Встроенные возможности перенаправления в Linux предоставляют вам широкий набор инструментов, используемых упрощения для всех видов задач. Умение управлять различными потоками ввода-вывода в значительно увеличит производительность, как при разработке сложного программного обеспечения, так и при управлении файлами с помощью командной строки.

Потоки ввода-вывода

Ввод и вывод в окружении Linux распределяется между тремя потоками:

• Стандартный ввод (standard input, stdin, поток номер 0)
• Стандартный вывод (standard output, stdout, номер 1)
• Стандартная ошибка, или поток диагностики (standard error, stderr, номер 2)

При взаимодействии пользователя с терминалом стандартный ввод передается через клавиатуру пользователя. Стандартный вывод и стандартная ошибка отображаются на терминале пользователя в виде текста. Все эти три потока называются стандартными потоками.

Стандартный ввод

Стандартный входной поток обычно передаёт данные от пользователя к программе. Программы, которые предполагают стандартный ввод, обычно получают входные данные от устройства (например, клавиатуры). Стандартный ввод прекращается по достижении EOF (end-of-file, конец файла). EOF указывает на то, что больше данных для чтения нет.

Чтобы увидеть, как работает стандартный ввод, запустите программу cat. Название этого инструмента означает «concatenate» (связать или объединить что-либо). Обычно этот инструмент используется для объединения содержимого двух файлов. При запуске без аргументов cat открывает командную строку и принимает содержание стандартного ввода.

Теперь введите несколько цифр:

1
2
3
ctrl-d

Вводя цифру и нажимая enter, вы отправляете стандартный ввод запущенной программе cat, которая принимает эти данные. В свою очередь, программа cat отображает полученный ввод в стандартном выводе.

Пользователь может задать EOF, нажав ctrl-d, после чего программа cat остановится.

Стандартный вывод

Стандартный вывод записывает данные, сгенерированные программой. Если стандартный выходной поток не был перенаправлен, он выведет текст в терминал. Попробуйте запустить следующую команду для примера:

echo Sent to the terminal through standard output

Команда echo без дополнительных опций отображает на экране все аргументы, переданные ей в командной строке.

Теперь запустите echo без аргументов:

Команда вернёт пустую строку.

Стандартная ошибка

Этот стандартный поток записывает ошибки, создаваемые программой, которая вышла из строя. Как и стандартный вывод, этот поток отправляет данные в терминал.

Рассмотрим пример потока ошибок команды ls. Команда ls отображает содержимое каталогов.

Без аргументов эта команда возвращает содержимое текущего каталога. Если указать в качестве аргумента ls имя каталога, команда вернёт его содержимое.

Поскольку каталога % не существует, команда вернёт стандартную ошибку:

ls: cannot access %: No such file or directory

Перенаправление потоков

Linux предоставляет специальные команды для перенаправления каждого потока. Эти команды записывают стандартный вывод в файл. Если вывод перенаправлен в несуществующий файл, команда создаст новый файл с таким именем и сохранит в него перенаправленный вывод.

Команды с одной угловой скобкой переписывают существующий контент целевого файла:

• > — стандартный вывод
• < — стандартный ввод
• 2> — стандартная ошибка

Команды с двойными угловыми скобками не переписывают содержимое целевого файла:

• >> — стандартный вывод
• << — стандартный ввод
• 2>> — стандартная ошибка

Рассмотрим следующий пример:

cat > write_to_me.txt
a
b
c
ctrl-d

В данном примере команда cat используется для записи выходных данных в файл.

Просмотрите содержимое write_to_me.txt:

cat write_to_me.txt

Команда должна вернуть:

Снова перенаправьте cat в файл write_to_me.txt и введите три цифры.

cat > write_to_me.txt
1
2
3
ctrl-d

Теперь проверьте содержимое файла.

cat write_to_me.txt

Команда должна вернуть:

Как видите, файл содержит только последние выходные данные, поскольку в команде, перенаправляющей выход, использовалась одна угловая скобка.

Теперь попробуйте запустить ту же команду с двумя угловыми скобками:

cat >> write_to_me.txt
a
b
c
ctrl-d

Откройте write_to_me.txt:

1
2
3
a
b
c

Команды с двойными угловыми скобками не перезаписывают существующий контент, а дополняют его.

