Linux
GNU 的 GPL 授權有底下的權力與義務：
- 取得軟體與原始碼：你可以根據自己的需求來執行這個自由軟體；
- 複製：你可以自由的複製該軟體；
- 修改：你可以將取得的原始碼進行程式修改工作，使之適合你的工作；
- 再發行：你可以將你修改過的程式，再度的自由發行，而不會與原先的撰寫者衝突；
- 回饋：你應該將你修改過的程式碼回饋於社群！
- 不可修改授權：你不能將一個GPL授權的自由軟體，在你修改後而將他取消GPL授權～
- 不可單純販賣：你不能單純的販賣自由軟體。
由於自由軟體使用的英文為 free software，這個 free 在英文是有兩種以上不同的意義，除了自由之外，免費也是這個單字！ 因為有這些額外的聯想，因此許多的商業公司對於投入自由軟體方面確實是有些疑慮存在的！許多人對於這個情況總是有些擔心～
為了解決這個困擾，1998 年成立的『開放原始碼促進會 (Open Source Initiative)』提出了開放原始碼 (Open Source，亦可簡稱開源軟體) 這一名詞！ 另外，並非軟體可以被讀取原始碼就可以被稱為開源軟體喔！該軟體的授權必須要符合底下的基本需求，才可以算是 open source 的軟體。
- 公佈原始碼且用戶具有修改權：用戶可以任意的修改與編譯程式碼，這點與自由軟體差異不大；
- 任意的再散佈：該程式碼全部或部份可以被販售，且程式碼可成為其他軟體的元件之一，作者不該宣稱具有擁有權或收取其他額外費用。
- 必須允許修改或衍生的作品，且可讓再發佈的軟體使用相似的授權來發表即可。
- 承上，用戶可使用與原本軟體不同的名稱或編號來散佈。
- 不可限制某些個人或團體的使用權
- 不可限制某些領域的應用：例如不可限制不能用於商業行為或者是學術行為等特殊領域等等
- 不可限制在某些產品當中，亦即程式碼可以應用於多種不同產品中。
- 不可具有排他條款，例如不可限制本程式碼不能用於教育類的研究中，諸如此類。
kernel
| v | alias | 用途 | 适用 |
|---|---|---|---|
| Mainline | dev | 开发测试新硬件 | 开发者 |
| Stable | 平衡功能与稳定性 | 普通用户 | |
| Longterm | LTS | 长期支持有更新保障 | 服务器 |
Linux distributions
Linux Kernel(含tools)與可運行的軟體整合起來， 加上自己具有創意的工具程式，這個工具程式可以讓使用者以光碟/DVD或者透過網路直接安裝/管理Linux系統。
command-line interface
command-line-interface, CLI
Console 控制台
Linux 系统最底层的物理或虚拟输入/输出设备，直接与内核交互。提供最底层的硬件或虚拟接口；如，tty1。
- Physical Console 物理控制台，直接连接计算机的键盘和显示器（服务器本地终端）
- Virtual Console 虚拟控制台，Linux 默认提供 tty1~tty6 虚拟控制台，可通过[ctrl] + [alt] + [f1] ~ [f6] 切换
Terminal 终端
提供用户输入和输出的环境，负责与 Shell 交互；如，GNOME Teriminal、SSH。
- 物理终端，早期终端，如电传打字机（TTY, teletypewrite)
- 虚拟终端（Terminal Emulator），现代 Linux 中的终端模拟器
- 伪终端（PTY，Pseudo Terminal），用于远程登录或图形界面中的终端窗口；如，SSH
Shell 外壳
Shell 是一个命令行解释器，负责解析用户输入的命令并调用系统内核执行。
- bash, Bourne-Again Shell
- zsh, Z Shell
流程： 用户 → 在 Terminal 中输入命令 → Shell 解析命令 → 内核执行 → 结果返回至 Terminal。
sh
# terminal 退出
# [ctrl] + d
$ exit
$ logout
# 环境变量
$ env
$ printenv
# 切换 root
$ su -
$ sudo -i
$ date +'%Y/%m/%d %H:%M:%S'
$ hwclock
# LANG
$ locale
$ localectl list-locale # show known locales
$ localectl status # show current locale settings
$ localectl set-locale <locale>
# 时区
$ timedatectl status
# 获取可用时区列表
$ timedatectl list-timezones
$ timedatectl set-timezone <timezone>
$ man -f <command>
$ man -k <command>
$ man [n] <command>
