第4章：根文件系统目录结构——FHS标准详解

说到根文件系统，很多人第一反应就是“一堆文件夹”。没错，但这一堆文件夹怎么摆、里面放什么，其实是有规矩的。这个规矩叫FHS，全称Filesystem Hierarchy Standard。说白了，它就是Linux世界里的“文件夹摆放公约”。

我刚开始做嵌入式的时候，觉得这玩意儿没啥用。反正我自己能认路就行。直到有一次接手一个项目，前任工程师把/bin和/sbin混着用，/usr/local里塞满了乱七八糟的东西。结果换了个编译器版本，整个系统就炸了。嗯，从那以后，我再也不敢小看FHS了。

4.1 FHS标准到底是什么？

FHS定义了Linux系统中各个目录的用途和存放内容。它不是一个强制标准，但几乎所有主流Linux发行版都遵循它。为什么？因为大家约定俗成，方便维护、方便移植。

你想想看，如果你写了一个脚本，里面用到/usr/bin下的工具。换到另一台机器上，如果那台机器的工具放在/opt/bin里，你的脚本就废了。FHS就是为了避免这种混乱。

下面这张图是我自己整理的嵌入式根文件系统核心目录结构，你可以把它当作“地图”来用。

4.2 核心目录详解

/bin —— 用户命令的“工具箱”

/bin存放的是最基本的用户命令。这些命令在单用户模式下也能用，说白了就是系统“救急”用的。比如ls、cp、mv、cat、echo这些。

我个人习惯把/bin里的东西控制在最小集。嵌入式设备存储空间有限，能省则省。我曾经见过有人把整个Busybox编译出来的200多个命令全塞进/bin，结果一个根文件系统占了50MB。其实很多命令根本用不上。

/sbin —— 系统管理的“特权区”

/sbin存放的是系统管理命令。这些命令通常只有root用户才能用。比如mount、fdisk、mkfs、ifconfig等。

注意区分：/bin里的命令普通用户也能用，/sbin里的命令是给管理员用的。这个界限在FHS里写得很清楚。我在项目中遇到过有人把mount放到/bin里，结果普通用户也能挂载文件系统，这就有安全风险了。

/etc —— 系统的“配置文件仓库”

/etc是Linux系统里最重要的目录之一。它存放着系统的各种配置文件。比如：

• passwd：用户账户信息
• fstab：文件系统挂载表
• inittab：init进程的配置文件
• init.d/：系统服务启动脚本
• network/：网络配置

嗯，这里要注意：/etc里的文件都是可变的。你改了配置，系统行为就会变。所以做嵌入式系统时，/etc通常放在可读写的文件系统上，比如JFFS2或UBIFS。

/lib —— 共享库的“大本营”

/lib存放的是系统运行必需的共享库和内核模块。比如libc.so、ld-linux.so这些。没有它们，系统连最基本的程序都跑不起来。

嵌入式系统里，/lib的大小往往是最头疼的。一个完整的glibc库动辄几MB，对于只有8MB Flash的设备来说，简直是灾难。所以我建议用musl libc或者uClibc来替代，能省下一大半空间。

另外，内核模块通常放在/lib/modules/$(uname -r)/下。这个目录在嵌入式系统里经常被忽略，结果驱动加载不了。我踩过这个坑，后来每次做根文件系统都会检查一下这个目录。

/usr —— 用户程序的“第二战场”

/usr是FHS里最复杂的目录。它本质上是一个“二级根文件系统”。里面也有bin、sbin、lib这些子目录。

为什么要搞这么复杂？因为历史原因。早期Unix系统把/放在小磁盘上，/usr放在大磁盘上。现在虽然硬件条件好了，但这个传统保留了下来。

在嵌入式系统里，我通常把/usr做成一个单独的分区。这样/分区可以很小（只放启动必需的东西），/usr分区可以放更多的应用程序。而且/usr可以做成只读的，提高系统稳定性。

/var —— 可变数据的“集散地”