Конвейеры

Конвейеры (pipes) перенаправляют потоки вывода одной команды на вход другой. При этом данные, передаваемые второй программе, не отображаются в терминале. На экране данные появятся только после обработки второй программой.

Конвейеры в Linux представлены вертикальной чертой.

Например:

Такая команда передаст вывод ls (содержимое текущего каталога) программе less, которая отображает передаваемые ей данные построчно. Как правило, ls выводит содержимое каталогов подряд, не разбивая на строки. Если перенаправить вывод ls в less, то последняя команда разделит вывод на строки.

Как видите, конвейер может перенаправить вывод одной команды на вход другой, в отличие от > и >>, которые перенаправляют данные только в файлы.

Фильтры

Фильтры – это команды, которые могут изменить перенаправление и вывод конвейера.

Примечание : Фильтры также являются стандартными командами Linux, которые можно использовать и без конвейера.

• find – выполняет поиск файла по имени.
• grep – выполняет поиск текста по заданному шаблону.
• tee – перенаправляет стандартный ввод в стандартный вывод и один или несколько файлов.
• tr – поиск и замена строк.
• wc – подсчёт символов, строк и слов.

Примеры перенаправления ввода-вывода

Теперь, когда вы ознакомились с основными понятиями и механизмами перенаправления, рассмотрим несколько базовых примеров их использования.

команда > файл

Такой шаблон перенаправляет стандартный вывод команды в файл.

ls ~ > root_dir_contents.txt

Эта команда передает содержимое root каталога системы в качестве стандартного вывода и записывает вывод в файл root_dir_contents. Это удалит все предыдущее содержимое в файле, так как в команде использована одна угловая скобка.

команда > /dev/null

/dev/null – это специальный файл (так называемое «пустое устройство»), который используется для подавления стандартного потока вывода или диагностики, чтобы избежать нежелательного вывода в консоль. Все данные, попадающие в /dev/null, сбрасываются. Перенаправление в /dev/null обычно используется в сценариях оболочки.

ls > /dev/null

Такая команда сбрасывает стандартный выходной поток, возвращаемый командой ls, передав его в /dev/null.

команда 2 > файл

Этот шаблон перенаправляет стандартный поток ошибок команды в файл, перезаписывая его текущее содержимое.

mkdir "" 2> mkdir_log.txt

Эта команда перенаправит ошибку, вызванную неверным именем каталога, и запишет её в log.txt. Обратите внимание: ошибка по-прежнему отображается в терминале.

команда >> файл

Этот шаблон перенаправляет стандартный выход команды в файл, не переписывая текущего содержимого файла.

echo Written to a new file > data.txt
echo Appended to an existing file"s contents >> data.txt

Эта пара команд сначала перенаправляет вводимый пользователем текст в новый файл, а затем вставляет его в существующий файл, не переписывая его содержимого.

команда 2>>файл

Этот шаблон перенаправляет стандартный поток ошибок команды в файл, не перезаписывая существующего содержимого файла. Он подходит для создания логов ошибок программы или сервиса, поскольку содержимое лога не будет постоянно обновляться.

find "" 2> stderr_log.txt
wc "" 2>> stderr_log.txt

Приведенная выше команда перенаправляет сообщение об ошибке, вызванное неверным аргументом find, в файл stderr_log.txt, а затем добавляет в него сообщение об ошибке, вызванной недействительным аргументом wc.

команда | команда

Этот шаблон перенаправляет стандартный выход первой команды на стандартный вход второй команды.

find /var lib | grep deb

Эта команда ищет в каталоге /var и его подкаталогах имена файлов и расширения deb и возвращает пути к файлам, выделяя шаблон поиска красным цветом.

команда | tee файл

Такой шаблон перенаправляет стандартный вывод команды в файл и переписывает его содержимое, а затем отображает перенаправленный выход в терминале. Если указанного файла не существует, он создает новый файл.

В данном шаблоне команда tee, как правило, используется для просмотра вывода программы и одновременного сохранения его в файл.

wc /etc/magic | tee magic_count.txt

Такая команда передаёт количество символов, строк и слов в файле magic (Linux использует его для определения типов файлов) команде tee, которая отправляет эти данные в терминал и в файл magic_count.txt.