# 1: Executable program or shell commands
# 2: System calls (functions provided by the kernel)
# 3: Library calls (functions within program libraries)
# 4: Sepcial files (usually found in /dev)
# 5: File formats and conventions, e.g. /etc/passwd
# 6: Games
# 7: Miscllaneous (including macro packages and concentions), e.g. man(7), groff(7), man-pages(7)
# 8: System administration commands (usually only for root)
# 9: Kernel routines
$ more
$ lessFilesystem Hierarchy Standard
Filesystem Hierarchy Standard, FHS
根據檔案是否經常變動，以及檔案運作的情況，大致上有幾個比較重要的目錄分類：
- static (固定的內容)：包含不會變動的工具程式、函式庫與說明文件等
- dynamic / variable (變動的內容)：可能會被運作中的程序所修改掉
- persistent (持續性內容)：開機之後會持續存在且大多不會變動的資料，例如一些環境設定資訊
- runtime (運作中的內容)：包含用戶程序或系統程序運作中的資料，這些資料會在重新開機後被刪除
| path | desc |
|---|---|
| /bin | 用户指令 |
| /sbin | 系统管理员指令 |
| /boot | 开机有关档案 |
| /dev | 设备档案 |
| /etc | 配置文档 |
| /home | 一般账号家目录 |
| /root | 系统管理员家目录 |
| /lib | 系統函式庫與核心函式庫，其中 /lib 包含核心驅動程式，而其他軟體的函式庫若為 64 位元，則使用 /lib64 目錄內的函式庫檔案。 這兩個目錄目前也都是連結到 /usr/lib, /usr/lib64 內。 |
| /lib64 | |
| /proc | 將記憶體內的資料做成檔案類型，放置於這個目錄下，連同某些核心參數也能手動調整 |
| /sys | 跟 /proc 類似，只是比較針對硬體相關的參數方面。 |
| /usr | 是 usr 不是 user 喔！是 unix software resource 的縮寫，與 Unix 程式有關。從 RHEL 7 開始， 系統相關的所有軟體、服務等，均放置在這個目錄中了！因此不能與根目錄分離。 |
| /var | 是一些變動資料，系統運作過程中的服務資料、暫存資料、登錄資料等等。 |
| /tmp | 一些使用者操作過程中會啟用的暫存檔，例如 X 軟體相關的資料等等。 |
| /media | 主要是系統上臨時掛載使用的裝置(如隨插即用 USB)之慣用目錄 |
| /mnt | 主要是使用者或管理員自行暫時手動掛載的目錄 |
| /opt | optional 的意思，通常是第三方協力廠商所開發的軟體放置處 |
| /run | 系統進行服務軟體運作管理的功能，RHEL 7以後，這個目錄也放在記憶體當中了！ |
| /srv | 通常是給各類服務 (service) 放置資料使用的目錄 |
sh
# display filesystem
$ df
# / 根目录
# ~ 使用者家目录
# . 本目录
# .. 上一层目录
# - 上一次的工作目录
# list
$ ls -alhd
$ flie </path/to/file>
# change directory
$ cd
# print working directory
$ pwd
# copy
$ cp -ar
# make dirctory
$ mkdir
# remove dirctory
$ rmdir
# remove
$ rm
# move, rename
$ mv
# concatenate files and print on the standard output
$ cat
$ head
$ tail
$ less
# /<key> 查询
# [space] 翻页
# [pageup]
# [pagedown]
# g 跳转第一行
# G 跳转最后一行
# q 退出萬用字元
| 符號 | 意義 |
|---|---|
| * | 代表『 0 個到無窮多個』任意字元 |
| ? | 代表『一定有一個』任意字元 |
| [ ] | 同樣代表『一定有一個在括號內』的字元(非任意字元)。例如 [abcd] 代表『一定有一個字元， 可能是 a, b, c, d 這四個任何一個』 |
| [ - ] | 若有減號在中括號內時，代表『在編碼順序內的所有字元』。例如 [0-9] 代表 0 到 9 之間的所有數字，因為數字的語系編碼是連續的！ |
| [^ ] | 若中括號內的第一個字元為指數符號 (^) ，那表示『反向選擇』，例如 [^abc] 代表 一定有一個字元，只要是非 a, b, c 的其他字元就接受的意思。 |
Vim
命令模式
| 按键 | 功能 |
|---|---|
| i,a,o,O | 切换输入模式 |
| [Esc] | 切换命令模式 |
| : | 切换命令行模式 |
| x,X | 删除字符 |
| dd | 删除行 |
| yy | 复制行 |
| p | 粘贴行 |
| r,R | 替换 |
| u | 回退 |
| v | 选取 |
| [shift] + v | 逐行选取 |
| h | 左 |
| l | 右 |
| j | 下 |
| k | 上 |
