第 3 章 FreeBSD 基础

虽然可以使用系统控制台与系统交互，但从 FreeBSD 系统键盘上的命令行工作的用户通常会登录到虚拟控制台。这是因为系统消息默认配置为显示在系统控制台上。这些消息将显示在用户正在处理的命令或文件上，从而难以集中精力于手头的工作。

默认情况下，FreeBSD 配置为提供多个虚拟控制台用于输入命令。每个虚拟控制台都有自己的登录提示符和 Shell，并且可以轻松地在虚拟控制台之间切换。这实质上提供了在图形环境中同时打开多个窗口的命令行等效项。

FreeBSD 已将Alt+F1 到Alt+F8 的组合保留用于在虚拟控制台之间切换。使用Alt+F1 切换到系统控制台 (ttyv0)，使用Alt+F2 访问第一个虚拟控制台 (ttyv1)，使用Alt+F3 访问第二个虚拟控制台 (ttyv2)，依此类推。当使用 Xorg 作为图形控制台时，组合将变为Ctrl+Alt+F1 以返回到基于文本的虚拟控制台。

从一个控制台切换到另一个控制台时，FreeBSD 会管理屏幕输出。结果是产生了多个虚拟屏幕和键盘的错觉，这些屏幕和键盘可用于键入命令供 FreeBSD 运行。当用户切换到不同的虚拟控制台时，在一个虚拟控制台中启动的程序不会停止运行。

请参阅kbdcontrol(1)、vidcontrol(1)、atkbd(4)、syscons(4) 和vt(4)，以获取有关 FreeBSD 控制台及其键盘驱动程序的更详细的技术描述。

在 FreeBSD 中，可用虚拟控制台的数量在 /etc/ttys 的此部分配置

要禁用虚拟控制台，请在表示该虚拟控制台的行首放置注释符号 (#)。例如，要将可用虚拟控制台的数量从八个减少到四个，请在表示虚拟控制台 ttyv5 到 ttyv8 的最后四行前面放置一个 #。不要注释掉系统控制台 ttyv0 的行。请注意，如果已安装 Xorg 并按照X 窗口系统 中所述进行配置，则最后一个虚拟控制台 (ttyv8) 用于访问图形环境。

有关此文件中每一列的详细说明以及虚拟控制台的可用选项，请参阅ttys(5)。

FreeBSD 引导菜单提供了一个标记为“引导单用户”的选项。如果选择了此选项，系统将引导到一种称为“单用户模式”的特殊模式。此模式通常用于修复无法引导的系统或在不知道 root 密码时重置 root 密码。在单用户模式下，网络和其他虚拟控制台不可用。但是，可以完全访问系统的 root 权限，并且默认情况下不需要 root 密码。出于这些原因，需要物理访问键盘才能引导到此模式，并且在保护 FreeBSD 系统时需要考虑确定谁可以物理访问键盘。

控制单用户模式的设置位于 /etc/ttys 的此部分

默认情况下，状态设置为 secure。这假设谁可以物理访问键盘并不重要，或者它受物理安全策略控制。如果此设置更改为 insecure，则假设环境本身不安全，因为任何人都可以访问键盘。当此行更改为 insecure 时，FreeBSD 将在用户选择引导到单用户模式时提示输入 root 密码。

FreeBSD 控制台默认视频模式可以调整为 1024x768、1280x1024 或图形芯片和显示器支持的任何其他尺寸。要使用不同的视频模式，请加载 VESA 模块

要确定硬件支持哪些视频模式，请使用vidcontrol(1)。要获取支持的视频模式列表，请执行以下操作

此命令的输出列出了硬件支持的视频模式。要选择新的视频模式，请使用vidcontrol(1) 作为 root 用户指定模式

如果新的视频模式可以接受，则可以通过将其添加到 /etc/rc.conf 中永久设置为启动时加载

由于所有对 FreeBSD 系统的访问都是通过帐户实现的，并且所有进程都由用户运行，因此用户和帐户管理非常重要。

帐户主要有三种类型：系统帐户、用户帐户和超级用户帐户。

FreeBSD 提供了各种不同的命令来管理用户帐户。最常见的命令在管理用户帐户的实用程序中进行了总结，然后是一些使用示例。有关更多详细信息和使用示例，请参阅每个实用程序的手册页。

