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!

Изучаем Linux, 101

Текстовые потоки и фильтры

Обработка текста в командной строке с использованием текстовых утилит GNU

Серия контента:

Краткий обзор

В этой статье вы познакомитесь с фильтрами , которые позволяют строить сложные конвейеры для манипуляций с текстом. Вы узнаете, как выводить текст, сортировать его, выполнять подсчет слов и строк, преобразовывать символы, а также о многом другом. Также вы научитесь работать с потоковым редактором sed .

В этой статье будут рассмотрены следующие темы:

Об этой серии

Эта серия статей поможет вам освоить задачи администрирования операционной системы Linux. Вы также можете использовать материал этих статей для подготовки к .

Чтобы посмотреть описания статей этой серии и получить ссылки на них, обратитесь к нашему . Этот перечень постоянно дополняется новыми статьями по мере их готовности и содержит самые последние (по состоянию на апрель 2009 года) цели экзаменов сертификации LPIC-1. Если какая-либо статья отсутствует в перечне, можно найти ее более раннюю версию, соответствующую предыдущим целям LPIC-1 (до апреля 2009 года), обратившись к нашим .

• Обработка текстовых файлов и потоков вывода текстовыми фильтрами для модификации вывода.
• Использование стандартных команд UNIX из состава пакета GNU textutils.
• Использование редактора sed для создания сценариев, состоящих из сложных последовательностей действий над текстовыми файлами.

Эта статья поможет вам подготовиться к сдаче экзамена LPI 101 на администратора начального уровня (LPIC-1) и содержит материалы цели 103.2 темы 103. Цель имеет вес 3. Материал этой статьи соответствует целям экзамена LPI 101 по состоянию на апрель 2009 года. Всегда обращайтесь к Web-сайту программы сертификации LPIC, чтобы уточнить последние цели.

Необходимые условия

Чтобы извлечь наибольшую пользу из наших статей, необходимо обладать базовыми знаниями о Linux и иметь работоспособный компьютер с Linux, на котором можно будет выполнять все встречающиеся команды. Иногда различные версии программ выводят результаты по-разному, поэтому содержимое листингов и рисунков может отличаться от того, что вы увидите на вашем компьютере.

Фильтрация текста

Как связаться с Яном

Ян – один из наших наиболее популярных и плодовитых авторов. Ознакомьтесь со (EN), опубликованными на сайте developerWorks. Вы можете найти контактные данные в и связаться с ним, а также с другими авторами и участниками ресурса My developerWorks.

Фильтрация текста – это процесс получения входного текстового потока, выполнения неких преобразований над ним и передача измененных данных в выходной поток. Хотя входные или выходные данные могут поступать из файлов, в UNIX® и Linux фильтрация обычно осуществляется путем составления конвейеров из команд, в которых вывод одной команды передается по программному каналу (или перенаправляется ) на вход следующей команде. Более подробно программные каналы и перенаправления рассматриваются в статье "Потоки, программные каналы и перенаправления " (см. ), а сейчас давайте рассмотрим программные каналы и простые перенаправления вывода с помощью операторов | и >.

Потоки

Поток – это всего лишь последовательность байтов, которые могут быть считаны или записаны с помощью библиотечных функций, скрывающих подробности реализации и работы устройств от приложений. Одна и та же программа может считывать или отправлять данные на терминал, в файл или сетевое местоположение с помощью потоков независимо от используемого устройства. В современных средах программирования и командных интерпретаторах используются три стандартных потока:

• stdin – стандартный поток ввода (standard input stream), обеспечивающий ввод для команд.
• stdout – стандартный поток вывода (standard output stream), обеспечивающий отображение результатов выполнения команд.
• stderr – стандартный поток ошибок (standard error stream), обеспечивающий отображение ошибок, возникающих при выполнении команд.

Конвейеризация с использованием оператора |

Передаваемые командам параметры могут служить входными данными этих команд, а выходные данные могут выводиться на ваш терминал. Многие команды обработки текста (фильтры) могут получать входные данные либо из стандартного потока ввода, либо из файла. Чтобы передать вывод команды1 на вход команде2 (выступающей в качестве фильтра), необходимо соединить эти две команды оператором конвейеризации ввода/вывода (|). В листинге 1 показано, как перенаправить вывод команды echo на вход команде sort , которая сортирует полученный список слов.

Листинг 1. Передача вывода команды echo на вход команды sort

У любой из этих команд могут иметься опции или аргументы. С помощью оператора | можно также перенаправить вывод второй команды на вход третьей команде и так далее. Построение длинных конвейеров из команд, каждая из которых имеет свой ограниченный функционал – это распространенный в Linux и UNIX прием, используемый для решения поставленных задач. Иногда аргументом команды может являться не имя файла, а знак дефиса (-); это означает, что входные данные следует принимать со стандартного устройства ввода, а не из файла.

Перенаправление вывода с помощью оператора >

Конечно, хорошо иметь возможность создавать конвейеры из нескольких команд и выводить результаты на экран терминала, однако иногда возникает необходимость сохранить вывод в файл. Для этого используется оператор перенаправления вывода (>).

