04. Linux文件与目录管理
1. 几个特殊目录
.：此层目录
..：上一层目录
-：前一个工作目录
~：当前用户的家目录
~account：account用户的家目录
说明：每个目录下都有. 和..目录，即使是根目录/ 下也有，只不过他们代表同一个目录（可以发现根目录下的. 和.. 目录的inode编号相同，为同一个目录）
一般文件系统的顶层目录（如本例中的/、/boot、/home）的inode编号从2开始，几个编号为1的目录都是虚拟文件系统的顶层目录
所谓的顶层目录，实际上就是文件系统在目录树中的挂载点
2. PATH环境变量
1）在任何地方都可以执行PATH环境变量中所包含目录中的命令
2）不同用户的PATH环境变量值是不同的，所以能随意执行的命令也不同。
3）假设2个ls命令在不同的目录中，如/usr/local/bin/ls和/bin/ls，那么执行ls时，PATH中哪个目录先被搜索就执行哪个。
4）PATH环境变量可以修改
① shell中使用export PATH=$PATH:要加入的目录，实现临时修改
② 在脚本中修改（~/.bashrc等），实现永久修改
注意：出于安全因素考虑，最好不要将当前目录（.）加入PATH变量
3. 目录与文件相关命令
1）cd命令
命令名称：cd
命令英文原意：change directory
命令所在路径：shell内建命令
执行权限：所有用户
功能描述：切换工作目录
语法：cd [目录]
注：cd后不加任何内容是进入当前用户的家目录
2）pwd命令
命令名称：pwd
命令英文原意：print working directory
命令所在路径：/bin/pwd
执行权限：所有用户
功能描述：显示当前目录
语法：pwd [-P]
-P：如果当前目录是软连接，则显示其指向的目录（avoid all symlinks）
示例：
3）mkdir命令
命令名称：mkdir
命令英文原意：make directories
命令所在路径：/bin/mkdir
执行权限：所有用户
功能描述：创建新目录
语法：mkdir [-pm] 目录名
-p：递归创建，一并创建路径中尚未创建的目录，如果目录已存在不报错
-m：创建目录的同时指定权限，无视默认权限（umask）
4）rmdir命令
命令名称：rmdir
命令英文原意：remove empty directories
命令所在路径：/bin/rmdir
执行权限：所有用户
功能描述：删除空目录
语法：rmdir [-p] 目录名
-p：连同上层的空目录一并删除
5）ls命令
命令名称：ls
命令所在路径：/bin/ls
执行权限：所有用户
功能描述：显示目录文件
语法：ls [-aldhiR] [文件或目录]
-a：显示所有文件，包括隐藏文件
-l：详细信息显示
-d：查看目录属性
-h：人性化显示
-i：显示inode编号
-R：连同子目录内容一并显示，即显示目录下的所有文件
说明：-d 选项作用
6）cp命令
命令名称：cp
命令英文原意：copy
命令所在路径：/bin/cp
执行权限：所有用户
功能描述：复制文件或目录
语法：cp [-rpdu] 源文件或目录 目标目录
-r：递归，复制目录时必须使用
-p：复制时保留文件属性（常用于备份）
-d：若源文件为软链接文件，则复制链接文件属性而非文件本身
-u：只有目标比源旧时才复制（update）
-a：相当于-pdr
注意：理解cp命令的关键是cp的目标文件是新建一个文件，因此会使用新的inode和block，自然也就有了拷贝中的权限属性问题。
所谓权限属性问题，即如果在拷贝中不加限制，目标文件的属性将会是用户新建文件的默认属性（这些属性包括文件所有者、所属组、权限、时间等）。
说明1：-p 选项的作用
可见，当没有使用-p 选项时，由于复制文件相当于在目标目录中新建文件，所以文件的最后修改时间就改变了。
在默认条件下，cp的源文件与目的文件的权限不同，目的文件的所有者通常是命令操作者本身（即新建文件时的默认所有者和所属组），此时也可以使用-p选项保留原用户和原用户组
可见使用-p选项后保留了原先的用户组信息，但是只有root用户有此功能，普通用户即使使用-p 选项也无法保留文件所有者和所属组
普通用户使用-p 选项可以保持时间不变，但用户和用户组均改为cp命令执行者及其缺省组
为什么会这样呢？其实从root环境的例子中就可以找到答案，我们观察复制后文件的inode编号
一定要注意，复制后的文件是一个独立的文件，root用户使用-p的做法相当于给utmp用户组增加了一个文件，但普通用户是没有这个权利的