/var存放的是系统运行过程中会变化的数据。比如：

• log/：系统日志
• spool/：打印队列、邮件队列
• tmp/：临时文件（系统重启后保留）
• cache/：应用程序缓存

嵌入式系统里，/var通常放在RAMFS或者可读写的Flash分区上。因为日志和缓存会频繁写入，如果放在Flash上，要注意磨损均衡的问题。

4.3 最小化目录创建

做嵌入式系统，存储空间就是命根子。能省则省。那么，一个能跑起来的根文件系统，最少需要哪些目录？

我根据多年经验，总结了一个“最小化目录清单”：

目录	是否必需	说明
/bin	必需	至少要有init、sh、mount等基本命令
/sbin	必需	至少要有init（如果放在这里）
/etc	必需	至少要有inittab、fstab、passwd
/lib	必需	至少要有libc.so、ld-linux.so
/dev	必需	至少要有console、null、zero
/proc	必需	内核虚拟文件系统，必须挂载
/sys	推荐	内核设备模型，很多驱动依赖它
/tmp	推荐	很多程序需要临时文件
/var	可选	如果没有日志需求，可以省略
/usr	可选	如果所有程序都放在/bin，可以省略
/mnt	可选	挂载点，按需创建
/opt	可选	第三方软件，按需创建

下面是一个创建最小化根文件系统的脚本示例：

#!/bin/bash
# 最小化根文件系统创建脚本
# 适用于嵌入式Linux系统

ROOTFS_DIR="./rootfs"

# 创建必需目录
mkdir -p ${ROOTFS_DIR}/{bin,sbin,etc,lib,dev,proc,sys,tmp,var/{log,run}}

# 设置权限
chmod 755 ${ROOTFS_DIR}/{bin,sbin,etc,lib,dev,proc,sys,tmp}
chmod 1777 ${ROOTFS_DIR}/tmp

# 创建基本设备节点（如果使用devtmpfs则不需要）
# mknod -m 600 ${ROOTFS_DIR}/dev/console c 5 1
# mknod -m 666 ${ROOTFS_DIR}/dev/null c 1 3
# mknod -m 666 ${ROOTFS_DIR}/dev/zero c 1 5

# 复制Busybox（假设已编译好）
cp /path/to/busybox ${ROOTFS_DIR}/bin/busybox

# 创建符号链接
cd ${ROOTFS_DIR}/bin
for cmd in sh ls cp mv cat echo mount umount; do
    ln -sf busybox $cmd
done

# 复制必要的库文件
cp /path/to/libc.so ${ROOTFS_DIR}/lib/
cp /path/to/ld-linux.so ${ROOTFS_DIR}/lib/

echo "最小化根文件系统创建完成！"
echo "目录大小："
du -sh ${ROOTFS_DIR}

4.4 目录权限与所有权

目录创建好了，权限设置也不能马虎。FHS对目录权限有建议值：

目录	建议权限	所有者	说明
/bin	755	root:root	所有用户可读可执行
/sbin	755	root:root	所有用户可读，但只有root可执行
/etc	755	root:root	所有用户可读，只有root可写
/lib	755	root:root	所有用户可读可执行
/tmp	1777	root:root	粘滞位，所有用户可读写
/var/log	755	root:root	只有root可写

嗯，这里有个细节：/tmp的权限是1777。这个1就是粘滞位（sticky bit）。它的作用是：虽然所有用户都能在/tmp里创建文件，但只能删除自己的文件。防止A用户删了B用户的临时文件。

4.5 嵌入式系统的特殊考虑

嵌入式系统和桌面Linux不一样，存储资源非常有限。所以FHS在嵌入式领域有一些“变通”做法：

• 合并目录：有些嵌入式系统把/bin和/sbin合并，所有命令都放在/bin里。虽然不符合FHS，但能省一个目录项。
• 使用符号链接：比如/bin -> /usr/bin，减少根目录下的目录数量。
• 只读根文件系统：把/做成只读的SquashFS，/etc和/var放在可读写的分区上。
• 使用Busybox：一个Busybox二进制文件就能提供200多个命令，大大节省空间。

我个人习惯的做法是：先按照FHS标准创建完整的目录结构，然后根据实际需求裁剪。这样既保证了兼容性，又控制了大小。毕竟，标准是死的，人是活的。但前提是，你得先懂标准，才知道怎么变通。

好了，关于根文件系统目录结构，就讲到这里。记住一句话：目录结构是骨架，文件内容是血肉。骨架搭好了，后面的事情就顺了。

可可精品资料库