В оставшихся примерах этой статьи мы будем использовать небольшие файлы, поэтому давайте создадим директорию с именем lpi103-2 и перейдем в нее. После этого давайте перенаправим с помощью оператора > вывод команды echo в файл с именем text1. Эти действия показаны в листинге 2. Заметьте, что поскольку весь вывод перенаправляется в файл, он не отображается на экране.

Листинг 2. Перенаправление вывода команды в файл

Теперь, когда у нас имеется несколько инструментов для конвейеризации и перенаправления, давайте рассмотрим несколько распространенных в Linux и UNIX команд обработки текста и фильтров. В этом разделе вы познакомитесь с некоторыми основными командами; для получения дополнительной информации о них обращайтесь к соответствующим man-страницам.

Команды cat, od и split

После того, как вы создали файл test1, вы можете просмотреть его содержимое. Для вывода содержимого файла на стандартное устройство вывода используется команда cat (сокращенно от concatenate – объединять). В листинге 3 на экран выводится содержимое только что созданного нами файла.

Листинг 3. Вывод содержимого файла с помощью команды cat

Если не указать имя файла (или поставить вместо имени файла дефис), то команда cat принимает входные данные со стандартного устройства ввода. Давайте используем эту возможность (а также перенаправление вывода) для создания еще одного текстового файла, как показано в листинге 4.

Листинг 4. Создание текстового файла с помощью команды cat

Другие простые фильтры

Другим примером простого фильтра является команда tac (перевернутое имя команды cat). Эта команда выполняет действие команды cat наоборот – строки файла выводятся в обратном порядке. Попробуйте самостоятельно выполнить следующую команду:
tac text2 text1

В листинге 4 команда cat продолжает считывать данные с устройства stdin до тех пор, пока не будет достигнут конец файла. Чтобы обозначить конец файла, нажмите комбинацию клавиш Ctrl-d (удерживайте Ctrl и нажмите d ). Эта же комбинация клавиш используется для выхода из командного интерпретатора bash. Используйте клавишу табуляции, чтобы выстроить названия фруктов в столбец.

Вы еще не забыли, что cat – это сокращение от concatenate ? С помощью cat вы можете объединить несколько файлов и вывести их содержимое на экран. В листинге 5 показано содержимое двух файлов, которые мы создали.

Листинг 5. Объединение двух файлов с помощью команды cat

Обратите внимание на различное выравнивание содержимого двух текстовых файлов при выводе их на экран с помощью cat . Чтобы разобраться, почему это происходит, необходимо посмотреть на управляющие символы, которые присутствуют в файлах. Эти символы влияют на вывод текста, но не имеют визуального отображения, поэтому необходимо создать дамп файла в формате, позволяющем увидеть и определить эти специальные символы. Для этих целей предназначена GNU-утилита od (O ctal D ump).

Команда od имеет несколько опций; например, опция -A управляет основанием смещения файлов, а опция -t – формой выводимого содержимого. Основание может быть указано как o (восьмеричное, используется по умолчанию), d (десятичное), x (шестнадцатеричное) или n (смещения не отображаются). Вы можете выводить содержимое в виде восьмеричных, шестнадцатеричных, десятичных значений, значений с плавающей точкой, ASCII-символов с escape-последовательностями или именованных символов (nl – для новой строки, ht – для горизонтальной табуляции и т. д.). В листинге 6 показано несколько доступных форматов дампа файла text2 из нашего примера.

Листинг 6. Дампы файлов, созданные с помощью команды od

Примечания:

Файлы, используемые в наших примерах, очень малы, но иногда вам могут встретиться большие файлы, которые необходимо разделить на несколько более мелких. Например, вам может потребоваться разбить один большой файл на несколько частей такого размера, чтобы их можно было записать на компакт-диски. Для этого можно использовать команду split , которая разбивает файлы таким образом, что впоследствии их можно легко собрать обратно в единый файл при помощи команды cat . По умолчанию имена файлов, создаваемых командой split , состоят из префикса "x", за которым следует суффикс "aa", "ab", "ac", ..., "ba", "bb" и так далее. Эти умолчания можно изменить с помощью различных опций. Вы также можете задавать размер выходных файлов и определять, будут ли они содержать определенное количество строк или просто иметь определенный размер в байтах.

В листинге 7 показано разделение наших двух текстовых файлов с использованием различных префиксов для выходных файлов. Файл text1 мы разделили на файлы, содержащие максимум две строки, а файл text2 – на файлы максимальным размером в 18 байтов. Далее с помощью команды cat мы отобразили некоторые отдельные части, а также весь файл целиком, используя универсализацию файловых имен , которая рассматривается в статье "Основы управления файлами и директориями " (см. ).

Листинг 7. Разделение и восстановление файлов с помощью команд split и cat

Обратите внимание на то, что файл с именем yaa не оканчивается символом новой строки, поэтому, когда мы вывели его содержимое на экран с помощью команды cat , наше приглашение сдвинулось вправо.