| w | 前进一个词 |
| b | 退后一个词 |
| g | 第一行 |
| G | 最后一行 |
| nG | 跳转第n行 |
命令行模式
| 按键 | 功能 |
|---|---|
| :w | 保存 |
| :q | 退出 |
| :q! | 强制退出 |
| /word | 向下搜索 |
| ?word | 向上搜索 |
| n | 重复搜索动作 |
| N | 反向重复搜索动作 |
| :1,$s/word1/word2/g | 从第一行到最后一行寻找 word1 字符串，并将该字符串取代为 word2 ！ |
| :%s/word1/word2/g | 从第一行到最后一行寻找 word1 字符串，并将该字符串取代为 word2 ！ |
| :1,$s/word1/word2/gc | 询问替换 |
| :%s/word1/word2/gc | 询问替换 |
配置
sh
# 設定搜尋到的關鍵字為高亮度反白
:set hlsearch
# 設定語法檢驗功能
:syntax on
# 取消自動搜尋機制
:set noincsearch
# 搜尋時，忽略大小寫的差異
:set ignorecase
# 設計自動縮排
:set autoindent
# 設定自動產生行號
:set nu
# 設定 tab 的寬度為 8 個字元
:set tabstop=8
# 設定預先顯示的行數為 0，亦即不預先顯示
:set scrolloff=0
# 設定不要折行
:set nowrap
# 設定游標所在行顯示特殊字樣
:set cursorline档案系统
- user 拥有者
- group 群组
- other 其他人
sh
lrwxrwxrwx 1 root root 7 May 1 2024 /var/spool/mail -> ../mail
[ A ][B][C ] [D ][E][ F ] [ G ]
# A. 檔案類型與權限，第 1 個字元為檔案類型，後續 9 個字元每 3 個一組，共分 3 組，為三種身份的權限；
# B. 檔案連結數，這與檔案系統有關，讀者可暫時略過；
# C. 該檔案的擁有者，本例當中，擁有者身份為 root
# D. 該檔案的所屬群組，本例當中這個檔案屬於 mail 這個群組底下
# E. 這個檔案的容量
# F. 該檔案最後一次被修改/修訂的日期時間
# G. 這個檔案的檔名。
# 檔案類型
# -: 代表後面的檔名為一般檔案
# d: 代表後面的檔名為目錄檔
# l: 代表後面的檔名為連結檔 (有點類似 windows 的捷徑概念)
# b: 代表後面的檔名為一個裝置檔，該裝置主要為區塊裝置，亦即儲存媒體的裝置較多
# c: 代表後面的檔名為一個週邊裝置檔，例如滑鼠、鍵盤等
# 权限对于档案
# r: 可讀的意思, 2^2
# w: 可寫入/編輯/修改的意思(但不含刪除該檔案), 2^1
# x: 可以執行的意思, 2^0
# print user id
$ id
-rw-r--r--. 1 student student 0 Feb 21 22:54 checking
[ chmod ] [chown] [chgrp] [ touch ] [ mv ]
# 用户加入群组
$ usermod -aG <group> <user>
$ chmod <u|g|o|a> +[r][w][x] <file>
$ chmod <u|g|o|a> -[r][w][x] <file>
$ chmod <u|g|o|a> =[r][w][x] <file>
# 群组公用
$ chgrp <groupname> <file>
$ chmod g+rwx <file>
# 权限对于目录
# r: 表示具有讀取目錄結構清單的權限
# w: 異動該目錄結構清單的權限，新建/删除/更名/移动
# x: 能否進入該目錄成為工作目錄特殊权限
SUID
- SUID 權限僅對二進位程式(binary program)有效；
- 執行者對於該程式需要具有 x 的可執行權限；
- 本權限僅在執行該程式的過程中有效 (run-time)；
- 執行者將具有該程式擁有者 (owner) 的權限。
sh
$ ls -l /bin/passwd
-rwsr-xr-x 1 root root 68248 Mar 23 2023 /bin/passwd
# 執行 passwd 這個指令的過程中，身份暫時變成了 root 了！等到 passwd 執行完畢後，就又回復到原本的身份。SGID
與 SUID 類似的，SGID 為將特殊的權限旗標設定在群組的 x 上。
- SGID 對二進位程式有用；
- 程式執行者對於該程式來說，需具備 x 的權限；
- 執行者在執行的過程中將會獲得該程式群組的支援！
SGID 亦可設定於目錄上。
- 使用者若對於此目錄具有 r 與 x 的權限時，該使用者能夠進入此目錄；
- 使用者在此目錄下的有效群組(effective group)將會變成該目錄的群組；
- 用途：若使用者在此目錄下具有 w 的權限(可以新建檔案)，則使用者所建立的新檔案，該新檔案的群組與此目錄的群組相同。
SBIT
777 的權限， 代表任何人所建立的任何資料，都可能被隨意的刪除，這就有問題。因此會加上一個 Sticky bit 的特殊權限旗標。
- 當使用者對於此目錄具有 w, x 權限，亦即具有寫入的權限時；
- 當使用者在該目錄下建立檔案或目錄時，僅有自己與 root 才有權力刪除該檔案
sh
