由于在 Linux 中「一切皆文件」，所有系统的资源都被抽象成了文件，使得对系统资源的权限管理可以和文件权限管理一样。在实际使用中，系统中的每个文件都从属于一个用户（属主）以及一个用户组（属组），每次用户访问文件时可以根据用户是否是文件属主用户、属组用户来匹配对应的访问权限。一般而言，随着访问范围的扩大，文件权限会逐渐收紧，例如 rwxr-x---：属主用户可写可读可执行，属组用户可读可执行，其他用户无权限。

一般而言，文件的权限不可设置的过于宽松，例如设置为 777，这会使系统存在安全风险，并且一些系统文件的权限不可随意更改，例如 /etc/sudoers。

超级用户

在 Linux 系统中，超级用户（也称 root 用户）拥有至高无上的管理权力，可以访问系统中的所有文件，例如一般用户难以执行的 rm -rf / （切勿尝试该命令）在超级用户的手中也可以轻松执行并删除整个系统根文件系统。

通常来说，超级用户只作为管理使用，使用非特权用户进行日常使用可以规避很多危险。在终端中，超级用户的提示符通常为「#」，而非特权用户为「$」。非特权用户虽然可以通过 su 或 sudo 临时提权，但是在多用户环境下，使用此类命令需要格外注意避免对其他已存在用户发生误操作。

权限表示

Linux 的文件权限使用 9 个权限位（bit）来对属主、属组和其他用户权限进行标识，例如 rwxrwxrwx。3 个权限位为一组，表示读（read）、写（write）、执行（execute）权限；共三组，表示属主（user）、属组（group）和其他用户（other）权限。其中每组权限位可以用八进制数来表示，具体如下表所示。

使用八进制的权限数可以与字符权限符号相互转换，例如在 755 权限中：属主用户权限为 7 = 4 + 2 + 1 = rwx；属组用户权限为 5 = 4 + 1 = r-x；其他用户权限为 5 = 4 + 1 = r-x。

硬链接

硬链接（hard link）在 Linux 系统中会指向被链接文件的 inode 号，也就是说，创建一个文件的硬链接只是创建了一个指向对应 inode 号的「入口」。这也就解释了为什么硬链接不能指向不存在的文件，并且必须在同一个文件系统下。此外，具有硬链接关系的文件彼此是平等的，即首个被创建的文件并没有特殊的「地位」，而删除这些文件实际上只是 inode 的硬链接数减一，并不影响其他硬链接。

可以使用以下示例来理解硬链接：

## 创建新文件 file 并写入 hello! source file.
$ echo "hello! source file." > file

## 检查该文件内容
$ cat file
hello! source file.

## 查看 file 文件的 inode 信息。inode 号为 6567274，硬链接数为 1
$ stat file
  文件：file
  大小：20        	块：8          IO 块大小：4096   普通文件
设备：0,42	Inode: 6567274     硬链接：1
权限：(0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/     sam)   Gid: ( 1000/     sam)
访问时间：2022-06-29 15:32:10.911018864 +0800
修改时间：2022-06-29 15:32:10.911018864 +0800
变更时间：2022-06-29 15:32:10.911018864 +0800
创建时间：2022-06-29 15:32:10.911018864 +0800

## 创建 file 的硬链接 file.hard
$ ln file file.hard

## 查看现有文件
$ ls -l
-rw-r--r-- 2 sam sam  20  6月29日 15:32 file
-rw-r--r-- 2 sam sam  20  6月29日 15:32 file.hard

## 查看 file.hard 文件的 inode 信息。inode 号与 file 文件一致，并且硬链接数变为 2
$ stat file.hard
  文件：file.hard
  大小：20        	块：8          IO 块大小：4096   普通文件
设备：0,42	Inode: 6567274     硬链接：2
权限：(0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/     sam)   Gid: ( 1000/     sam)
访问时间：2022-06-29 15:32:10.911018864 +0800
修改时间：2022-06-29 15:32:10.911018864 +0800
变更时间：2022-06-29 15:33:11.482896399 +0800
创建时间：2022-06-29 15:32:10.911018864 +0800

## 删除 file 文件
$ rm file

## 再次查看 file.hard 文件的 inode 信息。inode 号不变，但硬链接数减为 1
$ stat file.hard
  文件：file.hard
  大小：20        	块：8          IO 块大小：4096   普通文件
设备：0,42	Inode: 6567274     硬链接：1
权限：(0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/     sam)   Gid: ( 1000/     sam)
访问时间：2022-06-29 15:32:10.911018864 +0800
修改时间：2022-06-29 15:32:10.911018864 +0800
变更时间：2022-06-29 15:41:15.547996868 +0800
创建时间：2022-06-29 15:32:10.911018864 +0800

## 检查 file.hard 文件内容，与 file 文件一致
$ cat file.hard
hello! source file.

符号链接

符号链接（symbolic link，又称软链接）是一类特殊的文件，其中存储的是被链接的文件的路径。创建符号链接时，链接文件会被单独分配一个 inode 号，其存储的文本字符串会被操作系统解释为一条指向另一个文件或者目录的路径，从而实现链接。对符号链接的操作一般都是透明的，即对符号链接的访问会直接对目标文件进行操作。与硬链接不同，符号链接的存在并不依赖于目标文件或目录，并且符号链接可以指向目录。如果符号链接被删除，目标文件不受影响；如果目标文件被删除或者移动，符号链接依然存在，只是指向一个不存在的路径，这种情况被称为已断开的链接（dangling link）。

