笔记03：HFS、基本命令、bash特性

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第三章

笔记：

• LSB（Linux Standard Base），FHS（Filesystem Heirarchy Standard）：

   /boot：引导文件存放目录，内核文件（vmlinuz）、引导加载器（bootloader，grub）都存放于此目录，一般单独分区
   /bin：供所有用户使用的基本命令：不能关联至独立分区，OS启动时即会用到的程序；
   /sbin：管理类的基本命令：不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序；
   /lib：基本共享库文件，以及内核模块文件（/lib/modules）；
   /lib64：专用于x86_64系统上的辅助共享库文件存放位置；
   /etc：配置文件目录
   /home/USERNAME：普通用户家目录；
   /root：管理员的家目录；
   /media：便携式移动设备挂载点；
   /mnt：临时文件系统挂载点；
   /dev：设备文件及特殊文件存放位置：
   	b：块设备，随机访问；
   	c：字符设备，线性访问；
   /opt：第三方应用程序存放位置；
   /srv：系统上运行的服务用到的数据；
   /tmp：临时文件目录；
   /usr：universal shared，read-only data；
   	bin：保证系统拥有完整功能而提供的应用程序；
   	sbin：
   	lib：
   	lib64：
   	include：C程序的头文件存放目录
   	local：第三方应用程序的安装位置（取代opt），独立的层级结构：
   		bin、sbin、lib、lib64、include 等。
   /var：variable data directory：
   	cache：应用程序缓存数据目录；
   	lib：应用程序状态信息数据；、
   	local：专用于/usr/local下的应用程序存储可变数据
   	lock：锁文件；
   	log：日志目录
   	opt：为opt目录下的应用程序存储可变数据；
   	run：运行中的进程相关的数据；通常用于存储进程的pid文件；
   	spool：应用程序数据池；
   	tmp：保存系统两次重启之间产生的临时数据；
   /proc:用于输出内核与进程信息相关的虚拟文件系统
   /sys：用于输出当前系统上硬件设备相关的虚拟文件系统；
   /selinux：security enhanced linux，selinux相关的安全策略等信息存储位置；
  

• Linux应用程序的组成部分：

   二进制程序：/bin，/sbin, /usr/bin, /usr/sbin, /usr/local/bin, /usr/local/sbin
   库文件：共享库和程序自身的库文件，/lib，/lib64，/usr/lib 等；
   配置文件：/etc，/usr/local/etc等
   帮助文件：/usr/share/man，/usr/share/doc等；
  

• 系统管理类命令：关机、重启、用户登录

   	halt：调用shutdown -h关机
   	shutdown：执行关闭进程，写入磁盘等系列操作后，init 0关机或init6重启
   	poweroff：关闭操作系统后，会向电源发送信号，切断电源（指向halt -p）
   	reboot：调用shutdown；
   	init 0：
   
   	关机：halt，poweroff，shutdown，init 0；
   	重启：poweroff --reboot
   		shutdown --reboot
   		reboot
   		init 6
   		-f：强制关机，不建议选项
   		-p：切断电源
   	shutdown time选项：
   		now：立即
   		0：立即
   		+#：提交命令后#分钟后关机（默认单位minute）
   		hh:mm：具体时间
   	用户登录信息：who、whoami，w
   		whoami：当前登录的有效用户
   		who：当前系统的所有用户会话
   		w：当前系统的所有用户会话及当前动作
  

• bash的基础特性：

   1、命令历史(见笔记02）
   2、命令补全
   3、路径补全
   4、命令行展开：
   	~：展开为用户家目录
   	~USERNAME：展开为指定用户家目录
   	{}：承载一个以逗号分隔的列表，拆分为多个路径
   5、命令的执行状态返回结果，0（成功），1-255（错误）
   	bash使用特殊变量$？保存最近一条命令的执行状态结果；	
   6、命令别名：alias
   	alias：显示当前shell所有可用别名
   	alias name=‘value’：设定别名；仅对当前shell有效
   	unalias name：撤销别名
   	\command：执行命令本身不执行同名的别名
   	~/.bashrc：对此家目录的用户有效；
   	/etc/bashrc：对所有用户有效；
   7、glob：通配符，用于实现文件名‘通配’
   	*：任意长度的任意字符；
   	？：单个的任意字符；
   	【】：指定范围内的单个字符；
   	【^】：指定范围外的单子字符；
   	专用字符集：
   		[[:space:]]:空格	[[:digit:]]:数字
   		[[:alpha:]]:大小写字母	[[:alnum:]]:大小写字母及数字
   		[[:lower:]]:小写字母	[[:upper:]]:大写字母
   		[[:punct:]]:标点符号
   8、bash快捷键：
   	ctrl+a、ctrl+e、ctrl+u，ctrl+k
   9、bash的I/O重定向及管道：
   	file disctribtion：文件描述符，每个打开的文件都有一个id
   	标准输入：键盘，0
   	标准输出：monitor，1
   	标准错误输出：monitor，2
   	
