Перенаправление стандартных ввода-вывода и ошибок. Программные каналы и потоки, перенаправление
1403
Потоки вывода
Сообщения скриптов выводятся во вполне определенные потоки - потоки вывода. Таким образом то, что мы выводим через
echo "Hello, world!"
Не просто выводится на экран, а, с точки зрения системы, а конкретно - командных интерпретаторов sh и bash - выводится через определенный поток вывода. В случае echo - поток под номером 1 (stdout), с которым ассоциирован экран.
Некоторые программы и скрипты так-же используют другой поток вывода - под номером 2 (stderr). В него они выводят сообщения об ошибках. Благодаря этому можно раздельно выхватывать из потоков обычные информационные сообщения и сообщения об ошибках и направлять и обрабатывать их раздельно.
Например, Вы можете заблокировать вывод информационных сообщения, оставив только сообщения об ошибках. Или направить вывод сообщений об ошибках в отдельный файл для логирования.
Что такое ">somefile"
Такой записью в Unix (в интерпретаторах bash и sh) указывается перенаправление потоков вывода.
В следующем примере мы перенаправим все информационные (обычные) сообщения команды ls в файл myfile.txt, получив таким образом в этом файле просто список ls:
$ ls > myfile.txt
При этом после нажатия на Enter Вы не увидите ничего на экране, зато в файле myfile.txt будет находится все то, что должно было отобразиться на экране.
Однако давайте сделаем заведомо ошибочную операцию:
$ ls /masdfasdf > myfile.txt
И что случится? Т.к. директории masdfasdf в корне файловой системы не существует (я так предполагаю - вдруг у Вас есть?), то команда ls сгенерирует ошибку. Однако вывалит эту ошибку она уже не через обычный поток stdout (1), а через поток ошибок stderr (2). А перенаправление задано лишь для stdout ("> myfile.txt").
Т.к. поток stderr (2) мы никуда не перенаправили - сообщение об ошибке появится на экране и НЕ появится в файле myfile.txt
А теперь давайте выполним команду ls так, чтобы информационные данные записались в файл myfile.txt, а сообщения об ошибках - в файл myfile.err, при этом на экране во время выполнения не появится ничего:
$ ls >myfile.txt 2>myfile.err
Здесь нам встречается впервые указание номера потока в качестве перенаправления. Запись "2>myfile.err" указывает, что поток с номером 2 (stderr) нужно перенаправить в файл myfile.err.
Конечно, мы можем оба потока направить в один файл или в одно и то же устройство.
2>&1
Нередко в скриптах можно встретить такую запись. Она означает: "Поток с номером 2 перенаправить в поток с номером 1", или "Поток stderr - направить через поток stdout". Т.е. все сообщения об ошибках мы направляем через поток, через который обычно печатаются обычные, не ошибочные сообщения.
$ ls /asfasdf 2>&1
А вот еще пример, в котором все сообщения перенаправляются в файл myfile.txt:
$ ls /asfasdf >myfile.txt 2>&1
При этом все сообщения, как об ошибках, так и обычные, будут записаны в myfile.txt, т.к. поток stdout мы сначала перенаправлили в файл, а потом указали, что ошибки нужно вываливать в stdout - соответственно, в файл myfile.txt
/dev/null
Однако иногда нам нужно просто скрыть все сообщения - не сохраняя их. Т.е. просто блокировать вывод. Для этого служит виртуальное устройство /dev/null. В следующем примере весь вывод обычных сообщений команды ls мы направим в /dev/null:
$ ls > /dev/null
На экране не будет отображено ничего, кроме сообщений об ошибках. А в следующем примере - и сообщения об ошибках будут блокированы:
$ ls > /dev/null 2>&1
Причем эта запись эквивалентна записи вида:
$ ls >/dev/null 2>/dev/null
А в следующем примере мы заблокируем только сообщения об ошибках:
$ ls 2>/dev/null
Заметьте, что здесь уже нельзя указывать "2>&1", т.к. поток (1) не перенаправлен никуда и в таком случае сообщения об ошибках будут банально вывалены на экран.