$ ls -ld /tmp
drwxrwxrwt 11 root root 4096 Jul 3 10:10 /tmp授权
sh
# SUID: 4
# GUID: 2
# SBIT: 1
$ chmod 4755 /bin/passwd
$ chmod u+s <file>
$ chmod g+s <file>
$ chmod o+t <file>账号权限
sh
$ useradd <username>
$ passwd <username>
$ userdel -r <username> # -r remoe hone dorectory
# /etc/group
$ groupadd <groupname>
$ groupdel <groupname>
$ usermod -a -G <groupname> <username>
$ usermod -r -G <groupname> <username>
$ groups <username>
# 从标准输入设置密码
$ echo 'password' | passwd --stdin <username>程序
- 程式 (program)：通常為 binary program ，放置在儲存媒體中 (如硬碟、光碟、軟碟、磁帶等)， 為實體檔案的型態存在；
- 程序 (process)：程式被觸發後，執行者的權限與屬性、程式的程式碼與所需資料等都會被載入記憶體中，作業系統並給予這個記憶體內的單元一個識別碼 (PID)，可以說，程序就是一個正在運作中的程式。
子程序
程序是有相依性的！舉例來說，su 來切換身份成為 root，此時 su 會給予一個具有 root 權限的 bash 環境，那麼使用者登入的 bash 就被稱為父程序。
sh
# 与自己相关的程序
$ ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 R 0 1206530 832026 0 80 0 - 2804 - pts/1 00:00:00 ps
# F (flag)：代表程序的總結旗標，常見為 4 代表 root 特權程序、0 應為一般程序、1 為複製 (forked) 但未執行 (exec) 的程序。
# S (stat)：狀態列，主要的分類項目有:
# R ：(running/runnable/run queue) 正在執行或可執行的程序，或者在可執行佇列中的程序
# S ：(interruptible sleep) 該程式目前正在睡眠狀態，但可以被其他事件喚醒來運作程序
# D ：(uninterruptible sleep) 不可被喚醒的睡眠狀態，通常這支程式可能在等待 I/O 的情況(ex>列印)
# T ：(stop by job control)，可能是在工作控制(背景暫停)狀態；
# t ：(stop by debugger)，可能是在除錯 (traced) 狀態；
# Z ：(Zombie) 僵屍狀態，程序已經終止但卻無法被移除至記憶體外。
# UID/PID/PPID：代表『此程序被該 UID 所擁有/程序的 PID 號碼/此程序的父程序 PID 號碼』
# C：代表 CPU 使用率，單位為百分比；
# PRI/NI：Priority/Nice 的縮寫，代表此程序被 CPU 所執行的優先順序，數值越小代表該程序越快被 CPU 執行。 不過，不同的輸出格式其計算方法不同，因此，讀者大概只要知道 NI (nice) 值即可。
# ADDR/SZ/WCHAN：都與記憶體有關，ADDR 是 kernel function，指出該程序在記憶體的哪個部分，如果是個 running 的程序，一般就會顯示『 - 』 / SZ 代表此程序用掉多少記憶體(Kbytes) / WCHAN 表示目前程序是否運作中，同樣的， 若為 - 表示正在運作中。
# TTY：登入者的終端機位置，若為遠端登入則使用動態終端介面 (pts/n)；
# TIME：使用掉的 CPU 時間，注意，是此程序實際花費 CPU 運作的時間，而不是系統時間；
# CMD：就是 command 的縮寫，造成此程序的觸發程式之指令為何。
# pstree
# 安装
$ apt install psmisc
$ pstree -A
# -u: user
# -p: pid
$ pstree -Aup
# ps
# 安装
$ apt install procps
$ ps aux
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.1 168312 10884 ? Ss Jun09 0:35 /sbin/init
# USER：該 process 屬於那個使用者帳號的？
# PID ：該 process 的程序識別碼。
# %CPU：該 process 使用掉的 CPU 資源百分比；
# %MEM：該 process 所佔用的實體記憶體百分比；
# VSZ ：該 process 使用掉的虛擬記憶體量 (Kbytes)
# RSS ：該 process 佔用的固定的記憶體量 (Kbytes)
# TTY ：該 process 是在那個終端機上面運作，若與終端機無關則顯示 ?，另外， tty1-tty6 是本機上面的登入者程序，若為 pts/0 等等的，則表示為由網路連接進主機的程序。
# STAT：該程序目前的狀態，狀態顯示與 ps -l 的 S 旗標相同 (R/S/T/Z)
# START：該 process 被觸發啟動的時間；
# TIME ：該 process 實際使用 CPU 運作的時間。
# COMMAND：該程序的實際指令為何？
# 动态观察
$ top