   	I/O重定向：改变输入输出的标准位置
   		输出重定向：
   			【1】>：标准输出覆盖重定向；
   				>>：标准输出追加重定向；
   			# set -C：禁止将内容覆盖输出至已有文件中；
   			#set +C：允许。。。。
   			2>：标准错误输出覆盖重定向
   			2>>：
   			&>：标准输出和标准错误输出覆盖重定向
   			&>>：
   			例：command > file1 2> file2
   		输入重定向：<
   		Here Documentation：<<
   			cat << EOF；	 				
   		管道：
   			COMMAND | COMMAND2 | COMMAND3 ....
   10、提供编程环境：
   		编程风格
   			过程式：以指令为中心处理数据，组织代码解决问题；
   					C，C++，java；
   					代码执行方式：顺序执行、选择执行、循环执行
   			对象式：以数据为中心，设计数据结构组织数据，并提供此类数据可被允许的处理操作；
   					shell、perl、python；
   		程序运行方式：
   			编译型：程序执行前，由编译器先完整编译成可执行的二进制文件；
   						源代码-->编译器-->
   			解释型：程序执行前，不进行完整编译，执行时，由解释器边解释边执行；
   		变量类型约束：
   			强类型：严格区分变量类型，变量类型不轻易转化；参与运算必须符合类型要求；
   					调用未声明变量会产生错误；
   			弱类型：数据类型可以被忽略；默认为字符型，参与运算时会自动进行隐式类型转换；
   		程序运行时结构：
   			动态语言：运行时可改变程序结构的语言；
   			静态语言：运行时不可改变程序结构的语言；
   		数据类型检查：
   			动态类型语言：运行时进行数据类型检查；
   			静态类型语言：编译期间（或运行前）确定数据类型；
   		库调用方式：？？
   			动态：编译时，共享库对象不编译进文件；？？
   			静态：编译时，共享库对象编译进文件；？？
   		shell编程：过程式、解释执行、弱类型
   			编程语言的基本结构：
   				数据存储：变量、数组
   				表达式：算术表达式、比较表达式、逻辑表达式等
   				语句：if、while、until、for等
   			格式：
   				shebang：#！/bin/bash
   						 #！/usr/bin/python
   					由于脚本文件是文本格式，cpu无法直接运行，这里指定cpu上真正
   					运行的解释器程序，而把此文件作为解释器的运行参数（cpu通过
   					二进制代码的magic number识别要运行程序的格式exe?elf？）;
   				代码：
   						echo “hello world”；
   						。。。
   			变量：命名的内存空间
   				文本数据存储格式：大致分为字符型、数值型；
   				变量类型的作用：
   					1、数据存储的格式；
   					2、数据参与的运算；
   					3、表示的数据范围；
   11、变量种类：
   	本地变量：只在当前shell进程生效，此shell进程的子进程或其他shell进程无效；
   	环境变量：当前shell进程及其子进程生效（su - USER会读取指定用户的环境变量，此时不生效），export
   	局部变量：只在shell进程中某代码片段生效（一般指函数），local；
   	位置变量：$1，$2，$3，$4。。。
   	特殊变量：$?，$0（脚本文件名），$#（传递给脚本的参数个数），$@，$*
   		$@，$*：都表示传递给脚本的参数列表，但带有双引号的引用时略有不同：
   			“$@”：所有参数是一个列表，传递给其它命令时是多个参数；
   			“$*”：所有参数当做一个整体，传递给其它命令时是一个整体；
   	shift #：脚本的第#+1及后面的参数成为脚本的参数列表，第#+1个参数位置变更为$1；
   	本地变量：
   		变量赋值：name=value
   			1、name=string；给定字符串
   			2、name=$（var）；把其它变量的值赋值给此变量
   			3、name=`command`或name=$（command）；把命令结果存储为变量；
   		变量引用：$[var]，括号一般情况可省
   			“$[var]”：弱引用，内容替换为变量值；
   			‘$[var]’：强引用，内容为$[var]；
   		Note：使用发现，变量引用时：
   			$(var)：用于引用命令结果，引用变量时报错；
   			$[var]或${var}：用于引用变量；
   		set：显示所有已设定的变量；
   			unset：撤销已有变量
   	环境变量：
   		变量赋值：
   			export name=value
   			declare -x name=value
   		变量引用：$（var），$var
   		变量撤销：unset
   		显示系统环境变量：
   			env、printenv、export
   	变量命名规则：
   		1、不要使用程序中的保留字（如if，for，in等）；避免跟其他类型或此类型变量重名；
   		2、有字母、数字和下划线组成，不能以数字开头（也不以_开头，避免跟其他程序的内置变量重名）；
   		3、命名要尽量见名知意；
   12、配置文件：
   		全局配置生效：/etc/bashrc、/etc/profile、/etc/profile.d
   		个人配置生效：~/.bashrc、~/.bash_profile
   		profile类：为交互式登录的shell提供配置（也有部分为非交互式登录shell提供配置）；
   			1、“su - username”或“su -l username”登录的shell；
   			2、通过终端输入账户密码登录的shell；
   			一般在此文件中：
   				1、定义环境变量；2、定义命令或脚本；
   			交互式登录shell配置文件读取顺序：
   				/etc/profiel--> /etc/profile.d/*.sh--> ~/.bash_profile-->
   				 ~/.bashrc-->/etc/bashrc
   		bashrc类：为非交互式登录的shell提供配置（也有部分为交互式登录shell提供配置）；
   			1、“su username”登录的shell；
   			2、图形界面打开的模拟终端；
   			3、执行脚本时打开的shell进程
   			一般在此文件中：
   				1、定义本地变量；2、定义命令别名；
   			非交互式登录shell配置文件读取顺序：
   				~/.bashrc--> /etc/bashrc --> /etc/profile
   13、bash的算术运算：+，-，*，/，%,**等：
   	实现算术运算：
   		1、let var=算术表达式；例，let mul=$a*$b;
   		2、var=$[算术表达式]；例，mul=$[$a*$b];
   		3、var=$((算术表达式))；例，mul=$(($a*$b));
   		4、var=$(expr $1 $2 $3 ...)；例，mul=$（expr $a \* $b）
   	BASH内建的随机数生成器：$RANDOM
   		$[$RANDOM%30+1]：随机生成1-30的整数；
   	自增、自减等运算：+=、-=、/=，*=，%=
   		let var+=1 同let var++
   		let var-=1 同let var--
   14、条件测试：（获取帮助：“man bash”或test命令用法）
   	测试命令：
   		test EXPRESSION；
   		[ EXPRESSION ];
   		[[ EXPRESSION ]];
   		Note：条件表达式的前后必须要有空格；
   	数值测试：
   		-gt、-eq、-ge、-lt、-le、-ne
   	字符串测试
   		==/=，！=，-z，-n
   		<,>：字符串大小比较（比较ASCII码，很少用）
   		=~：比较左侧的字符串是否匹配右侧的模式，此表达式一般使用“[[ ]]”;
   			不要求左侧完全匹配右侧，左侧内容有部分匹配即满足条件（左侧部分或整体包含右侧）；
   		Note：用于字符串比较的操作数都应该使用双引号，如：
   			[ “hello” = “hi” ]，hello和hi都用使用双引号
   	文件测试：
   		存在：-a，-e
   		类型：-f，-d，-L，-b，-c，-S，-p，-h
   		权限：-r，-w，-x（注意root用户的特殊性）
   		特殊权限：-g（sgid），-u（suid），-k（sticky）
   		大小：-s（非空）
   		是否打开：
   			-t fd：fd（表示文件描述符）是否已经打开并且与某终端相关；
   		其他：
   			-N：文件自上一次被读取后是否被修改过；（上次读取文件时是否做过修改操作或者输入重定向到此文件）
   			-ef：是否为同一个文件（可用于硬链接）
   			-nt：new than（比较的是ls -l显示的时间，即文件modify时间）
   			-ot：old than
   			-O：当前有效用户是否为文件属主；
   			-G：属组
   	组合条件测试：
   		1、用于语句之间：||，&&，！
   				id user &> /dev/null || useradd user;
   		2、用于测试表达式内部：-a，-o
   		 	[ -e file -a -r file ]
   		 示例：
   		 	[ -e file ] && [ -w file ];
   		 	[ -e file -a -w file ];
   		 	[ !  -r file -a ！-w file ],! [ -r file -o -w file ],
   		 	 [ ! \( -r file -a -w file \) ],[ ! -r file ] && [ ! -w file ];
   			