Что первее - яйцо или курица?
Я приведу Вам здесь 2 примера.
Пример 1)
$ ls >/dev/null 2>&1
Пример 2)
$ ls 2>&1 >/dev/null
С виду - от перестановки мест слогаемых сумма не меняется. Но порядок указателей перенаправления играет роль!
Дело в том, что интерпретаторы читают и применяют перенаправления слева направо. И сейчас мы разберем оба примера.
Пример 1
1) ">/dev/null" - мы направляем поток 1 (stdout) в /dev/null. Все сообщения, попадающие в поток (1) - будут направлены в /dev/null.
2) "2>&1" - мы перенаправляем поток 2 (stderr) в поток 1 (stdout). Но, т.к. поток 1 уже ассоциирован с /dev/null - все сообщения все-равно попадут в /dev/null.
Результат: на экране - пусто.
Пример 2
1) "2>&1" - мы перенаправляем поток ошибок stderr (2) в поток stdout (1). При этом, т.к. поток 1 по-умолчанию ассоциирован с терминалом - сообщения об ошибках мы успешно увидим на экране.
2) ">/dev/null" - а уже здесь мы перенаправляем поток 1 в /dev/null. И обычные сообщения мы не увидим.
Результат: мы будем видеть сообщения об ошибках на экране, но не будет видеть обычные сообщения.
Вывод: сначала перенаправьте поток, а потом на него ссылайтесь.
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 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. 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: 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: 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 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 Иногда удобнее записывать это следующим образом:
SET OutFile="%~n0.html"
> %OutFile% ECHO ^ 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: 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). 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. Дополнительные сведения о
командах-фильтрах смотри в разделе Если вывод в (графическую) консоль не очень объёмный, можно просто выдельть мышкой кусок и вставить его в сообщение щелчком средней кнопки. В противном случае можно использовать перенаправление вывода в файл через "воронку", например так: Some_command parameters > logfile.txt
Чтобы видеть результат выполнения на экране, и одновременно писать в файл, можно воспользоваться командой tee
: Some_command parameters | tee -a logfile.txt
Команда setterm -dump
создает "слепок" буфера текущей виртуальной консоли в виде простого текстового файла с именем по умолчанию - screen.dump. В качестве ее аргумента можно использовать номер консоли, для которой требуется сделать дамп. А добавление опции -file имя_файла
перенаправит этот дамп в файл с указанным именем. Опция же -append
присоединит новый дамп к уже существующему файлу - "умолчальному" screen.dump или поименованному опцией -file
. Т.е. после использования команды, например Setterm -dump -file /root/screenlog
соответственно в файле /root/screenlog
будет содержимое одной страницы консоли. Нашёл еще одно решение для копирования/вставки текста в текстовой консоли без мыши. Также можно копировать текст из буфера прокрутки (т.е. всё что на экране и выше за экраном). Чтобы лучше разобраться, читайте о консольном менеджере окон screen
. Также может пригодиться увеличить размер буфера прокрутки. 1) Запускаем screen
2) Нажимаем Enter. Всё. Мы находимся в нулевом окне консоли. 3) Выполняем нужные команды, вывод которых необходимо скопировать. 4) Ctrl+A, Ctrl+[ - мы в режиме копирования. Ставим курсор на начало выделения, жмём пробел, потом ставим курсор на конец выделения, жмём пробел. Текст скопирован в буфер. 5) Ctrl+A, с - мы создали новое 1-е окно. 6) Ctrl+A, 1 - мы перешли на 1-е окно. 7) Открываем любой (?) текстовый редактор (я пробовал в mc), и жмём Ctrl+A, Ctrl+] - текст вставлен. Сохраняем. 8) Ctrl+A, Ctrl+0 - вернуться обратно в нулевое окно. Первым решением будет увеличить дефолтный (умолчальный) размер буфера в исходниках ядра и перекомпилировать его. Позвольте предположить, что вы столь же не склонны заниматься этим, как и я, и поискать средство более гибкое. И такое средство есть, а называется оно framebuffer console