Команды wc, head и tail

Команда cat выводит полное содержимое файла. Это хорошо подходит для небольших файлов (например, для наших примеров), но что делать, если объем файла очень большой? Итак, для начала можно оценить размер файла с помощью команды wc (W ord C ount – подсчет слов). Команда wc выводит количество содержащихся в файле строк и слов, а также размер файла в байтах, определить который можно также с помощью команды ls -l . В листинге 8 показан подробный вывод сведений о наших двух текстовых файлах, а также вывод команды wc .

Листинг 8. Использование команды wc для работы с текстовыми файлами

Различные опции позволяют вам управлять выводом команды wc или отображать другую информацию, например, максимальную длину строки. Для получения дополнительной информации обратитесь к man-странице.

Две другие команды позволяют отображать либо первую часть файла (заголовок ), либо последнюю (хвост ). Эти команды так и называются – head и tail соответственно. Их можно использовать в качестве фильтров или передавать им в качестве аргумента имя файла. По умолчанию эти команды отображают 10 первых (или последних) строк файла или потока. В листинге 9 совместно используются команды dmesg (отображение информации о загрузке системы), wc , tail и head ; в результате мы видим, что файл содержит 791 сообщение, выводим последние 10 из них, а затем выводим шесть сообщений, начиная с 15 от конца.

Листинг 9. Использование команд wc, head и tail для вывода сообщений о загрузке

Другим распространенным применением команды tail является слежение за файлом; для этого используется опция -f и шаг, обычно равный одной строке. Это может оказаться полезным в том случае, если у вас имеется фоновый процесс, генерирующий вывод данных в файл, и вы хотите следить за ходом его выполнения. В этом режиме команда tail будет работать и выводить строки по мере их добавления в файл до тех пор, пока вы не завершите ее работу, нажав Ctrl-c .

Команды expand, unexpand и tr

Когда мы создавали наши файлы text1 и text2, в последнем из них были использованы символы табуляции. Иногда вам может потребоваться заменить символы табуляции на символы пробела и наоборот. Для этого предназначены команды expand и unexpand . В обеих командах опция -t позволяет устанавливать позиции табуляции. Если после этой опции указывается только одно значение, то позиции табуляции будут периодически расставляться через этот указанный интервал. В листинге 10 показано, как сократить символы табуляции в файле text2 до одиночных пробелов, а также приведена причудливая последовательность из команд expand и unexpand и нарушающая выравнивание текста в файле text2.

Листинг 10. Использование команд expand и unexpand

К сожалению, вы не можете использовать команду unexpand для замены пробелов в файле text1 на символы табуляции, поскольку для преобразования в символ табуляции команде unexpand требуется, как минимум, два последовательных пробела. Однако вы можете использовать команду tr , которая преобразует символы из одного набора (набор1 ) в соответствующие символы из другого набора (набор2 ). В листинге 11 показан пример использования команды tr для преобразования пробелов в символы табуляции. Поскольку команда tr представляет собой фильтр в чистом виде, то входные данные для нее генерируются с помощью команды cat . В этом примере также показан пример использования дефиса (-) с целью указать cat на то, что ввод будет осуществляться со стандартного устройства; таким образом, мы можем объединить вывод команды tr с содержимым файла text2.

Листинг 11. Использование команды tr

Если вы не очень понимаете, что происходит в последних двух примерах, то попробуйте использовать команду od , чтобы последовательно выполнить каждую команду конвейера, например:
cat text1 |tr " " "\t" | od -tc

Команды Pr, nl и fmt

Команда pr используется для форматирования файлов перед печатью. По умолчанию заголовок включает в себя имя файла, дату и время создания файла, номер страницы, а также две пустых строки нижнего колонтитула. Когда данные поступают из нескольких файлов или со стандартного устройства ввода, вместо даты и времени создания файла используются текущие дата и время. Можно печатать файлы рядом, каждый в своем столбце, а также управлять многими возможностями форматирования с помощью различных опций. Как обычно, дополнительную информацию вы можете найти на man-странице.

Команда nl нумерует строки, что может оказаться полезным при печати файлов. Для нумерации строк можно также использовать команду cat с опцией -n . В листинге 12 показано, как распечатать наш текстовый файл, пронумеровать строки в файле text2 и вывести его на печать вместе с файлом text1.

Листинг 12. Нумерация строк и форматирование перед печатью

Другой полезной командой для форматирования текста является команда fmt , которая форматирует текст таким образом, чтобы он не выходил за границы полей. Можно объединить несколько коротких строк в одну длинную и наоборот. В листинге 13 мы создали файл text3, используя одну длинную конструкцию из комбинаций символов!#:* (предназначенных для управления историей команд), благодаря чему, напечатанное предложение было сохранено в файле четыре раза. Также мы создали файл text4, содержащий по одному слову в каждой строке. Затем с помощью команды cat мы отобразили содержимое этих файлов в неформатированном виде, включая символ конца строки "$". Наконец, с помощью команды fmt мы отформатировали эти файлы, ограничив максимальное значение длины строки 60 символами. Как обычно, дополнительную информацию вы можете найти на man-странице.

Листинг 13. Форматирование с указанием максимальной длины строки

Команды sort и uniq

Команда sort сортирует входные данные с использованием схемы упорядочивания локали (LC_COLLATE) системы. Команда sort также может объединять уже отсортированные файлы и определять, является ли файл отсортированным или нет.

