Как осуществляется перенаправление ввода вывода. Перенаправление ввода и вывода

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

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

Иногда что-то надо показать на экране, а что-то - записать в файл, поэтому нужно разобраться с тем, как в Linux обрабатывается ввод и вывод, а значит - научиться отправлять результаты работы сценариев туда, куда нужно. Начнём с разговора о стандартных дескрипторах файлов.

Стандартные дескрипторы файлов

Всё в Linux - это файлы, в том числе - ввод и вывод. Операционная система идентифицирует файлы с использованием дескрипторов.

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.

Эти три специальных дескриптора обрабатывают ввод и вывод данных в сценарии.
Вам нужно как следует разобраться в стандартных потоках. Их можно сравнить с фундаментом, на котором строится взаимодействие скриптов с внешним миром. Рассмотрим подробности о них.

STDIN

STDIN - это стандартный поток ввода оболочки. Для терминала стандартный ввод - это клавиатура. Когда в сценариях используют символ перенаправления ввода - < , Linux заменяет дескриптор файла стандартного ввода на тот, который указан в команде. Система читает файл и обрабатывает данные так, будто они введены с клавиатуры.

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

STDOUT - стандартный поток вывода оболочки. По умолчанию это - экран. Большинство bash-команд выводят данные в STDOUT , что приводит к их появлению в консоли. Данные можно перенаправить в файл, присоединяя их к его содержимому, для этого служит команда >> .

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.

Попытка обращения к несуществующему файлу

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

STDERR представляет собой стандартный поток ошибок оболочки. По умолчанию этот дескриптор указывает на то же самое, на что указывает STDOUT , именно поэтому при возникновении ошибки мы видим сообщение на экране.

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

Как вы уже знаете, дескриптор файла STDERR - 2. Мы можем перенаправить ошибки, разместив этот дескриптор перед командой перенаправления:

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

Перенаправление сообщения об ошибке в файл

▍Перенаправление потоков ошибок и вывода

При написании сценариев командной строки может возникнуть ситуация, когда нужно организовать и перенаправление сообщений об ошибках, и перенаправление стандартного вывода. Для того, чтобы этого добиться, нужно использовать команды перенаправления для соответствующих дескрипторов с указанием файлов, куда должны попадать ошибки и стандартный вывод:

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 &> :

Перенаправление STDERR и STDOUT в один и тот же файл

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

Перенаправление вывода в скриптах

Существует два метода перенаправления вывода в сценариях командной строки:

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

▍Временное перенаправление вывода

В скрипте можно перенаправить вывод отдельной строки в STDERR . Для того, чтобы это сделать, достаточно использовать команду перенаправления, указав дескриптор STDERR , при этом перед номером дескриптора надо поставить символ амперсанда (&):

#!/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.

Временное перенаправление

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.

Сообщения об ошибках записываются в файл

▍Постоянное перенаправление вывода

Если в скрипте нужно перенаправлять много выводимых на экран данных, добавлять соответствующую команду к каждому вызову echo неудобно. Вместо этого можно задать перенаправление вывода в определённый дескриптор на время выполнения скрипта, воспользовавшись командой exec:

#!/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.

Перенаправление всего вывода в файл

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.

Перенаправление вывода в разные файлы

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

Для перенаправления ввода можно воспользоваться той же методикой, которую мы применяли для перенаправления вывода. Например, команда exec позволяет сделать источником данных для STDIN какой-нибудь файл:

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.

Перенаправление ввода

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

Перенаправляя ввод и вывод в сценариях, вы не ограничены тремя стандартными дескрипторами файлов. Как уже говорилось, можно иметь до девяти открытых дескрипторов. Остальные шесть, с номерами от 3 до 8, можно использовать для перенаправления ввода или вывода. Любой из них можно назначить файлу и использовать в коде скрипта.

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 .

Перенаправление вывода, используя собственный дескриптор

Создание дескрипторов файлов для ввода данных

Перенаправить ввод в скрипте можно точно так же, как и вывод. Сохраните STDIN в другом дескрипторе, прежде чем перенаправлять ввод 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.

Перенаправление ввода

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

Оболочка автоматически закрывает дескрипторы файлов после завершения работы скрипта. Однако, в некоторых случаях нужно закрывать дескрипторы вручную, до того, как скрипт закончит работу. Для того, чтобы закрыть дескриптор, его нужно перенаправить в &- . Выглядит это так:

#!/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.

Попытка обращения к закрытому дескриптору файла

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

Для того, чтобы получить список всех открытых в Linux дескрипторов, можно воспользоваться командой lsof . Во многих дистрибутивах, вроде Fedora, утилита lsof находится в /usr/sbin . Эта команда весьма полезна, так как она выводит сведения о каждом дескрипторе, открытом в системе. Сюда входит и то, что открыли процессы, выполняемые в фоне, и то, что открыто пользователями, вошедшими в систему.