, для краткости fbcon
. Это устройство имеет файл документации fbcon.txt
; если вы устанавливали документацию к ядру, то он у вас есть. Выискивайте его где-то в районе /usr/share
ветви (я не могу указать точный путь из-за разницы в дистрибутивах). На этом месте прошу прощения: мы должны сделать небольшое отступление и немного поговорить о видеобуфере (framebuffer
). Видеобуфер - это буфер между дисплеем и видеоадаптером. Его прелесть в том, что им можно манипулировать: он позволяет трюки, которые не прошли бы, будь адаптер связан напрямую с дисплеем. Один из таких трюков связан с буфером прокрутки; оказывается, вы можете "попросить" видеобуфер выделить больше памяти буферу прокрутки. Достигается это через загрузочные параметры ядра. Сначала вы требуете framebuffer
(видеобуфер); Затем запрашиваете больший буфер прокрутки. Нижеследующий пример касается GRUB
, но может быть легко адаптирован к LILO
. В файле настройки GRUB
- menu.lst
- найдите соответствующую ядру строчку, и затем:
Удалите опцию vga=xxx
, если таковая присутствует.
Добавьте опцию video=vesabf
или то, что соответствует вашему "железу".
Добавьте опцию fbcon=scrollback:128
.
После этой процедуры, строка параметров ядра должна выглядеть приблизительно так: Kernel /vmlinuz root=/dev/sdb5 video=radeonfb fbcon=scrollback:128
Спрашивается, зачем удалять опцию vga=xxx
? Из-за возможных конфликтов с видео-опцией. На своем ATI адаптере, я не могу изменить буфер прокрутки, если vga=xxx
присутствует в списке. Возможно в вашем случае это не так. Если вышеперечисленные опции работают - хорошо; но что, если вы хотите увеличить число строк, или установить более мелкий шрифт на экране? Вы всегда делали это при помощи опции vga=xxx
- а она-то и исчезла. Не переживайте - то же самое может быть достигнуто изменением параметров fbcon, как описано в файле fbcon.txt
(но не описано в данной статье). С опцией fbcon=scrollback:128
у меня буфер прокрутки увеличился до 17 экранов (35 раз Shift+PgUp по полэкрана).
Кстати, 128 - это килобайт. Автор статьи утверждает, что больше установить нельзя. Я и не пробовал. Можно заюзать script
. Script filename.log
когда все нужные команды выполнены - Все записано в filename.log В FreeBSD есть замечательная утилита watch, которая позволяет мониторить терминалы, но как оказалось, в Linux она выполняет совсем иные функции =\ Стоит погуглить на эту тему, чего-нть да найдется...
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. 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.
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.
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 ». 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 . Три направления ввода-вывода являются выделенными - стандартный ввод, вывод и поток ошибок (stdin, stdout, stderr
). По умолчанию, все три потока связаны (ассоциированы) с терминалом. При этом программа выводит все свои сообщения в том числе и об ошибках на терминал. Shell
позволяет перенаправить эти стандартные потоки, установить ввод-вывод и объединение потоков. Перенаправление потоков ввода-вывода. >file
Перенаправление стандартного потока вывода в файл file
>>file
-Перенаправление стандартного потока вывода в файл file
с добавлением в конец файла. prog1 | prog2
-Передача выходного потока программы prog1 во входной поток программы prog2.
n>file
file.