说明2：-d选项的作用
假设hello_soft是hello的软链接文件
下面测试-d 选项的作用
说明3：使用cp复制文件需要有文件的读权限（当然仅是针对普通用户而言）
说明4：cp 命令还可以进行硬链接[-l]和软链接[-s]，但我个人强烈反对这种非主流的用法
7）rm命令
命令名称：rm
命令英文原意：remove
命令所在路径：/bin/rm
执行权限：所有用户
功能描述：删除文件或目录
语法：rm [-rf] 文件或目录
-r：递归，删除目录时必须使用
-f：强制执行
注意：root用户使用的rm实际上是rm -i的别名，所以删除文件时默认会有提示
8）mv命令
命令名称：mv
命令英文原意：move
命令所在路径：/bin/mv
执行权限：所有用户
功能描述：剪切文件、改名
语法：mv 源文件或目录 目标目录
注：也可以使用rename命令给文件更名，而且可以实现批量更改
注意1：剪切并不会新建文件，只是修改目录文件block中文件名与inode的对应关系
注意2：root用户的mv命令也是别名
9）touch命令
命令名称：touch
命令所在路径：/bin/touch
执行权限：所有用户
功能描述：创建空文件，更新文件的时间戳
语法：touch 文件名
说明：关于更新文件时间戳
只有文件是所有者和root可以修改文件的时间戳
经上机验证，普通用户如果是文件所有者，即使没有r、w、x权限依然可以使用touch修改时间戳。这是因为时间戳记录在文件对应的inode中而不是文件本身的内容，而所谓文件的权限是针对文件内容的。
Linux中文件的三个时间：
① modification time（mtime）
当文件的“内容数据”更改时（block被修改），就会更新这个时间，ls默认显示的时间就是mtime。
② status time（ctime, change time）
当文件的“状态”改变时（inode被修改），就会更新这个时间，比如权限与属性被更改。
③ access time（atime）
当“该文件的内容被取用”时，就会更新这个时间，比如使用cat去显示文件的内容
touch命令更新的是atime和mtime（update the access and modification times of each file to the current time）
10）取得文件名与目录名
basename：取得文件名
dirname：取得目录名
11）file命令
命令名称：file
命令所在路径：/usr/bin/file
执行权限：所有用户
功能描述：查看文件类型
语法：file 文件名
4. 文件内容查阅命令
1）cat命令
命令名称：cat
命令所在路径：/bin/cat
执行权限：所有用户
功能描述：显示文件内容；连接文件并显示在标准输出上
语法：cat [-n] 文件名
-n：显示行号，连空白行也有行号
2）tac命令
命令名称：tac
命令所在路径：/usr/bin/tac
执行权限：所有用户
功能描述：反向显示文件内容
语法：tac 文件名
注意：tac是没有-n选项的~~
3）more命令
命令名称：more
命令所在路径：/bin/more
执行权限：所有用户
功能描述：分页显示文件内容
语法：more 文件名
相关操作：
[空格]或[f]：向下翻页
[Enter]：换行
[b]：向上翻页 //原来只有less可以
q或Q：退出
但more中不能查找（准确说是不能标亮）
4）less命令
命令名称：less
命令所在路径：/usr/bin/less
执行权限：所有用户
功能描述：分页显示内容，可向上翻页（可以使用PgUp、PgDn和上下箭头），也可以查找
语法：less 文件名
5）head命令
命令名称：head
命令所在路径：/usr/bin/head
执行权限：所有用户
功能描述：显示文件前面几行
语法：head [-n] 文件名 //head -n 5 filename
-n：指定显示的行数，默认为10行
说明：head -n -100 filename
-n 后的参数为负数：除了最后的100行不显示，其余均显示出来
6）tail命令
命令名称：tail
命令所在路径：/usr/bin/tail
执行权限：所有用户
功能描述：显示文件后面几行
语法：tail [-nf] 文件名
-n：指定显示的行数，默认为10行
-f：动态显示文件末尾内容
说明1：tail -n +100 filename
从100行开始，显示到最后（-n +K，to output lines starting with the Kth）