У этой команды есть множество ключей, рассмотрим самые важные.

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

Для того, чтобы узнать PID текущего процесса, можно использовать специальную переменную окружения $$ , в которую оболочка записывает текущий PID .

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.

Просмотр дескрипторов файлов, открытых скриптом

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

Иногда надо сделать так, чтобы команды в скрипте, который, например, может исполняться как фоновый процесс, ничего не выводили на экран. Для этого можно перенаправить вывод в /dev/null . Это - что-то вроде «чёрной дыры».

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

Сегодня вы узнали о том, как в сценариях командной строки работают ввод и вывод. Теперь вы умеете обращаться с дескрипторами файлов, создавать, просматривать и закрывать их, знаете о перенаправлении потоков ввода, вывода и ошибок. Всё это очень важно в деле разработки bash-скриптов.

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.

Одна из самых интересных и полезных тем для системных администраторов и новых пользователей, которые только начинают разбираться в работе с терминалом - это перенаправление потоков ввода вывода Linux. Эта особенность терминала позволяет перенаправлять вывод команд в файл, или содержимое файла на ввод команды, объединять команды вместе, и образовать конвейеры команд.

В этой статье мы рассмотрим как выполняется перенаправление потоков ввода вывода в Linux, какие операторы для этого используются, а также где все это можно применять.

Все команды, которые мы выполняем, возвращают нам три вида данных:

• Результат выполнения команды, обычно текстовые данные, которые запросил пользователь;
• Сообщения об ошибках - информируют о процессе выполнения команды и возникших непредвиденных обстоятельствах;
• Код возврата - число, которое позволяет оценить правильно ли отработала программа.

В Linux все субстанции считаются файлами, в том числе и потоки ввода вывода linux - файлы. В каждом дистрибутиве есть три основных файла потоков, которые могут использовать программы, они определяются оболочкой и идентифицируются по номеру дескриптора файла:

• STDIN или 0 - этот файл связан с клавиатурой и большинство команд получают данные для работы отсюда;
• STDOUT или 1 - это стандартный вывод, сюда программа отправляет все результаты своей работы. Он связан с экраном, или если быть точным, то с терминалом, в котором выполняется программа;
• STDERR или 2 - все сообщения об ошибках выводятся в этот файл.

Перенаправление ввода / вывода позволяет заменить один из этих файлов на свой. Например, вы можете заставить программу читать данные из файла в файловой системе, а не клавиатуры, также можете выводить ошибки в файл, а не на экран и т д. Все это делается с помощью символов "<" и ">" .

Перенаправить вывод в файл

Все очень просто. Вы можете перенаправить вывод в файл с помощью символа >. Например, сохраним вывод команды top:

top -bn 5 > top.log

Опция -b заставляет программу работать в не интерактивном пакетном режиме, а n - повторяет операцию пять раз, чтобы получить информацию обо всех процессах. Теперь смотрим что получилось с помощью cat:

Символ ">" перезаписывает информацию из файла, если там уже что-то есть. Для добавления данных в конец используйте ">>" . Например, перенаправить вывод в файл linux еще для top:

top -bn 5 >> top.log

По умолчанию для перенаправления используется дескриптор файла стандартного вывода. Но вы можете указать это явно. Эта команда даст тот же результат:

top -bn 5 1>top.log

Перенаправить ошибки в файл

Чтобы перенаправить вывод ошибок в файл вам нужно явно указать дескриптор файла, который собираетесь перенаправлять. Для ошибок - это номер 2. Например, при попытке получения доступа к каталогу суперпользователя ls выдаст ошибку:

Вы можете перенаправить стандартный поток ошибок в файл так:

ls -l /root/ 2> ls-error.log
$ cat ls-error.log

Чтобы добавить данные в конец файла используйте тот же символ:

ls -l /root/ 2>>ls-error.log

Перенаправить стандартный вывод и ошибки в файл

Вы также можете перенаправить весь вывод, ошибки и стандартный поток вывода в один файл. Для этого есть два способа. Первый из них, более старый, состоит в том, чтобы передать оба дескриптора:

ls -l /root/ >ls-error.log 2>&1

Сначала будет отправлен вывод команды ls в файл ls-error.log c помощью первого символа перенаправления. Дальше в тот же самый файл будут направлены все ошибки. Второй метод проще:

ls -l /root/ &> ls-error.log

Также можно использовать добавление вместо перезаписи:

ls -l /root/ &>> ls-error.log

Стандартный ввод из файла

Большинство программ, кроме сервисов, получают данные для своей работы через стандартный ввод. По умолчанию стандартный ввод ожидает данных от клавиатуры. Но вы можете заставить программу читать данные из файла с помощью оператора "<" :

cat

Вы также можете сразу же перенаправить вывод тоже в файл. Например, пересортируем список:

sort sort.output

Таким образом, мы в одной команде перенаправляем ввод вывод linux.