可以使用以下示例来理解符号链接：

## 创建新文件 file 并写入 hello! source file.
$ echo "hello! source file." > file

## 检查该文件内容
$ cat file
hello! source file.

## 查看现有文件
$ ls -l
-rw-r--r-- 1 sam sam  20  6月29日 16:49 file

## 创建 file 的符号链接 file.soft
$ ln -s file file.soft

## 再次查看现有文件，file.soft 指向 file
$ ls -l
-rw-r--r-- 1 sam sam  20  6月29日 16:49 file
lrwxrwxrwx 1 sam sam   4  6月29日 16:49 file.soft -> file

## 检查 file.soft 文件内容，将直接访问 file 文件
$ cat file.soft
hello! source file.

## 删除 file 文件
$ rm file

## 再次检查 file.soft 文件内容，已无法访问 file 文件
$ cat file.soft
cat: file.soft: 没有那个文件或目录

普通文件

普通文件是我们在日常使用中接触最多的一类文件，包含文本文件、二进制文件以及特殊格式文件。像代码文件、图片、压缩文件等都属于普通文件，并且文件扩展名或者幻数可以用来检测文件格式。这里要注意，Linux 的文件类型与文件格式并不是同一个概念，文件类型相对于文件格式更加底层，并且文件类型并不依赖文件扩展名，而文件格式通常使用扩展名来进行区分。

使用 ls 来查看文件系统的文件时，如果使用了 --color=auto 参数，普通文件一般显示为「白色」，如果使用了 -l 选项，模式一栏中的第一个字符为「-」为普通文件，例如：

~ $ ls -l .bashrc
-rw-r--r--  1 sam  sam     3819 2021年 5月26日 .bashrc

或者使用 file 命令来检查文件类型：

~ $ file .bashrc
.bashrc: ASCII text

目录文件

目录文件是我们日常接触第二多的一类文件，目录文件中存放有它所包含的每个子文件以及子目录的目录项。通过目录文件，Linux 的所有文件目录会形成树形结构，称之为做目录树，可以通过 tree 命令来生成某一目录的目录树。

使用 ls 来查看文件系统的目录时，如果使用了 --color=auto 参数，目录文件一般显示为「蓝色」，如果使用了 -l 选项，模式一栏中的第一个字符为「d」为目录文件，例如：

~ $ ls -l Documents
drwxr-xr-x  1 sam  sam      198  1月18日 11:10 Documents

或者使用 file 命令来检查文件类型：

~ $ file Documents
Documents: directory

特殊文件

字符设备文件

字符设备文件为串行流设备提供了访问接口，例如串口、终端等，应用程序可以使用统一的调用方式对这些设备文件进行访问。字符设备文件通常位于 /dev 目录下：

$ ls -l /dev | grep "^c"
crw-rw-rw-   1 root root     1,     3  6月27日 11:58 null
crw-rw-rw-   1 root tty      5,     0  6月30日 16:37 tty
crw-rw-rw-   1 root root     1,     8  6月27日 11:58 random
crw-rw-rw-   1 root root     1,     5  6月27日 11:58 zero

可以通过向 /dev/tty 中写入字符，以向当前终端中打印字符：

$ echo "write to /dev/tty" > /dev/tty
write to /dev/tty

或者从随机数据流读取数据并转换成十六进制显示：

$ cat /dev/random | od -x | head -n 5
0000000 a85d 59aa 00e8 f49a ae47 93d2 ef25 8229
0000020 c2f4 250d 654e ef35 513d dd19 37cc e66f
0000040 85c8 cafe 658f 3604 53c8 a035 6f4e dd4e
0000060 bc38 3173 04f1 26ff 6d85 733b a536 3c17
0000100 cfbd f162 e7a9 b940 fcd0 eca5 8787 3462

块设备文件

块设备文件为块设备提供了访问接口，例如硬盘、可移动存储设备等，与字符设备文件类似，可以通过对块设备文件的读写来修改块设备的内容。块设备文件通常位于 /dev 目录下：

$ ls -l /dev | grep "^b"
brw-rw----   1 root disk     8,     0  6月30日 18:36 sda
brw-rw----   1 root disk     8,     1  6月30日 18:36 sda1

可以通过对块设备文件操作来直接读取文件信息。例如在块设备 /dev/sda1 的根目录下存在 file 文件：

(root of sda1) $ cat file
this is the "file"

通过 debugfs 程序输出 /dev/sda1 下的文件 file 的区块号：

$ sudo debugfs /dev/sda1
debugfs:  blocks file
34816

随后使用 dd 命令输出该区块的数据：

$ sudo dd if=/dev/sda1 bs=4k count=1 skip=34816
this is the "file"
输入了 1+0 块记录
输出了 1+0 块记录
4096 字节 (4.1 kB, 4.0 KiB) 已复制，2.6699e-05 s，153 MB/s

符号链接文件

符号链接文件是一类存储着其他文件或目录路径的特殊文件，操作系统会将存储的文件路径解释为链接，从而使得对符号链接文件的操作是透明的，会直接生效于目标文件。

假设文本文件 file 的内容是「this is the “file”」，查看其 inode 信息：

$ ls -li file
6599999 -rw-r--r-- 1 sam sam 19  7月 1日 09:55 file

创建 file 文件的符号链接 file.symlink：

$ ln -s file file.symlink

查看 file.symlink 的 inode 信息：

$ ls -li file.symlink
6600033 lrwxrwxrwx 1 sam sam 4  7月 1日 09:57 file.symlink -> file