команда | команда | команда >> файл

Этот шаблон перенаправляет стандартный вывод первой команды и фильтрует ее через следующие две команды, а затем добавляет окончательный результат в файл.

ls ~ | grep *tar | tr e E >> ls_log.txt

Такая команда отправляет вывод ls для каталога root команде grep. В свою очередь, grep ищет в полученных данных файлы tar. После этого результат grep передаётся команде tr, которая заменит все символы е символом Е. Полученный результат будет добавлен в файл ls_log.txt (если такого файла не существует, команда создаст его автоматически).

Заключение

Функции перенаправления ввода-вывода в Linux сначала кажутся слишком сложными. Однако работа с перенаправлением – один из важнейших навыков системного администратора.

Чтобы узнать больше о какой-либо команде, используйте:

man command | less

Например:

Такая команда вернёт полный список команд для tee.

Любая программа - это "автомат", предназначенный для обработки данных: получая на входе одну информацию, она в результате работы выдает другую. Хотя входящая и/или выходящая информация может быть и нулевой, т. е. попросту отсутствовать. Те данные, которые передаются программе для обработки - это ее ввод, то, что она выдает в результате работы - вывод. Организация ввода и вывода для каждой программы - это задача операционной системы.

Каждая программа работает с данными определенного типа: текстовыми, графическими, звуковыми и т. п. Как, наверное, уже стало понятно, основной интерфейс управления системой в Linux - это терминал, который предназначен для передачи текстовой информации от пользователя системе и обратно. Поскольку ввести с терминала и вывести на терминал можно только текстовую информацию, то ввод и вывод программ, связанных с терминалом, тоже должен быть текстовым. Однако необходимость оперировать с текстовыми данными не ограничивает возможности управления системой, а, наоборот, расширяет их. Человек может прочитать вывод любой программы и разобраться, что происходит в системе, а разные программы оказываются совместимыми между собой, поскольку используют один и тот же вид представления данных - текстовый.

Команды и сценарии могут получать входные данные двумя способами: из стандартного входного потока (связан с клавиатурой) или из файла. Аналогичное разделение существует и при выводе данных: результаты работы команды или сценария по умолчанию направляются на экран терминала, но можно перенаправить их в файл. Если в процессе работы возникают ошибки. сообщения о них гоже отображаются на экране, поток ошибок также можно перенаправить в файл.

Рассмотрим сначала пару команд, с помощью которых можно организовать ввод/вывод.

Команды вывода на стандартное устройство вывода

Linux предоставляет несколько команд для вывода сообщений в стандартный поток вывода:

• echo - Вывести строку в стандартный поток вывода.
• printf - Вывести форматированный текст в стандартный поток вывода.
• yes - Выводить повторяющийся текст в стандартный поток вывода.
• seq - Вывести последовательность чисел в стандартный поток вывода
• clear Очистить экран или окно.

Например, при использовании команды echo если указать управляющий символ \с, то по завершении вывода не будет осуществлен переход в новую строку:

$ echo "Как вас зовут?\c"

Как вас зовут?$

Здесь $ – символ приглашения.

В строке также можно вычислять значения переменных интерпретатора shell и даже других команд. Например, следующая команда сообщает о том, каков начальный каталог текущего пользователя (переменная среды $HOME) и к какому терминалу он подключен (команда tty заключена в обратные кавычки, чтобы интерпретатор поместил в строку результат ее выполнения).

$ echo "Ваш начальный каталог - $HOME, вы подключены к терминалу - `tty` "

Ваш начальный каталог - /home/knoppix, вы подключены к терминалу - /dev/tty1

Так как двойные кавычки в интерпретаторе shell имеют специальное назначение, то для того чтобы в выводимую строку включить двойные кавычки нужно отменить их специальное назначение с помощью обратной косой черты (\). Так отменяется назначение любого специального символа.

Например, чтобы вывести строку “/dev/tty1” необходимо выполнить:

$echo “\”/dev/tty1\””

Команды ввода из стандартного устройства ввода

Команда read читает одну строку из стандартного входного потока и записывает ее содержимое в указанные переменные. При указании нескольких переменных в первую из них записывается первое слово, во вторую – второе и т.д. в последнюю – остаток строки.

Следующий сценарий вызывает отдельную команду read для чтения каждой переменной.