Использование тоннелей

Можно работать не только с файлами, но и перенаправлять вывод одной команды в качестве ввода другой. Это очень полезно для выполнения сложных операций. Например, выведем пять недавно измененных файлов:

ls -lt | head -n 5

С помощью утилиты xargs вы можете комбинировать команды таким образом, чтобы стандартный ввод передавался в параметры. Например, скопируем один файл в несколько папок:

echo test/ tmp/ | xargs -n 1 cp -v testfile.sh

Здесь параметр -n 1 задает, что для одной команды нужно подставлять только один параметр, а опция -v в cp позволяет выводить подробную информацию о перемещениях. Еще одна, полезная в таких случаях команда - это tee. Она читает данные из стандартного ввода и записывает в стандартный вывод или файлы. Например:

echo "Тест работы tee" | tee file1

В сочетании с другими командами все это может использоваться для создания сложных инструкций из нескольких команд.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели основы перенаправления потоков ввода вывода Linux. Теперь вы знаете как перенаправить вывод в файл linux или вывод из файла. Это очень просто и удобно. Если у вас остались вопросы, спрашивайте в комментариях!

Для того, чтобы записать данные в файл или прочитать их оттуда, процессу необходимо сначала открыть этот файл (при открытии на запись, возможно, придётся предварительно создать его). При этом процесс получает дескриптор (описатель) открытого файла - уникальное для этого процесса число, которое он и будет использовать во всех операциях записи. Первый открытый файл получит дескриптор, второй - 1 и так далее. Закончив работу с файлом, процесс закрывает его, при этом дескриптор освобождается и может быть использован повторно. Если процесс завершается, не закрыв файлы, за него это делает система. Строго говоря, только в операции открытия дескриптора указывается, какой именно файл будет использоваться. В качестве «файла» используются и обычные файлы, и файлы-дырки (чаще всего - терминалы), и каналы , описанные в разделе Pipeline..Конвейер. Дальнейшие операции - чтение, запись и закрытие, работают с дескриптором, как с потоком данных , а куда именно ведёт этот поток, неважно.

Каждый процесс Linux получает при старте три «файла», открытых для него системой. Первый из них (дескриптор) открыт на чтение , это стандартный ввод процесса. Именно со стандартным вводом работают все операции чтения, если в них не указан дескриптор файла. Второй (дескриптор 1) - открыт на запись, это стандартный вывод процесса. С ним работают все операции записи, если дескриптор файла не указан в них явно. Наконец, третий поток данных (дескриптор 2) предназначается для вывода диагностических сообщений, он называется стандартный вывод ошибок . Поскольку эти три дескриптора уже открыты к моменту запуска процесса, первый файл, открытый самим процессом, будет, скорее всего, иметь дескриптор 3 .

Дескриптор Описатель потока данных, открытого процессом. Дескрипторы нумеруются начиная с. При открытии нового потока данных его дескриптор получает наименьший из неиспользуемых в этот момент номеров. Три заранее открытых дескриптора: стандартный ввод (), стандартный вывод (1) и стандартный вывод ошибок (2) процессу выдаются при запуске.

Механизм копирования окружения , описанный в лекции , подразумевает, в числе прочего, копирование всех открытых дескрипторов родительского процесса дочернему. В результате, и родительский, и дочерний процесс имеют под одинаковыми дескрипторами одни и те же потоки данных. Когда запускается стартовый командный интерпретатор , все три заранее открытых дескриптора связаны у него с терминалом (точнее, с соответствующим файлом-дыркой типа tty): пользователь вводит команды с клавиатуры и видит сообщения на экране. Следовательно, любая команда, запускаемая из командной оболочки, будет выводить на тот же терминал, а любая команда, запущенная интерактивно (не в фоне) - вводить оттуда.

Стандартный вывод

Мефодий уже сталкивался с тем, что некоторые программы умеют выводить не только на терминал, но и в файл, например, info при указании параметрического ключа « -o » с именем файла выведет текст руководства в файл, вместо того, чтобы отображать его на мониторе. Даже если разработчиками программы не предусмотрен такой ключ, Мефодию известен и другой способ сохранить вывод программы в файле вместо того, чтобы выводить его на монитор: поставить знак « > » и указать после него имя файла. Таким образом Мефодий уже создавал короткие текстовые файлы (сценарии) при помощи утилиты cat (см. лекцию Доступ процессов к файлам и каталогам).