可以看到 file 与 file.symlink 的 inode 不同，说明符号链接为一个单独的文件，同时 file.symlink 的模式一栏中标明了文件类型为 l，指向 file。

管道文件

管道文件可以使两个不相关的进程之间进行通信，在日常使用中比较少见。Linux 中存在两种管道：匿名管道与命名管道，匿名管道只能用于父子进程之间进行通信，而命名管道则通过区分管道文件的文件名来实现不同进程的通信。实际上，在使用管道文件时，并不会向文件系统中写入数据，占用的仍然是内存空间。

使用 mkfifo 命令可以创建一个名为 pipe 的管道文件：

$ mkfifo pipe

使用 ls 查看其类型：

$ ls -l pipe
prw-r--r-- 1 sam sam 0  7月 1日 10:51 pipe

下面可以通过这个 pipe 文件实现两个进程之间的通信：

$ echo "one:two:three:four:five:six:seven" > pipe

此时该进程被阻塞，使用另一终端对 pipe 文件进行读取并输出第 5 栏至行尾：

$ cut -d : -f 5- pipe
five:six:seven

此时被阻塞的进程正常返回了。

套接字文件

套接字文件同样用来进行本地进程间通信，与管道文件单向不同，套接字文件可以实现进程的双向通信。套接字文件只能使用系统调用来创建，所以套接字文件常见于软件配置中。

套接字文件可以使用 ls 来查看：

$ ls -l /run/dbus | grep "^s"
srw-rw-rw- 1 root root  0  6月30日 18:11 system_bus_socket

安装与验证

GnuPG（下称 GPG）的安装根据操作系统与发行版的不同，步骤不尽相同，需要参考系统发行版的官方文档来进行安装。安装完成后，使用 gpg --version 来查看 GPG 的安装信息以及版本信息，以及后续所生成的密钥文件的存放位置（即输出信息中的 Home）。

$ gpg --version
gpg (GnuPG) 2.x.xx

...

Home: /home/<your_username>/.gnupg
支持的算法：
公钥： RSA, ELG, DSA, ECDH, ECDSA, EDDSA
...
压缩：  不压缩, ZIP, ZLIB, BZIP2

生成第一对密钥

GPG 安装后，就可以使用以下命令来生成第一对公钥与密钥了：

$ gpg --full-generate-key

# interactive instructions
...

pub   rsa4096 2022-05-26 [SC]
      24C2C31B933B8CA63B5D538FE0772B35B2E02051
uid                      Sam Chu (Personal use only) <samchu-social@outlook.com>
sub   rsa4096 2022-05-26 [E]

接下来会在终端交互式的给出密钥生成的选项，需要依次对以下选项进行选择：

• 密钥类型。目前已有研究表明，在密钥长度足够的情况下，各种类型的加密方式安全性相当，当然，这一结论未来可能会发生变化。一个好的加密软件会根据最新研究结果修改默认的加密方式，所以这里选择默认选项（RSA 和 RSA）即可。
• 密钥长度。为了保证密钥未来的安全性，这里选择最大长度（4096）。
• 密钥有效期限。一个好的密钥需要根据使用场景严格限定其有效期限，目前该密钥仅应用于个人信息加密，所以选择永不过期。
• 真实姓名。这里可以填入自己常用的用户名，作为他人识别该密钥的标识。
• 电子邮件。由于生成的公钥是公开的，所以这里需要填写常用的邮箱（如果有特殊用处，如 GitHub 认证提交，则需要使用对应邮箱）。
• 注释：填入对该密钥的注释，方便后期对该密钥用处进行识别。

以上选项确定后，会要求对该密钥设置密码，后续进行密钥操作时都会用到，所以务必牢记该密码。最后 GPG 会提示你进行「敲打键盘、移动鼠标、读写硬盘之类的」其他操作以产生随机数。

生成好的密钥对会存放在 GPG 的 Home 目录（默认为 /home/<your_username>/.gnupg）下，同时还生成了一个吊销证书。吊销证书的作用是在你确认私钥已经泄露或丢失等情况下，帮助你可信地告知其他用户你的公钥已经失效。所以生成的私钥与吊销证书都必须保证安全，任何一个文件泄露都可能造成身份丢失。

密钥生成完毕后，会在终端上打印出生成的公钥信息。当然后续也可以通过以下命令查看已有的密钥。

$ gpg -k --keyid-format LONG
/home/<your_username>/.gnupg/pubring.kbx
----------------------------
pub   rsa4096/E0772B35B2E02051 2022-05-26 [SC]
      24C2C31B933B8CA63B5D538FE0772B35B2E02051
uid                   [ 绝对 ] Sam Chu (Personal use only) <samchu-social@outlook.com>
sub   rsa4096/E5B924315C3F59D1 2022-05-26 [E]

$ gpg -K --keyid-format LONG
/home/<your_username>/.gnupg/pubring.kbx
----------------------------
sec   rsa4096/E0772B35B2E02051 2022-05-26 [SC]
      24C2C31B933B8CA63B5D538FE0772B35B2E02051
uid                   [ 绝对 ] Sam Chu (Personal use only) <samchu-social@outlook.com>
ssb   rsa4096/E5B924315C3F59D1 2022-05-26 [E]

上面的命令中，-k/--list-public-keys 列出公钥信息，-K/--list-secret-keys 列出私钥信息，--keyid-format 设置打印密钥 ID 的格式。每次列出密钥信息时都需要加上 --keyid-format 选项比较麻烦，可以通过执行 echo "keyid-format LONG" > ~/.gnupg/gpg.conf 来将设置写进配置文件中。