$ cat test
#!/bin/bash
echo “Имя: \с”
read name
echo “Фамилия: \c”
read surname
echo “Имя=” $name “Фамилия=” $surname

Тогда для выполнения этого сценария необходимо файлу test дать право выполнения: chmod 0755 test и запустить его./test. Результат выполнения: Имя: Иван Фамилия: Петров Имя=Иван Фамилия=Петров

СТАНДАРТНЫЕ ПОТОКИ ВВОДА, ВЫВОДА И ОШИБОК

Каждая запущенная из командного интерпретатора программа получает три открытых потока ввода/вывода:

Стандартный ввод (sldin) - стандартный вывод(sldout) - стандартный вывод ошибок (stderr)

По умолчанию эти потоки ассоциированы с терминалом. Т.е. любая программа, не использующая потоки, кроме стандартных, будет ожидать ввода с клавиатуры терминала, весь вывод этой программы, включая сообщения об ошибках, будет происходить на экран терминала.

При этом с каждым процессом (командой, сценарием и т.п.), выполняемым в интерпретаторе shell, связан рад открытых файлов, из которых процесс может читать свои данные: и в которые он может записывать их. Каждый из этих файлов идентифицируется числом, называемым дескриптором файла, но первые три файла являются потоками ввода/вывода по умолчанию:

Файл Дескриптор
Стандартный поток ввода 0
Стандартный поток вывода 1
Стандартный поток ошибок 2

В действительности создается 12 открытых файлов, но файлы с дескрипторами 0, 1 и 2 резервируются для стандартных потоков ввода, вывода и ошибок. Пользователи могут также работать с файлами, имеющими дескрипторы от 3 до 9 (зарезервированы).

Файл стандартного потока ввода (sldin) имеет дескриптор 0. Из этого файла процессы извлекают свои входные данные. По умолчанию входной поток ассоциирован с клавиатурой (устройство /dev/tty), но чаше всего он поступает по каналу от других процессов или из обычного файла.

Файл стандартного потока вывода (stdout) имеет дескриптор 1. В этот файл записываются все выходные данные процесса. По умолчанию данные выводятся на экран терминала (устройство/dev/tty), но их можно также перенаправить в файл или послать по каналу другому процессу.

Файл стандартного потока ошибок (siderr) имеет дескриптор 2. В этот файл записываются сообщения об ошибках, возникающих в ходе выполнения команды. По умолчанию сообщения об ошибках выводятся на экран терминала (устройство /dev/tty), но их также можно перенаправить в файл. Зачем же для регистрации ошибок выделять специальный файл? Дело в том, что это очень удобный способ выделения из результатов работы команды собственно выходных данных, а также хорошая возможность эффективно организовать ведение различного рода журнальных файлов.

Большое число утилит используют только стандартные потоки. Для таких программ оболочка позволяет независимо перенаправлять потоки ввода/вывода. Например, можно подавить вывод сообщений об ошибках, установить ввод или вывод из файла.

Т.е. при вызове команд можно указывать, откуда следует принимать входные данные и куда необходимо направлять выходные данные, а также сообщения об ошибках. По умолчанию, если не указано иное, подразумевается работа с терминалом: данные вводятся с клавиатуры и выводятся на экран. Но интерпретатор shell располагает механизмом переадресации, позволяющим ассоциировать стандартные потоки с различными файлами. При этом во время перенаправления стандартного потока ошибок следует указывать дескриптор файла (2). Для потоков ввода и вывода делать это не обязательно.

Полезный частный случай использования механизма перенаправления потоков - перенаправление в /dev/null, что позволяет избавиться от ненужных сообщений на экран. С помощью того же механизма можно создавать пустые файлы:

% cat myfile - создаст в текущей директории пустой файл myfile.

/dev/null - специальный файл, представляющий собой т. н. «пустое устройство». Запись в него происходит успешно, независимо от объёма «записанной» информации. Чтение из /dev/null эквивалентно считыванию конца файла EOF.

Перенаправление потоков ввода-вывода осуществляется, подобно DOS (Точнее, синтаксис перенаправления потоков ОС DOS восприняла от UNIX) с помощью символов:

> - перенаправление стандартного потока вывода
>> - перенаправление стандартного потока вывода в режиме дозаписи
< - перенаправление стандартного потока ввода
<< - получение данные из стандартного потока ввода до тех пор, пока не встретится разделитель

Однако, в отличие от DOS при создании программного канала между двумя процессами ОС UNIX/Linux запускает оба процесса одновременно и осуществляет передачу информации через системный буфер (без промежуточной записи на жесткий диск). Таким образом, программные каналы в ОС UNIX/Linux являются весьма эффективным способом обмена. В случае переполнения системного буфера (например если ``передающая"" программа выдает информацию в канал быстрее чем ее может обработать ``принимающая"" программа) ОС автоматически приостанавливает тот процесс, который осуществляет запись в канал до освобождения буфера.