В листинге 14 приведены примеры использования команды sort для сортировки двух текстовых файлов после замены в файле text1 пробелов на символы табуляции. Поскольку сортировка выполняется на основе символьных значений, вы можете удивиться, увидев результаты. К счастью, команда sort может выполнять сортировку не только на основе символьных, но также и на основе числовых значений. Вы можете указать требуемый метод сортировки для всей записи или для каждого поля . Если вы не указываете разделитель полей, то используются пробелы или символы табуляции. Во втором примере листинга 14 сортировка первого поля выполняется по числовым значениям, а сортировка второго поля – с использованием схемы упорядочивания (в алфавитном порядке). Также показан пример использования опции -u для удаления повторяющихся строк.

Листинг 14. Сортировка по символьным и числовым значениям

Заметьте, что в списке все равно присутствуют две строки со словом "apple", поскольку проверка уникальности выполнялась по всем ключам сортировки (в нашем случае это k1n и k2). Подумайте, какие команды нужно изменить или добавить в конвейер в последнем примере, чтобы исключить дублирование слова "apple".

Можно управлять удалением повторяющихся строк с помощью другой команды – uniq . В обычном режиме команда uniq работает с отсортированными файлами и удаляет последовательные повторяющиеся строки из любого файла независимо от того, отсортирован он или нет. Также эта команда может игнорировать заданные поля. В листинге 15 выполняется сортировка наших двух текстовых файлов по второму полю (имя фрукта), после чего удаляются строки, в которых повторяются значения второго поля (т. е. при проверке мы не обращаем внимания на первое поле).

Листинг 15. Использование команды uniq

В этом примере сортировка выполнялась с использованием схемы упорядочивания, поэтому команда uniq оставила запись "10 apple", а не "1 apple". Вы можете добавить сортировку первого поля по числовым значениями и посмотреть, что изменится в этом случае.

Команды cut, paste и join

Давайте рассмотрим еще три команды, которые работают с полями в текстовых данных. Эти команды особенно полезны при работе с табличными данными. Первая команда cut извлекает поля из текстовых файлов. Символом-разделителем по умолчанию является символ табуляции. В листинге 16 содержится пример, в котором команда cut используется для разделения двух столбцов файла text2, а затем в качестве разделителя выходных данных используется пробел, что является необычным способом преобразования символов табуляции в пробелы.

Листинг 16. Использование команды cut

Команда paste вставляет (склеивает) строки из двух или более файлов, размещая их рядом (подобно тому, как команда pr объединяет файлы с помощью опции -m). В листинге 17 показан результат применения этой команды к нашим текстовым файлам.

Листинг 17. Склеивание файлов

В этом примере показана простейшая операция, тем не менее, команда paste может вставлять данные из одного или нескольких файлов различными способами. Для получения дополнительной информации обратитесь к man-странице.

Последняя команда для управления полями – это команда join , которая объединяет файлы на основе совпадения полей. Файл должен быть отсортирован по объединяемому полю. Поскольку файл text2 не отсортирован по числовым значениям, то можно отсортировать его, а затем объединить с помощью команды join две строки с одинаковым значением поля, по которому выполняется объединение (в нашем примере это первое поле, содержащее значение 3).

Листинг 18. Объединение файлов по совпадающим полям

Что же здесь пошло не так? Вспомните материал раздела , в котором говорилось о сортировке на основе числовых и символьных значений. Объединение выполняется по совпадающим символам в соответствии со схемой упорядочивания locale. Объединение не будет выполняться для числовых полей до тех пор, пока все поля не будут иметь одинаковую длину.

Мы использовали опцию -j 1 для объединения по первому полю в каждом файле. Для каждого файла можно указать отдельное поле, по которому будет выполняться объединение. Например, можно объединить поле 3 в одном файле с полем 10 другого файла.

Давайте создадим еще один файл, text5, выполнив сортировку файла text1 по второму полю (имя фрукта), а затем заменив пробелы на символы табуляции. Если теперь мы отсортируем файл text2 по второму полю и объединим его с файлом text5 по этому же полю, то получим два совпадения (apple и banana). Это объединение показано в листинге 19.

Листинг 19. Объединение файлов по совпадающим полям

Редактор Sed

Sed (s tream ed itor) – это потоковый редактор. Ему посвящено несколько статей Web-сайта developerWorks, а также множество книг (см. раздел ). Sed является чрезвычайно мощным инструментом, а круг решаемых им задач ограничен лишь вашим воображением. Этот небольшой обзор должен пробудить ваш интерес к sed, хотя он не является полным и всесторонним.

Как и многие команды для работы с текстом, которые мы здесь рассмотрели, sed может работать как фильтр или принимать входные данные из файла. Вывод осуществляется на стандартное устройство вывода. Sed загружает строки из входных данных в область шаблонов , применяет к ее содержимому команды редактирования и передает ее на стандартное устройство вывода. Sed может объединять в области шаблонов несколько строк; результат может быть записан в файл, может быть записан частично, а может быть не записан вообще.

