Приложение D. Подробное введение в операции ввода-вывода и перенаправление ввода-вывода

написано Stephane Chazelas и дополнено автором документа

Практически любая команда предполагает доступность 3-х файловых дескрипторов. Первый -- 0 (стандвртный ввод, stdin), доступный для чтения. И два других -- 1 (stdout) и 2 (stderr), доступные для записи.

Запись, типа ls 2>&1, означает временное перенаправление вывода, с устройства stderr на устройство stdout.

В соответствии с соглашениями, команды принимают ввод из файла с дескриптором 0 (stdin), выводят результат работы в файл с дескриптором 1 (stdout), а сообщения об ошибках -- в файл с дескриптором 2 (stderr). Если какой либо из этих трех дескрипторов окажется закрытым, то могут возникнуть определенные проблемы:

bash$ cat /etc/passwd >&-
cat: standard output: Bad file descriptor
     

К примеру, когда пользователь запускает xterm, то он сначала выполняет процедуру инициализации, а затем, перед запуском командной оболочки, xterm трижды открывает терминальные устройства (/dev/pts/<n>, или нечто подобное).

После этого, командная оболочка наследует эти три дескриптора, и любая команда, запускаемая в этой оболочке, так же наследует их. Термин перенаправление -- означает переназначение одного файлового дескриптора на другой (канал (конвейер) или что-то другое). Переназначение может быть выполнено локально (для отдельной команды, для группы команд, для подоболочки, для операторов while, if, case, for...) или глобально (с помощью exec).

ls > /dev/null -- означает запуск команды ls с файловым дескриптором 1, присоединенным к устройству /dev/null.

bash$ lsof -a -p $$ -d0,1,2
COMMAND PID     USER   FD   TYPE DEVICE SIZE NODE NAME
 bash    363 bozo        0u   CHR  136,1         3 /dev/pts/1
 bash    363 bozo        1u   CHR  136,1         3 /dev/pts/1
 bash    363 bozo        2u   CHR  136,1         3 /dev/pts/1


bash$ exec 2> /dev/null
bash$ lsof -a -p $$ -d0,1,2
COMMAND PID     USER   FD   TYPE DEVICE SIZE NODE NAME
 bash    371 bozo        0u   CHR  136,1         3 /dev/pts/1
 bash    371 bozo        1u   CHR  136,1         3 /dev/pts/1
 bash    371 bozo        2w   CHR    1,3       120 /dev/null


bash$ bash -c 'lsof -a -p $$ -d0,1,2' | cat
COMMAND PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE NODE NAME
 lsof    379 root    0u   CHR  136,1         3 /dev/pts/1
 lsof    379 root    1w  FIFO    0,0      7118 pipe
 lsof    379 root    2u   CHR  136,1         3 /dev/pts/1


bash$ echo "$(bash -c 'lsof -a -p $$ -d0,1,2' 2>&1)"
COMMAND PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE NODE NAME
 lsof    426 root    0u   CHR  136,1         3 /dev/pts/1
 lsof    426 root    1w  FIFO    0,0      7520 pipe
 lsof    426 root    2w  FIFO    0,0      7520 pipe

Упражнение: Проанализируйте следующий сценарий.

#! /usr/bin/env bash

mkfifo /tmp/fifo1 /tmp/fifo2
while read a; do echo "FIFO1: $a"; done < /tmp/fifo1 &
exec 7> /tmp/fifo1
exec 8> >(while read a; do echo "FD8: $a, to fd7"; done >&7)

exec 3>&1
(
 (
  (
   while read a; do echo "FIFO2: $a"; done < /tmp/fifo2 | tee /dev/stderr | tee /dev/fd/4 | tee /dev/fd/5 | tee /dev/fd/6 >&7 &
   exec 3> /tmp/fifo2

   echo 1st, to stdout
   sleep 1
   echo 2nd, to stderr >&2
   sleep 1
   echo 3rd, to fd 3 >&3
   sleep 1
   echo 4th, to fd 4 >&4
   sleep 1
   echo 5th, to fd 5 >&5
   sleep 1                                                                                              
   echo 6th, through a pipe | sed 's/.*/PIPE: &, to fd 5/' >&5                                          
   sleep 1                                                                                              
   echo 7th, to fd 6 >&6                                                                                
   sleep 1                                                                                              
   echo 8th, to fd 7 >&7
   sleep 1                                                                                              
   echo 9th, to fd 8 >&8                                                                                
                                                                                                        
  ) 4>&1 >&3 3>&- | while read a; do echo "FD4: $a"; done 1>&3 5>&- 6>&-                                
 ) 5>&1 >&3 | while read a; do echo "FD5: $a"; done 1>&3 6>&-
) 6>&1 >&3 | while read a; do echo "FD6: $a"; done 3>&-                                                 
                                                                                                        
rm -f /tmp/fifo1 /tmp/fifo2


# Выясните, куда переназначены файловые дескрипторы каждой команды и подоболочки.

exit 0