在 GPG 打印出来的密钥信息中，pub 与 sec 表示主密钥的公钥与私钥，而 sub 与 ssb 表示子密钥的公钥与私钥。有关主密钥与子密钥的解释与应用场景请参阅 参考文章 中的文章。在 pub 、 sec 、sub 或 ssb 行中显示的是密钥的加密方式、密钥 ID、生成时间以及密钥用途（E/S/C/A 分别表示加密/签名/子密钥认证/身份认证）；下一行为密钥的指纹，通过 40 个十六进制数表示，指纹是密钥的唯一标识；uid 一行标识密钥的用户身份，以 [信任值] 姓名 (注释) <电子邮件> 显示，其中信任值用于表明对所有者的信任程度及密钥有效性，可能的值参见 gpg(1) - Arch manual pages。

生成签名子密钥

在实际应用场景中，如果在多台设备上使用同一对密钥进行签名加密操作，一旦发生密钥泄露，则设备上所有的加密信息以及签名文件都会陷入被暴露的危险。此时除了撤销整个密钥没有其他办法。但是如果在不同机器上使用不同的子密钥进行加密或签名，就能够保证一个子密钥的泄露不会影响到其他子密钥的使用。而 GPG 支持一对主密钥与多个子密钥正是考虑到了这一点，在密钥对生成时就已经默认生成一对仅用于加密的子密钥。使用 gpg --edit-key <keyid|uid>进入密钥编辑模式，可以对已生成的主密钥进行编辑。下面将使用 addkey 命令生成一个仅用于签名的子密钥对。

$ gpg --edit-key E0772B35B2E02051
...

sec  rsa4096/E0772B35B2E02051
     创建于：2022-05-26  有效至：永不       可用于：SC
     信任度：绝对        有效性：绝对
ssb  rsa4096/E5B924315C3F59D1
     创建于：2022-05-26  有效至：永不       可用于：E
[ 绝对 ] (1). Sam Chu (Personal use only) <samchu-social@outlook.com>

gpg> addkey

# interactive instructions
...

sec  rsa4096/E0772B35B2E02051
     创建于：2022-05-26  有效至：永不       可用于：SC
     信任度：绝对        有效性：绝对
ssb  rsa4096/E5B924315C3F59D1
     创建于：2022-05-26  有效至：永不       可用于：E
ssb  rsa4096/823F7AE3713B71CB
     创建于：2022-05-26  有效至：永不       可用于：S
[ 绝对 ] (1). Sam Chu (Personal use only) <samchu-social@outlook.com>

gpg> save

生成过程与生成主密钥对类似，需要指定密钥类型、密钥长度、有效期限，随后会要求输入主密钥的密码，身份验证成功后便会收集用户动作以生成密钥。生成完毕后，可以看到新的仅用于签名的子密钥对已经添加到主密钥中了。最后输入 save 保存退出。

导出公钥

由于刚才生成的密钥对都是采用的非对称加密方式，所以我们需要分发自己的公钥来对消息进行加密或者签名。GPG 的子密钥的有效性都来自于主密钥的认证，所以导出的公钥实际为一组公钥，其中就有被主密钥认证之后的子公钥。使用以下命令可以将公钥以 ASCII 字符保存到 public.key 文件中。

$ gpg --export --armor --output public.key E0772B35B2E02051

当其他人获取该公钥后，可以使用以下命令导入自己的密钥环，方便进行加密信息交换。

$ gpg --import public.key
gpg: 密钥 E0772B35B2E02051：公钥 “Sam Chu (Personal use only) <samchu-social@outlook.com>” 已导入
gpg: 处理的总数：1
gpg: 已导入：1

备份私钥

同样的，如果需要备份私钥，可以将私钥导出后存放在绝对安全的地方进行备份。使用以下命令以备份整个私钥，执行时会要求输入主密钥的密码。

$ gpg --export-secret-keys --armor --output private.key E0772B35B2E02051

除了能够备份整个私钥，还能够单独将子密钥的私钥进行导出。导出时注意在 <subkeyid> 后加上 !，否则所有的子私钥都会被导出。

$ gpg --export-secret-subkeys --armor --output encrypt.subkey E5B924315C3F59D1! # export encrypt only subkey
$ gpg --export-secret-subkeys --armor --output sign.subkey F8A5FE5D5FA5BA9C!    # export sign only subkey

导入私钥时同样使用 gpg --import <file_of_private_key> 命令。

参考文章

• GPG 使用指南 - 来源：知乎
• 简明 GPG 概念 - 来源：知乎
• 震惊！竟然有人在 GitHub 上冒充我的身份！- 来源：Spencer Woo
• GnuPG - ArchWiki - 来源：ArchWiki

为什么是 Btrfs

Btrfs 是 B-tree 文件系统，通常念做 「Butter FS」、「Better FS」或「B-tree FS」。是一种支持写入时复制（CoW）的 Linux 文件系统。相对于 ext4 文件系统有以下几个优点：

• Btrfs 支持快照，方便备份与恢复；
• Btrfs 支持透明压缩，节省存储空间；
• Btrfs 支持子卷功能，便于管理；
• Btrfs 支持数据与元数据校验。

这些优点使我产生了向 Btrfs 迁移的念头，幸运的是，Btrfs 支持从 ext4 转换。

转换步骤

以下步骤是在我自用电脑上操作的，磁盘 /dev/nvme0n1p4 挂载为 Linux 根分区，下文命令可能需要调整。由于操作时需要对根分区进行操作，强烈建议操作前进行全盘备份并在 LiveCD 环境下进行操作。