组是用户列表。组由其组名和 GID 标识。在 FreeBSD 中，内核使用进程的 UID 及其所属的组列表来确定允许进程执行的操作。大多数情况下，用户或进程的 GID 通常表示列表中的第一个组。

组名到 GID 的映射列在 /etc/group 中。这是一个纯文本文件，包含四个冒号分隔的字段。第一个字段是组名，第二个是加密的密码，第三个是 GID，第四个是逗号分隔的成员列表。有关语法的完整描述，请参阅 group(5)。

超级用户可以使用文本编辑器修改 /etc/group，尽管建议使用 vigr(8) 编辑组文件，因为它可以捕获一些常见的错误。或者，可以使用 pw(8) 添加和编辑组。例如，要添加一个名为 teamtwo 的组，然后确认它是否存在

在此示例中，1100 是 teamtwo 的 GID。目前，teamtwo 没有成员。此命令将添加 jru 作为 teamtwo 的成员。

-M 的参数是要添加到新（空）组或替换现有组成员的逗号分隔的用户列表。对于用户而言，此组成员资格不同于（并且除了）密码文件中列出的用户的基组。这意味着当使用 pw(8) 的 groupshow 查询信息时，用户不会显示为成员，但当通过 id(1) 或类似工具查询信息时，用户将显示为成员。当 pw(8) 用于将用户添加到组时，它只会操作 /etc/group 并且不会尝试从 /etc/passwd 读取其他数据。

在此示例中，-m 的参数是要添加到组的逗号分隔的用户列表。与上一个示例不同，这些用户会附加到组中，并且不会替换组中现有的用户。

在此示例中，jru 是 jru 和 teamtwo 组的成员。

有关此命令和 /etc/group 格式的更多信息，请参阅 pw(8) 和 group(5)。

符号权限使用字符而不是八进制值来为文件或目录分配权限。符号权限使用 (who) (action) (permissions) 的语法，其中可以使用以下值

这些值与 chmod(1) 一起使用，但使用字母而不是数字。例如，以下命令将阻止与 FILE 关联的组的成员和所有其他用户访问 FILE

当必须对文件进行多组更改时，可以提供逗号分隔的列表。例如，以下命令删除 FILE 上的组和“世界”写入权限，并为所有人添加执行权限

除了文件权限外，FreeBSD 还支持使用“文件标志”。这些标志增加了对文件的安全性和控制级别，但不包括目录。使用文件标志，即使是 root 也可能无法删除或更改文件。

文件标志使用 chflags(1) 修改。例如，要为文件 file1 启用系统不可删除标志，请发出以下命令

要禁用系统不可删除标志，请在 sunlink 前面加上“no”

要查看文件的标志，请使用 ls(1) 的 -lo。

一些文件标志只能由root用户添加或删除。在其他情况下，文件所有者可以设置其文件标志。有关更多信息，请参阅chflags(1)和chflags(2)。

除了前面讨论的权限之外，还有三个其他特定设置，所有管理员都应该了解。它们是setuid、setgid和sticky权限。

这些设置对于某些UNIX®操作非常重要，因为它们提供了通常不会授予普通用户的功能。要理解它们，必须注意真实用户ID和有效用户ID之间的区别。

真实用户ID是拥有或启动进程的UID。有效UID是进程运行时的用户ID。例如，当用户更改密码时，passwd(1) 使用真实用户ID运行。但是，为了更新密码数据库，该命令以root用户的有效ID运行。这允许用户更改密码，而不会看到“权限被拒绝”错误。

可以通过为用户添加s权限来象征性地添加setuid权限，如下例所示

也可以通过在权限集中添加数字4来设置setuid权限，如下例所示

suidexample.sh上的权限现在如下所示

请注意，现在s是为文件所有者指定的权限集的一部分，取代了可执行位。这允许需要提升权限的实用程序，例如passwd(1)。

要实时查看此内容，请打开两个终端。在一个终端中，以普通用户身份键入passwd。在等待新密码时，检查进程表并查看passwd(1)的用户信息。

在终端A中

在终端B中

尽管passwd(1)是以普通用户身份运行的，但它使用的是root的有效UID。

setgid权限执行与setuid权限相同的功能；除了它会更改组设置。当应用程序或实用程序使用此设置执行时，它将根据拥有该文件组的权限授予权限，而不是启动该进程的用户。