Наиболее распространенные операторы переадресации

№п/п Синтаксис Описание
1 команда > файл Направляет стандартный поток вывода в новый файл

2 команда 1> файл Направляет стандартный поток вывода в указанный файл

3 команда >> файл Направляет стандартный поток вывода в указанный файл (режим присоединения)

4 команда > файл 2>&1 Направляет стандартные потоки вывода и ошибок в указанный файл

5 команда 2> файл Направляет стандартный поток ошибок в указанный файл

6 команда 2>> файл Направляет стандартный поток ошибок в указанный файл (режим присоединения)

7 команда >> файл 2>&1 Направляет стандартные потоки вывода и ошибок в указанный файл (режим присоединения)

8 команда < файл1 > файл2 Получает входные данные из первого файла и направляет выходные данные во второй файл

9 команда < файл в качестве стандартного входного потока получает данные из указанного файла

10 команда << разделитель Получает данные из стандартного потока ввода до тех пор, пока не встретится разделитель

11 команда <&m В качестве стандартного входного потока получает дан­ные из файла с дескриптором m

12 команда >&m Направляет стандартный поток вывода в файл с дескриптором m

Оператор n>&m позволяет перенаправить файл с дескриптором n туда, куда направлен файл с дескриптором m. Подобных операторов в командной строке может быть несколько, в этом случае они вычисляются слева направо.

Команда exec и применение дескрипторов файлов

Команда exec заменяет текущий интерпретатор shell указанной командой. Обычно она используется для того, чтобы закрыть текущий интерпретатор и запустить другой. Но у нее есть и другое применение.

Например, команда вида

Exec < файл делает указанный файл стандартным входным потоком всех команд. Выполнять ее в
интерактивном режиме нет смысла - она предназначена для использования в сценариях,
чтобы все идущие после нее команды читали свои входные данные из файла. В этом случае
в конце сценария обязательно должна стоять команда

Exec <&– которая закрывает стандартный входной поток (в данном случае файл). Подобный прием применяется
преимущественно в сценариях, выполняющихся при выходе из системы.

Команда exec указатель на файл с дескриптором 0 (stdin). Восстановить этот указатель можно будет только по завершении работы сценария.
Если же в сценарии предполагается продолжить чтение данных с клавиатуры, то необходимо сохранить
указатель на прежний входной поток. Ниже приведен небольшой сценарий, в котором демонстрируется, как это сделать.

$ cat f_desc
#!/bin/bash
exec 3<&0 0<file
read linel
read line2
exec 0<&3
echo $1inel
echo $line2

Первая команда exec сохраняет указатель на стандартный входной поток (stdin) в файле с дескриптором 3
(допускается любое целое число в диапазоне от 3 до 9), а затем открывает файл file для чтения. Следующие две команды read
читают из файла две строки текста. Вторая команда exec восстанавливает указатель на стандартный входной поток: теперь
он связан с файлом stdin, а не file. Завершающие команды echo отображают на экране содержимое прочитанных строк,
которые были сохранены в переменных linel и Iine2.

Результат работы сценария:
$ ./ f_desc
Привет!
Пока!

Когда вы работаете в терминале, весь вывод команд, естественно, вы видите в реальном времени прямо в окне терминала. Но бывают случаи когда вывод нужно сохранить, дабы поработать с ним позже (проанализировать его, сравнить, и т.п). Так вот, работая в Bash у вас есть возможность перенаправлять отображаемую информацию с окна терминала в текстовый файл. Рассмотрим как это делается.

Вариант 1: только перенаправляем вывод терминала в файл

В этом случае весь результат работы любой команды будет записан в текстовый файл, без отображения его на экране. То есть, мы в прямом смысле перенаправим информацию с экрана в файл. Для осуществления этого нужно использовать операторы > и >> и путь к файлу в который нужно писать, в конце выполняемой команды.

Оператор > сохранит результат работы команды в указанный файл и, если в нем уже будет находиться какая-либо информация, перезапишет ее.

Оператор >> перенаправит вывод команды в файл, и если в нем также будет находиться информация, новые данные будут добавлены в конец файла.