注意：任何对数据的操作都是充满风险的，如果你不能承受数据丢失的风险，请勿操作。 注意：如果转换中出现任何异样，你都可以使用备份子卷 /ext2_saved 来回滚。请勿强行对转换失败的分区做出更改。使用 btrfs-convert -r /dev/target_partition 命令进行回滚。

检查文件系统

首先使用 fsck 检查磁盘，保证现有分区没有问题。

# fsck.ext4 /dev/nvme0n1p4

开始文件系统转换

分区检查通过后就可以开始转换。执行以下命令进行转换。

# btrfs-convert /dev/nvme0n1p4

待出现 conversion complete 表明转换完成。现在分区的文件系统已经是 Btrfs 了，但是还不能重启，还需要对现有的文件进行修改才能顺利引导进系统。

挂载分区并修改 fstab

首先需要挂载分区，方便我们修改文件。这里我们将分区挂载到 /mnt 目录下。

# mount /dev/nvme0n1p4 /mnt

使用磁盘工具检查分区的 UUID，这里使用 lsblk 命令。

$ lsblk -f
NAME        FSTYPE FSVER LABEL      UUID                                 FSAVAIL FSUSE% MOUNTPOINT
nvme0n1
...                                
└─nvme0n1p4 btrfs        ...        82xxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxeb     xxG     xx%    /mnt

使用文本编辑工具修改 /mnt/etc/fstab 文件，修改挂载到根目录的分区类型（type）为 btrfs、文件系统检查顺序（pass）为 0（启动时不进行磁盘检查），并检查转换后的分区 UUID 是否改变，修改挂载分区（file system）。

重建初始化内存盘

重建初始化内存盘需要在 chroot 环境中进行。首先需要设置对应的挂载点。

# mount -t proc none /mnt/proc
# mount -t sysfs none /mnt/sys
# mount -o bind /dev /mnt/dev

随后使用 chroot 命令进入原系统。

# chroot /mnt bash

进入原系统后，使用 mkinitcpio 重建初始化内存盘。这里可能需要替换命令参数，如果提示 Fail to load preset，需要检查 /etc/mkinitcpio.d 目录下是否存在对应的预设文件名。

# mkinitcpio --preset linux

如果使用 GRUB 启动，还需要重建 GRUB 引导。由于笔者使用 rEFInd 引导，故没有执行该步骤，如有需要参见 Btrfs - ArchWiki「6.2 从 Ext3/4 转换」一节。

TLP 设置

如果使用了 TLP 高级电源管理功能，需要对 TLP 进行设置，防止文件系统损坏。编辑位于 /mnt/etc/tlp.conf 的配置文件，找到 SATA_LINKPWR_ON_BAT 条目，取消注释并在选项中添加 max_performance 参数。

SATA_LINKPWR_ON_BAT="med_power_with_dipm max_performance"

启用透明压缩

为了能够利用 Btrfs 的透明压缩功能，可以对转换好的分区进行压缩并修改 fstab 挂载选项。

首先需要对转换好的分区进行全盘压缩。

# btrfs filesystem defragment -r -v -czstd /mnt

随后需要修改 fstab 文件，在根目录文件系统的挂载选项（options）一栏中增加 compress=zstd 选项，以便系统启动时应用压缩选项。

使用新文件系统启动及后续操作

完成上述步骤后，便可以使用转换后的分区启动。启动后，可以删除 /ext2_saved 子卷完成转换。

# btrfs subvolume delete /ext2_saved

最后通过 Balance 来回收数据。

# btrfs balance start /
# btrfs balance status /

至此，分区文件系统转换就结束了。感受新文件系统所带来的惊喜吧。

配置文件系统检修

在转换结束后，可以配置定时对根目录 / 的检修任务。

# systemctl enable --now btrfs-scrub@-.timer

或者你也可以手动执行。

# btrfs scrub start /
# btrfs scrub status /

后记

对于数据的操作务必谨慎，如果有合适的文件系统也会使数据操作更加得心应手。使用了一段时间的 Btrfs 文件系统后，并没有感受到与 ext4 有什么不同，反而在快照、透明压缩上有更多的惊喜。如果让我说 Btrfs 适不适合作为一个 Linux 桌面用户的文件系统，我的答案会是肯定的，但是如果没有正确的、有效的数据冗余备份机制，再好的文件系统也会「不适合」。

参考文章

• Btrfs - 维基百科
• Btrfs - ArchWiki
• 从现有 Linux 安装 - ArchWiki
• TLP - ArchWiki
• 记一次 btrfs 的在线转换 - 漩涡的博客

Console

Console 意即控制台。Console 出现在操作系统诞生之前，那个时候的老式计算机还只能通过按钮开关等方式控制计算机的运转，而 Console 就是将控制计算机器件集中起来的面板。由于现代计算机不再使用控制台来控制电脑，所以现代操作系统中的 Console 一般指控制台终端。

Terminal

Terminal 意即终端。顾名思义，是连接到计算机上的终端设备。当操作系统出现之后，不再使用控制台与计算机交互，而是使用命令，为了能够输入这些命令，出现了电传打字机（Teletype），程序输入输出可以通过电传打字机打印到屏幕上。所以 Terminal 其实是指一种监视计算机输入输出的硬件。但是现代操作系统中使用更多的是软件仿真终端。

TTY

TTY 即 TeleTYpe，意即电传打字机。TTY 与 Terminal 初期是同一个概念，电传打字机连接到计算机上便是一台终端设备。当时的 TTY 需要使用 UART 驱动来传输数据，而现代计算机中的 TTY 直接将输出数据渲染成视频信号，输出到显示器中，这些操作都运行在内核态。目前只能在连接键盘与显示器的计算机上使用 TTY。

