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pravi
Asked: 2025-02-24 00:03:41 +0800 CST

这个标准输入运算符（0<）在 Linux 中如何工作？

  • 772

假设 Linux 中有两个文件。FileA和FileB都包含一些不同的水果列表。我应用以下命令。

diff fileA fileB > file.diff

接下来，我执行以下命令

patch fileA 0< file.diff

上述命令根据file.diff给出的输入修补（更正）原始文件（fileA ） ，并将输出发送到fileA（这是我的理解，我可能错了）。换句话说，fileA和fileB匹配。

据我所知，“0<” 是标准输入的重定向符号。现在，由于标准输入是键盘，patch 命令不应该从键盘读取而不是从file.diff读取吗？上述命令如何工作？

linux

4 个回答

  1. Best Answer

    该答案是使用 Bash shell 测试的。

    以下命令相同。1是默认值，因此可以省略。 基本上， 的标准输出diff从屏幕重定向到文件file.diff。

    diff fileA fileB > file.diff
diff fileA fileB 1> file.diff

    以下命令相同。0是默认值，因此可以省略。基本上，标准输入patch从键盘重定向到文件file.diff。

    patch fileA 0< file.diff
patch fileA < file.diff

    我将尝试通过以下内容进行解释。当我输入命令时tty，我得到以下输出。

    /dev/pts/0

    这意味着终端窗口已被分配文件名/dev/pts/0。标准输入和标准输出分别被分配文件名/dev/fd/0和/dev/fd/1。

    下面的命令测试标准输入 ( /dev/fd/0) 和终端窗口 ( /dev/pts/0) 是否具有相同的设备和 inode 值。换句话说，测试它们是否相同。在本例中，输出为true。

    if [[ /dev/fd/0 -ef /dev/pts/0 ]]; then echo "true"; else echo "false"; fi

    以下命令测试标准输入 ( /dev/fd/0) 和文件是否file.diff具有相同的设备和 inode 值。在这种情况下，输出为false。

    if [[ /dev/fd/0 -ef file.diff ]]; then echo "true"; else echo "false"; fi

    但是，如果标准输入被重定向为来自文件file.diff，如下所示，那么输出它true。

    if [[ /dev/fd/0 -ef file.diff ]]; then echo "true"; else echo "false"; fi < file.diff

    到目前为止，我的回答已经解释了使用 Bash shell 时重定向的行为。此行为在所有操作系统上都应该一致。我避免了实现细节，因为这在不同的操作系统上可能会有所不同。您可能对一些实现细节感兴趣，因此我针对 Ubuntu Linux 介绍了以下内容。

    下面的输出显示标准输入（/dev/fd/0）和标准输出（/dev/fd/1）是终端窗口（/dev/pts/0）的符号链接。

    无重定向

    以下是将标准输入重定向到文件 时的结果file.diff。现在，标准输入 ( /dev/fd/0) 已更改为文件 的符号链接file.diff。

    重定向

    • 10

  2. “0<” 是标准输入的重定向符号（据我所知）。现在，由于标准输入是键盘，patch 命令不应该从键盘读取而不是从 file.diff 读取吗？上述命令如何工作？

    不是。标准输入连接到键盘（或者更准确地说，连接到操作系统提供键盘输入的“tty”设备）。在任何时候，都可以关闭连接并在其位置打开其他东西 - 术语“标准输入”指的是特定的连接“槽”，而不是它去往的地方。（这就是为什么它被称为“标准输入”而不是“键盘输入”。）

    这些数字不仅仅是 shell 语法；它们表示程序本身如何处理打开的文件。在每个进程中，每个“打开的文件”都由一个数字（文件描述符，或 Windows 所称的句柄）表示，并且所有读/写调用都基于该数字。按照标准惯例，无论哪个打开的文件被分配了文件描述符，0它都是“标准输入”。

    如果您从终端启动程序，则终端的“tty”将预先打开为 FD 0- 或者更确切地说，从已经打开的 shell继承1- 因此是程序的标准输入。（标准输出和2标准错误也是如此。）然后“diff”程序本身将需要打开一些文件，因此它将调用open("fileA", ...)，并且 fileA 将作为 FD 打开3，依此类推。

    但是就像程序可以关闭它自己打开的任何文件一样（例如，它可以通过执行来关闭文件A close(3)），它也可以执行close(0)来关闭其标准输入并在其位置打开其他文件；只要新打开的文件接收文件描述符，0根据定义它就是“标准输入”。

    shell 可以在启动程序之前执行相同的操作。使用<file.diff或0<file.diff意味着 shell 将关闭其原始 stdin 文件描述符，close(0)并将文件open("file.diff")作为新 FD打开0，然后该文件将成为新的 stdin，由“diff”程序继承。（这发生在 shell 为启动“diff”而创建的子进程中，而不会影响主 shell 进程。）现在，当 diff 调用时，read(0, …)它将从文件中读取。