Для поиска и выборочной замены текста в области шаблонов, а также для определения строк, над которыми необходимо выполнять те или иные команды редактирования, sed использует синтаксис регулярных выражений. Более подробно о регулярных выражениях рассказывается в статье "Поиск в текстовых файлах с помощью регулярных выражений " (см. ). Временным хранилищем текста служит буфер удержания . Буфер удержания может заместить собой область шаблонов, может быть добавлен к области шаблонов, а может обмениваться с ней данными. Хотя в sed имеется ограниченное число команд, их использование совместно с регулярными выражениями и буфером удержания открывает безграничные возможности. Набор команд sed обычно называется сценарием sed .

В листинге 20 показаны три простых сценария sed. В первом сценарии используется команда s (substitute – замена) для замены в каждой строке символа "a" в нижнем регистре на этот же символ в верхнем регистре. В первом примере выполняется замена только первого символа "a", поэтому во втором примере мы добавили флаг "g" (global – глобальный), благодаря которому, будет выполняться замена всех найденных вхождений этого символа. В третьем сценарии мы используем команду d (delete – удалить) для удаления строки. В нашем примере мы использовали адрес 2, чтобы показать, что необходимо удалить только строку с этим номером. Мы разделяем команды точкой с запятой (;) и используем глобальную замену символов "a" на "A", как это было сделано во втором примере.

Листинг 20. Первые шаги по работе со сценариями sed

Помимо работы с отдельными строками, sed может работать с диапазонами строк. Начало и конец диапазона разделяются запятой (,) и могут определяться в виде номера строки, регулярного выражения или знака доллара ($), означающего конец файла. Зная адрес или диапазон адресов, вы можете сгруппировать несколько команд, заключив их в фигурные скобки { и }; таким образом, эти команды будут работать только с теми строками, которые указаны в диапазоне. В листинге 21 показано два примера глобальной замены, которая применяется только к последним двум строкам нашего файла. Также приведен пример использования опции -e для добавления нескольких команд в сценарий.

Листинг 21. Адреса в sed

Сценарии sed можно сохранять в виде файлов. Скорее всего, вы захотите использовать эту возможность для наиболее часто используемых сценариев. Вспомните команду tr , которую мы использовали для изменения пробелов в файле text1 на символы табуляции. Давайте теперь сделаем то же самое с помощью сценария sed, сохраненного в файле. Для создания файла мы используем команду echo . Результаты представлены в листинге 22.

Листинг 22. Короткая программа sed

Существует множество подобных коротких сценариев; ссылки на некоторые из них вы можете найти в разделе .

В нашем последнем примере сначала используется команда = для вывода номеров строк, а затем выполняется фильтрация полученного вывода с помощью sed (в результате мы получим такой же эффект, как от использования команды nl для нумерации строк). В листинге 23 с помощью команды = выводятся номера строк, затем с помощью команды N вторая строка ввода считывается в область шаблонов и, наконец, между двумя строками в области шаблонов удаляется символ новой строки (/n).

Листинг 23. Нумерация строк с помощью sed

Не совсем то, что мы хотели получить! Вообще-то, мы ожидали получить выровненный столбец с номерами строк, после которых следуют сами строки файла, отделенные несколькими пробелами. В листинге 24 мы вводим несколько строк с командами (обратите внимание на дополнительное приглашение >). Изучите этот пример и прочитайте его объяснение ниже.

Листинг 24. Нумерация строк с помощью sed, второй подход

Вот, что было сделано в этом примере:

1. Сначала с помощью команды cat мы создали файл, содержащий 12 строк из двух копий файлов text1 и text2 (если бы количество строк оказалось меньше 10, т. е. все числа были бы одного порядка, то не было бы никакого смысла в их форматировании).
2. В командном интерпретаторе bash клавиша табуляции используется для завершения команды, поэтому удобно иметь заранее определенный символ табуляции для использования в тех случаях, когда он вам потребуется. Для этого с помощью команды echo мы сохранили символ табуляции в переменной окружения "ht".
3. Мы создали поток, содержащий номера строк и следующие за ними строки с данными, как мы делали это раньше, и отфильтровали его с помощью второй копии sed.
4. Мы считали вторую строку в область шаблонов.
5. В начале области шаблонов (обозначаемой символом ^) мы добавили к номеру строки префикс, состоящий из шести пробелов.
6. Наконец, мы применили выравнивание с помощью разделителя, содержащего последние шесть символов и символ табуляции, и теперь в номера строк в выводе будут выровнены по первым шести символам. Обратите внимание на то, что в левой части команды "s" используются конструкции "\(" и "\)" для отметки символов, которые мы хотим использовать в правой части. В правой части мы ссылаемся на первый (и единственный в нашем примере) такой набор символов с помощью /1. Заметьте, что наша команда заключена в двойные кавычки ("), поэтому эта подстановка будет выполнена для переменной $ht.

Последняя (четвертая) версия редактора sed содержит документацию в формате info и включает множество превосходных примеров. В более старой версии, 3.02, эти возможности отсутствуют. Узнать версию редактора GNU sed можно с помощью команды sed --version .

