Понимание подстановки команд чтения файлов в Bash

Я пытаюсь понять, как именно Bash обрабатывает следующую строку:

$(< "$FILE")

Согласно странице руководства Bash, это эквивалентно:

$(cat "$FILE")

и я могу следовать линии рассуждений для этой второй строки. Bash выполняет раскрытие переменной $FILE, вводит подстановку команды, передает значение $FILEto cat, cat выводит содержимое $FILEна стандартный вывод, подстановка команды завершается заменой всей строки стандартным выводом, полученным из команды внутри, и Bash пытается выполнить ее следующим образом: простая команда.

Однако для первой строки, о которой я упоминал выше, я понимаю это так: Bash выполняет подстановку переменных $FILE, Bash открывается $FILEдля чтения на стандартном вводе, каким-то образом стандартный ввод копируется в стандартный вывод , подстановка команд завершается, и Bash пытается выполнить результирующий стандарт. вывод.

Может кто-нибудь объяснить мне, как содержимое $FILEот стандартного ввода к стандартному выводу?

<Не является непосредственно аспектом замещения Баш команды . Это оператор перенаправления (например, конвейер), который некоторые оболочки разрешают без команды (POSIX не определяет это поведение).

Возможно, это было бы более понятно с большим количеством пробелов:

echo $( < $FILE )

это фактически * то же самое, что и более POSIX-безопасный

echo $( cat $FILE )

... что также эффективно *

echo $( cat < $FILE )

Давайте начнем с этой последней версии. Это работает catбез аргументов, что означает, что он будет читать из стандартного ввода. $FILEперенаправляется на стандартный ввод из-за <, поэтому catпомещает его содержимое в стандартный вывод. Затем $(command)подстановка выводит catвыходные данные в аргументы для echo.

В bash(но не в стандарте POSIX), вы можете использовать <без команды. bash(и , zshи , kshно не dash) будет интерпретировать это как если бы cat <, хотя и не вызывая новый подпроцесс. Поскольку это встроено в оболочку, это быстрее, чем буквальное выполнение внешней команды cat. * Вот почему я говорю «фактически так же, как».

$(<file)(также работает с `<file`) - специальный оператор оболочки Korn, скопированный с помощью zshи bash. Это действительно похоже на подстановку команд, но это не совсем так.

В оболочках POSIX простая команда:

< file var1=value1 > file2 cmd 2> file3 args 3> file4

Все части являются необязательными, вы можете иметь только перенаправления, только команды, только назначения или комбинации.

Если есть перенаправления, но нет команды, перенаправления выполняются (то есть, > fileони открываются и усекаются file), но тогда ничего не происходит. Так

< file

Открывается fileдля чтения, но тогда ничего не происходит, так как нет команды. Так что fileтогда закрыто и все. Если бы $(< file)была простая подстановка команд , то она бы расширилась до нуля.

В спецификации POSIX , в $(script), если scriptсостоит только из перенаправлений, что дает неопределенный результат . Это позволяет этому особому поведению оболочки Korn.

В ksh (здесь протестировано с ksh93u+), если скрипт состоит из одной и только одной простой команды (хотя комментарии разрешены до и после), которая состоит только из перенаправлений (без команды, без назначения) и если первое перенаправление является stdin (fd 0) только перенаправление ввода <, <<или <<<:

• $(< file)
• $(0< file)
• $(<&3)(также $(0>&3)фактически, поскольку это - тот же самый оператор)
• $(< file > foo 2> $(whatever))

но нет:

• $(> foo < file)
• ни $(0<> file)
• ни $(< file; sleep 1)
• ни $(< file; < file2)

затем

• все, кроме первого перенаправления игнорируются (они анализируются)
• и он расширяется до содержимого файла / heredoc / herestring (или чего угодно, что может быть прочитано из файлового дескриптора, если используются такие вещи <&3), минуя завершающие символы новой строки.

как будто используя, $(cat < file)кроме этого

• чтение выполняется внутри оболочки, а не cat
• ни труба, ни дополнительный процесс не вовлечены
• как следствие вышесказанного, поскольку код внутри не запускается в подоболочке, любые изменения остаются после него (как в $(<${file=foo.txt})или $(<file$((++n))))
• Ошибки чтения (но не ошибки при открытии файлов или дублировании файловых дескрипторов) игнорируются.

В zshэто же самое , за исключением того , что особое поведение срабатывает только , когда есть только один вход Перенаправление файл ( <fileили 0< file, нет <&3, <<<here, < a < b...)