top - 10:28:30 up 22 days, 13:57, 4 users, load average: 0.37, 0.32, 0.28
Tasks: 173 total, 1 running, 172 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
%Cpu(s): 2.1 us, 1.6 sy, 0.0 ni, 94.1 id, 0.2 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
MiB Mem : 7850.5 total, 570.0 free, 4486.4 used, 3096.9 buff/cache
MiB Swap: 1953.0 total, 1098.7 free, 854.2 used. 3364.1 avail Mem
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
185013 libvirt+ 20 0 3414.4m 1.0g 6.0m S 5.0 13.3 21,29 qemu-system-x86
# 代表目前時間為 10:28:30，本系統開機了 22 天 13 分鐘這麼久的時間，目前有 4 為用戶登入，工作負載為 0.37, 0.32 及 0.28。 那三個數據代表 1, 5, 15 分鐘內的平均工作負載。所謂的工作負載為『單一時間內，CPU 需要運作幾個工作』之意，並非 CPU 使用率。 如果 CPU 數量有 8 核心，那麼此數據低於 8 是可接受的 (每一個核心全力負責一個工作之意)。
# 目前共有 173 個程序，其中 1 個在執行，172 個睡著了，0 個停止的，沒有殭屍程序。
# CPU 的使用率百分比，比較需要注意 id (idle) 與 wa (I/O wait)，id 越高代表系統越閒置， wa 越高代表程序卡在讀寫磁碟或網路等 I/O 上，此時系統效能會比較糟糕。
# 體記憶體 (Mem) 與記憶體置換 (Swap) 的總量，與使用量。需要注意的是，上表中雖然 free 僅有 570.0MiB，但是後續有 3096.9 buff/cache (快取) 的量， 所謂的快取指的是 Linux 會將系統曾經取用的檔案暫存在記憶體，以加速未來存取該檔案的效能 (記憶體的速度比磁碟快了 10 倍以上)， 當記憶體不足時，系統就會將快取回收，以保持系統的可用性。右下角那個 avail Mem 指的大致就是 free + buff/cache 的量， 因此，目前可用的記憶體量還有 3364.1MiBytes 這麼多喔！
# PID ：每個 process 的識別碼 (PID)
# USER：該 process 所屬的使用者；
# PR ：Priority 的簡寫，程序的優先執行順序，越小越早被執行；
# NI ：Nice 的簡寫，與 Priority 有關，也是越小越早被執行；
# %CPU：CPU 的使用率；
# %MEM：記憶體的使用率；
# TIME+：CPU 使用時間的累加；
# COMMAND：指令优先级 PRI 与 NI
為了讓系統比較快速的執行重要的程序，因此設計上增加了 Priority (PRI) 這個優先序的設定。 基本上，PRI 越低代表系統會執行較多次該程序，也就是該程序會比較早被執行完畢。
PRI 是系統自行彈性規劃的，使用者並不能更改 PRI。為此，Linux 提供一個名為 Nice (NI) 的數值來讓使用者『影響』程序的 PRI。 基本上， PRI 與 NI 的關係如下：
PRI(new) = PRI(old) + NI
NI 越小會讓 PRI 變小，則程序的優先序會往前挪，相反的，NI 越大會造成 PRI 越大，就 讓程序的優先序變落後了。 但是 NI 的使用是有限制的，基本限制如下：
- nice 值可調整的範圍為 -20 ~ 19 ；
- root 可隨意調整自己或他人程序的 Nice 值，且範圍為 -20 ~ 19 ；
- 一般使用者僅可調整自己程序的 Nice 值，且範圍僅為 0 ~ 19 (避免一般用戶搶佔系統資源)；
- 一般使用者僅可將 nice 值越調越高，例如本來 nice 為 5 ，則未來僅能調整到大於 5；
NI 主要透過 nice 與 renice 來處理。
bash
工作管理 (job control) 是用在 bash 環境下的，也就是說：『當用戶登入系統取得 bash shell 之後，在單一終端機介面下同時進行多個工作的行為管理 』
- 這些工作所觸發的程序必須來自於你 shell 的子程序(只管理自己的 bash)；
- 前景：你可以控制與下達指令的這個環境稱為前景的工作 (foreground)；
- 背景：可以自行運作的工作，你無法使用 [ctrl]+c 終止他，可使用 bg/fg 呼叫該工作；
- 背景中『執行』的程序不能等待 terminal/shell 的輸入(input)
組合按鍵如下：
- command & ：直接將 command 丟到背景中執行，若有輸出，最好使用資料流重導向輸出到其他檔案
- [ctrl]+z ：將目前正在前景中的工作丟到背景中暫停
- jobs [-l]：列出目前的工作資訊