说明2：-f 选项的作用
以日志文件/var/log/message为例
可见显示后并没有退出，而是挂起等待，下面用SecureCRT远程登录，然后设置一下虚拟IP
这些操作就会反应到日志文件中。该功能一般用于动态监视日志文件。
7）od命令
命令名称：od
命令所在路径：/usr/bin/od
执行权限：所有用户
功能描述：使用八\十六进制或其他格式显示文件，一般用于显示非文本文件
语法：od [-t TYPE] [文件名] //此处可以省略文件名，此时从stdin得到输入内容
-t c：以ASCII字符输出
-t d[size]：利用十进制输出，每个整数占用size个字节
-t o[size]：利用八进制输出，每个整数占用size个字节
-t x[size]：利用十六进制输出，每个整数占用size个字节
注意：size只能是2的n次幂
注：如果不用-t 选择指定，默认是以-t o2显示文件内容
5. 文件特殊权限：SUID、SGID、SBIT
1）概述
这三种特殊权限都是针对文件的执行（x）权限，通过替换user、group和other的x权限位实现不同的功能
说明：s 与t 这两个权限的意义与系统的账号及系统的进程有关
2）SUID（Set UID）
定义：s 出现在文件所有者的x 权限上
功能：
① 只有可执行的二进制程序才能设定SUID权限
② 命令的执行者要对该程序有x 权限
③ 命令执行者在执行该程序时获得该程序文件属主的身份
④ SUID权限只在该程序执行过程中有效，也就是说身份改变只在程序执行过程中有效。
示例：passwd命令
普通用户可以通过passwd命令修改自己的密码，而对密码的修改就体现在对/etc/shadow文件的修改，我们来看一下这个文件的权限
也就是说，只有root用户可以读写这个文件（因为rwx权限是不能限制root用户的）
下面再看一下passwd命令的权限
可见passwd命令设置了SUID，所以普通用户在执行passwd命令时获得了passwd命令属主，即root用户的身份，因而可以修改/etc/passwd文件
特别注意：SUID的设置是非常危险的，假设vim被设置了SUID，那么所有能运行vim的用户都可以借由vim这个软件修改系统文件。因此在Linux中将这类文件标为红色，以示危险。
3）SGID（Set GID）
定义：s 出现在文件所属组的x 权限上
SGID对文件的作用：
① 只有可执行的二进制程序能设置SGID权限
② 命令执行者要对该程序拥有x权限
③ 命令执行者在执行程序时，组身份提升为该程序文件的属组
④ SGID权限同样只在该程序执行过程中有效，也就是说组身份的改变只在程序执行过程中有效
SGID对文件作用示例：locate命令
locate命令在执行过程中要查询/var/lib/mlocate/mlocate.db，我们来看看这个数据库的权限
注意：这个数据库原先没有，在执行了updatedb后才有
可见普通用户并不能访问这个数据库文件，下面再来看看locate命令的权限
可见该命令设置的SGID，所以普通用户在运行locate命令时，组身份变为slocate，因此可以读取mlocate.db数据库
SGID对目录的作用：
① 普通用户必须对此目录拥有r 和x 权限，才能进入此目录
② 普通用户在此目录中的有效组会变成此目录的属组
③ 若普通用户对此目录拥有w 权限，新建文件的默认属组是这个目录的属组
注意：如果没有SGID，新建文件的属组应该是命令执行者的缺省组
说明：有效组的查看
可以使用id命令查看当前有效组
id：print real and effective user and group IDs
但是根据实验，在设置SGID的目录中，使用id打印出的有效组依然为500。但创建文件的所属组确实更改为该目录的所属组
4）SBIT（Sticky Bit）
定义：t 出现在文件其他用户的x 权限上
功能：
① SBIT目前只对目录有效
② 普通用户对该目录拥有w 和x 权限，即普通用户可以在此目录拥有写入权限
③ 如果没有SBIT，因为普通用户拥有w 权限，所以可以删除此目录下的所有文件，包括其他用户建立的文件。一旦赋予了SBIT，除了root可以删除所有文件，普通用户就算拥有w 权限，也只能删除自己建立的文件，但是不能删除其他用户建立的文件
示例：/tmp目录
所以任何人都可以在/tmp内添加、修改文件，但仅有该文件/目录的属主和root能删除。
5）如何设置特殊权限位
chmod xugo 文件/目录