要象征性地为文件设置setgid权限，请使用chmod(1)为组添加s权限。

或者，为chmod(1)提供一个前导2。

在以下列表中，请注意s现在位于为组权限设置指定的字段中。

setuid和setgid权限位可能会降低系统安全性，因为它们允许提升权限。第三种特殊权限，即粘滞位，可以增强系统的安全性。

当在目录上设置粘滞位时，它只允许文件所有者删除文件。这对于防止不拥有文件的用户在公共目录（如/tmp）中删除文件很有用。要使用此权限，请将t模式添加到文件。

或者，在权限集前添加1。

粘滞位权限将在权限集的末尾显示为t。

目录和文件存储在文件系统中。每个文件系统在最顶层都包含一个目录，称为该文件系统的根目录。此根目录可以包含其他目录。一个文件系统被指定为根文件系统或“/”。所有其他文件系统都挂载在根文件系统下。无论FreeBSD系统上有多少个磁盘，每个目录看起来都像是同一个磁盘的一部分。

考虑三个文件系统，称为A、B和C。每个文件系统都有一个根目录，其中包含两个其他目录，称为A1、A2（以及类似的B1、B2和C1、C2）。

将A称为根文件系统。如果使用ls(1)查看此目录的内容，它将显示两个子目录，A1和A2。目录树如下所示

文件系统必须挂载到另一个文件系统中的目录上。将文件系统B挂载到目录A1上时，B的根目录将替换A1，并且B中的目录将相应显示。

B1或B2目录中的任何文件都可以通过路径/A1/B1或/A1/B2访问。/A1中的任何文件都已暂时隐藏。如果B从A卸载，它们将重新出现。

如果B已挂载到A2上，则图将如下所示

路径将分别为/A2/B1和/A2/B2。

文件系统可以相互挂载。继续最后一个示例，文件系统C可以挂载到文件系统B中的B1目录上，从而导致以下排列

或者C可以直接挂载到A文件系统上，位于A1目录下。

完全可以只使用一个大型根文件系统，而不需要创建任何其他文件系统。这种方法有一些缺点，也有一些优点。

文件系统包含在分区中。可以使用多种分区方案将磁盘划分为分区；请参阅手动分区。较新的方案是GPT；较旧的基于BIOS的计算机使用MBR。GPT支持将磁盘划分为具有大小、偏移量和类型的分区。它支持大量分区和分区类型，并在其可用时推荐使用。GPT分区使用磁盘名称加上后缀，其中后缀为第一个分区为p1，第二个分区为p2，依此类推。但是，MBR仅支持少量分区。MBR分区在FreeBSD中称为切片。切片可用于不同的操作系统。FreeBSD切片使用BSD标签细分为分区（请参阅bsdlabel(8)）。

切片编号跟随设备名称，以s为前缀，从1开始。因此，“da0s1”是第一个SCSI驱动器上的第一个切片。一个磁盘上只能有四个物理切片，但在适当类型的物理切片内可以有逻辑切片。这些扩展切片从5开始编号，因此“ada0s5”是第一个SATA磁盘上的第一个扩展切片。这些设备由期望占用切片的文件系统使用。

每个GPT或BSD分区只能包含一个文件系统，这意味着文件系统通常由其在文件系统层次结构中的典型挂载点或其包含的分区的名称来描述。

FreeBSD还使用磁盘空间作为交换空间来提供虚拟内存。这允许您的计算机的行为好像拥有比实际更多的内存。当FreeBSD内存不足时，它会将一些当前未使用的 数据移动到交换空间，并在需要时将其移回（移出其他数据）。这称为分页。

一些BSD分区与之关联有一定的约定。

切片和“危险专用”物理驱动器包含BSD分区，这些分区用从a到h的字母表示。此字母附加到设备名称，因此“da0a”是第一个da驱动器上的a分区，它是“危险专用”的。“ada1s3e”是第二个SATA磁盘驱动器的第三个切片中的第五个分区。