Уже некоторое время поработав в Linux, понабирав команды в командной строке, Мефодий пришёл к выводу, что в общении с оболочкой не помешают кое-какие удобства. Одно из таких удобств - возможность редактировать вводимую строку с помощью клавиши Backspace (удаление последнего символа), « ^W » (удаление слова) и « ^U » (удаление всей строки) - предоставляет сам терминал Linux. Эти команды работают для любого построчного ввода: например, если запустить программу cat без параметров, чтобы та немедленно отображала вводимые с терминала строки. Если по каким-то причинам в строчку на экране влез мусор, можно нажать « ^R » (r edraw) - система выведет в новой строке содержимое входного буфера.

Мефодий не забыл, что cat без параметров следует завершать командой « ^D » (конец ввода). Эту команду, как и предыдущие, интерпретирует при вводе с терминала система. Система же превращает некоторые другие управляющие символы (например, « ^C » или « ^Z ») в сигналы . В действительности все управляющие символы, интерпретируемые системой, можно перенастроить с помощью команды stty . Полный список того, что можно настраивать, выдаёт команда stty -a:

$ stty -a localhost 38400 baud; rows 30; columns 80; line = 0; intr = ^C; quit = ^\; erase = ^?; kill = ^U; eof = ^D; eol = ; eol2 = ; start = ^Q; stop = ^S; susp = ^Z; rprnt = ^R; werase = ^W; lnext = ^V; flush = ^O; min = 1; time = 0; -parenb -parodd cs8 hupcl -cstopb cread -clocal -crtscts -ignbrk -brkint -ignpar -parmrk -inpck -istrip -inlcr -igncr icrnl ixon -ixoff -iuclc -ixany -imaxbel -iutf8 opost -olcuc -ocrnl onlcr -onocr -onlret -ofill -ofdel nl0 cr0 tab0 bs0 vt0 ff0 isig icanon iexten echo echoe echok -echonl -noflsh -xcase -tostop -echoprt echoctl echoke

Пример 1 . Настройки терминальной линии

При виде столь обширных возможностей Мефодий немедленно взялся читать руководство (man stty), однако нашёл в нём не так уж много для себя полезного. Из управляющих символов (строки со второй по четвёртую) интересны « ^S » и « ^Q », с помощью которых можно, соответственно, приостановить и возобновить выдачу на терминал (если текста вывелось уже много, а прочесть его не успеваешь). Можно заметить, что настройка erase (удаление одного символа) соответствует управляющему символу, который возвращается клавишей Backspace именно виртуальной консоли Linux - « ^? ». На многих терминалах клавиша Backspace возвращает другой символ - « ^H ». Если необходимо переопределить настройку erase , можно воспользоваться командой « stty erase ^H », причём « ^H » (для удобства) разрешено вводить и как два символа: « ^ » и « H ».

Наконец, чтобы лишить передаваемый символ его управляющих функций (если, например, требуется передать программе на ввод символ с кодом 3 , т. е. « ^C »), непосредственно перед вводом этого символа нужно подать команду « ^V » (lnext):

$ cat | hexdump -C Сейчас нажмём Ctrl+C $ cat | hexdump -C Теперь Ctrl+V, Ctrl+C, enter и Ctrl+D^C 00000000 f4 c5 d0 c5 d2 d8 20 43 74 72 6c 2b 56 2c 20 43 |Теперь Ctrl+V, C| 00000010 74 72 6c 2b 43 2c 20 45 6e 74 65 72 20 c9 20 43 |trl+C, enter и C| 00000020 74 72 6c 2b 44 03 0a |trl+D..| 00000027

Пример 2 . Экранирование управляющих символов

Здесь Мефодий прервал, как и собирался, работу первого из cat . При этом до hexdump , фильтра, переводящего входной поток в шестнадцатеричное предстваление, дело даже не дошло, потому что cat не успел обработать ни одной строки. Во втором случае « ^C » после « ^V » потеряло управляющий смысл и отобразилось при вводе. С ключом « -C » hexdump выводит также и текстовое предстваление входного потока, заменяя непечатные символы точками. Так на точки были заменены и « ^C » (ASCII-код 03), и возвращаемый Enter символ конца строки (ASCII-код 0a , в десятичном виде - 12). Ни « ^V », ни « ^D » на вход hexdump , конечно, не попали: их, как управляющие, обработала система.

Прочие настройки stty относятся к обработке текста при выводе на терминал и вводе с него. Они интересны только в том смысле, что при их изменении работать с комндной оболочкой становится неудобно. Например, настройка echo определяет, будет ли система отображать на экране всё, что вводит пользователь. При включённом echo нажатие любой алфавитно-цифровой клавиши (ввод символа) приводит к тому, что система (устройство типа tty) выведет этот символ на терминал. Настройка отключается, когда с клавиатуры вводится пароль. При этом трудно отделаться от ощущения, что ввода с клавиатуры не происходит. Ещё хуже обстоит дело с настройками, состоящими из кусков вида « i », « o », « cr » и « nl ». Эти настройки управляют преобразованием при вводе и выводе исторически сложившегося обозначения конца строки двумя символами в один , принятый в Linux. Может случиться так, что клавиша Enter терминала возвращает как раз неправильный символ конца строки, а преобразование отключено. Тогда вместо Enter следует использовать « ^J » - символ, на самом деле соответствующий концу строки.