其中ugo即通常的rwx权限位，x 为特殊权限位
4：SUID
2：SGID
1：SBIT
注意：由于这三种特殊权限都是针对x 权限的，如果文件本身不具备x 权限，设置后将是S、T，表示空，即没有相应权限
6. 文件隐藏属性
1）chattr命令
命令名称：chattr
命令所在路径：/nur/bin/chattr
执行权限：所有用户
功能描述：修改文件/目录的隐藏属性
语法：chattr [+-=] [隐藏属性选项] 文件或目录名
+：增加权限
-：删除权限
=：等于某权限
常使用的2种隐藏属性：
i 属性：
对文件：不允许对文件进行删除、改名，也不能添加和修改数据。
对目录：首先该目录本身不能删除、改名。由于目录文件中记录的是文件名与inode编号的对应关系，所谓添加、修改目录文件的数据就是修改目录下的目录项。所以添加了i 属性后，只能修改目录下文件的数据，但不能建立和删除目录下的内容。
a 属性：
对文件：只能在文件中添加数据，但不能删除、修改数据。
对目录：只允许在目录中建立项目，但不允许删除项目。
说明：
A. 与一般rwx权限相比，chattr设置的隐藏权限对root用户也生效，但rwx不能。
B. chattr设置的隐藏权限仅对ext2/ext3文件系统有效
C. i 属性和a 属性只能由root设置（已上机验证）
D. 文件设置a 属性后，是不能用文本编辑器（如vim）来编辑的，即使我们只是添加内容，因为系统无法判断你只是追加内容。可以使用echo xxx >> 文件的方式来追加内容。（从应用编程的角度说，只能以追加的方式打开文件）
E. 这2种隐藏属性都是保护系统重要文件免遭误删除，是实现系统安全的一种手段。
2）lsattr命令
命令名称：lsattr
命令所在路径：/usr/bin/ln
执行权限：所有用户
功能描述：查看文件/目录的隐藏属性
语法：lsattr [-adR] 文件/目录名
-a：显示所有文件和目录，包括隐藏文件
-d：若目标是目录，仅列出目录本身的属性，而不是目录中文件的属性
-R：连同子目录的内容全显示出来
7. 文件查找类命令
1）命令搜索类
A. which命令
命令名称：which
命令所在路径：/usr/bin/lwhich
执行权限：所有用户
功能描述：搜索命令所在路径及别名信息（show the full path of (shell) command）
语法：which [-a] 命令
-a：列出PATH路径中所有匹配项，而不只是第一个
说明1：which命令是根据PATH环境变量中的路径去查找可执行文件。
说明2：which后面必须跟完整的文件名，不能用通配符。
说明3：which命令自然查找不到shell内置的命令
B. whereis命令
命令名称：whereis
命令所在路径：/usr/bin/whereis
执行权限：所有用户
功能描述：搜索命令所在目录及帮助文档路径（locate the binary, source, and manual page file for a command）
语法：whereis [-bms] 命令名称
-b：只查找二进制文件
-m：只查找manual路径下的文件
-s：只查找源文件
说明1：whereis是搜索文件数据库，不是搜索硬盘
说明2：wheris也需要完整的文件名，不能使用通配符。
2）文件搜索类
A. locate命令
命令名称：locate
命令所在路径：/usr/bin/locate
执行权限：所有用户
功能描述：在文件资料库中查找文件
语法：locate [-i] 文件名
-i：忽略大小写
注意：locate PATTERN的行为相当于查找文件名为*PATTERN*的文件，所以加入通配符反而有问题
说明1：locate命令是在/var/lib/mlocate数据库中搜索文件。
使用数据库的优点：搜索速度快
使用数据库的缺点：
① 由于数据库不是实时更新，所以会找到已删除的文件，或新创建的文件找不到
② 文件数据库有搜索范围，所以有些目录（比如/tmp目录）中的文件不会被搜索到
如何更新mlocate数据库：使用updatedb命令，该命令会根据/etc/updatedb.conf的设置去查找系统硬盘内的文件名并更新/var/lib/mlocate数据库
说明2：locate命令不能使用通配符，但关键字可以是要查找文件名的一部分（上文已有解释）
B. find命令
命令名称：find
命令所在路径：/bin/find
执行权限：所有用户
功能描述：文件搜索（搜索硬盘、最强大、最复杂）
语法：find [搜索范围（可以接多个目录）] [匹配条件]