- fg %n ：將第 n 個在背景當中的工作移到前景來操作
- bg %n ：將第 n 個在背景當中的工作變成執行中
基础档案系统
- 磁區(Sector)為最小的物理儲存單位，目前主要有 512bytes 與 4K 兩種格式；
- 將磁區組成一個圓，那就是磁柱(Cylinder)(在此忽略磁軌)
- 分割的最小單位可能是磁柱 (cylinder) 也可能是磁區 (sector)，這與分割工具有關
- 磁碟分割表主要有兩種格式，分別是 MSDOS (或稱 MBR) 與 GPT 分割表
- MSDOS 分割表中，第一個磁區最重要，裡面有：主要開機區(Master boot record, MBR) 446 bytes 及分割表(partition table) 64 bytes。
- GPT 分割表除了分割數量擴充較多之外，支援的磁碟容量也可以超過 2TB。
MSDOS
由於 MSDOS 分割表的紀錄區塊僅有 64 bytes 用在分割表，因此預設分割表僅能紀錄四筆分割資訊。所謂的分割資訊即是紀錄開始與結束的磁區。這四筆紀錄主要為『主要分割槽 (primary)』與『延伸分割槽 (extended)』。延伸分割不能被格式化應用， 需要再從延伸分割當中割出『邏輯分割 (logical)』之後，才能夠應用。以 P 代表主要、E 代表延伸、L 代表邏輯分割槽，則相關性為：
- 主要分割與延伸分割最多可以有四筆(硬碟的限制)
- 延伸分割最多只能有一個(作業系統的限制)
- 邏輯分割是由延伸分割持續切割出來的分割槽；
- 能夠被格式化且作為資料存取的分割槽為主要分割與邏輯分割。延伸分割無法被格式化；
- 邏輯分割的數量依作業系統而不同，在Linux系統中SATA硬碟已經可以突破63個以上的分割限制；
GPT
常見的磁碟磁區有 512bytes 與 4K 容量，為了相容於所有的磁碟，因此在磁區的定義上面， 大多會使用所謂的邏輯區塊位址(Logical Block Address, LBA)來處理。GPT 將磁碟所有區塊以此 LBA(預設為 512bytes) 來規劃，而第一個 LBA 稱為 LBA0 (從 0 開始編號)。
與 MSDOS 僅使用整顆磁碟的第一個 512bytes 區塊來紀錄不同， GPT 則使用了 34 個 LBA 區塊來紀錄分割資訊！ 同時與過去 MSDOS 僅有一個區塊的情況不同， GPT 除了前面 34 個 LBA 之外，整個磁碟的最後 33 個 LBA 也拿來作為另一個備份！ 因此，如果磁碟前面的分割紀錄不小心被惡搞而失去，可以透過分割工具，以磁碟最後方的磁區記載的分割表來復原， 對於資訊安全來說，也是相當重要的保護！
LBA2 ~ LBA33 為實際紀錄分割表的所在，每個 LBA 紀錄 4 筆資料，所以共可紀錄 32*4=128 筆以上的分割資訊。 因為每個 LBA 為 512bytes，因此每筆紀錄可佔用512/4=128 bytes的紀錄，因為每筆紀錄主要紀錄開始與結束兩個磁區的位置， 因此紀錄的磁區位置最多可達 64 位元，若每個磁區容量為 512bytes ，則單一分割槽的最大容量就可以限制到 8ZB， 其中 1ZB 為 2^30 TB。 此外，每筆 GPT 的分割紀錄，都是屬於 primary 的分割紀錄，可以直接拿來進行格式化應用的。
Linux EXT 档案系统
一般檔案會有屬性(如權限、時間、身份資料紀錄等)以及實際資料的紀錄， 同時整個檔案系統會紀錄全部的資訊，因此通常檔案系統會有如下幾個部份：
- superblock：記錄此 filesystem 的整體資訊，包括inode/block的總量、使用量、剩餘量， 以及檔案系統的格式與相關資訊等；
- inode：記錄檔案的屬性，一個檔案佔用一個inode，同時記錄此檔案的資料所在的 block 號碼；
- block：實際記錄檔案的內容，若檔案太大時，會佔用多個 block
Superblock
superblock 為整個檔案系統的總結資訊處，要讀取檔案系統一定要從 superblock 讀起。superblock 主要紀錄資料為：
- block 與 inode 的總量；
- 未使用與已使用的 inode / block 數量；
- block 與 inode 的大小 (block 為 1, 2, 4K，inode 為 128bytes, 256bytes 或 512bytes)；
- filesystem 的掛載時間、最近一次寫入資料的時間、最近一次檢驗磁碟 (fsck) 的時間等檔案系統的相關資訊；
- 一個 valid bit 數值，若此檔案系統已被掛載，則 valid bit 為 0 ，若未被掛載，則 valid bit 為 1
inode table
每一個 inode 都有號碼，而 inode 的內容在記錄檔案的屬性以及該檔案實際資料是放置在哪幾號 block 內。 inode 記錄的檔案資料至少有底下這些：
- 該檔案的存取模式(read/write/excute)；
- 該檔案的擁有者與群組(owner/group)；
- 該檔案的容量；
- 該檔案建立或狀態改變的時間(ctime)；
- 最近一次的讀取時間(atime)；
- 最近修改的時間(mtime)；
- 定義檔案特性的旗標(flag)，如 SetUID...；
- 該檔案真正內容的指向 (pointer)；
由於每個檔案固定會佔用一個 inode，而目前檔案所記載的屬性資料越來約多，因此 inode 有底下幾個特色：
