1 简述

重定向可以允许命令的文件句柄被复制、打开、关闭、指向不同的文件。重定向也可以改变当前shell执行环境的文件句柄。重定向可以出现在命令前，单个命令中的任何地方，或者命令后。重定向按它们出现的顺序从左到右处理。

2 实现重定向的系统调用

open，打开文件，根据重定向的类型，使用对应的只读、只写、读写、追加等标志。

dup2(oldfd, newfd)

执行成功后，新旧文件描述后都可以使用，它们内部指向同一个打开的文件描述，它们分享offset、file status flag等。但是它们不分享file descriptor flags (例如close-on-exec flag）。如果newfd以前已经被打开，那么关闭它。关闭和dup是原子操作。

fcntl(oldfd, F_DUPFD, min_new_fd)

和dup2类似，它复制一个fd，但是使用大于等于min_new_fd的未被占用用的文件描述符。

close，关闭文件描述符。

3 文件重定向

打开文件，然后复制到一个文件描述符，在关闭打开的旧描述符。重定向的方向通过打开的flag实现。

如果打开或创建文件失败，则会导致重定向失败。

3.1 重定向输入 redirecting input

[n]<word

如果省略n，则默认为0（stdin)，实现方法：

open("test", O_RDONLY) = 3

fcntl(0, F_GETFD) = 0

fcntl(0, F_DUPFD, 10) = 10

fcntl(0, F_GETFD) = 0

fcntl(10, F_SETFD, FD_CLOEXEC) = 0

dup2(3, 0) = 0

close(3) = 0

close(10) = 0

只读方式打开文件，然后将要重定向的fd复制一份到最小10（目的是啥呢？），然后复制打开的文件描述符到要重定向的fd，然后关闭打开的文件描述，和之前复制的重定向fd。

3.2 重定向输出 redirecting output

[n]>[|]word

如果没有指定n，则为1（stdout），如果文件不存在则会被创建，如果存在，则会被截断为0。| 影响noclobber选项。实现方法：

open("test.b", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0666) = 3

fcntl(1, F_GETFD) = 0

fcntl(1, F_DUPFD, 10) = 10

fcntl(1, F_GETFD) = 0

fcntl(10, F_SETFD, FD_CLOEXEC) = 0

dup2(3, 1) = 1

close(3) = 0

close(10) = 0

可以看出除了打开文件的flag不同外，它和重定向输入的实现方式是完全一样的。它以只写、创建、截断3个标志打开重定向文件。

3.3 追加重定向输出 Appending redirected output

[n]>>word

同上述两者一样，只不过打开方式变成追加：

1	`open("test.b", O_WRONLY\|O_CREAT\|O_APPEND, 0666) = 3`

3.4 重定向标准输出和标准错误到同一个文件 redirecting stdout and stderr

语法

&>word

或者

>&word

如果文件名是数字，不能使用第二种形式。上述等价于 >word 2>&1，实现方法：

open("test.b", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0666) = 3

fcntl(1, F_GETFD) = 0

fcntl(1, F_DUPFD, 10) = 10

fcntl(1, F_GETFD) = 0

fcntl(10, F_SETFD, FD_CLOEXEC) = 0

dup2(3, 1) = 1

close(3) = 0

fcntl(2, F_DUPFD, 10) = 11

fcntl(2, F_GETFD) = 0

fcntl(11, F_SETFD, FD_CLOEXEC) = 0

dup2(1, 2) = 2

close(11) = 0

close(10) = 0

3.5 Appending stdout and stderr

语法：

&>>word

等价于 >> word 2>&1

3.6 以读写方式打开文件

[n] <> word

4 Here重定向

重定向的内容来自shell脚本源码。

4.1 Here documents

这种类型的重定向，shell从当前源码读取内容直到包含特定分界符的行，把它们作为命令的标准输入（或特定文件描述符n），语法：

[n]<<[-]word

here document

delimiter

word不执行任何扩展。

如果word被quoted，则delimiter是word移除quote的结果。here document不执行任何扩展。

$ cat test.sh
#!/bin/bash
 
a=1
cat << "EOF"
    ${a}
EOF
 
$ ./test.sh
    ${a}

如上EOF被引用了，所以here document没有被扩展。

如果word没有被引号括起来，则here ducoment会执行parameter expansion，command substitution，arithmetic expansion，扩展中的\newline被忽略，而 \ $ ' 必须使用\来转义。

如果重定向符是<<-，那么所有行（包括delimiter）的开始的tab字符都被忽略。

4.2 Here strings

here document的一个变种，格式：

[n] <<< word

word会执行brace expansion, tilde expansion, parameter and variable expansion,command substitution, arithmetic expansion, and quote removal。

不执行pathname expansion和word splitting。

结果是一个single string，shell会追加一个newline。

5 Duplicating / Closing file descriptors

两种

[n]<&word

[n]>&word

执行dup2(word, n)

这两者唯一的不同是，当n省略时，<&默认为标准输入(0)，>&默认为标准输出。

当word是-时，文件描述符n被关闭。

当n被省略，word既不是数字也不是-

则是一种特殊情况，上面3.4所述，将标准输出和标准错误重定向到文件word。

6 Moving File descriptors

两种形式

[n]<&digit-

[n]>&digit-

复制digit到n，然后关闭digit

8 改变当前shell的文件描述符

将重定向作用到exec命令上

exec
If no command is specified, redirections may be used to affect the current shell environment

参考

bash manual. 3.6 Redirections

ILD

1 简述

2 实现重定向的系统调用

3 文件重定向

3.1 重定向输入 redirecting input

3.2 重定向输出 redirecting output

3.3 追加重定向输出 Appending redirected output

3.4 重定向标准输出和标准错误到同一个文件 redirecting stdout and stderr

3.5 Appending stdout and stderr

3.6 以读写方式打开文件

4 Here重定向

4.1 Here documents

4.2 Here strings

5 Duplicating / Closing file descriptors

6 Moving File descriptors

8 改变当前shell的文件描述符