$ cat > textfile Это файл для примеров. ^D $ ls -l textfile -rw-r--r-- 1 methody methody 23 Ноя 15 16:06 textfile

Пример 2 . Перенаправление стандартного вывода в файл

От использования символа « > » возможности самой утилиты cat , конечно, не расширились. Более того, cat в этом примере не получила от командной оболочки никаких параметров: ни знака « > », ни последующего имени файла. В этом случае cat работала как обычно, не зная (и даже не интересуясь!), куда попадут выведенные данные: на экран монитора, в файл или куда-нибудь ещё. Вместо того, чтобы самой обеспечивать доставку вывода до конечного адресата (будь то человек или файл), cat отправляет все данные на стандартный вывод (сокращённо - stdout).

Подмена стандартного вывода - задача командной оболочки (shell). В данном примере shell создаёт пустой файл, имя которого указано после знака « > », и дескриптор этого файла передаётся программе cat под номером 1 (стандартный вывод ). Делается это очень просто. В лекции Доступ процессов к файлам и каталогам было рассказано о том, как запускаются команды из оболочки. В частности, после выполнения fork() появляется два одинаковых процесса, один из которых - дочерний - должен запустить вместо себя команду (выполнить exec()). Так вот, перед этим он закрывает стандартный вывод (дескриптор 1 освобождается) и открывает файл (с ним связывается первый свободный дескриптор, т. е. 1), а запускаемой команде ничего знать и не надо: её стандартный вывод уже подменён. Эта операция называется перенаправлением стандартного вывода. В том случае, если файл уже существует, shell запишет его заново, полностью уничтожив всё, что в нём содержалось до этого. Поэтому Мефодию, чтобы продолжить записывать данные в textfile , потребуется другая операция - « >> ».

$ cat >> textfile Пример 1. ^D $ cat textfile Это файл для примеров. Пример 1. $

Пример 3 . Недеструктивное перенаправление стандартного вывода

Мефодий получил именно тот результат, который ему требовался: добавил в конец уже существующего файла данные со стандартного вывода очередной команды.

Стандартный вывод Поток данных, открываемый системой для каждого процесса в момент его запуска, и предназначенный для данных, выводимых процессом.

Стандартный ввод

Аналогичным образом для передачи данных на вход программе может быть использован стандартный ввод (сокращённо - stdin). При работе с командной строкой стандартный ввод - это символы, вводимые пользователем с клавиатуры. Стандартный ввод можно перенаправить при помощи командной оболочки, подав на него данные из некоторого файла. Символ « < » служит для перенаправления содержимого файла на стандартный ввод программе. Например, если вызвать утилиту sort без параметра, она будет читать строки со стандартного ввода. Команда « sort < имя_файла » подаст на ввод sort данные из файла.

$ sort < textfile Пример 1. Это файл для примеров. $

Пример 4 . Перенаправление стандартного ввода из файла

Результат действия этой команды совершенно аналогичен команде sort textfile , разница в том, что когда используется « < », sort получает данные со стандартного ввода, ничего не зная о файле « textfile », откуда они поступают. Механизм работы shell в данном случае тот же, что и при перенаправлении вывода: shell читает данные из файла « textfile », запускает утилиту sort и передаёт ей на стандартный ввод содержимое файла.

Стоит помнить, что операция « > » деструктивна : она всегда создаёт файл нулевой длины. Поэтому для, допустим, сортировки данных в файле надо применять последовательно sort < файл > новый_файл и mv новый_файл файл . Команда вида команда < файл > тот_же_файл просто урежет его до нулевой длины!

Стандартный ввод Поток данных, открываемый системой для каждого процесса в момент его запуска, и предназначенный для ввода данных.

Стандартный вывод ошибок

В качестве первого примера и упражнения на перенаправление Мефодий решил записать руководство по cat в свой файл cat.info:

$ info cat > cat.info info: Запись ноды (coreutils.info.bz2)cat invocation... info: Завершено. $ head -1 cat.info File: coreutils.info, Node: cat invocation, Next: tac invocation, Up: Output of entire files $

Пример 5 . Стандартный вывод ошибок

Удивлённый Мефодий обнаружил, что вопреки его указанию отправляться в файл две строки, выведенные командой info , всё равно проникли на терминал. Очевидно, эти строки не попали на стандартный вывод потому, что не относятся непосредственно к руководству, которое должна вывести программа, они информируют пользователя о ходе выполнения работы: записи руководства в файл. Для такого рода диагностических сообщений , а также для сообщений об ошибках, возникших в ходе выполнения программы, в Linux предусмотрен стандартный вывод ошибок (сокращённо - stderr).

Стандартный вывод ошибок Поток данных, открываемый системой для каждого процесса в момент его запуска, и предназначенный для диагностических сообщений , выводимых процессом.

Использование стандартного вывода ошибок наряду со стандартным выводом позволяет отделить собственно результат работы программы от разнообразной сопровождающей информации, например, направив их в разные файлы. Стандартный вывод ошибок может быть перенаправлен так же, как и стандартный ввод/вывод, для этого используется комбинация символов « 2 ».

