Jedną z cech charakterystycznych Linuksa i innych systemów operacyjnych typu UNIX jest to, że „wszystko jest plikiem”. To nadmierne uproszczenie, ale zrozumienie, co to oznacza, pomoże ci zrozumieć, jak działa Linux.
Wiele rzeczy w Linuksie pojawia się w twoim systemie plików, ale w rzeczywistości nie są to pliki. Są to specjalne pliki reprezentujące urządzenia sprzętowe, informacje o systemie i inne rzeczy — w tym generator liczb losowych.
Te specjalne pliki mogą znajdować się w pseudo lub wirtualnych systemach plików, takich jak /dev, który zawiera specjalne pliki reprezentujące urządzenia, i /proc, który zawiera specjalne pliki reprezentujące informacje o systemie i procesie.
/proc
Załóżmy na przykład, że chcesz znaleźć informacje o swoim procesorze. Katalog /proc zawiera specjalny plik – /proc/cpuinfo – który zawiera te informacje.
Nie potrzebujesz specjalnego polecenia, które podaje informacje o procesorze — możesz po prostu odczytać zawartość tego pliku za pomocą dowolnego standardowego polecenia, które działa z plikami tekstowymi. Na przykład możesz użyć polecenia kot /proc/cpuinfo aby wydrukować zawartość tego pliku na terminalu – wypisanie informacji o procesorze do terminala. Możesz nawet otworzyć /proc/cpuinfo w edytorze tekstu, aby wyświetlić jego zawartość.
Pamiętaj, że /proc/cpuinfo w rzeczywistości nie jest plikiem tekstowym zawierającym te informacje – jądro Linuksa i system plików proc udostępniają nam te informacje w postaci pliku. Pozwala nam to korzystać ze znanych narzędzi do przeglądania informacji i pracy z nimi.
Katalog /proc zawiera również inne podobne pliki, na przykład:
- /proc/uptime – Odsłania czas pracy jądra Linuksa – innymi słowy, jak długo system był włączony bez wyłączania.
- /proc/version – Odsłania wersję jądra Linuksa.
/dev
W katalogu /dev znajdziesz pliki reprezentujące urządzenia – a także pliki reprezentujące inne specjalne rzeczy. Na przykład /dev/cdrom to twój napęd CD-ROM. /dev/sda reprezentuje twój pierwszy dysk twardy, podczas gdy /dev/sda1 reprezentuje pierwszą partycję na twoim pierwszym dysku twardym.
Chcesz zamontować CD-ROM? Uruchom polecenie mount i określ /dev/cdrom jako urządzenie, które chcesz zamontować. Chcesz podzielić swój pierwszy dysk twardy na partycje? Uruchom narzędzie do partycjonowania dysku i określ /dev/sda jako dysk twardy, który chcesz edytować. Chcesz sformatować pierwszą partycję na swoim pierwszym dysku twardym? Uruchom polecenie formatowania i powiedz, aby sformatował /dev/sda1.
Jak widać, eksponowanie tych urządzeń jako części systemu plików ma swoje zalety. System plików zapewnia spójną „przestrzeń nazw”, której wszystkie aplikacje mogą używać do adresowania i uzyskiwania dostępu do urządzeń.
/dev/null, /dev/random i /dev/zero
System plików /dev zawiera nie tylko pliki reprezentujące urządzenia fizyczne. Oto trzy najważniejsze urządzenia specjalne, które zawiera:
- /dev/null – Odrzuca wszystkie zapisane w nim dane – pomyśl o tym jako o koszu na śmieci lub czarnej dziurze. Jeśli kiedykolwiek zobaczysz komentarz mówiący o wysyłaniu skarg do /dev/null – to dziwaczny sposób na powiedzenie „wyrzuć je do kosza”.
- /dev/random — generuje losowość za pomocą szumu otoczenia. Jest to generator liczb losowych, do którego możesz się podłączyć.
- /dev/zero – Tworzy zera – stały strumień zer.
Jeśli pomyślisz o tych trzech plikach, nie zobaczysz dla nich zastosowania. Zamiast tego myśl o nich jako o narzędziach.
Na przykład, domyślnie polecenia Linuksa generują komunikaty o błędach i inne dane wyjściowe, które wypisują na standardowe wyjście, zwykle terminal. Jeśli chcesz uruchomić polecenie i nie przejmujesz się jego danymi wyjściowymi, możesz przekierować je do /dev/null. Przekierowanie wyjścia polecenia do /dev/null natychmiast je odrzuca. Zamiast tego, aby każde polecenie implementowało swój własny „tryb cichy”, możesz użyć tej metody z dowolnym poleceniem.
polecenie > /dev/null
Jeśli potrzebujesz źródła losowości – powiedzmy, do generowania klucza szyfrującego, nie musisz pisać własnego generatora liczb losowych – możesz użyć /dev/random.
Aby wymazać zawartość dysku twardego przez wpisanie na nim zer, nie potrzebujesz specjalnego narzędzia przeznaczonego do zerowania dysku – możesz użyć standardowych narzędzi i /dev/zero. Na przykład dd polecenie odczytuje z lokalizacji i zapisuje w innej lokalizacji. Następujące polecenie odczyta zera z /dev/zero i zapisze je bezpośrednio na pierwszej partycji dysku twardego w systemie, całkowicie usuwając jego zawartość.
(Ostrzeżenie: To polecenie usunie wszystkie dane z pierwszej partycji, jeśli je uruchomisz. Uruchom to polecenie tylko wtedy, gdy chcesz zniszczyć dane.)
dd if=/dev/zero z=/dev/sda1
Tutaj używamy dd ze specjalnymi plikami (/dev/zero i /dev/sda1), ale możemy również użyć dd do odczytu i zapisu do rzeczywistych plików. To samo polecenie działa zarówno w przypadku bezpośredniego manipulowania urządzeniami, jak i pracy z plikami.
Wyjaśnienie
W praktyce trafniej jest powiedzieć, że „wszystko jest strumieniem bajtów” niż „wszystko jest plikiem”. /dev/random nie jest plikiem, ale z pewnością jest strumieniem bajtów. I chociaż te rzeczy technicznie nie są plikami, są dostępne w systemie plików – system plików jest uniwersalną „przestrzenią nazw”, w której wszystko jest dostępne. Chcesz uzyskać dostęp do generatora liczb losowych lub czytać bezpośrednio z urządzenia? Znajdziesz oba w systemie plików; żadna inna forma adresowania nie jest potrzebna.
Oczywiście niektóre rzeczy nie są w rzeczywistości plikami – procesy działające w twoim systemie nie są częścią systemu plików. „Wszystko jest plikiem” jest niedokładne, ale wiele rzeczy zachowuje się jak pliki.