最后，识别系统上的每个磁盘。磁盘名称以指示磁盘类型的代码开头，然后是一个数字，指示它是哪个磁盘。与分区和切片不同，磁盘编号从0开始。常见代码列在磁盘设备名称中。

当引用切片中的分区时，请包括磁盘名称、s、切片编号，然后是分区字母。示例显示在示例磁盘中。GPT分区包括磁盘名称、p，然后是分区编号。

磁盘的概念模型显示了使用MBR切片的磁盘布局的概念模型。

安装FreeBSD时，如果使用MBR，则配置磁盘切片，并在要用于FreeBSD的切片中创建分区。如果使用GPT，则为每个文件系统配置分区。在任何一种情况下，请在每个分区中创建文件系统或交换空间，并确定每个文件系统将在哪里挂载。有关操作分区的 信息，请参阅gpart(8)。

在引导过程中（FreeBSD引导过程），/etc/fstab中列出的文件系统会自动挂载，但包含noauto的条目除外。此文件包含以下格式的条目

有关/etc/fstab的格式及其选项的更多信息，请参阅fstab(5)。

使用mount(8)挂载文件系统。最基本的语法如下

还可以通过仅提供挂载点来挂载/etc/fstab中列出的文件系统。

此命令提供了许多选项，这些选项在mount(8)中进行了描述。最常用的选项包括

以下选项可以作为逗号分隔列表传递给-o

要卸载文件系统，请使用umount(8)。此命令接受一个参数，可以是挂载点、设备名称、-a或-A。

所有形式都接受-f强制卸载，以及-v详细输出。请注意，-f通常不是一个好主意，因为它可能会导致计算机崩溃或损坏文件系统上的数据。

要卸载所有已挂载的文件系统，或仅卸载-t后面列出的文件系统类型，请使用-a或-A。请注意，-A不会尝试卸载根文件系统。

要查看系统上运行的进程，请使用ps(1)或top(1)。要显示当前运行进程的静态列表、它们的PID、它们使用了多少内存以及启动它们的命令，请使用ps(1)。要显示所有正在运行的进程并在每隔几秒钟更新一次显示，以便交互式地查看计算机正在做什么，请使用top(1)。

默认情况下，ps(1)仅显示由用户运行和拥有的命令。例如

输出应类似于以下内容

ps(1)的输出组织成多个列。PID列显示进程ID。PID从1开始分配，到99999结束，然后环绕回到开头。但是，如果PID已在使用中，则不会重新分配。TT列显示程序运行的tty，STAT显示程序的状态。TIME是程序在CPU上运行的时间量。这通常不是程序启动以来的经过时间，因为大多数程序在需要在CPU上花费时间之前会花费大量时间等待事情发生。最后，COMMAND是用于启动程序的命令。

可以使用许多不同的选项来更改显示的信息。其中一组最有用的选项是auxww，其中a显示所有用户的所有正在运行的进程的信息，u显示进程所有者的用户名和内存使用情况，x显示守护进程的信息，ww导致ps(1)显示每个进程的完整命令行，而不是在它变得太长而无法适应屏幕时截断它。

top(1)的输出类似

输出应类似于以下内容

输出分为两部分。标题（前五到六行）显示最后一个运行进程的PID、系统负载平均值（它是系统繁忙程度的衡量标准）、系统正常运行时间（自上次重新引导以来的时间）和当前时间。标题中的其他数字与正在运行的进程数量、已使用的内存和交换空间量以及系统在不同CPU状态下花费的时间量有关。如果已加载ZFS文件系统模块，则ARC行指示从内存缓存而不是从磁盘读取了多少数据。

标题下方是一系列列，包含与ps(1)输出类似的信息，例如PID、用户名、CPU时间量以及启动进程的命令。默认情况下，top(1)还会显示进程占用的内存空间量。这分为两列：一列表示总大小，另一列表示驻留大小。总大小是应用程序需要的内存量，而驻留大小是它现在实际使用的内存量。

top(1)每两秒自动更新一次显示。可以使用-s指定不同的间隔。

与任何正在运行的进程或守护进程通信的一种方法是使用kill(1)发送信号。有许多不同的信号；一些具有特定的含义，而另一些则在应用程序的文档中进行了描述。用户只能向其拥有的进程发送信号，并且向其他人的进程发送信号会导致权限被拒绝错误。例外情况是root用户，他们可以向任何人的进程发送信号。