Рассмотрим на примере команды ls , которая отображает список файлов и папок в указанной директории. Давайте запишем результат ее работы в текстовый файл. Нам нужно написать команду, поставить оператор и указать путь к файлу:

Ls > /home/ruslan/пример

Теперь посмотрим, все ли сработало. Для этого можно воспользоваться любым текстовым редактором, какой у вас есть. Также это можно сделать прямо в терминале при помощи команды cat:

Cat /home/ruslan/пример

Все работает.

Помните, что «> » перезапишет все данные, которые были до этого в файле, поэтому, если вам нужно дописать что-либо в файл используйте оператор «>> «

Допустим, что после того, как мы перенаправили вывод команды ls в файл «пример » мы решили узнать версию ядра системы и также сохранить вывод в тот же файл. Чтобы узнать версию ядра воспользуемся командой uname и параметром -a , затем говорим Bash как и куда нужно сохранить результат ее выполнения:

Uname -a >> /home/ruslan/пример

Снова проверим результат:

Cat /home/ruslan/пример

Как видим, у нас сохранились результаты работы и ls , и uname .

Вариант 2: перенаправляем вывод в файл и отображаем его на экране

Не всем и не всегда удобно пользоваться операторами > и >> , так как все же лучше когда волнение команд можно наблюдать в реальном времени в окне терминала. В таком случае мы можем воспользоваться командой tee , которая и отобразит выполнение команд на экране, и сохранит его в файл. Синтаксис ее такой:

Команда | tee /путь/к/файлу

Этот вариант подобен оператору > из предыдущего пункта, то есть при записи в файл, все старые данные будут удалены. Если вам нужно дописать в файл, в конструкцию нужно добавить параметр -a :

Команда | tee -a /путь/к/файлу

С помощью переназначения устройств ввода/вывода одна программа может направить свой вывод на вход другой или перехватить вывод другой программы, используя его в качестве своих входных данных. Таким образом, имеется возможность передавать информацию от процесса к процессу при минимальных программных издержках. Практически это означает, что для программ, которые используют стандартные входные и выходные устройства, операционная система позволяет:

• выводить сообщения программ не на экран (стандартный выходной поток), а в файл или на принтер (перенаправление вывода);
• читать входные данные не с клавиатуры (стандартный входной поток), а из заранее подготовленного файла (перенаправление ввода);
• передавать сообщения, выводимые одной программой, в качестве входных данных для другой программы (конвейеризация или композиция команд).

Из командной строки эти возможности реализуются следующим образом. Для того, чтобы перенаправить текстовые сообщения, выводимые какой-либо командой из командной строки, в текстовый файл, нужно использовать конструкцию команда > имя_файла. Если при этом заданный для вывода файл уже существовал, то он перезаписывается (старое содержимое теряется), если не существовал создается. Можно также не создавать файл заново, а дописывать информацию, выводимую командой, в конец существующего файла. Для этого команда перенаправления вывода должна быть задана так: команда >> имя_файла . С помощью символа < можно прочитать входные данные для заданной команды не с клавиатуры, а из определенного (заранее подготовленного) файла: команда < имя_файла

Примеры перенаправления ввода/вывода в командной строке

Приведем несколько примеров перенаправления ввода/вывода.

1. Вывод результатов команды ping в файл ping ya.ru > ping.txt

2. Добавление текста справки для команды XCOPY в файл copy.txt: XCOPY /? >> copy.txt

В случае необходимости сообщения об ошибках (стандартный поток ошибок) можно перенаправить в текстовый файл с помощью конструкции команда 2> имя_файла В этом случае стандартный вывод будет производиться на экран. Также имеется возможность информационные сообщения и сообщения об ошибках выводить в один и тот же файл. Делается это следующим образом: команда > имя_файла 2>&1

Например, в приведенной ниже команде стандартный выходной поток и стандартный поток ошибок перенаправляются в файл copy.txt: XCOPY A:\1.txt C: > copy.txt 2>&1

Вы уже знакомы с двумя методами работы с тем, что выводят сценарии командной строки:

• Отображение выводимых данных на экране.
• Перенаправление вывода в файл.

Стандартные дескрипторы файлов

Каждому процессу позволено иметь до девяти открытых дескрипторов файлов. Оболочка bash резервирует первые три дескриптора с идентификаторами 0, 1 и 2. Вот что они означают.

