stdin, stdout, stderr - Kanäle der Bash¶

Vorab noch ein wenig Hintergrundwissen: Alle Befehle und Programme, welche in der Bash gestartet werden, erhalten drei Kanäle zugewiesen:

• Den Standardeingabekanal stdin, dieser hat die Nummer 0 (null). Normalerweise liest stdin Eingaben von der Tastatur, welche mit dem Terminal verbunden ist.

• Den Standardausgabekanal stdout, dieser hat die Nummer 1 (eins). Normalerweise schreibt stdout Ausgaben auf den Bildschirm, welcher mit dem Terminal verbunden ist.

• Den Standardfehlerkanal stderr, dieser hat die Nummer 2 (zwei). Normalerweise schreibt stderr Ausgaben auf den Bildschirm, welcher mit dem Terminal verbunden ist.

Umleiten der Ausgabe mit >¶

Mit Hilfe des "Größer als" Zeichens > lässt sich die Standardausgabe stdout umleiten. Eine typische (und sehr häufige) Anwendung ist das Umleiten in eine Datei. So schreibt zum Beispiel der Befehl

ls > verzeichnis.txt 

den Inhalt des aktuellen Verzeichnisses in die Datei verzeichnis.txt anstatt in das Terminal.

Es ist aber auch möglich, die Ausgabe an existierende Dateien anzuhängen, in dem man statt ein > zwei >> verwendet. Der Befehl

ls ~/Desktop >> verzeichnis.txt 

hängt den Inhalt von ~/Desktop also an die Datei verzeichnis.txt an.

Neben stdout schreibt auch der Standardfehlerkanal stderr regelmäßig auf das Terminal. Möchte man die Ausgabe von stderr umleiten, muss man 2> statt > verwenden:

ls -la /home/user 2> fehler.txt 

2> heißt soviel wie „leite den Kanal 2 (stderr) um“.

Es lassen sich auch beide Kanäle gleichzeitig in zwei verschiedene Dateien umleiten:

ls -la > verzeichnis.txt 2> fehler.txt 

So wird die Ausgabe von ls in die Datei verzeichnis.txt umgeleitet, Fehlermeldungen in die Datei fehler.txt. Weiterhin ist es auch möglich, beide Kanäle in eine Datei zu leiten:

ls -la > gemeinsam.txt 2>&1 

2>&1 bedeutet also soviel wie „schreibe die Ausgabe von Kanal 2 (stderr) dorthin, wo die Ausgabe von Kanal 1 (stdout) geschrieben wird“.

Natürlich kann man auch bei Kanal 2 zwei größer-als-Zeichen verwenden. So lassen sich z.B. Fehlermeldungen während einer Datensicherung von Tar an eine Logdatei anhängen:

echo "Sicherung" >> backup.log
tar -cf sicherung.tgz "/home" 2>> backup.log 

Die Verwendung von &> leitet sowohl stdout als auch stderr in die angegebene Datei um. Das ist hilfreich u.a. in Bash-Skripten, in denen lediglich der Rückgabewert von Befehlen interessiert, nicht aber der Ausgabetext. Dieses Beispiel beendet ein Skript, wenn irgendeine Datei im Homeverzeichnis geöffnet ist und unterdrückt dabei jegliche Ausgaben:

1
2
3

if lsof ~ &>/dev/null; then
  exit 1;
fi

In alten Versionen der Bash funktionierte die Umleitung mit &>> nicht. Abhilfe schafft das Anhängen von stdout an eine Datei anhängen und die Umleitung von stderr nach stdout. Dieses Beispiel führt ein Kommando aus und hängt sowohl stdout als auch stderr an ein logfile:

./my_command.sh >> results.log 2>&1 

Innerhalb eines Skripts lässt sich die Ausgabe auch global umleiten. Mit

exec > datei.txt 

sowie sämtlicher in diesem Abschnitt genannten Varianten wird die Ausgabe aller nachfolgenden Befehle in die Datei geschrieben. Eine explizite Umleitung ist dann in den Befehlen nicht mehr erforderlich.