说明：find命令可以使用通配符
下面是对匹配条件的说明：
① 匹配条件
a. 文件名
find /etc -name init //可以使用*init* init*等等
find /etc -iname init //不区分大小写
b. 文件大小
find / -size +204800
+n：大于n
-n：小于n
n： 等于n
注意：find按文件大小搜索时，以数据块为单位，即以512B（0.5KB）为单位。所以+204800就是搜索大于100MB的文件
也可以使用c（代表byte）或k（代表1024 byte）来指定文件大小（e.g. -size +50k）
c. 文件所有者或所属组
find / -user chencheng
find / -group chencheng
说明1：也可以使用-uid和-gid查找
说明2：-nouser和-nogroup分别用于查找文件所有者不在/etc/passwd文件中或文件所属组不在/etc/group文件中的文件
d. 时间
-amin -cmin -mmin：以分钟为单位
-atime -ctime -mtime：以天（24小时）为单位
下图显示的就是使用-mtime +4 -mtime -4 -mtime 4的效果
e. 文件权限
-perm mode：文件权限 = mode
-perm -mode：文件权限至少 = mode（必须全部包含mode的权限）
-perm +mode：文件权限包含任一mode权限
f. 文件类型
-type f 文件
-type d 目录
-type l 软链接
g. inode节点编号
-inum
说明：-inum查找的2个应用场景
· 删除文件名诡异的文件，此时可以根据inode号删除
find ./ -inum xxx -exec rm {} \;
· 查看一个文件是否有硬链接，在文件所在分区按inode编号搜索即可（因为硬链接不能跨分区）
find ./ -inum xxx
② 连接选项
a. 逻辑连接
-a：2个匹配条件同时满足
-o：2个匹配条件满足任一即可
比如查找80~100MB的文件
find /etc -size +163840 -a -size -204800
b. find后执行命令
find / -name inittab -exec ls -l {} \; //{}和\;之间的空格必须有
说明：
-exec到\; 标识了额外命令的开始和结束
{}表示find命令的执行结果
可以使用-ok代替-exec，区别在于-ok执行额外命令时，每次都要询问是否执行
注意：使用-exec执行额外命令不支持命令别名，所以只能用ls -l 而不能使用ll
3）文件内容搜索类
命令名称：grep
命令所在路径：/bin/grep
执行权限：所有用户
功能描述：在文件中搜索与给定字符串匹配的行并输出
语法：grep [-ivnr] 指定字符串 文件
-i：不区分大小写
-v：排除指定字符串，输出剩余内容
-n：输出匹配行的行号
-r：递归查找给定目录下的所有文件，此时命令对象可以是目录
示例1：grep -n mysql /root/install.log
示例2：不显示脚本中的注释（此处指去掉以#开头的行）
grep -v ^# /etc/inittab
此处的^# 就是指开头的井号
8. 权限与命令执行的关系
1）让用户可以进入某目录成为工作目录的基本权限
可使用的命令：cd
目录所需权限：用户对这个目录至少需要具有x 权限
额外需求：如果用户想在这个目录内利用ls 查阅文件名，则还需对此目录拥有r 权限
注意：由于目录时由根目录一层一层衍生出来的，所以要进入最终了目录需要对路径中的各级目录拥有x 权限
2）用户在某个目录内读取文件的基本权限
可使用的命令：cat、more、less等
目录所需权限：用户对这个目录至少需要具有x 权限
文件所需权限：用户对此文件至少需要具有r 权限
3）让用户可以修改一个文件的基本权限
可使用的命令：vi 等编辑器
目录所需权限：用户对这个目录至少需要具有x 权限
文件所需权限：用户对此文件至少需要具有r、w权限
特别注意：2）、3）两种情况均不需要对目录有r 权限，已上机验证
4）让一个用户可以创建/删除一个文件的基本权限
目录所需权限：用户对这个目录要具有w、x 权限
特别注意：经上机验证，这两个操作都必须对目录有x 权限
5）让用户进入某目录并执行该目录下的某个命令的基本权限
目录所需权限：用户对这个目录至少需要具有x 权限
文件所需权限：用户对该文件至少需要具有x 权限