• 0 , STDIN - стандартный поток ввода.
• 1 , STDOUT - стандартный поток вывода.
• 2 , STDERR - стандартный поток ошибок.

STDIN

Многие команды bash принимают ввод из STDIN , если в командной строке не указан файл, из которого надо брать данные. Например, это справедливо для команды cat .

Когда вы вводите команду cat в командной строке, не задавая параметров, она принимает ввод из STDIN . После того, как вы вводите очередную строку, cat просто выводит её на экран.

STDOUT

Итак, у нас есть некий файл с данными, к которому мы можем добавить другие данные с помощью этой команды:

Pwd >> myfile
То, что выведет pwd , будет добавлено к файлу myfile , при этом уже имеющиеся в нём данные никуда не денутся.

Перенаправление вывода команды в файл

Пока всё хорошо, но что если попытаться выполнить что-то вроде показанного ниже, обратившись к несуществующему файлу xfile , задумывая всё это для того, чтобы в файл myfile попало сообщение об ошибке.

Ls –l xfile > myfile
После выполнения этой команды мы увидим сообщения об ошибках на экране.

При попытке обращения к несуществующему файлу генерируется ошибка, но оболочка не перенаправила сообщения об ошибках в файл, выведя их на экран. Но мы-то хотели, чтобы сообщения об ошибках попали в файл. Что делать? Ответ прост - воспользоваться третьим стандартным дескриптором.

STDERR

Итак, предположим, что надо перенаправить сообщения об ошибках, скажем, в лог-файл, или куда-нибудь ещё, вместо того, чтобы выводить их на экран.

▍Перенаправление потока ошибок

Ls -l xfile 2>myfile cat ./myfile
Сообщение об ошибке теперь попадёт в файл myfile .

▍Перенаправление потоков ошибок и вывода

Ls –l myfile xfile anotherfile 2> errorcontent 1> correctcontent

Перенаправление ошибок и стандартного вывода

Оболочка перенаправит то, что команда ls обычно отправляет в STDOUT , в файл correctcontent благодаря конструкции 1> . Сообщения об ошибках, которые попали бы в STDERR , оказываются в файле errorcontent из-за команды перенаправления 2> .

Если надо, и STDERR , и STDOUT можно перенаправить в один и тот же файл, воспользовавшись командой &> :

После выполнения команды то, что предназначено для STDERR и STDOUT , оказывается в файле content .

Перенаправление вывода в скриптах

• Временное перенаправление, или перенаправление вывода одной строки.
• Постоянное перенаправление, или перенаправление всего вывода в скрипте либо в какой-то его части.

▍Временное перенаправление вывода

#!/bin/bash echo "This is an error" >&2 echo "This is normal output"
Если запустить скрипт, обе строки попадут на экран, так как, как вы уже знаете, по умолчанию ошибки выводятся туда же, куда и обычные данные.

Запустим скрипт так, чтобы вывод STDERR попадал в файл.

./myscript 2> myfile
Как видно, теперь обычный вывод делается в консоль, а сообщения об ошибках попадают в файл.

▍Постоянное перенаправление вывода

#!/bin/bash exec 1>outfile echo "This is a test of redirecting all output" echo "from a shell script to another file." echo "without having to redirect every line"
Запустим скрипт.

Если просмотреть файл, указанный в команде перенаправления вывода, окажется, что всё, что выводилось командами echo , попало в этот файл.

Команду exec можно использовать не только в начале скрипта, но и в других местах:

#!/bin/bash exec 2>myerror echo "This is the start of the script" echo "now redirecting all output to another location" exec 1>myfile echo "This should go to the myfile file" echo "and this should go to the myerror file" >&2
Вот что получится после запуска скрипта и просмотра файлов, в которые мы перенаправляли вывод.

Сначала команда exec задаёт перенаправление вывода из STDERR в файл myerror . Затем вывод нескольких команд echo отправляется в STDOUT и выводится на экран. После этого команда exec задаёт отправку того, что попадает в STDOUT , в файл myfile , и, наконец, мы пользуемся командой перенаправления в STDERR в команде echo , что приводит к записи соответствующей строки в файл myerror.

Освоив это, вы сможете перенаправлять вывод туда, куда нужно. Теперь поговорим о перенаправлении ввода.