PTY

PTY 即 Pseudo TeleTYpe，意即伪 TTY。PTY 是现代计算机中使用终端模拟软件或者 SSH 连接所使用的伪终端，运行在用户态。现代操作系统使用的终端都是伪终端，通过终端软件对终端进行模拟。PTY 为了保证能够与 TTY 兼容，采用了主从结构，分为 PTY slave side 与 PTY master side。

PTY slave side

PTY slave side 的通过 TTY 驱动实现。PTY slave side 与 PTY master side 进行连接，将程序输入输出发送给 PTY master side 并显示出来。

PTY master side

PTY master side 会将程序的输入输出显示在终端模拟软件中。例如当时用 SSH 远程连接时，PTY master side 与 SSH 连接，交换数据。

参考文章

• Linux 终端（TTY）- 来源：博客园
• Linux 中的 console、terminal、tty、pty、pts 有哪些区别 - 来源：知乎

Hugo

Hugo 是由 Go 语言实现的静态网站生成器。简单、易用、高效、易扩展、快速部署。对于我这样的博客，使用 Hugo 完全足够，虽然 Hugo 没有后台管理界面，但是为了网站能够加载及时（使用 Hugo 后，博客加载能感知得变快），还是选择了 Hugo。

Hugo 的安装网上教程一大把，稂莠不齐，各位有兴趣可以直接去官网查看文档安装。但是这里还是想多啰嗦几句，Hugo 只是个静态网站生成器，其工作仅仅是将你写的 Markdown 内容转换成网页文件。生成之后的部署等问题还需要自己解决。当然，由于个人喜欢服务上云，所以为了能够完整地实现博客撰写发布的工作流，我还在服务器上搭建了网页编辑器 Coder，这样可以通过 Coder 在线撰写博客，然后通过提前编写好的部署脚本将写好的文章部署到博客文件夹下，就能实现网上撰写-发布-管理的工作流。

Nginx

Nginx 是一款轻量级的 Web 服务器、反向代理服务器，由于它的内存占用少，启动极快，高并发能力强，在互联网项目中广泛应用。之前使用 WordPress 的时候，我使用的服务器软件是 Apache。Apache 更适合处理动态页面的的请求，由于我的博客从 WordPress 迁移到了 Hugo，我的服务器软件便换成了 Nginx。Nginx 更适合静态页面的请求，并且能更好的支持反向代理，这样一些服务不用暴露端口便能访问。

同样的，Nginx 的安装部署以及配置我不再赘述。

Coder

Coder 是一款基于 VS Code 的云编辑器，能够轻松部署到服务器上。我在服务器上使用 Coder 可以实现很多目的：

• 作为博客的后台管理界面
• 可以远程修改网页内容
• 可以在没有电脑的情况下使用完整的编程环境

Coder的部署非常简单，官方的文档介绍的很清楚。Coder 默认监听服务器 8000 端口，我使用 Nginx 反向代理，将子域名「code.samchu.cn」的请求转发到本地 8000 端口上。这样便可以实现域名直接访问，而不需要暴露丑丑的端口了。当然，由于该功能的重要性，暂时不对外开放，大家可以到官网查看 Demo。

个人主页

在博客升级完成之后，我还将自己的主页更新了一下。原来的主页只有简单的信息，现在的主页不仅包含我的简单信息，还包含了站点链接、联系方式等。个人主页是使用 Blocs 编写，方便快捷，这个软件目前仅支持 macOS。

RSS 服务器

服务器新增加了 RSS 订阅服务器，之前使用 Inoreader 由于免费版会有广告，并且不支持插件，所以便想到了在服务器上自建 RSS 服务器。RSS 服务端软件使用的是 Tiny Tiny RSS，软件部署比较简单，主要是需要提前部署好 PHP、MySQL服务，并且需要在 MySQL 中创建好 RSS 服务器使用的账户和数据库。RSS 服务器通过 Nginx 绑定到了「rss.samchu.cn」子域名上。

服务器监控面板

服务器监控面板还是使用的 Netdata 面板。监控数据全面，并且支持同步回放。同样的，Netdata 面板默认监听本地 19999 端口，所以我们需要使用 Nginx 反向代理到「panel.samchu.cn」子域名。不过由于安全性考虑，该功能不对外开放，大家可以到官网查看 Live Demo。

网站安全性及性能提升

这次升级，所有子域名全部使用 HTTPS 协议，更加安全，防止中间人劫持。同时，对网站服务器权限进行限制，只开放网站文件夹的权限。对于比较重要的站点服务进行鉴权，防止通过服务漏洞进行攻击。

除了对安全性的升级，这次还对网站的响应性能进行了提升，详细可以参见少数派的文章 进阶指南 | 如何让你的静态网站极速打开，里面详细介绍了对于静态网页加速的一些小技巧，大家有需求可以学习一下。

总结一下吧，这次的服务器升级花了大概一周左右，在 Nginx 配置和个人主页升级上花的时间比较多，其他就只是普通升级。个人对这次升级很满意，特别是博客的打开速度有了明显提升，不夸张讲，1-2秒肉眼可见的提升。这篇博客只是记录一下这次升级的内容，有兴趣的朋友可以参考一下，自己研究研究。