n>>file
-Перенаправление стандартного потока с дескриптором n в файл file
с добавлением в конец файла. n>&m
-Объединение потоков с дескрипторами n
и m
. $ prog1 >/dev/null 2>&1
/dev/null
- это псевдоустройство, которое уничтожает направленный в него поток. Передача потока вывода одной программы в поток ввода другой используется часто. Например: $ gzip -d archive.tar.gz | tar –xf
Здесь происходит разархивация файла archive.tar.gz
, запакованного двумя архиваторами. Выходной поток от утилиты gzip
передается во входной поток утилите tar
. Аналогично эту же операцию можно было выполнить и по другому: $ gzip -d archive.tar.gz
$ tar -xf archive.tar
Поскольку язык Bourne Shell
является процедурным языком программирования, в нем также как и в других подобных языках есть операторы, позволяющие управлять последовательностью выполнения команд. Необходимым оператором является проверка некоторого условия, в зависимости от выполнения которого определяется дальнейший ход программы. Таким оператором является команда test.
Эта команда проверяет выполнение некоторого условия. У команды test
существует два варианта вызова: test условие
[ условие ]
Следует отметить, что между скобкой и условием необходимо наличие пробелов, иначе Shell
не сможет опознать "[" как команду test
. При успешном завершении test
возвращает "0"
. Условия проверки файлов: -f file
Файл "file"
является обычным файлом. -d file
Файл "file"
является каталогом. -w file
Файл "file"
имеет разрешение на запись. -x file
Файл "file"
имеет разрешение на исполнение. -s file
Файл "file"
не пустой. Условия проверки строк: string1=string2
Строки string1
и string2
совпадают. string1!=string2
Строки string1
и string2
не совпадают. -n string1
Строка string1
существует. -z string1
Строка string1
не существует. Условия операций с целыми числами: x -eq y
x равно y x -ne y
x не равно y x -gt y
x больше y x -ge y
x больше или равно y x -lt y
x меньше y x -le y
x меньше или равно y В этом случае команда test
воспринимает строки именно как целые числа. Нулевому значению так же соответствует пустая строка. Логические операции в контексте test
! (not)
Логическое "НЕ" -o (or)
Логическое "ИЛИ" -a (and)
Логическое "И" Условный оператор "if
"
Общий вид использования условного оператора if представляется следующим образом: if <условие>
then <список команд>
[ elif <условие>
then <список> ]
Выражения, выделенные в квадратных скобках, являются необязательными. Т.е. можно представить наиболее употребительную "порезанную" модификацию условного оператора: if <условие>
then <список команд>
В этом случае если <условие>
выполнено (код завершения 0) то выполняется <список команд>.
В противном случае <список команд>
пропускается. Оператор выбора case
В общем случае синтаксис оператора case
выглядит следующим образом: case <строка> in
Шаблон 1)
........
Шаблон2)
........
........
Значение <строка>
сравнивается с шаблонами, по порядку. Если было найдено совпадение, тогда выполняются команды соответствующего раздела. Следует отметить, что шаблоны допускают использование масок. Если совпадения не было найдено, тогда выполняются команды из раздела с шаблоном "*" (аналогично default
селектора switch
в С
). Для примера приведем кусочек инициализационного скрипта BSD UNIX
. Здесь переменные (inetd_enable и inetd_flags
)
были получены из другого файла (rc.conf).
. /etc/rc.conf
case {$inetd_enable} in
)
if [ -x /usr/sbin/inetd ]; then
/usr/sbin/inetd $inetd_flags
fi Оператор цикла с перечислением for
Синтаксис оператора for
for <имя>
<список команд>
Фрагмент, выделенный в квадратные скобки, может отсутствовать. Оператор for
обеспечивает выполнение цикла столько раз, сколько слов в списке значений. При этом переменная <имя>
принимает последовательно значения слов из списка. Сам по себе список может формироваться из вывода других команд. Если же список отсутствует, тогда <имя>
принимает значения, переданные как позиционные параметры скрипта. Оператор цикла с истинным условием while
Синтаксис оператора while
в общем случае имеет следующую структуру: while <условие>
<список команд>
Оператор while
предпочтителен тогда, когда не известен заранее список значений параметров. Список команд будет выполняться в цикле до тех пор, пока сохраняется истинность условия. При первом входе в цикл условие должно выполняться. Оператор цикла с ложным условием until
Синтаксис оператора until
в общем случае имеет следующую структуру: until <условие>
<список команд>
Список команд будет выполняться в цикле до тех пор, пока сохраняется ложность условия. При первом входе в цикл условие не должно выполняться. Следует заметить, что условие цикла проверяется на ложность после каждого, в т.ч. и первой выполненной команды в цикле. Основные команды ОС UNIX
для работы с файлами
1. Команда pwd
.