$ info cat > cat.info 2> cat.stderr $ cat cat.stderr info: Запись ноды (coreutils.info.bz2)cat invocation... info: Завершено. $

Пример 6 . Перенаправление стандартного вывода ошибок

В этот раз на терминал уже ничего не попало, стандартный вывод отправился в файл cat.info , стандартный вывод ошибок - в cat.stderr . Вместо « > » и « 2 » Мефодий мог бы написать « 1> » и « 2> ». Цифры в данном случае обозначают номера дескрипторов открываемых файлов. Если некая утилита ожидает получить открытый дескриптор с номером, допустим, 4 , то чтобы её запустить обязательно потребуется использовать сочетание « 4> ».

Иногда, однако, требуется объединить стандартный вывод и страндартный вывод ошибок в одном файле, а не разделять их. В командной оболочке bash для этого имеется специальная последовательность « 2>&1 ». Это означает «направить стандартный вывод ошибок туда же, куда и стандартный вывод»:

$ info cat > cat.info 2>&1 $ head -3 cat.info info: Запись ноды (coreutils.info.bz2)cat invocation... info: Завершено. File: coreutils.info, Node: cat invocation, Next: tac invocation, Up: Output of entire files $

Пример 7 . Объединение стандартного вывода и стандартного вывода ошибок

В этом примере важен порядок перенаправлений: в командной строке Мефодий сначала указал, куда перенаправить стандартный вывод (« > cat.info ») и только потом велел направить туда же стандартный вывод ошибок. Сделай он наоборот (« 2>&1 > cat.info »), результат получился бы неожиданный: в файл попал бы только стандартный вывод, а диагностические сообщения появились бы на терминале. Однако логика здесь железная: на момент выполнения операции « 2>&1 » стандартный вывод был связан с терминалом, значит, после её выполнения стандартный вывод ошибок тоже будет связан с терминалом. А последующее перенаправление стандартного вывода в файл, конечно, никак не отразится на стандартном выводе ошибок. Номер в конструкции « &номер » - это номер открытого дескриптора. Если бы упомянутая выше утилита, записывающая в четвёртый дескриптор, была написана на shell, в ней бы использовались перенаправления вида « >&4 ». Чтобы не набирать громоздкую конструкцию « > файл 2>&1 » в bash используются сокращения: « &> файл » или, что то же самое, « >& файл ».

Перенаправление в никуда

Иногда заведомо известно, что какие-то данные, выведенные программой, не понадобятся. Например, предупреждения со стандартного вывода ошибок. В этом случае можно перенаправить стандартный вывод ошибок в файл-дырку , специально предназначенный для уничтожения данных - /dev/null . Всё, что записывается в этот файл, просто будет выброшено и нигде не сохранится .

$ info cat > cat.info 2> /dev/null $

Пример 8 . Перенаправление в /dev/null

Точно таким же образом можно избавиться и от стандартного вывода, отправив его в /dev/null .

• Перевод

Если вы уже освоились с основами терминала, возможно, вы уже готовы к тому, чтобы комбинировать изученные команды. Иногда выполнения команд оболочки по одной вполне достаточно для решения некоей задачи, но в некоторых случаях вводить команду за командой слишком утомительно и нерационально. В подобной ситуации нам пригодятся некоторые особые символы, вроде угловых скобок.

Для оболочки, интерпретатора команд Linux, эти дополнительные символы - не пустая трата места на экране. Они - мощные команды, которые могут связывать воедино различные фрагменты информации, разделять то, что было до этого цельным, и делать ещё много всего. Одна из самых простых, и, в то же время, мощных и широко используемых возможностей оболочки - это перенаправление стандартных потоков ввода/вывода.

Три стандартных потока ввода/вывода

Для того, чтобы понять то, о чём мы будем тут говорить, важно знать, откуда берутся данные, которые можно перенаправлять, и куда они идут. В Linux существует три стандартных потока ввода/вывода данных.

Первый - это стандартный поток ввода (standard input). В системе это - поток №0 (так как в компьютерах счёт обычно начинается с нуля). Номера потоков ещё называют дескрипторами. Этот поток представляет собой некую информацию, передаваемую в терминал, в частности - инструкции, переданные в оболочку для выполнения. Обычно данные в этот поток попадают в ходе ввода их пользователем с клавиатуры.

Второй поток - это стандартный поток вывода (standard output), ему присвоен номер 1. Это поток данных, которые оболочка выводит после выполнения каких-то действий. Обычно эти данные попадают в то же окно терминала, где была введена команда, вызвавшая их появление.