大家在装完 Linux 系统后，可能会出现 Linux Windows 两个系统的时间不一致，一般是相差 8 小时。下面就来分析该问题，并给出解决办法。

原因分析

GMT：Greenwich Mean Time，即格林尼治标准时间，也就是世界时。GMT 以地球自转为基础的时间计量系统，但由于地球自转不均匀，导致 GMT 不精确，现在已经不再作为世界标准时间使用。

UTC：Universal Time Coordinated，即协调世界时。UTC 是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于 GMT 的一种时间计量系统。为确保 UTC 与 GMT 相差不会超过 0.9 秒，在有需要的情况下会在 UTC 内加上正或负闰秒。UTC 现在作为世界标准时间使用。

RTC：Real-Time Clock，即实时时钟，在计算机领域作为硬件时钟的简称。

世界上不同地区所在的时区是不同的，这些时区决定了当地的本地时间。比如北京处于东八区，即北京时间为 UTC + 8，如果 UTC 时间现在是上午 6 点整，那么北京时间为 14 点整。

Windows 与 Linux 看待硬件时间的方式不同。Windows 把电脑的硬件时钟（RTC）看成是本地时间，即 RTC = Local Time，Windows 会直接显示硬件时间；而 Linux 则是把电脑的硬件时钟看成 UTC 时间，即 RTC = UTC，那么 Linux 显示的时间就是硬件时间加上时区。

解决办法

既然知道了问题原因，我们就知道如何去解决，大概思路分为两种，一是让 Windows 认为硬件时钟是 UTC 时间，二是让 Linux 认为硬件时钟是本地时间。

修改 Windows 硬件时钟为 UTC 时间

以管理员身份打开 「PowerShell」，输入以下命令：

> Reg add HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\TimeZoneInformation /v RealTimeIsUniversal /t REG_DWORD /d 1

或者打开「注册表编辑器」，定位到 计算机\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\TimeZoneInformation 目录下，新建一个 DWORD 类型，名称为 RealTimeIsUniversal 的键，并修改键值为 1 即可。

修改 Linux 硬件时钟为本地时间

这里大家可以根据自己 Linux 发行版的方法来修改。我这里给出现在大多数发行版由 timedatectl 来管理时间的修改方法。

在终端中，输入以下命令：

$ timedatectl set-local-rtc 1 --adjust-system-clock

现在，系统时间显示正常了。

这两种方法中，本人推荐第一种方法，修改 Windows 的时间管理。因为在 Linux 系统中修改后，输入 timedatectl 命令后，会出现警告，提示你使用 RTC 时钟会导致一些程序错误；并且 Windows 也在更改时间管理方式为 UTC 时间。

大家在使用 Linux 系统，特别是双系统，因为调整分区或者其他原因导致开机出现 grub rescue> 界面时，不要惊慌，可能并不是系统文件损坏，大家通过一些恢复手段，能进行修复。下面就详细介绍一下。

原因分析

造成该问题的原因可能有：

1. 对硬盘进行分区、修改使硬盘分区发生变化
2. 重装系统时选择了不同分区
3. 格式化了 Linux 分区

其中，第 1、2 点原因造成的引导丢失比较容易修复，第 3 点原因造成的引导丢失无法修复。

恢复步骤

1.列出硬盘分区

首先，使用 ls 命令列出所有分区：

grub rescue> ls

系统会显示出硬盘的所有分区，例如：

(hd0),(hd0,gpt0),(hd0,gpt1),(hd0,gpt2),(hd0,gpt3),(hd0,gpt4)

2.找到 grub 文件夹所在分区

如果系统的「/boot」文件夹没有单独分区（大多数人应该是如此），那么使用 ls (X,Y)/boot/grub 命令浏览所有分区，其中 X 代表硬盘号，Y 代表分区号，如：

grub rescue> ls (hd0,gpt3)/boot/grub

如果系统没有报错，显示出了文件夹下面的文件，那么该分区就是我们要找的分区，记下硬盘号和分区号。

同样的，如果系统的「/boot」文件夹单独为一个分区或者上一条指令没有找到需要的分区，则使用 ls (X,Y)/grub 命令，其中 X 代表硬盘号，Y 代表分区号。

3.设置 grub 启动位置

设置 grub 启动的分区和文件夹，如：

grub rescue> set root=(hd0,gpt3)
grub rescue> set prefix=(hd0,gpt3)/boot/grub

其中的硬盘号和分区号需要自行确定；grub 安装位置也需要自行确定，即第二行中，/boot/grub 根据需求替换为 /grub。

4.设置 grub 进入正常模式

通过以下命令，进入正常模式：

grub rescue> insmod normal
grub rescue> normal

现在，grub 由恢复模式进入了正常模式，丢失的启动菜单应该能正常显示了，可以通过 grub 引导至系统。

5.更新 grub 引导

如果此时重启，问题依旧存在。所以我们进入 Linux 系统后，需要马上更新 grub 引导，对 grub 进行修复。在进入 Linux 系统后，在终端执行：

$ sudo update-grub
$ sudo grub-install /dev/sda

至此，你可以重新启动，进入正常的引导界面了，丢失的引导就修复回来了。

初识 Markdown

Markdown 是一种可以使用普通文本编辑器编写的标记语言，通过简单的标记语法，它可以使普通文本内容具有一定的格式。Markdown 通过标记语法，使用预设的样式，简化我们的文字排版，使我们能够专心于创作内容。使用 Markdown，从内容到格式到配图，都可以使用键盘来控制。

现在，支持 Markdown 语法的编辑器越来越多，很多网站（如 简书）都加入了对 Markdown 的支持。你可以将 Markdown 导出为 PDF 等格式，还可以导出成 HTML 格式在网页上发布。Markdown 可扩展性很高，很多解释器都会支持 LaTex、流程图、时序图等功能。