Синтаксис: pwd
. Описание: команда выводит имя текущей директории для работающего командного интерпретатора. Задание 1.
Воспользуйтесь командой pwd для определения своей домашней директории.
Отразите команду и результат ее работы в отчете.
2. Команда man
.
Синтаксис: man
имя. Имя - это имя интересующей нас команды, утилиты, системного вызова, библиотечной функции, файла. Описание: UNIX MANUAL
- руководство по операционной системе UNIX.
Информация оттуда доступна в интерактивном режиме с помощью утилиты man
. Задание 2.
С помощью утилиты man посмотрите информацию о команде pwd.
Запишите кратко информацию о команде в отчет (на русском языке).
3. Команда cd
.
Синтаксис:cd
имя_директории. Описание: это команда смены текущей директории. Имя_директории - это полное или относительное имя директории, которую вы хотите сделать текущей. cd
без параметров текущей сделает вашу домашнюю директорию. Задание 3.
Сделайте текущей директорию на уровень выше. Проверьте это, затем вернитесь в свою домашнюю директорию. Проверьте смену директории.
Выполнение проделанных команд отразите в отчете.
4. Команда ls
.
Синтаксис: ls
имя_директории Описание: команда просмотра состава указанной директории. ls
без параметров распечатывает список файлов из текущей директории. В полученный список не войдут файлы, имена которых начинаются с символа “.
” - файлы, созданные различными системными программами в своих целях. Посмотреть полный список файлов можно, указав в команде ls
ключ “-a”, т.е. ls -aимя_директории Права доступа к файлам
С каждым файлом в ОС UNIX
связано 12-битное слово, называемое «правами доступа» к файлу. Младшие 9 бит этого слова объединены в три группы по три бита; каждая группа задает права доступа для владельца файла, для его группы и для всех остальных пользователей. Три бита в каждой группе отвечают за право на чтение, запрос и использование файла. Чтобы узнать права доступа к тому или иному файлу, можно воспользоваться командой , например:
> ls -l /bin/cat
Расположенная в начале строки группа символов -rwxr-xr-x
показывает тип файла (первый символ; минус означает, что мы имеем дело с обыкновенным файлом, буква d
означала бы каталог и т.п.) и права доступа, соответственно, для владельца (в данном случае rwx
, т.е. чтение, запись и исполнение), группы и всех остальных (в данном случае r-x
, т.е. права на запись отсутствуют). Таким образом, файл /bin/cat
доступен любому пользователю на чтение и исполнение, но модифицировать его может только пользователь root
(т.е. администратор). Можно записать слово прав доступа к файлу в виде восьмеричного числа (3 знака - восьмеричная цифра), трехзначного (владелец, группа, остальные пользователи) каждый знак в этом трехзначном восьмеричном числе формируется как сумма прав: 4- права на чтение, 2- права на запись, 1 - на использование (из двоичной триады): (111) 2 =2 0 +2 1 +2 2 =(1+2+4) 10 .
Например, 7 = 1 + 2 + 4 Þ права rwx
4 2 1
6 = 0 + 2+ 4 Þ права rw- -
4 2 0
В трехзначном числе задания прав: 744
для владельца определены все права, для группы - только чтение, для остальных пользователей - только на чтение. Для использования прав доступа к файлам используется команда chmod
, которая позволяет задать новые права доступа в виде восьмеричного числа, например: $ chmod 744 filel.c.