   15、bash脚本控制语句：exit，return，continue，break
   	exit #：到此语句时立即终止脚本，并返回“#”状态码；如为指定“#”或未定义exit，
   			则返回脚本最后执行命令的状态码
   16、bash数组
   	特性：
   		▲不支持多维数组，只支持一维数组；
   		▲使用前无须事先声明；(关联数组使用前要声明）
   			调用一个事先未存在的数组元素，其值为空，做数学运算时其值为0；
   		▲普通数组下标为从0开始的整数，支持算术表达式（结果为整数）、支持稀疏格式；
   			关联数组下标可以是任意字符串，称为键值对，键唯一而值可以不唯一；
   	用法：
   		数组声明：
   			declare -a array：声明数组；
   			declare -A array：声明关联数组；
   		数组元素赋值：
   			单个元素赋值：
   				weekdays[a]=“monday”
   			一次赋值全部元素：
   				weekdays=（“monday” “tuesday” “thirsday” “wensday”）
   			一次赋值多个元素：
   				weekdays=（[0]="monday" [2]="tuesday" [3]="thirsday"）
   			用户交互赋值：
   				read -a  ARRAY
   		关联数组赋值：
   			weekdays[a]="monday"
   			weekdays=([a]="monday" [b]="tuesday" [c]="wensday")（awk的关联数组
   				测试不支持此种格式的多个元素同时赋值）（bash的赋值事先要声明）
   		数组元素引用：
   			引用单个数组元素：
   				${array[index]};
   				index省略表示引用${array[0]}
   			引用全部数组元素：
   				${array[@]}
   				${array[*]}
   			引用数组元素个数:
   				${#array[*]};
   				${#array[@]};
   			遍历素组元素
   				for i in ${array[@]};
   				for i in ${array[*]};
   			遍历素组元素下标:
   				for i in ${!array[@]};
   				for i in ${!array[*]};
   		数组切片：
   			${array[@]:offset:number}
   				offset：从开头开始要跳过的数组元素；
   				number：从跳过的素组元素末开始要选取的数组元素；
   			${array[@]:offset}
   				去除数组前面的n个元素，取剩余的所有元素；
   		向数组中追加元素：非稀疏格式
   			array[$[${#array[@]}-1]]="value"
   		删除数组和元素：
   			unset array[index]:删除数组元素；
   			unset array：删除数组；
  