操作系统也可以向进程发送信号。如果应用程序编写不当并尝试访问它不应该访问的内存，则FreeBSD将向进程发送“段错误”信号 (SIGSEGV)。如果应用程序已编写为使用alarm(3)系统调用在一段时间后收到警报，则将向其发送“Alarm”信号 (SIGALRM)。

可以使用两个信号来停止进程：SIGTERM和SIGKILL。SIGTERM是终止进程的礼貌方式，因为进程可以读取信号，关闭可能已打开的任何日志文件，并在关闭之前尝试完成其正在执行的操作。在某些情况下，如果进程处于某些无法中断的任务的中间，则它可能会忽略SIGTERM。

进程无法忽略SIGKILL。向进程发送SIGKILL通常会立即停止该进程。^[1]。

其他常用信号有SIGHUP、SIGUSR1和SIGUSR2。由于这些是通用信号，因此不同的应用程序将做出不同的响应。

例如，在更改Web服务器的配置文件后，需要告诉Web服务器重新读取其配置。重新启动httpd会导致Web服务器短暂中断。相反，向守护进程发送SIGHUP信号。请注意，不同的守护进程将具有不同的行为，因此请参考守护进程的文档以确定SIGHUP是否会达到预期的效果。

永久更改默认 Shell 的最简单方法是使用 chsh。运行此命令将打开在 EDITOR 环境变量中配置的编辑器，默认情况下设置为 vi(1)。将 Shell: 行更改为新 Shell 的完整路径。

或者，使用 chsh -s，它将在不打开编辑器的情况下设置指定的 Shell。例如，要将 Shell 更改为 bash

在提示符处输入您的密码，然后按 Return 更改您的 Shell。注销并重新登录以开始使用新的 Shell。

UNIX® Shell 不仅仅是一个命令解释器，它还是一个强大的工具，允许用户执行命令、重定向其输出、重定向其输入并将命令链接在一起以改进最终命令输出。当此功能与内置命令混合使用时，用户将获得一个可以最大化效率的环境。

Shell 重定向是将命令的输出或输入发送到另一个命令或文件中的操作。例如，要将 ls(1) 命令的输出捕获到文件中，请重定向输出

目录内容现在将列在 directory_listing.txt 中。某些命令可用于读取输入，例如 sort(1)。要对该列表进行排序，请重定向输入

输入将被排序并显示在屏幕上。要将该输入重定向到另一个文件，可以混合方向重定向 sort(1) 的输出

在所有以前的示例中，命令都使用文件描述符执行重定向。每个 UNIX® 系统都具有文件描述符，包括标准输入 (stdin)、标准输出 (stdout) 和标准错误 (stderr)。每个都具有其用途，输入可以是键盘或鼠标，提供输入的东西。输出可以是屏幕或打印机中的纸张。错误将是用于诊断或错误消息的任何内容。所有三个都被视为基于 I/O 的文件描述符，有时也被视为流。

通过使用这些描述符，Shell 允许输出和输入在各种命令之间传递，并重定向到文件或来自文件。另一种重定向方法是管道运算符。

UNIX® 管道运算符 "|" 允许一个命令的输出直接传递或定向到另一个程序。基本上，管道允许将命令的标准输出作为标准输入传递到另一个命令，例如

在该示例中，directory_listing.txt 的内容将被排序，并将输出传递到 less(1)。这允许用户以自己的速度滚动浏览输出，并防止其从屏幕上滚动。

FreeBSD 包含自由软件基金会 (FSF) 生成的一些应用程序和实用程序。除了手册页之外，这些程序可能还包含称为 info 文件的超文本文档。可以使用 info(1) 或（如果安装了 editors/emacs）emacs 的 info 模式查看这些文件。

要使用 info(1)，请键入

要获取简要介绍，请键入 h。要获取快速命令参考，请键入 ?。