有没有一种方法可以在bash、csh和dash中将stderr重定向到文件？

Question

如何将标准错误（或标准输出+标准错误）重定向到文件中，如果不知道哪个 shell（bash、csh、dash）在解析命令？

我的 C 代码在 Linux/FreeBSD/OSX 上运行，需要通过 system() 函数调用外部程序，该程序会使用 /bin/sh 来解析提供的命令行。我想捕获该外部程序打印的标准错误消息并保存到文件中。问题是，在不同的系统上 /bin/sh 指向不同的 shell，这些 shell 有不同的语法来将标准错误流重定向到文件中。

我找到的最接近的东西是，bash 实际上可以理解 csh 风格的语法来将标准错误+标准输出重定向到文件中：

some_program >& output.txt

但是，在Ubuntu上（即非常常见的情况下）默认shell为dash，它不理解这种语法。

是否有一种语法可以正确地被所有常见的shell解释用于stderr重定向？或者，是否有一种方法可以告诉system()（或其他类似的C函数）使用/usr/bin/env bash来解释提供的命令行，而不是使用/bin/sh？

- Kirill Sokolovsky

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我会将这个问题简化为“有没有一种在csh中有效的重定向stderr的方法？”按照下面给出的建议，忽略csh。 - William Pursell

确实，意识到/bin/sh不能指向csh，因此我应该使用POSIX（类似于bash）的重定向语法解决了问题！感谢大家提供详细的答案！ - Kirill Sokolovsky

@thatotherguy的示例非常有用，与我的直觉相反，当/bin/sh指向dash时，system("some_program > output.txt 2>&1");具有期望的效果，而system("some_program 2>&1 > output.txt");则无法将stderr重定向到文件。 - Kirill Sokolovsky

@WilliamPursell，这将是一个略有不同的问题，因为它将是针对csh的特定问题。我的问题是关于一种可移植的方法来重定向stderr，而正确的答案确实是使用类似于bash的语法并忘记csh。 - Kirill Sokolovsky

@KirillSokolovsky 每当你在理解 shell 重定向时遇到困难，就把它们看作变量赋值，因为这就是它们的工作原理：>output 2>&1 就相当于 fd1="output.txt"; fd2=fd1，而 2>&1 >output 则是 fd2=fd1; fd1="output.txt"。在 C 中，你不会被 a = "foo"; b = a 和 b = a; a = "foo" 之间的区别搞混吧？;-) - user10678532

Answer 1

您有一个错误的假设，即/bin/sh可以作为“备用”shell，例如与csh不兼容的shell。如果您安装了这样的系统，它将无法使用；几乎所有现代系统都尝试表面上符合POSIX标准，其中sh命令处理在POSIX中指定的Shell Command Language，它大致相当于历史悠久的Bourne shell以及bash、dash、ash等（通常安装为/bin/sh）都是99.9%兼容的。

您可以完全忽略csh和类似的内容。它们从未被安装为sh，只有真正想要使用它们或因为一些邪恶的系统管理员设置了登录shell默认值而被迫使用它们的人才需要关心它们。

- R.. GitHub STOP HELPING ICE

Answer 2

在任何类POSIX系统上，您都可以使用。

system("some_program > output.txt 2>&1");

这是因为 POSIX system 等同于调用 sh，而 POSIX sh 支持这种重定向。无论用户是否在系统上打开终端并看到 Csh 提示符，都可以使用此功能。

- that other guy

Answer 3

如果我不知道使用的是哪个 shell（如 bash、csh、dash），我想要将stderr（或stdout+stderr）重定向到文件中，该怎么办？

你不能这样做。Bourne家族的shell和csh家族的shell具有不同且不兼容的语法来重定向stderr。事实上，csh和tcsh根本没有用于仅重定向stderr的语法 - 它们只能与stdout一起重定向。

如果您真的可能使用任何shell，则在执行任何操作方面都会非常困难。人们可以想象一个晦涩而深奥的shell，其具有完全不兼容的语法。此外，即使是标准shell的不寻常配置也可能会使您遇到困难 - 例如，在Bourne族shell中设置IFS变量为不寻常的值，那么您将无法执行不考虑它的任何命令。

如果您可以保证至少执行简单命令，则可以在未知的shell中执行已知shell以处理您的命令，但好像并不需要这样做。

或者，是否有一种方法可以告诉system() （或其他类似C函数？）使用/usr/bin/env bash而不是/bin/sh来解释提供的命令行？

在符合POSIX的系统上不行。POSIX明确规定了system()函数通过使用/bin/sh -c [the_command]来执行命令。但这不应该是需要担心的事情，因为/bin/sh应该是符合POSIX标准的shell，或者至少非常接近。绝对应该是Bourne家族的shell，bash和dash都是，但tcsh绝对不是。