- 每個 inode 大小均為固定 (可能是 256bytes 或 512bytes，依據檔案系統不同而定。舊的系統則只能到 128 bytes)；
- 每個檔案都僅會佔用一個 inode 而已；
- 承上，因此檔案系統能夠建立的檔案數量與 inode 的數量有關；
- 系統讀取檔案時需要先找到 inode，並分析 inode 所記錄的權限與使用者是否符合，若符合才能夠開始實際讀取 block 的內容。
data block
檔案實際的資料存放在 data block 上面，每個 block 也都會有號碼，提供給檔案來儲存實際資料，也讓 inode 可以紀錄資料放在哪個 block 號碼內。
- 原則上，block 的大小與數量在格式化完就不能夠再改變了(除非重新格式化)；
- 每個 block 內最多只能夠放置一個檔案的資料；
- 承上，如果檔案大於 block 的大小，則一個檔案會佔用多個 block 數量；
- 承上，若檔案小於 block ，則該 block 的剩餘容量就不能夠再被使用了(磁碟空間會浪費)。
sh
# 打印设备信息
$ lsblk -l <device>
# 打印设备信息
$ parted <device> print
$ parted /dev/nvme0n1
Model: SAMSUNG MZVLW256HEHP-00000 (nvme)
Disk /dev/nvme0n1: 256GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number Start End Size File system Name Flags
1 1049kB 300MB 299MB fat32 boot, esp
2 300MB 1324MB 1024MB ext4
3 1324MB 3372MB 2048MB linux-swap(v1) swap
4 3372MB 256GB 253GB ext4
# 打印设备uuid
$ blkid
# 设备用量
$ df -T
# 打印分区信息
$ fdisk -l
Disk /dev/nvme0n1: 238.47 GiB, 256060514304 bytes, 500118192 sectors
Disk model: SAMSUNG MZVLW256HEHP-00000
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 183D7EAF-AC1D-4DA5-8BEC-3954846978A2
Device Start End Sectors Size Type
/dev/nvme0n1p1 2048 585727 583680 285M EFI System
/dev/nvme0n1p2 585728 2586623 2000896 977M Linux filesystem
/dev/nvme0n1p3 2586624 6586367 3999744 1.9G Linux swap
/dev/nvme0n1p4 6586368 500117503 493531136 235.3G Linux filesystem
# 打印 filesystem 信息
$ stat /
File: /
Size: 4096 Blocks: 8 IO Block: 4096 directory
Device: 259,4 Inode: 2 Links: 20
Access: (0755/drwxr-xr-x) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)
Access: 2025-07-08 11:14:22.286414146 +0800
Modify: 2025-05-10 15:51:11.494160414 +0800
Change: 2025-05-10 15:51:11.494160414 +0800
Birth: 2024-05-01 07:56:02.000000000 +0800sh
$ apt install lvm2 -y
$ fdisk /dev/sdb
Command (m for help): n
Partition type
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
# e extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1):
First sector (2048-1048575999, default 2048):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-1048575999, default 1048575999):
Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 500 GiB.
Command (m for help): t
Selected partition 1
Hex code (type L to list all codes): 8e
Changed type of partition 'Linux' to 'Linux LVM'.
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 500 GiB, 536870912000 bytes, 1048576000 sectors