Задание 4.
а) Для получения полной информации о команде ls воспользуйтесь утилитой man. Перенаправьте вывод команды в какой-либо текстовый файл.
б) Посмотрите полное содержимое текущей директории и перенаправьте этот вывод также в текстовый файл.
в) С помощью команды
ls -l <имя_файла> выведите информацию о правах доступа к тому текстовому файлу, с которым вы работали в п. 4б, затем перенаправьте эту информацию в тот же текстовый файл. Объясните полученный вывод.
5. Команда cat
.
Перенаправление ввода/вывода. Для просмотра содержимого небольшого текстового файла на экране можно воспользоваться командой: сat
имя_файла Внимание!
Не пытайтесь просматривать таким образом содержимое директории и бинарных файлов. Большой тестовый файл удобно просматривать командой more
(описание использования найдите в UNIX MANUAL
). Почему здесь неудобна команда сat
? В команде сat
можно задавать несколько имен файлов: сat файл1 файл 2 … файл N
при этом содержимое всех файлов подряд будет выведено на экран. Можно перенаправить вывод в какой-нибудь файл: сat файл 1 файл 2 > файл_ результатов
Перенаправление вывода со стандартного потока вывода (экрана) в файл является стандартным для всех команд. Перенаправить стандартный ввод (с клавиатуры), например, брать данные для программы из файла, можно с помощью знака “<”. сat >
новый_файл - создаст новый текстовый файл с содержимым, вводимым вами с клавиатуры. Прервать процесс ввода данных-
Задание 5.
Создайте с помощью сat новый текстовый файл и просмотрите его содержимое. Перенаправьте вывод со стандартного потока в другой файл, имя которого введите с клавиатуры, и убедитесь в правильности проделанной операции.
6. Простейшие команды работы с файлами: cp, rm, mkdir, mv
Для создания новой директории используется команда: mkdir
имя_директории Для копирования содержимого одного файла в другой используется команда: cp
файл_источник файл_назначение. Команда
cp файл 1 файл 2 …. файл N директория назначения
служит для копирования файла или файлов в уже существующую директорию с именем директории_назначения под своими именами. Вместо имен копируемых файлов можно использовать их шаблоны. Шаблоны задаются с помощью метасимволов: * - соответствует всем цепочкам литер, включая пустую. Все одиночные литеры [ …] - соответствует любой литере, заключенной в скобки. Пара литер, разделенных минусом, задает диапазон литер. Команда
cp - r
дир_источник дир_назначение служит для рекурсивного копировария одной директории (дир_источник) в новую директориию (дир_назначение). Вместо имен в командах копирования могут использоваться их шаблоны. Команда
rm файл 1 файл 2 …. файл N
позволяет удалить 1 или несколько регулярных файлов из текущей директории. Вместо имен могут использоваться шаблоны. Если хотите удалить одну или несколько директорий вместе с их содержимым (рекурсивное удаление) в команде rm
используйте ключ -r
Rm-r дир 1 дир 2
Команда переименования: mv
имя_источника имя_назначения Файл с именем имя_источника переименовывает в файл с именем имя_назначения. При этом перед выполнением команды файла с именем имя_назначения существовать не должно. Задание 6.
Создайте новую директорию внутри своей домашней. Организуйте там небольшой тестовый файл с содержимым из двух строк:
«Изучаю работу в ОС UNIX
Организую скрипт».
Скопируйте содержимое этого файла в другой - с тем же именем, но в директории /home. Удалите первоначально созданный файл из вашей директории, если копирование прошло успешно. Проверьте содержимое использованных директориий и файлов.
Задание 7.
1). Когда вы освоили работу в интерактивном режиме с простейшими командами ОС UNIX, создайте с помощью редактора Kwriter скрипт со сценарием, соответствующим последовательному выполнению:
Задание 3,
Задание 4Б,4В,
Задание 5,
Задание 6.