Во всех случаях, когда терминал находится в непонятном состоянии - не реагирует на Enter , не показывает ввода, не удаляет символов, выводит текст «ступеньками» и т. п., рекомендуется «лечить» настройки терминала с помощью stty sane - специальной формы stty , сбрасывающей настройки терминала в некоторе пригодное к работе состояние. Если непонятное состояние терминала возникло однократно, например, после аварийного завершения экранной программы (редактора vim или оболочки mc), то можно воспользоваться командой reset . Она заново настраивает терминал в полном соответствии с системной конфигурацией (указанной в файле /etc/inittab , см. лекцию Этапы загрузки системы) и terminfo .

Если терминал ведёт себя странно, последовательность « ^J stty sane^J » может его вылечить!

Редактирование командной строки

Даже не изучая специально возможностей командной оболочки, Мефодий активно использовал некоторые из них, не доступные при вводе текста большинству утилит (в частности, ни cat , ни hexdump). Речь идёт о клавишах Стрелка влево и Стрелка вправо , с помощью которых можно перемещать курсор по командной строке, и клавише Del , удаляющей символ под курсором, а не позади него. В лекции Терминал и командная строка он уже убедился, что эти команды работают в bash , но не работают для cat . Более того, для простого командного интерпретатора - sh - они тоже не работают.

Следовательно, возможности редактора командной строки специфичны для разных командных оболочек. Однако самые необходимые команды редактирования поддерживаются во всех разновидностях shell сходным образом. По словам Гуревича «во всех видах Linux обязательно есть bash , а если ты достаточно опытен, чтобы устанавливать и настраивать пакеты, можешь установить zsh , у него возможностей больше, чем может понадобиться одному человеку». Поэтому Мефодий занялся изучением документации по bash , что оказалось делом непростым, ибо в bash.info он насчитал более восьми с половиной тысяч строк. Даже про редактирование командной строки написано столько, что за один раз прочесть трудно.

Попытка «наскоком» узнать всё про работу в командной строке принесла некоторую пользу. Во-первых, перемещаться в командной строке можно не только по одному символу вперёд и назад, но и по словам: команды ESCF/ESCB или Alt+F/Alt+B соответственно (от f orward и b ckward), работают также клавиши &home& и &end& , или, что то же самое, « ^A » и « ^E ». А во-вторых, помимо работы с одной командной строкой, существует ещё немало других удобств, о которых и пойдёт речь в этой лекции.

История команд

Двумя другими клавишами со стрелками - вверх и вниз - Мефодий тоже активно пользовался, не подозрвая, что задействует этим весьма мощный механизм bash - работу с историей команд . Все команды, набранные пользователем, bash запоминает и позволяет обращаться к ним впоследствии. По стрелке вверх (можно использовать и « ^P », p revious), список поданных команд «прокручивается» от последней к первой, а по стрелке вниз (« ^N », n ext) - обратно. Соответствующая команда отображается в командной строке как только что набранная, её можно отредактировать и подать оболочке (подгонять курсор к концу строки при этом не обязательно).

Если необходимо добыть из истории какую-то давнюю команду, проще не гонять список истории стрелками, а поискать в ней с помощью команды « ^R » (r everse search). При этом выводится подсказка специального вида («(reverse-i-search)»), подстрока поиска (окружённая символами ` и ") и последняя из команд в истории, в которой эта подстрока присутствует:

$ ^R | (reverse-i-search)`": i | (reverse-i-search)`i": ls i n | (reverse-i-search)`in": info f | (reverse-i-search)`inf": info o | (reverse-i-search)`info": info ^R | (reverse-i-search)`info": man info ^R | (reverse-i-search)`info": info "(bash.info.bz2)Commands For History"

Пример 3 . Поиск по истории команд

Пример представляет символы вводимые Мефодием (в левой части до « | ») и содержимое последней строки терминала. Это «кадры» работы с одной и той же строкой, показывающие, как она меняется при наборе. Набрав «info», Мефодий продолжил поиск этой подстроки, повторяя « ^R » до тех пор, пока не наткнулся на нужную ему команду, содержащую подстроку « info ». Осталось только передать её bash с помощью Enter .

Чтобы история команд могла сохраняться между сеансами работы пользователя, bash записывает её в файл.bash_history , находящийся в домашнем каталоге пользователя. Делается это в момент завершения оболочки: накопленная за время работы история дописывается в конец этого файла. При следующем запуске bash считывает.bash_history целиком. История хранится не вечно, количество запоминаемых команд в.bash_history ограничено (обычно 500 командами, но это можно и перенастроить).

