É possível adicionar algum texto no início de um arquivo na CLI sem criar um novo arquivo?

Claro que é possível.

_{(A menos que você também esteja preocupado com arquivos temporários sendo potencialmente criados "sob o capô", já que praticamente todos os editores de texto funcionam dessa maneira. Não digo que seja totalmente impossível evitar qualquer possibilidade de criação de arquivo temporário sob o capô, mas não está coberto nesta resposta.)}

printf '%s\n' '0r file1' x | ex file2

Este é um comando compatível com POSIX usando ex, o antecessor não visual especificado pelo POSIX paravi .

printfé usado apenas aqui para alimentar um comando para o editor. O que printfas saídas são:

0r file1
x

xé salvar e sair.

ré "ler o conteúdo do arquivo nomeado."

0especifica o número da linha após a qual o texto lido deve ser colocado.

Não há muitas maneiras de modificar arquivos no local usando ferramentas padrão. Mesmo que pareçam fazer isso, eles podem estar usando arquivos temporários (ou seja, GNU sed -i).

expor outro lado, fará o truque:

 ex -n -c '0r file2' -c wq file1

exé um editor de linha e vimevoluiu a partir dele, então esses comandos podem parecer familiares. 0r filenamefaz o mesmo que :0r filenameem vim: insere o arquivo especificado após o endereço fornecido (número da linha). O número da linha aqui é 0, que é uma espécie de linha virtual que representa a linha antes da linha 1. Assim, o arquivo será inserido antes de qualquer texto existente.

Então nós temos wqque salva e sai.

Se você notar o comentário abaixo sobre isso ser "muito frágil", leve-o com um grão de sal. Se você quiser usar isso em um script, certifique-se de fazer a validação de pré-condição adequada (existem arquivos, são legíveis/graváveis, etc.). Bons roteiristas estariam fazendo isso de qualquer maneira.

Atualização: adicionei -npara resolver as preocupações do OP sobre como evitar a criação de arquivos temporários. Assumindo que o seu exé implementado como parte vim(como é o caso na maioria dos sistemas modernos), este sinalizador suprimirá a criação normal do arquivo de troca que o vimfaz.

all=$( cat file1 file2 )
echo "$all" > file2

só funciona com arquivos pequenos.

Semelhante à resposta de Jasen, esta é uma base para um utilitário.

A esponja de código no pacote moreutils é projetada para permitir uma capacidade in-loco para quase qualquer programa, embora externamente. Essencialmente, ele absorve a entrada do STDIN e, em seguida, grava a saída coletada em um nome de arquivo, mas NÃO com redirecionamento.

Gostamos da ideia, então criamos um trabalho parecido que coleta dados na memória, ao contrário de um arquivo como a esponja real faz.

Aqui está um trecho de script de shell para ilustrar isso:

# Utility functions: print-as-echo, print-line-with-visual-space.
pe() { for _i;do printf "%s" "$_i";done; printf "\n"; }
pl() { pe;pe "-----" ;pe "$*"; }

pl " Input files data2, data3:"
head data[23]
pe
ls -gGli data[23]

pl " Results, re-write file from memory, preserving inode:"
cat data[23] | ./absorb-memory-public data3
head -v data3
pe
ls -gGli data3

Produzindo:

-----
 Input files data2, data3:
==> data2 <==
hello world
hello bangladesh 

==> data3 <==
Dhaka in Bangladesh
Dhaka is capital of Bangladesh  

1051395 -rw-r--r-- 1 30 Jan  7 08:58 data2
1052221 -rw-r--r-- 1 53 Jan  7 08:58 data3

-----
 Results, re-write file from memory, preserving inode:
==> data3 <==
hello world
hello bangladesh 
Dhaka in Bangladesh
Dhaka is capital of Bangladesh  

1052221 -rw-r--r-- 1 83 Jan  7 08:58 data3

O código perl principal é bastante curto (especialmente sem verificação de erros, cuja adição pode ser desejável):

use warnings;
use strict;
use Carp;

# Avoid hang for argument matching "-version","--version", etc.
exit(0) if @ARGV && $ARGV[0] =~ /-version/;

my ( $file, $f, $memory );
$file = shift || croak("Need a filename.");

$/ = 0777;      # Slurp the entire STDIN
$memory = do { local $/; <> };

open( $f, ">", $file ) || die " Cannot open file \"$file\" for write.\n";

print $f "$memory";

Execute em um sistema como:

OS, ker|rel, machine: Linux, 3.16.0-4-amd64, x86_64
Distribution        : Debian 8.9 (jessie) 
bash GNU bash 4.3.30
perl 5.20.2

Muitas felicidades ... felicidades, drl