Перенаправление ввода в скриптах

Exec 0< myfile
Эта команда указывает оболочке на то, что источником вводимых данных должен стать файл myfile , а не обычный STDIN . Посмотрим на перенаправление ввода в действии:

#!/bin/bash exec 0< testfile count=1 while read line do echo "Line #$count: $line" count=$(($count + 1)) done
Вот что появится на экране после запуска скрипта.

В одном из предыдущих материалов вы узнали о том, как использовать команду read для чтения данных, вводимых пользователем с клавиатуры. Если перенаправить ввод, сделав источником данных файл, то команда read , при попытке прочитать данные из STDIN , будет читать их из файла, а не с клавиатуры.

Некоторые администраторы Linux используют этот подход для чтения и последующей обработки лог-файлов.

Создание собственного перенаправления вывода

Назначить дескриптор для вывода данных можно, используя команду exec:

#!/bin/bash exec 3>myfile echo "This should display on the screen" echo "and this should be stored in the file" >&3 echo "And this should be back on the screen"
После запуска скрипта часть вывода попадёт на экран, часть - в файл с дескриптором 3 .

Создание дескрипторов файлов для ввода данных

После окончания чтения файла можно восстановить STDIN и пользоваться им как обычно:

#!/bin/bash exec 6<&0 exec 0< myfile count=1 while read line do echo "Line #$count: $line" count=$(($count + 1)) done exec 0<&6 read -p "Are you done now? " answer case $answer in y) echo "Goodbye";; n) echo "Sorry, this is the end.";; esac
Испытаем сценарий.

В этом примере дескриптор файла 6 использовался для хранения ссылки на STDIN . Затем было сделано перенаправление ввода, источником данных для STDIN стал файл. После этого входные данные для команды read поступали из перенаправленного STDIN , то есть из файла.

После чтения файла мы возвращаем STDIN в исходное состояние, перенаправляя его в дескриптор 6 . Теперь, для того, чтобы проверить, что всё работает правильно, скрипт задаёт пользователю вопрос, ожидает ввода с клавиатуры и обрабатывает то, что введено.

Закрытие дескрипторов файлов

#!/bin/bash exec 3> myfile echo "This is a test line of data" >&3 exec 3>&- echo "This won"t work" >&3
После исполнения скрипта мы получим сообщение об ошибке.

Всё дело в том, что мы попытались обратиться к несуществующему дескриптору.

Будьте внимательны, закрывая дескрипторы файлов в сценариях. Если вы отправляли данные в файл, потом закрыли дескриптор, потом - открыли снова, оболочка заменит существующий файл новым. То есть всё то, что было записано в этот файл ранее, будет утеряно.

Получение сведений об открытых дескрипторах

У этой команды есть множество ключей, рассмотрим самые важные.

• -p Позволяет указать ID процесса.
• -d Позволяет указать номер дескриптора, о котором надо получить сведения.

Ключ -a используется для выполнения операции логического И над результатами, возвращёнными благодаря использованию двух других ключей:

Lsof -a -p $$ -d 0,1,2

Вывод сведений об открытых дескрипторах

Тип файлов, связанных с STDIN , STDOUT и STDERR - CHR (character mode, символьный режим). Так как все они указывают на терминал, имя файла соответствует имени устройства, назначенного терминалу. Все три стандартных файла доступны и для чтения, и для записи.

Посмотрим на вызов команды lsof из скрипта, в котором открыты, в дополнение к стандартным, другие дескрипторы:

#!/bin/bash exec 3> myfile1 exec 6> myfile2 exec 7< myfile3 lsof -a -p $$ -d 0,1,2,3,6,7
Вот что получится, если этот скрипт запустить.

Скрипт открыл два дескриптора для вывода (3 и 6) и один - для ввода (7). Тут же показаны и пути к файлам, использованных для настройки дескрипторов.

Подавление вывода

Вот, например, как подавить вывод сообщений об ошибках:

Ls -al badfile anotherfile 2> /dev/null
Тот же подход используется, если, например, надо очистить файл, не удаляя его:

Cat /dev/null > myfile

Итоги

В следующий раз поговорим о сигналах Linux, о том, как обрабатывать их в сценариях, о запуске заданий по расписанию и о фоновых задачах.

Уважаемые читатели! В этом материале даны основы работы с потоками ввода, вывода и ошибок. Уверены, среди вас есть профессионалы, которые могут рассказать обо всём этом то, что приходит лишь с опытом. Если так - передаём слово вам.