Свободные программы и системы в школе
Шрифт:
В примере на Рис. 1-28 Алиса перенаправляет вывод команды «cat», используя символ «>» со следующим за ним именем файла («Вечера»), в который перенаправляется вывод.
В этом примере строки ввода уже не дублируются выводом на терминал, а поданная после завершения ввода команда «ls» показывает, что действительно появился файл с названием «Вечера» и размером 173 байта, что соответствует длине введенного текста 24 .
24 В восьмибитной (однобайтовой) кодировке. В кодировке UTF8 размер файла был бы почти в два раза больше, поскольку одному кириллическому символу в ней соответствует двухбайтовая (шестнадцатибитовая)
Перенаправляться может не только вывод, но и ввод, и Алиса может воспользоваться этим, чтобы вывести с помощью все той же команды «cat» содержимое созданного ею файла на терминал. Перенаправление ввода осуществляется указанием имени файла после символа «<» (Рис. 1-29).
Эти два символа («>» для перенаправления вывода и «<» для перенаправления ввода) легко запомнить, поскольку они графически соответствуют «стрелкам», указывающим «в файл» или «из файла». Промежутки до и после символов «<» и «>» игнорируются.
Перенаправление ввода и вывода может использоваться и одновременно. Команда на Рис. 1-30 копирует построчно файл «Вечера» в файл «Вечера_2».
Результат, в общем, совпадает с результатом простого копирования «cp Вечера Вечера_2», хотя и достигается другим способом. Порядок указания файлов перенаправления ввода и вывода значения не имеет.
Если файл, в который перенаправляется вывод, уже существует, он будет опустошен. Оболочка при этом может запрашивать подтверждение на опустошение файла.
Часто бывает желательно перенаправить вывод в файл, не уничтожая его содержимого, а дописывая новые строки к уже существующим. Для этого оболочка поддерживает перенаправление вывода в конец существующего файла, обозначаемое «двойной стрелкой» «>>» (Рис. 1-31).
Как и перенаправление вывода в файл, перенаправление вывода в конец файла может применяться совместно с переназначением ввода.
Важно понимать, что возможность переназначения ввода-вывода является свойством не отдельных программ, а системы в целом. Символы перенаправления и соответствующие имена файлов не передаются самим командам в качестве аргументов. Оболочка самостоятельно назначает файлы ввода-вывода любой команды. В частности, можно переназначить вывод любой из рассматривавшихся выше команд, например, «ls» (Рис. 1-32).
Кроме стандартного ввода и стандартного вывода, каждая команда открывает еще один файл для вывода ошибок. Команда записывает в стандартный вывод то, что от нее ожидается, а в вывод ошибок – пишет сообщения об ошибках, предупреждения и диагностические сообщения. Как и первые два файла, по умолчанию вывод ошибок ассоциирован с терминалом. Перенаправление стандартного ввода и стандартного вывода не влияет на вывод ошибок.
В примере на Рис. 1-33 сообщение об отсутствии файла «Вечера_3» было выведено на терминал, хотя стандартный вывод был перенаправлен в файл «список».
Перенаправить вывод ошибок можно, использовав конструкцию «2>» со следующим за ней именем файла (Рис. 1-34).
Двойка перед символом перенаправления в этой конструкции означает порядковый номер (дескриптор) канала ввода-вывода; стандартный ввод и стандартный вывод имеют дескрипторы 0 и 1, соответственно 25 , а запись «<», «>», «>>» является сокращением от «0<», «1>», «1>>», соответственно 26 .
25 Программистам дескрипторы 0, 1, 2 известны также как «STDIN», «STDOUT», «STDERR».
26 Команда может открывать и большее количество файлов ввода-вывода, но лишь три из них ассоциируются с терминалом автоматически при ее подаче.
Так же, как и стандартный вывод, вывод ошибок может быть переназначен в конец существующего файла конструкцией «2>>».