Markdown 的这些特性造就它方便使用，易于修改与版本控制，能兼容绝大多数的编辑器与网站，可以让创作者不被花样的格式打断思路。

Markdown 官方文档

原版 Markdown 语法说明

Markdown 语法规则

标题

在 Markdown 中，表示文章标题，只需要在文字前面加上 # 即可。Markdown 支持六级标题。

示例：

# 一级标题
## 二级标题
### 三级标题
#### 四级标题
##### 五级标题
###### 六级标题

效果：

一级标题

二级标题

三级标题

四级标题

五级标题

六级标题

水平线

如果需要在文章中加入水平分割线，可以在空行中输入三个或三个以上的 - 或者 *。

示例：

***
水平分割线可以将你的内容分开。
---
水平分割线可以很明确的分开你的章节。
* * *
但是不要用太多水平分割线，使你的内容不连续。
-----

效果：

水平分割线可以将你的内容分开。

水平分割线可以很明确的分开你的章节。

但是不要用太多水平分割线，使你的内容不连续。

强调

• 加粗
  将需要加粗的文字用两个 * 包含起来。

• 斜体
  将需要倾斜的文字用一个 * 包含起来。

• 斜体加粗
  将需要斜体加粗的文字用三个 * 包含起来。

• 删除线
  将需要加删除线的文字用两个 ~ 包含起来。

示例：

一段文字里面可能需要**加粗**、*斜体*、***斜体加粗***、~~删除线~~等文字格式。

效果：

一段文字里面可能需要加粗、斜体、斜体加粗、删除线等文字格式。

引用

如果你需要引用别人的话，那么你可以在你引用的文字前面加上 > 即可。

示例：

> 这是引用的其他人的话。
>> 引用也可以嵌套。

效果：

这是引用的其他人的话。

引用也可以嵌套。

列表

• 无序列表
  在列表项前加上 * 、- 、+ 其中的任意一种即可。

• 有序列表
  在列表项前加上 1. 2. 3. …… 即可。

示例:

* 这是一个无序列表的例子
* 银河系
    - 太阳系
        + 地球
        + 火星
        + ……
    - ……
* ……

1. 这是一个有序列表的例子
2. 需求分析
3. 软件建模设计
    * 软件概要设计
    * 软件详细设计
    * 数据库设计
4. 编写程序
5. ……

效果：

• 这是一个无序列表的例子
• 银河系
  • 太阳系
    • 地球
    • 火星
    • ……
  • ……
• ……

1. 这是一个有序列表的例子
2. 需求分析
3. 软件建模设计
   • 软件概要设计
   • 软件详细设计
   • 数据库设计
4. 编写程序
5. ……

表格

在 Markdown 中插入表格，比较复杂，如以下示例：

| 编号 | 品名  | 单价 |
| ---- | :---: | ---: |
| 1    | 西瓜  |   30 |
| 2    | 桃子  |    5 |
| 3    | 橘子  |    8 |

每列之间通过 | 分开，表头和内容通过第二行的分割线分开。第二行中，- 至少有一个，- 两边的 : 表示表格对其方式，两边都有表示该列为「居中」对齐，只在右边表示「靠右」对齐。

效果：

代码

• 行内代码
  行内代码是指在包含在一句话内的代码，将代码用一个 ` 包含即可。

• 行间代码
  行间代码是指在两行之间的代码块，将代码块用独占一行的 ``` 包含即可。

示例:

你可能会遇到 `**行内代码**`；或者代码块的情况。

```
这是一个代码块，无论是行内代码或者行间代码，其内容或格式都不会被改变。
如果代码中也存在「`」，那么需要使用「``」或者「````」来表示代码内容。
```

效果：

你可能会遇到 **行内代码**；或者代码块的情况。

这是一个代码块，无论是行内代码或者行间代码，其内容或格式都不会被改变。
如果代码中也存在「`」，那么需要使用「``」或者「````」来表示代码内容。

链接

当你需要在文章中插入网页链接时，只需要使用 [website](URL/to/website) 就可以插入链接文字。其中 [] 中是链接显示文字，() 中是网站链接。

像 Email 之类的链接可以采取直接链接 <email or URL>。其中 <> 中为 Email 地址或者链接地址。

示例：

点击 [这里](https://blog.samchu.cn/) 回到我博客首页。
我的电子邮箱：<samchu-social@outlook.com>

效果：

点击 这里 回到我博客首页。
我的电子邮箱：samchu-social@outlook.com

图片

当你需要在文章中插入图片时，只需要使用 ![picture annotation](URL/to/picture "picture title") 就可以插入图片。其中 [] 中是图片下方的注解，可以省略，() 中是图片链接，"" 中是图片标题，当鼠标指向图片时会显示图片标题，可以省略。

示例：

![This is the icon of my blog](https://static.samchu.cn/image/favicon/favicon_256x256.png "favicon")

效果:

写在最后

Markdown 语言是一种易于掌握，便于利用的语言。其独特之处就是能够帮助创作者排除文字格式的干扰，专心创作。这篇文章就是用 Markdown 写出来的。Markdown 的语法很简单，标记符号只有十多个，相对于 HTML 语言来说，Markdown 可以说是很轻量化，学习门槛很低。学会了这门语言，对以后的工作学习生活有一劳永逸的作用。

We believe that writing is about content, about what you want to say – not about fancy formatting.
我们坚信写作写的是内容，所思所想，而不是花样格式
— Ulysses for Mac