И, наконец, третий поток - это стандартный поток ошибок (standard error), он имеет дескриптор 2. Этот поток похож на стандартный поток вывода, так как обычно то, что в него попадает, оказывается на экране терминала. Однако, он, по своей сути, отличается от стандартного вывода, как результат, этими потоками, при желании, можно управлять раздельно. Это полезно, например, в следующей ситуации. Есть команда, которая обрабатывает большой объём данных, выполняя сложную и подверженную ошибкам операцию. Нужно, чтобы полезные данные, которые генерирует эта команда, не смешивались с сообщениями об ошибках. Реализуется это благодаря раздельному перенаправлению потоков вывода и ошибок.

Как вы, вероятно, уже догадались, перенаправление ввода/вывода означает работу с вышеописанными потоками и перенаправление данных туда, куда нужно программисту. Делается это с использованием символов > и < в различных комбинациях, применение которых зависит от того, куда, в итоге, должны попасть перенаправляемые данные.

Перенаправление стандартного потока вывода

Предположим, вы хотите создать файл, в который будут записаны текущие дата и время. Дело упрощает то, что имеется команда, удачно названная date , которая возвращает то, что нам нужно. Обычно команды выводят данные в стандартный поток вывода. Для того, чтобы эти данные оказались в файле, нужно добавить символ > после команды, перед именем целевого файла. До и после > надо поставить пробел.

При использовании перенаправления любой файл, указанный после > будет перезаписан. Если в файле нет ничего ценного и его содержимое можно потерять, в нашей конструкции допустимо использовать уже существующий файл. Обычно же лучше использовать в подобном случае имя файла, которого пока не существует. Этот файл будет создан после выполнения команды. Назовём его date.txt . Расширение файла после точки обычно особой роли не играет, но расширения помогают поддерживать порядок. Итак, вот наша команда:

$ date > date.txt
Нельзя сказать, что сама по себе эта команда невероятно полезна, однако, основываясь на ней, мы уже можем сделать что-то более интересное. Скажем, вы хотите узнать, как меняются маршруты вашего трафика, идущего через интернет к некоей конечной точке, ежедневно записывая соответствующие данные. В решении этой задачи поможет команда traceroute , которая сообщает подробности о маршруте трафика между нашим компьютером и конечной точкой, задаваемой при вызове команды в виде URL. Данные включают в себя сведения обо всех маршрутизаторах, через которые проходит трафик.

Так как файл с датой у нас уже есть, будет вполне оправдано просто присоединить к этому файлу данные, полученные от traceroute . Для того, чтобы это сделать, надо использовать два символа > , поставленные один за другим. В результате новая команда, перенаправляющая вывод в файл, но не перезаписывающая его, а добавляющая новые данные после старых, будет выглядеть так:

$ traceroute google.com >> date.txt
Теперь нам осталось лишь изменить имя файла на что-нибудь более осмысленное, используя команду mv , которой, в качестве первого аргумента, передаётся исходное имя файла, а в качестве второго - новое:

$ mv date.txt trace1.txt

Перенаправление стандартного потока ввода

Используя знак < вместо > мы можем перенаправить стандартный ввод, заменив его содержимым файла.

Предположим, имеется два файла: list1.txt и list2.txt , каждый из которых содержит неотсортированный список строк. В каждом из списков имеются уникальные для него элементы, но некоторые из элементов список совпадают. Мы можем найти строки, которые имеются и в первом, и во втором списках, применив команду comm , но прежде чем её использовать, списки надо отсортировать.

Существует команда sort , которая возвращает отсортированный список в терминал, не сохраняя отсортированные данные в файл, из которого они были взяты. Можно отправить отсортированную версию каждого списка в новый файл, используя команду > , а затем воспользоваться командой comm . Однако, такой подход потребует как минимум двух команд, хотя то же самое можно сделать в одной строке, не создавая при этом ненужных файлов.

Итак, мы можем воспользоваться командой < для перенаправления отсортированной версии каждого файла команде comm . Вот что у нас получилось:

$ comm <(sort list1.txt) <(sort list2.txt)
Круглые скобки тут имеют тот же смысл, что и в математике. Оболочка сначала обрабатывает команды в скобках, а затем всё остальное. В нашем примере сначала производится сортировка строк из файлов, а потом то, что получилось, передаётся команде comm , которая затем выводит результат сравнения списков.

Перенаправление стандартного потока ошибок

И, наконец, поговорим о перенаправлении стандартного потока ошибок. Это может понадобиться, например, для создания лог-файлов с ошибками или объединения в одном файле сообщений об ошибках и возвращённых некоей командой данных.

Например, что если надо провести поиск во всей системе сведений о беспроводных интерфейсах, которые доступны пользователям, у которых нет прав суперпользователя? Для того, чтобы это сделать, можно воспользоваться мощной командой find .