Если же необходимо переназначить и стандартный вывод, и вывод ошибок в один файл, в командную строку следует, помимо переназначения стандартного вывода включить еще и конструкцию «2>&1», означающую «переназначить второй канал туда же, куда и первый» (Рис. 1-35).Стандартные файлы-устройства
Бывает желательно подавить стандартный вывод или вывод ошибок вообще. Некоторые команды предусматривают для этого особые ключи, но в общем случае можно воспользоваться все той же возможностью переназначения вывода. Для этого в любой стандартной системе существует специальный файл, представляющий собою фиктивное «нуль-устройство». Его полное имя «/dev/null». Запись в него любых данных не приводит к какому-либо результату, они как бы «бесследно исчезают» 27 . В «/dev/null» можно переназначить как стандартный вывод, так и вывод ошибок.
27 Отсюда фольклорное название «битодробилка» и многочисленные шутки, касающиеся того, как бы могло выглядеть соответствующее устройство, выполненное «в железе», и как бороться с переполнением «/dev/null».
На «/dev/null» можно также переназначить и стандартный ввод; из него всегда читается пустой файл: подача команды «cat </dev/null >пустой_файл» приведет к появлению в текущем каталоге пустого файла «пустой_файл» (или опустошению существующего файла с таким именем).
Еще один интересный специальный файл-устройство – «/dev/tty». Это весьма абстрактное устройство, соответствующее терминалу, с которого запущена оболочка. Перенаправление вывода в или ввода из этого устройства не дает никакого видимого эффекта, поскольку совпадает с умолчанием (можно считать, что, если в команде явным образом не присутствуют перенаправления, ввод-вывод неявным образом направлен так: «</dev/tty >/dev/tty 2>/dev/tty»), но его указание может пригодиться для команд, вводящих текст из файла, указанного в качестве операнда, или выводящих текст в такой файл.
Если Алиса взглянет на перечисленные файлы с помощью команды «ls -l» (Рис. 1-36), она обнаружит, что в поле «тип» присутствует не встречавшийся до сих пор символ «c».
Символ «c» означает «устройство с посимвольным вводом-выводом» 28 .
Эти файлы устройств должны присутствовать в любой стандартной открытой системе, так же, как и содержащий их каталог «/dev/». Кроме них, в большинстве реализаций этот каталог содержит множество (сотни или даже тысячи) файлов (иногда организованных в подкаталоги), представляющих различные физические или виртуальные устройства. Любое устройство в открытой ОС представлено в виде файла. Некоторые из них (например, терминалы) представляют собой устройства с посимвольным вводом-выводом, некоторые (например, магнитные диски) – с поблочным. Тип файла-устройства с поблочным вводом-выводом обозначается буквой «b».
28 Также в строках вывода команды «ls -l» отсутствует поле «размер»; его место занимают пары чисел, называемых старшим и младшим номерами устройства (в данном случае «5, 1», «1, 3» и «5, 0»). Их значения зависят от конкретной реализации и интересны, как правило, администратору системы, но не обычному пользователю.
Оболочка как команда
Пожалуй, наиболее убедительной демонстрацией единства принципов открытых систем является следующий пример. Запишем в файл «сценарий» строки, соответствующие каким-либо уже известным нам командам (например, «date», «cal») и дадим команду «sh <сценарий» (Рис. 1-37).
Команда «sh» является ни чем иным, как запуском еще одной оболочки, такой же 29 , как та, с которой Алиса работает, вводя команды с терминала. Поскольку ввод перенаправлен, команды читаются не с терминала, а из файла.
29 В большинстве реальных ситуаций пользователь работает не со стандартной оболочкой «sh», а с усовершенствованной оболочкой, такой как «bash» или «zsh», совместимой сверху вниз со стандартной. При этом команда «sh» может быть, в зависимости от конкретной ОС, либо синонимом такой усовершенствованной, либо также включенной в систему строго стандартной оболочкой.