Disk model: QEMU HARDDISK
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0xf334c1db
Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sdb1 2048 1048575999 1048573952 500G 8e Linux LVM
Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
$ sudo pvcreate /dev/sdb1
$ sudo vgcreate vg-att /dev/sdb1
$ sudo lvcreate -L 499.9G -n lv-upload vg-att
$ pvdisplay
--- Physical volume ---
PV Name /dev/sdb1
VG Name vg-att
PV Size <500.00 GiB / not usable 3.00 MiB
Allocatable yes
PE Size 4.00 MiB
Total PE 127999
Free PE 5
Allocated PE 127994
PV UUID VX5xRF-Ch1H-5r90-OYup-dFXa-s18D-ONDh5P
$ vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name vg-att
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 1
Metadata Sequence No 3
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 1
Open LV 1
Max PV 0
Cur PV 1
Act PV 1
VG Size <500.00 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 127999
Alloc PE / Size 127994 / <499.98 GiB
Free PE / Size 5 / 20.00 MiB
VG UUID Cx5mv7-OHpf-Zu1d-8vNA-QSE4-Z2G7-33E9Gk
$ lvdisplay
--- Logical volume ---
LV Path /dev/vg-att/lv-upload
LV Name lv-upload
VG Name vg-att
LV UUID eJearD-JaDo-fBD0-UeA6-5xgq-JpHn-G00sM5
LV Write Access read/write
LV Creation host, time ff1ccmjmpl6bqg0, 2024-11-07 15:57:21 +0800
LV Status available
open 1
LV Size <499.98 GiB
Current LE 127994
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 256
Block device 254:0
$ mkfs.ext4 /dev/vg-att/lv-upload
mke2fs 1.44.5 (15-Dec-2018)
Discarding device blocks: done
Creating filesystem with 131065856 4k blocks and 32768000 inodes
Filesystem UUID: 22a86f97-0a42-42c6-b6bf-599a570fe140
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872, 71663616, 78675968,
102400000
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (262144 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
$ mount /dev/vg-att/lv-upload /data/att/up
$ df -Th
/dev/mapper/vg--att-lv--upload ext4 492G 2.5G 464G 1% /data/att/up
$ sudo du -sh
$ sudo fdisk -l
# 扩容
$ umount /data/att/up
$ lvextend -L +1G /dev/vg-att/lv-upload
# 检查磁盘错误（锟：可以不用。待试验）
$ e2fsck -f /dev/vg-att/lv-upload
# 更新文件系统
$ resize2fs /dev/vg-att/lv-upload
$ mount /dev/vg-att/lv-upload /data/att/up
# /etc/fstab
/dev/sda1: UUID="d5ab1a65-21ce-43d9-863d-a41fc4f43140" BLOCK_SIZE="4096" TYPE="ext4" PARTUUID="fe2f0e85-9369-394a-bf0c-a822db7581e2"