Обычно, когда обычный пользователь запускает команду find по всей системе, она выводит в терминал и полезные данные и ошибки. При этом, последних обычно больше, чем первых, что усложняет нахождение в выводе команды того, что нужно. Решить эту проблему довольно просто: достаточно перенаправить стандартный поток ошибок в файл, используя команду 2> (напомним, 2 - это дескриптор стандартного потока ошибок). В результате на экран попадёт только то, что команда отправляет в стандартный вывод:

$ find / -name wireless 2> denied.txt
Как быть, если нужно сохранить результаты работы команды в отдельный файл, не смешивая эти данные со сведениями об ошибках? Так как потоки можно перенаправлять независимо друг от друга, в конец нашей конструкции можно добавить команду перенаправления стандартного потока вывода в файл:

$ find / -name wireless 2> denied.txt > found.txt
Обратите внимание на то, что первая угловая скобка идёт с номером - 2> , а вторая без него. Это так из-за того, что стандартный вывод имеет дескриптор 1, и команда > подразумевает перенаправление стандартного вывода, если номер дескриптора не указан.

И, наконец, если нужно, чтобы всё, что выведет команда, попало в один файл, можно перенаправить оба потока в одно и то же место, воспользовавшись командой &> :

$ find / -name wireless &> results.txt

Итоги

Тут мы разобрали лишь основы механизма перенаправления потоков в интерпретаторе командной строки Linux, однако даже то немногое, что вы сегодня узнали, даёт вам практически неограниченные возможности. И, кстати, как и всё остальное, что касается работы в терминале, освоение перенаправления потоков требует практики. Поэтому рекомендуем вам приступить к собственным экспериментам с > и < .

Уважаемые читатели! Знаете ли вы интересные примеры использования перенаправления потоков в Linux, которые помогут новичкам лучше освоиться с этим приёмом работы в терминале?

Операторы перенаправления команд используются для изменения местоположений потоков ввода и вывода команд, заданных по умолчанию, на какие-либо другие. Местоположение потоков ввода и вывода называется дескриптор.

В следующей таблице описаны операторы перенаправления потоков ввода и вывода команд.

Оператор перенаправления	Описание
	Записывает данные на выходе команды вместо командной строки в файл или на устройство, например, на принтер.
	Читает поток входных данных команды из файла, а не с клавиатуры.
	Добавляет выходные данные команды в конец файла, не удаляя при этом существующей информации из файла.
	Считывает данные на выходе одного дескриптора как входные данные для другого дескриптора.
	Считывает входные данные одного дескриптора как выходные данные другого дескриптора.
	Считывает выходные данные одной команды и записывает их на вход другой команды. Эта процедура известна под названием «канал».

По умолчанию, входные данные команды (дескриптор STDIN) отсылаются с клавиатуры интерпретатору команд Cmd.exe, далее Cmd.exe отправляет выходные данные команды (дескриптор STDOUT) в окно командной строки.

В следующей таблице представлены доступные дескрипторы.

Номера от 0 до 9 представляют первые 10 дескрипторов. Для запуска программы и перенаправления любого из 10 дескрипторов используется интерпретатор команд Cmd.exe. Для задания требуемого дескриптора перед оператором перенаправления введите его номер. Если дескриптор не определен, то по умолчанию оператором перенаправления ввода «<» будет ноль (0), а оператором перенаправления вывода «>» будет единица (1). После ввода оператора «<» или «>» необходимо указать, откуда читать и куда записывать данные. Можно задать имя файла или любой из существующих дескрипторов.

Для задания перенаправления в существующие дескрипторы используется амперсанд (&), затем номер требуемого дескриптора (например, & номер_дескриптора ). Например, для перенаправления дескриптора 2 (STDERR) в дескриптор 1 (STDOUT) введите:

Дублирование дескрипторов

Оператор перенаправления «&» дублирует выходные или входные данные с одного заданного дескриптора на другой заданный дескриптор. Например, для отправки выводных данных команды dir в файл File.txt и отправки ошибки вывода в файл File.txt введите:

dir>c:\file.txt 2>&1

При дублировании дескриптора происходит копирование всех его исходных характеристик. Например, если дескриптор доступен только для записи, то все его дубликаты будут доступны только для записи. Нельзя продублировать дескриптор с доступом только для чтения в дескриптор с доступом только для записи.

Перенаправление ввода команд (<)

Для перенаправления ввода команд с цифровой клавиатуры на файл или на устройство используйте оператор «<». Например, для ввода команды sort из файла List.txt введите:

sort

Содержимое файла File.txt появится в командной строке в виде списка в алфавитном порядке.

Оператор «<» открывает заданное имя файла с доступом только для чтения. Поэтому с его помощью нельзя записывать в файл. Например, при запуске программы с оператором <&2 все попытки прочитать дескриптор 0 ни к чему не приведут, так как изначально он был открыт с доступом только для записи.

Примечание

• Дескриптор 0 задан по умолчанию для оператора перенаправления ввода «<».