В задании 6 не забудьте проверить программно успешно ли прошло копирование файла, с выдачей на экран дисплея текстовых сообщений и содержимого соответствующих директорий.
Необходимо, чтобы в командном файле была организована грамотная выдача запросов на ввод данных с клавиатуры с помощью команды: $ echo - n “текст запроса”.
2). Сохраните скрипт с именем Myscript1, запустите его на выполнение командой
sh Myscript1
введите запрашиваемые данные и проверьте полученные результаты.
3). Составьте отчет о выполненной лабораторной работе, в котором должна быть отражена и ваша работа в интерактивном режиме и со скриптом, включая текст скрипта (с комментариями) и полученные результаты на экране и в файлах.
Системные вызовы getuid и getpid
Узнать идентификатор пользователя, запустившего программу на выполнение,-UID
и идентификатор группы, к которой он относится,-GID
можно с помощью системных вызовов getuid() и getpid()
,применив их внутри этой программы. Прототипы системных вызовов: #include #include uid_t getuid(void);
gid_t getgid(void);
Задание 8.
Напишите, откомпилируйте и запустите программу, которая печатала бы идентификатор пользователя, запустившего программу, и идентификатор его группы.
Включите программу с результатами в отчет.
Контрольные вопросы
1. Понятие файла в ОС UNIX
. Что такое домашняя директория? 2. Какие существуют средства группирования команд Shell
-интерпретатора? приведите примеры использования. 3. Как осуществляется перенаправление ввода-вывода? 4. Что такое конвейер команд? приведите пример. 5. Как средствами Shell
выполнить арифметические действия над Shell
-переменной? 6. Каковы правила генерации имен файлов? 7. Как выполняется подстановка результатов выполнения команд? 8. Как интерпретировать строку cmd1 & cmd2 &
? 9. Как интерпретировать строку cmd1 && cmd2 &
? 10. Как интерпретировать строку cmd1 || cmd2 &
? 11. Как в UNIX
определены права доступа к файлу? Какой командой их можно посмотреть для конкретного файла? 12. Как определить идентификатор пользователя, запустившего программу и идентификатор его группы? Лабораторная работа № 3.
Процессы в операционной системе UNIX.
Цель работы
Научиться создавать процессы и освоить изменение пользовательского контекста процессов с помощью системных вызовов, применяемых в программах на языке С
, в ОС UNIX
.
1. Изучить организацию процессов в UNIX
: понятие процесса, контекст процесса, жизненный цикл процесса, идентификация процессов, иерархическая структура процессов. Написать на С
и отладить программу в соответствии с заданием 1. 2. Ознакомиться с созданием процесса в UNIX
, с организацией завершения процесса. Написать и отладить программу (язык С
) в соответствии с Заданием 2, включить ее в отчет. 3. Изучить параметры функции main()
в языке С
, переменные среды и аргументы командной строки. Написать программу на языке С
в соответствии с Заданием 3, отладить и включить ее в отчет вместе с результатами. 4. Изучить семейство функций для организации системного вызова exec().
5. Написать программу на языке С
в соответствии с вариантом Задания 4, выданного преподавателем, отладить программу и продемонстрировать полученные результаты преподавателю. Включить программу с результатами в отчет. 6. Защитить работу преподавателю, ответив на контрольные вопросы.Перенаправление вывода команд (>)
Использование оператора «<&» для перенаправления ввода и дублирования
Использование оператора «>&» для перенаправления ввода и дублирования
Использование оператора «>>» для добавления вывода
Использование оператора канала (|)
Комбинирование команд с операторами перенаправления
Как увеличить буфер обратной прокрутки?
Стандартный вывод
Стандартный ввод
Стандартный вывод ошибок
Перенаправление в никуда
-c file
Файл "file"
является специальным файлом.
-r file
Файл "file"
имеет разрешение на чтение.
;;
esac