Тем не менее, за исключением случаев эмуляции других оболочек, в:

< file
<&3
<<< here...

то есть, когда есть только входные перенаправления без команд, вне подстановки команд zshзапускается $READNULLCMD(пейджер по умолчанию), а при наличии как входных, так и выходных перенаправлений $NULLCMD( catпо умолчанию), так что даже если $(<&3)он не распознается как специальный оператор, он все равно будет работать как в ksh, вызывая для этого пейджер (этот пейджер действует так, catкак его stdout будет конвейером).

Однако в то время как ksh«s $(< a < b)будет расширяться на содержание a, в zsh, она расширяется к содержанию aи b(или только bесли multiosопция выключена), $(< a > b)будет копировать aв bи расширять ничего, и т.д.

bash имеет похожий оператор, но с некоторыми отличиями:

• комментарии разрешены до, но не после:

  echo "$(
     # getting the content of file
     < file)"

  работает но:

  echo "$(< file
     # getting the content of file
  )"

  расширяется в ничто.

• как в zshтолько один файл STDIN Перенаправление, хотя нет никакого падения назад к $READNULLCMD, так $(<&3), $(< a < b)действительно выполнять переадресацию , но расширить ничего.

• по какой-то причине, хотя bashи не вызывает cat, он все еще разветвляется процесс, который передает содержимое файла через канал, что делает его гораздо меньше оптимизации, чем в других оболочках. По сути, это как $(cat < file)где catбы был встроен cat.
• как следствие вышеизложенного, любое изменение, внесенное в него, впоследствии теряется (например, в $(<${file=foo.txt})упомянутом выше случае это $fileназначение теряется впоследствии).

In bash, IFS= read -rd '' var < file (также работает в zsh) - более эффективный способ чтения содержимого текстового файла в переменную. Это также имеет преимущество сохранения конечных символов новой строки. Смотрите также $mapfile[file]в zsh(в zsh/mapfileмодуле и только для обычных файлов), который также работает с двоичными файлами.

Обратите внимание, что варианты на основе pdksh kshимеют несколько вариаций по сравнению с ksh93. Интересно, что mksh(одна из этих оболочек, полученных из pdksh), в

var=$(<<'EOF'
That's multi-line
test with *all* sorts of "special"
characters
EOF
)

оптимизирован тем, что содержимое документа здесь (без завершающих символов) расширяется без использования временного файла или канала, как в случае с документами здесь, что делает его эффективным синтаксисом многострочного цитирования.

Быть переносимым на все версии ksh, zshи bash, лучше всего, ограничиваться только $(<file)избеганием комментариев и помнить, что изменения переменных, сделанные внутри, могут сохраняться или не сохраняться.

Потому что bashделает это для вас внутренне, расширяет имя файла и выводит файл на стандартный вывод, как если бы вы это делали $(cat < filename). Это особенность bash, может быть, вам нужно изучить bashисходный код, чтобы точно знать, как он работает.

Вот функция для обработки этой функции (из bashисходного кода, файла builtins/evalstring.c):

/* Handle a $( < file ) command substitution.  This expands the filename,
   returning errors as appropriate, then just cats the file to the standard
   output. */
static int
cat_file (r)
     REDIRECT *r;
{
  char *fn;
  int fd, rval;

  if (r->instruction != r_input_direction)
    return -1;

  /* Get the filename. */
  if (posixly_correct && !interactive_shell)
    disallow_filename_globbing++;
  fn = redirection_expand (r->redirectee.filename);
  if (posixly_correct && !interactive_shell)
    disallow_filename_globbing--;

  if (fn == 0)
    {
      redirection_error (r, AMBIGUOUS_REDIRECT);
      return -1;
    }

  fd = open(fn, O_RDONLY);
  if (fd < 0)
    {
      file_error (fn);
      free (fn);
      return -1;
    }

  rval = zcatfd (fd, 1, fn);

  free (fn);
  close (fd);

  return (rval);
}

Примечание, $(<filename)которое не совсем эквивалентно $(cat filename); последний потерпит неудачу, если имя файла начинается с тире -.

$(<filename)был изначально из ksh, и был добавлен bashиз Bash-2.02.

Думайте о подстановке команд как о выполнении команды как обычно и выводе вывода в тот момент, когда вы запускаете команду.

Вывод команд можно использовать в качестве аргументов для другой команды, для установки переменной и даже для генерации списка аргументов в цикле for.

foo=$(echo "bar")установит значение переменной $fooв bar; вывод команды echo bar.

Подстановка команд