Перенаправление вывода команд (>)

Выходные данные практически всех команд высвечиваются в окне командной строки. Даже команды, выводящие данные на диск или принтер, выдают сообщения и запросы в окне командной строки.

Для перенаправления вывода команд из окна командной строки в файл или на устройство применяется оператор «>». Этот оператор используется с большинством команд. Например, для перенаправления вывода команды dir в файл Dirlist.txt введите:

dir>dirlist.txt

Если файл Dirlist.txt не существует, интерпретатор команд Cmd.exe создаст его. Если файл существует, Cmd.exe заменит информацию в файле на данные, полученные от команды dir .

Для запуска команды netsh routing dump и последующей отправки результатов ее работы в Route.cfg введите:

netsh routing dump >c:\route.cfg

Оператор «>» открывает заданный файл с доступом только для записи. Поэтому с помощью данного оператора файл прочитать нельзя. Например, при запуске программы с оператором перенаправления <&0 все попытки записать дескриптор 1 ни к чему не приведут, так как изначально дескриптор 0 был открыт с доступом только для чтения.

Примечание.

• Дескриптор 1 задан по умолчанию для оператора перенаправления вывода «>».

Использование оператора «<&» для перенаправления ввода и дублирования

Для использования оператора перенаправления ввода необходимо, чтобы задаваемый файл уже существовал. Если файл для ввода существует, то интерпретатор команд Cmd.exe открывает его с доступом только для чтения и его содержимое отправляет в команду так, как если бы это был ввод с цифровой клавиатуры. При задании дескриптора интерпретатор команд Cmd.exe дублирует его в дескриптор, существующий в системе.

Например, для считывания файла File.txt на вход в дескриптор 0 (STDIN) введите:

< file.txt

Для открытия файла File.txt, сортировки его содержимого и последующей отправки в окно командной строки (STDOUT) введите:

sort< file.txt

Для того чтобы найти файл File.txt и перенаправить дескриптор 1 (STDOUT) и дескриптор 2 (STDERR) в Search.txt введите:

findfile file.txt>search.txt 2<&1

Для дублирования определенного пользователем дескриптора 3 в качестве входной информации для дескриптора 0 (STDIN) введите:

Использование оператора «>&» для перенаправления ввода и дублирования

При перенаправлении вывода в файл и задании существующего имени файла интерпретатор команд Cmd.exe открывает файл с доступом только для записи и переписывает его содержимое. Если дескриптор задан, интерпретатор команд Cmd.exe дублирует файл в существующий дескриптор.

Для дублирования определенного пользователем дескриптора 3 в дескриптор 1 введите:

Для перенаправления всех выходных данных, включая выходные данные дескриптора 2 (STDERR), команды ipconfig в дескриптор 1 (STDOUT) и последующего перенаправления выходных данных в Output.log введите:

ipconfig.exe>>output.log 2>&1

Использование оператора «>>» для добавления вывода

Для добавления выходных данных команды в конец файла без потери хранящейся в нем информации используется двойной символ «больше» (>>). Например, следующая команда добавляет список каталогов, созданный командой dir , в файл Dirlist.txt:

dir>>dirlist.txt

Для добавления выходных данных команды netstat в конец файла Tcpinfo.txt введите:

netstat>>tcpinfo.txt

Использование оператора канала (|)

Оператор канала «вертикальная линия» (|) забирает выходные данные одной команды (по умолчанию STDOUT) и направляет их на вход другой команды (по умолчанию STDIN). Например, следующая команда сортирует каталог:

dir | sort

В данном примере обе команды запускаются одновременно, но команда sort приостанавливает работу до получения выходных данных команды dir . Команда sort использует выходные данные команды dir в качестве своих входных данных, а затем свои выходные данные отправляет в дескриптор 1 (STDOUT).

Комбинирование команд с операторами перенаправления

Комбинируя команды-фильтры с другими командами и именами файлов, можно создавать команды на заказ. Например, для сохранения имен файлов, содержащих строку «LOG», используется следующая команда:

dir /b | find "LOG" > loglist.txt

Выход команды dir отсылается в команду-фильтр find . Имена файлов, содержащие строку «LOG», хранятся в файле Loglist.txt в виде списка (например, NetshConfig.log, Logdat.svd и Mylog.bat).

При использовании более одного фильтра в одной команде их необходимо отделять с помощью канала (|). Например, следующая команда ищет в каждом каталоге диска C файлы, в названии которых присутствует строка «Log», и выводит их постранично на экран:

dir c:\ /s /b | find "LOG" | more

Наличие канала (|) указывает Cmd.exe, что выход команды dir нужно отправить команде-фильтру find . Команда find выбирает только те имена файлов, в которых содержится строка «LOG». Команда more выводит на экран имена файлов, полученные командой find с паузой после заполнения каждого экрана.