Сокращения

Поиск по истории - удобное средство: длинную командную строку можно не набирать целиком, а выискать и использовать. Однако давнюю команду придётся добывать с помощью нескольких « ^R » - а можно и совсем не доискаться, если она уже выбыла оттуда. Для того, чтобы оперативно заменять короткие команды длинными, стоит воспользоваться сокращениями (aliases). В конфигурационных файлах командного интерпретатора пользователя обычно уже определено несколько сокращений, список которых можно посмотреть с помощью команды alias без параметров:

$ alias alias cd..="cd .." alias cp="cp -i" alias l="ls -lapt" alias ll="ls -laptc" alias ls="ls --color=auto" alias md="mkdir" alias mv="mv -i" alias rd="rmdir" alias rm="rm -i"

Пример 4 . Просмотр заранее определённых сокращений

С сокращениями Мефодий уже сталкивался в лекции Права доступа , где команда ls отказалась работать в согласии с теорией. Выяснилось, что по команде ls вместо утилиты /bin/ls bash запускает собственную команду-сокращение, превращающееся в команду ls --color=auto . Повторно появившуюся в команде подстроку « ls » интерпретатор уже не обрабатывает, во избежание вечного цикла. Например, команда ls -al превращается в результате в ls --color=auto -al . Точно так же любая команда, начинающаяся с rm , превращается в rm -i (i nteractive), что Мефодия крайне раздражает, потому что ни одно удаление не обходится без вопросов в стиле «rm: удалить обычный файл ` файл "?».

$ unalias cp rm mv $ alias pd=pushd $ alias pp=popd $ pd /bin /bin ~ $ pd /usr/share/doc /usr/share/doc /bin ~ $ cd /var/tmp $ dirs /var/tmp /bin ~ $ pp /bin ~ $ pp ~ $ pp -bash: popd: directory stack empty

Пример 5 . Использование сокращений и pushd/popd

От надоедливого « -i » Мефодий избавился с помощью команды unalias , а заодно ввёл сокращения для полюбившихся ему команд bash - pushd и popd . Эти команды, подобно cd , меняют текущий каталог.

Они названы по аналогии с операциями работы со стеком - push и pop .

Разница состоит в том, что pushd все каталоги, которые пользователь делает текущими, запоминает в особом списке (стеке). Команда popd удаляет последний элемент этого стека, и делает текущим каталогом предпоследний. Обе команды вдобавок выводят содержимое стека каталогов (то же самое делает и команда dirs). Команда cd в bash также работает со стеком каталогов: она заменяет его последний элемент новым.

Команда-сокращение Внутренняя команда shell, задаваемая пользователем. Обычно заменяет одну более длинную команду, которая часто используется при работе в командной строке. Сокращения не наследуются с окружением.

Достраивание

Сокращения позволяют быстро набирать команды , однако никак не затрагивают имён файлов , которые чаще всего и оказываются параметрами этих команд. Бывает, что набранной строки - пути к файлу и нескольких первых букв его имени - достаточно для однозначного указания на этот файл, потому что по введённому пути болшьше файлов, чьё имя начинается на эти буквы, просто нет. Чтобы не дописывать оставшиеся буквы (а имена файлов в Linux могут быть весьма длинными), Гуревич посоветовал Мефодию нажать клавишу Tab . И - о чудо! - bash сам достроил начало имени файла до целого (снова воспользуемся методом «кадров»):

$ ls -al /bin/base Tab | $ ls -al /bin/basename -rwxr-xr-x 1 root root 12520 Июн 3 18:29 /bin/basename $ base Tab | $ basename Tab | $ basename ex Tab | $ basename examples/ Tab | $ basename examples/-filename-with- -filename-with-

Пример 6 . Использование достраивания

Дальше - больше. Оказывается, и имя команды можно вводить не целиком: оболочка догадается достроить набираемое слово именно до команды, раз уж это слово стоит в начале командной строки. Таким образом, команду basename examples/-filename-with- Мефодий набрал за восемь нажатий на клавиатуру (« base » и четыре Tab)! Ему не пришлось вводить начало имени файла в каталоге examples , потому что файл там был всего один.

Выполняя достраивание (completion), bash может вывести не всю строку, а только ту её часть, относительно которой у него нет сомнений. Если дальнейшее достраиване может пойти несколькими путями, то однократное нажатие Tab приведёт к тому, что bash растерянно пискнет, а повторное - к выводу под командной строкой списка всех возможных вариантов.

Все терминалы должны уметь выдавать звуковой сигнал при выводе управляющего символа « ^G ». Для этого не нужно запускать никаких дополнительных программ: «настоящие» терминалы имеют встроенный динамик, а виртуальные консоли обычно пользуются системным («пищалкой»). В крайнем случае разрешается привлекать внимание пользователя другими способами: например, эмулятор терминала screen пишет в служебной строке «wuff-wuff» («гав-гав»).

В этом случае надо подсказать командной оболочке продолжение: дописать несколько символов, определяющих, по какому пути пойдёт достраивание, и снова нажать Tab .

Поиск ключевого слова «completion» по документации bash выдал так много информации, что Мефодий обратился к Гуревичу за помощью. Однако тот ответил, что не использует bash , и поэтому не в состоянии объяснять тонкости его нстройки. Если в bash - несколько типов достраивания (по именам файлов, по именам команд и т. п.), то в zsh их сколько угодно : существует способ запрограммировать любой алгоритм достраивания и задать шаблон командной строки, в которой именно этот способ будет применяться.

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.

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 .