会话用 Konsole 或 Xterm。确认会话连接的伪终端，并用其中一个发送消息到另外一个。

现在使用 cat 命令继续这个实验，从一个终端显示 /etc/fstab 文件的内容到另一终端。

另外一个有趣的实验是利用 cat 命令直接调用打印机打印一个文件。假设你的打印机设备是 /dev/usb/lp0，那么使用下面命令你的打印机将直接打印该 pdf 文件。

cat test.pdf > /dev/usb/lp0/

dd 命令也能够用调用打印机打印就绪的文件。但是，我认为 cat 命名很显然更适合于承担这项工作。