    附注：

    通常open()使用最低可用的文件描述符，例如，如果 0 刚刚关闭，则下一个打开的文件将再次为 0。如果需要更精确的控制，dup2()可用于选择特定的 FD。

    可以重定向任何文件描述符，例如，5>file.txt将为程序提供一个5与该文件相对应的预打开的 FD，但这仅在程序期望接收一个 FD 时才有用；否则它将保持打开状态但未被使用。（某些程序有可用于传递其他 FD 的选项gpg --status-fd=。）

    Windows 具有类似的概念，其 cmd.exe 甚至具有相同的2>语法，但 Windows 文件句柄实际上不是从 0 开始编号的（它们是内存指针），因此 cmd.exe 仅实现 0/1/2 并将它们转换为 Windows 样式的标准句柄。（而 PowerShell 则是它自己的奇怪世界。）

    与 David Anderson 给出的示例类似，ls -l /proc/self/fd仅在 Linux 上，可用于检查其自己的文件描述符，或ls -l /proc/<pid>/fd用于任何其他进程。例如：

    $ ls -l /proc/self/fd 
total 0
lrwx------ 1  users 64 Feb 24 14:38 0 -> /dev/pts/4
lrwx------ 1  users 64 Feb 24 14:38 1 -> /dev/pts/4
lrwx------ 1  users 64 Feb 24 14:38 2 -> /dev/pts/4
lr-x------ 1  users 64 Feb 24 14:38 3 -> /proc/833587/fd/

    这里文件描述符 0 (stdin)、1 (stdout)、2 (stderr) 当前连接到终端（全部从 shell 继承），而 3 由 'ls' 本身打开，当然是列出的目录。如果使用 重定向 stdin <，则会得到：

    $ ls -l /proc/self/fd < ~/test.c
total 0
lr-x------ 1  users 64 Feb 24 14:39 0 -> /home/grawity/test.c
lrwx------ 1  users 64 Feb 24 14:39 1 -> /dev/pts/4
lrwx------ 1  users 64 Feb 24 14:39 2 -> /dev/pts/4
lr-x------ 1  users 64 Feb 24 14:39 3 -> /proc/833693/fd/

    给程序提供了几个无用的文件描述符也是一样：

    $ ls -l /proc/self/fd 5< ~/test.c 9> /dev/null
total 0
lrwx------ 1  users 64 Feb 24 14:41 0 -> /dev/pts/4
lrwx------ 1  users 64 Feb 24 14:41 1 -> /dev/pts/4
lrwx------ 1  users 64 Feb 24 14:41 2 -> /dev/pts/4
lr-x------ 1  users 64 Feb 24 14:41 3 -> /proc/833741/fd/
lr-x------ 1  users 64 Feb 24 14:41 5 -> /home/grawity/test.c
l-wx------ 1  users 64 Feb 24 14:41 9 -> /dev/null
    • 9

  3. 在 Linux 和其他类 Unix 操作系统中

    当 shell 想要运行另一个程序时，它会通过调用 来克隆自己的副本fork()（这看起来似乎很繁重，但通过写时复制的魔力，工作量和资源成本大大降低）。然后，该副本通过调用 将其自身替换为想要运行的程序exec()（实际的 OS 调用是execve()）

    在需要输入或输出重定向的情况下，分叉的副本知道这个，并且这些文件或流在fork()和之间打开exec()，因此原始 shell 保留与原始 I/O 设备的连接，但启动新程序的环境已经改变。

    这在LPG中有详细解释

    • 4

  4. “重定向”这个术语可能有点令人困惑，重定向的是进程的读取调用，因为读取文件描述符（如 STDIN）是拉取而不是推送。进程从“STDIN”拉取数据。

    通常，您有一个连接，将 STDIN 连接到您的键盘。您在键盘上输入的所有内容都将保存在缓冲区中，当进程从“STDIN”读取时，它将从该缓冲区读取并获取您输入的键。

    Process --read-> STDIN --read-> Keyboard-Buffer

    当您使用此命令启动进程时，proc 0< file.diff会将进程的读取调用重定向到 file.diff 的 STDIN。现在有一个从 STDIN 到 file.diff 的连接，而不是键盘。

    Process --read-> STDIN --read-> file.diff

    该过程仍然可以通过访问类似的内容（取决于终端）直接从键盘缓冲区读取/dev/pts/0，但是读取 STDIN 的调用现在将从 file.diff 读取。

    • 0

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