• 基本命令：mkdir，rmdir，tree、pstree、declare、typeset、export：

  mkdir：
  	-p：存在时不报错，不存在时按需创建；
  	-v：显示详细信息；
  	-m MODE：创建目录时直接指定权限；
  tree：
  	-d：只显示目录；
  	-l #：按指定层级显示；
  	-P pattern：只显示由pattern匹配的路径；
  rmdir：
  	-v：显示过程；
  	-p：逐级删除空目录；
  

• 文件查看命令：

   cat，tac、more、less、tail、head、touch
   tail | head：
   	-c #：指定获取前|后#个字节；
   	-【n】 #：指定获取前|后#行；
   	tail -f：持续追踪文件尾部
   touch：文件的时间戳管理工具：
   	access time：访问时间，atime，读取文件内容
   	modify time：修改时间，mtime，指文件有过编辑动作（内容不一定改变）	
   	change time：改变时间，ctime，元数据发生改变；
   	未知？：
   		访问文件atime发生改变时，ctime未改变；
   		touch修改文件atime时，ctime一同改变
   	-c：不创建文件，当文件存在时才修改时间戳；
  

练手：

1、写一个脚本：计算/etc/passwd中第10个用户和第20个用户id之和；
2、写一个脚本：传递两个文件路径给脚本，计算两个脚本中空白行之和；
3、写一个脚本：统计/etc，/var，/usr下共有多少一级子目录和文件；
4、写一个脚本：接受一个用户路径做参数，如果参数个数小于1，则提示并退出；
			如果参数个数大于等于1，则统计所有给出文件的空白行之和；

疑问：

	1、汇编代码是什么格式的？
	2、二进制文件：除由ASSIC码组成的纯文本以外的所有文件；
	3、编译器编译后的代码文件格式是二进制文件，是机器代码？汇编代码？还是其他？
		描述程序源代码从编译到执行的完整过程？
	4、描述解释型语言所编写程序执行的完整过程？
	5、编译器或解释器可以完成从源代码到机器代码的直接转化吗？
		试答：不行，编译器或解释器是基于系统调用或库或少量机器代码开发的；
					从高级编程语言到机器语言的超量工作，基于减少重复工作和明晰结构进行了分工；
					汇编语言完成对对应硬件机器代码的转化，并向上层提供较为易用的调用接口；
					操作系统（一般为C语言）面向各个硬件的汇编接口，并向上层提供更为易用的系统
					调用或库调用接口；
					其他高级语言基于操作系统提供的接口进行便捷开发；
					会发生少量跨层级的接口调用；
			提交到硬件上运行的代码为汇编代码，在硬件内部实现汇编代码到机器代码的转换？？
	任务：寻找相关书籍，完整地系统性地理解整个代码运行流程
	6、动静态语言和动静态类型语言？动静态类型语言和强弱类型语言？

参考资料：

	/电子书/fhs-2.3