Перенаправление стандартных ввода-вывода и ошибок. Перенаправление ввода вывода Linux

• Перевод

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

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

Три стандартных потока ввода/вывода

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

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

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

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

Перенаправление стандартного потока вывода

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

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

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

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

$ mv date.txt trace1.txt

Перенаправление стандартного потока ввода

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

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

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

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

Перенаправление стандартного потока ошибок

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

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

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

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

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

$ find / -name wireless &> results.txt

Итоги

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

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!

Доброго времени, читатели моего !
В данной статье хочу систематизировать свои знания по основным принципам работы программных потоков и каналов в интерпретаторе и в общем в ОС Linux, а так же о возможностях перенаправления данных потоков .
В самом начале хочу отметить, что интерпретатор работает с тремя стандартными потоками:

1. stdout это стандартный поток вывода , который обеспечивает вывод команды. Дескриптор потока равен 1.
2. stderr это стандартный поток ошибок , который выводит ошибки команд. Его дескриптор равен 2.
3. stdin это стандартный поток ввода , который обеспечивает ввод командам. Его дескриптор равен 0.

Теперь простыми словами опишем, что эти три пункта обозначают:

stdout - стандартный поток вывода. Это, говоря простым языком, та информация, которую мы видим в интерпретаторе при выполнении команд. То есть все сообщения (без сообщений об ошибках), которые выполняемая в интерпретаторе команда сообщает и выводит на терминал (читай - экран). (вывод на экран задан по умолчанию, но можно указать и вывод, например в файл или перенаправление в другую команду, как это делается, расскажу ниже)

stderr - поток ошибок. Это ошибки при выполнении команд в bash, которые по умолчанию выводятся на stdout, то есть на терминал (опять же, если не указан вывод в другое место)

stdin - поток ввода. Это, говоря простым языком - то, что мы вводим с клавиатуры в интерпретатор для выполнения команды.

Очень хорошо данные потоки изображены на рисунке, взятом с http://rus-linux.net/:

На данном изображении: Stdin , показан зеленым, имеет дескриптор 0
Stdout , показан красным, имеет дескриптор 1
Stderr , показан синим, имеет дескриптор 2

Далее расскажу, как данные потоки можно перенаправить в/из файл. То есть при выполнении команды, чтобы сообщения или ошибки выводились не на экран, а записывались в файл. Для чего это нужно? Ну например вы выполняете какую-то команду, у которой вывод не помещается в окно терминала. Вы указываете сохранять стандартный вывод в один файл, а стандартный поток ошибок в другой. Тем самым, все ошибки и если нужно стандартный вывод, можно будет посмотреть подробно, открыв сохраненные файлы.

Итак, перенаправление потоков выполняется следующим образом:

$ command n>file

В данной строке показано: выполнение команды command и перенаправление потока (где n = дескриптору потока) в файл file. При выполнении данного перенаправления, если конечный файл существует, он будет перезаписан . При этом, если n не указан, то предполагается стандартный вывод.

$ command n>>file

Данная команда имеет аналогичный синтаксис, но тут указан символ ">>". При данном перенаправлении, если конечный файл существует, то вывод команды будет добавлен к имеющимся данным.

$ command < file

в данном примере команда command выполняется и использует в качестве источника ввода, файл file, вместо ввода с клавиатуры

Иногда возникает необходимость объединить стандартный поток ошибок со стандартным потоком вывода, чтобы можно было обрабатывать ошибки и обычные результаты работы программы вместе. для этих целей используется комбинация с символом: &. Пример выполнения данного действия:

Find / -name .name_file > /path/to/file 2>&1

При выполнении данной команды, происходит поиск файла от корня файловой системы с именем .name_file и перенаправление результатов поиска (stdout и stderr) в файл /path/to/file . Конструкция > /path/to/file 2>&1 перенаправляет стандартный вывод в /path/to/file и вывод ошибок в стандартный вывод. При этом: написание 2>&1 перед > не будет работать, так как когда интерпретатор прочитает 2>&1 , он еще не знает куда перенаправлен стандартный поток вывода, поэтому потоки ошибок и вывода не будут объединены.

$ command > file 2>&1

аналогична написанию:

$ command &> file

$ command 2>&file

Если необходимо проигнорировать вывод, его можно направить в устройство /dev/null, это своего рода "черная дыра", принимающая любое количество информации и превращающая ее в ничто.

Думаю приведенной информации о перенаправлении потоко будет достаточно для понимания сути, теперь расскажу о конвеерной передаче .

Конвеер в Linux - это возможность нескольких программ работать совместно, когда выход одной программы непосредственно передается на вход другой без использования промежуточных временных файлов. Синтаксис использования конвеера следующий:

$ command1 | command2

В данном примере выполняется команда command1 , ее поток вывода используется, как поток ввода при выполнении command2 .

На сегодня все. Буду рад комментариям и дополнениям. Спасибо.

С Уважением, Mc.Sim!

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.

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

В следующей таблице представлены доступные дескрипторы.

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

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

Дублирование дескрипторов

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

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

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

Перенаправление ввода команд (<)

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

sort

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

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

Примечание

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

Перенаправление вывода команд (>)

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

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

dir>dirlist.txt

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

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

netsh routing dump > c:\route.cfg

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

Примечание.

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

Использование оператора «<&» для перенаправления ввода и дублирования

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

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

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

sort< file.txt

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

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

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

Использование оператора «>&» для перенаправления ввода и дублирования

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

Для дублирования определенного пользователем дескриптора 3 в дескриптор 1 введите:

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

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

Использование оператора «>>» для добавления вывода

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

dir>>dirlist.txt

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

netstat>>tcpinfo.txt

Иногда удобнее записывать это следующим образом:

SET OutFile="%~n0.html" > %OutFile% ECHO ^ >> %OutFile% ECHO ^ >> %OutFile% ECHO ^best page^ >> %OutFile% ECHO ^ >> %OutFile% ECHO ^ >> %OutFile% ECHO Hello World >> %OutFile% ECHO ^ >> %OutFile% ECHO ^

Использование оператора канала (|)

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

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

Комбинирование команд с операторами перенаправления

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

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

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

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

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

Наличие канала (|) указывает cmd.exe , что выход команды DIR нужно отправить команде-фильтру find . Команда find выбирает только те имена файлов, в которых содержится строка «LOG». Команда more выводит на экран имена файлов, полученные командой find с паузой после заполнения каждого экрана. Дополнительные сведения о командах-фильтрах смотри в разделе