在POSIX shell中重定向标准错误流的方法是使用2>重定向运算符（这是适用于任何文件描述符的更一般重定向功能的特例）。无论/bin/sh实际上是什么样的shell，都应该识别该语法，特别是bash和dash都是如此：

some_program 2> output.txt

- John Bollinger

Answer 4

我认为还有一个值得一提的可能性：在调用system()之前，您可以在c代码中打开要重定向到stderr的文件。您可以先dup()原始的stderr，然后再恢复它。

fflush(stderr); // Flush pending output
int saved_stderr = dup(fileno(stderr));
int fd = open("output.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, 0600);
dup2(fd, fileno(stderr));
close(fd);
system("some_program");
dup2(saved_stderr, fileno(stderr));
close(saved_stderr);

这应该按照您的需求执行输出重定向。

- Ctx

Answer 5

如果你不了解shell，当然就不知道如何从中进行重定向，尽管你可以看到$SHELL的值，并根据情况采取行动。

char *shell = getenv("SHELL");
if (*shell) { /* no SHELL variable defined */
    /* ... */
} else if (!strcmp(shell, "/bin/sh")) { /* bourne shell */
    /* ... */
} /* ... more shells */

尽管您在问题中提到了什么，但将/bin/sh重命名以使用其他shell是相当不寻常的，因为shell脚本使用依赖于它的语法。我所知道的唯一情况是使用bash(1)，我只在Linux（和值得注意的是，最近的solaris版本）中看到过这种情况，但bash(1)的语法是sh(1)语法的超集，因此可以在其中运行为sh(1)制作的shell脚本。例如，将/bin/sh重命名为perl可能会使您的系统完全无法使用，因为许多系统工具依赖于/bin/sh是一个Bourne兼容的shell。

顺便说一句，system(3)库函数始终调用sh(1)作为命令解释器，因此使用它应该没有问题，但是没有解决方案可以捕获输出并由父进程处理它（实际上，父进程是system(3)fork(2)的sh(1)）。

另一件你可以做的事情是使用popen(3)打开一个进程。此调用会给你一个指向进程管道的FILE指针。如果你想写入，那么你需要将其输入popen(3)，如果你想读取输出，那么你需要将其输出popen(3)。请查看手册以获取详细信息，因为我现在不知道它是否仅重定向标准输出还是也重定向标准错误（我认为只重定向标准输出，原因将在下面讨论，并且仅在你使用"r"标志进行popen(3)时才会这样）。

FILE *f_in = popen("ps aux", "r");
/* read standard output of 'ps aux' command. */
pclose(f_in);  /* closes the descriptor and waits for the child to finish */

另一件事情是在 fork(2) 子进程之后，在 exec(2) 调用之前重定向自己（这样你可以决定是否只想要 stdout 或者也想要将 stderr 重定向回来）：

int fd[2];
int res = pipe(fd);
if (res < 0) {
    perror("pipe");
    exit(EXIT_FAILURE);
}
if ((res = fork()) < 0) {
    perror("fork");
    exit(EXIT_FAILURE);
} else if (res == 0) { /* child process */
    dup2(fd[1], 1); /* redirect pipe to stdout */
    dup2(fd[1], 2); /* redirect pipe also to stderr */
    close(fd[1]); close(fd[0]); /* we don't need these */
    execvp(program, argv);
    perror("execvp");
    exit(EXIT_FAILURE);
} else { /* parent process */
    close(fd[1]); /* we are not going to write in the pipe */
    FILE *f_in = fdopen(fd[0]);
    /* read standard output and standard error from program from f_in FILE descriptor */
    fclose(f_in);
    wait(NULL); /* wait for child to finish */
}

您可以在这里看到一个完整的示例（不读取标准错误，但很容易添加---您只需要从上面添加第二个dup2()调用）。该程序重复执行您在命令行中传递给它的命令。它需要访问子进程的输出来计算行数，因为在调用之间，程序将向上移动与程序输出相同数量的行，以使下一个调用重叠上一个调用的输出。您可以尝试并进行修改，以满足您的需求。

注意：在您的样本重定向中，当您使用>&时，您需要在符号“&”后添加一个数字，以指示您正在dup()ing的描述符。由于“&”前的数字是可选的，“&”后的数字是必需的。因此，如果您没有使用它，则准备接收一个错误消息（如果您正在重定向stderr，则可能看不到它）。拥有两个单独的输出描述符的想法是允许您重定向stdout ，同时保留一个通道以放置错误消息。

- Luis Colorado