Umleitung der Eingabe mit <¶

Mit Hilfe des „Kleiner als“-Zeichens < lässt sich die Standardeingabe (stdin) umleiten. Beispiel:

tr -d '0-9' < datei.txt 

Dieser Aufruf zeigt den Inhalt aus datei.txt ohne Ziffern an.

Bei Verdoppelung des Zeichens << kann man auf der Standardeingabe auch eine Pseudodatei erzeugen (sogenanntes Hier-Dokument), die dann sequenziell gelesen wird. Hinter dem Zeichen ist ein Schlüsselwort einzugeben, welches das „Dateiende“ symbolisiert. Beispiel:

while read d
do
touch $d
done << eod
aufdieplaetze.txt
fertig.txt
los.txt
eod 

In dem Beispiel werden in einem Durchgang drei Dateien mit den im Hier-Dokument enthaltenen Namen erzeugt.

Der Pipe-Operator |¶

Der Pipe-Operator (Pipe = Kurzform für Pipeline) leitet die Ausgabe eines Befehls direkt an einen anderen Befehl weiter (anstatt ins Terminal). Damit kann der zweite Befehl das Ergebnis bzw. die Ausgabe des ersten Befehls weiterverarbeiten. Die allgemeine Syntax lautet (man kann natürlich auch mehr als zwei Befehle miteinander verbinden):

Befehl1 | Befehl2 

Eine typische Anwendung für den Pipe-Operator ist z.B. das Ausrufen eines Befehls, der eine größere Menge an Daten auf stdout schreibt (z.B. Ausgaben von Systemmeldungen wie dmesg oder Ausgaben von Prozessinformationen wie ps und pstree) in Kombination mit Datensortierung (z.B. sort) oder Durchsuchen der Ausgabe nach bestimmten Ausdrücken (z.B. grep). Einige Beispiele:

• Im ersten Beispiel werden alle laufenden Prozesse durch ps ausgegeben, der Pipe-Operator leitet die Ausgabe an sort weiter. sort sortiert die Daten um (absteigende numerische Sortierung, Option -nr) und gibt die umsortierten Daten dann an stdout weiter.

ps ax | sort -nr 

• Im zweiten Beispiel gibt dmesg alle Log-Meldungen des Kernels aus, der Pipe-Operator leitet diese an grep weiter. grep sucht nur nach Zeilen, in denen der Ausdruck usb vorkommt. Die Ausgabe von grep erfolgt dann (standardmäßig) auf stdout (der Parameter -n sorgt dafür, dass grep die Zeilen nummeriert).

dmesg | grep -n USB 

• Im dritten Beispiel kommen mehrere Pipelines zum Einsatz. Das zweite Beispiel wird durch einen weiteren Pipe-Operator und den Befehl tail ergänzt. Somit werden nur noch die letzten zehn Zeilen angezeigt.

dmesg | grep -n USB | tail 

• Natürlich lässt sich der Pipe-Operator auch mit der Umleitung von stdin und stdout kombinieren, zum Beispiel:

grep usb < alle-meldungen.log | tail > usb-meldungen.log 

grep < alle-meldungen.log usb | >usb-meldungen.log tail 

tee - Ausgabe verdoppeln¶

Das Programm tee liest von der Standardeingabe stdin und verdoppelt die eingelesenen Daten. Die Daten werden dann je einmal an eine Datei und an die Standardausgabe stdout weitergeleitet. tee ist im essentiellen Paket

• coreutils

von Ubuntu enthalten und ist deshalb auf jedem System installiert.

Die allgemeine Syntax lautet:

tee [OPTIONEN] Ausgabedatei 

tee kennt die folgenden Optionen:

Üblicherweise wird tee in einer Pipe verwendet, wie z.B.:

ls -la | tee alle_dateien.txt | grep '\.png$' 

Es wird das ausführliche Inhaltsverzeichnis angezeigt, einmal (vollständig) in die Datei alle_dateien.txt geschrieben und einmal an grep weitergeleitet, welches nur alle png-Dateien auf stdout ausgibt.

Links¶

• script - Terminalsitzung mitschneiden

• Shell/Befehlsübersicht Übersicht über verschiedene Shell-Befehle