Перенаправление ввода/вывода

Поскольку UNIX - это интерактивная система, то обычно программы вводят текстовые строки с терминала и выводят результирующие текстовые строки на экран терминала. Для того чтобы обеспечить более гибкое использование таких программ, желательно уметь обеспечить им ввод из файла или из вывода других программ и направить их вывод в файл или на ввод другим программам.

Реализация механизма основывается на следующих свойствах ОС UNIX. Во-первых, любой ввод/вывод трактуется как ввод из некоторого файла и вывод в некоторый файл. Клавиатура и экран терминала тоже интерпретируются как файлы (первый можно только читать, а во второй можно только писать). Во-вторых, доступ к любому файлу производится через его дескриптор (положительное целое число). Фиксируются три значения дескрипторов файлов. Файл с дескриптором 1 называется файлом стандартного ввода (stdin), файл с дескриптором 2 - файлом стандартного вывода (stdout), и файл с дескриптором 3 - файлом стандартного вывода диагностических сообщений (stderr). В-третьих, программа, запущенная в некотором процессе, "наследует" от породившего процесса все дескрипторы открытых файлов.

В головном процессе интерпретатора командного языка файлом стандартного ввода является клавиатура терминала пользователя, а файлами стандартного вывода и вывода диагностических сообщений - экран терминала. Однако при запуске любой команды можно сообщить интерпретатору (средствами соответствующего командного языка), какой файл или вывод какой программы должен служить файлом стандартного ввода для запускаемой программы и какой файл или ввод какой программы должен служить файлом стандартного вывода или вывода диагностических сообщений для запускаемой программы. Тогда интерпретатор перед выполнением системного вызова exec открывает указанные файлы, подменяя смысл дескрипторов 1, 2 и 3.

То же самое может проделать и любая другая программа, запускающая третью программу в специально созданном процессе. Следовательно, все, что требуется для нормального функционирования механизма перенаправления ввода/вывода - это придерживаться при программировании соглашения об использовании дескрипторов stdin, stdout и stderr. Это не очень трудно, поскольку в наиболее распространенных функциях библиотеки ввода/вывода printf, scanf и error вообще не требуется указывать дескриптор файла. Функция printf неявно использует stdout, функция scanf - stdin, а функция error - stderr.

2. Информационное наполнение unix. Описание организации информационной подсистемы unix. Структура руководств (manpages) и подсистемы info. Алгоритм поиска информации.

Все, что пользователю неизвестно о системе, должно быть доступно изучению и включено в нее. Информация, которую придется пересмотреть в процессе изучения, должна содержать все, что относится к делу, но не более. Чтобы по всякому поводу не приниматься изучать систему целиком, надо предусмотреть средство ограничения контекста, позволяющее выбирать документацию по теме.

Исторически первая, главная и наиболее сбалансированная система документации в UNIX называется "страницы руководства" (manual pages), или, для краткости "руководства" (manuals).

Средством просмотра страниц руководства служит утилита man. Самый простой способ ею воспользоваться - написать что-нибудь в командной строке man. Например, команда man man выдаст руководство по самой этой утилите, которое можно просмотреть постранично, перелистывая страницы клавишей "пробел". Руководства есть не только у каждой утилиты системы, но и у многих других объектов. Информационная подсистема должна давать достаточно сведений для самостоятельного решения любых принципиально разрешимых задач, а значит, описания нужны и структурам данных, и средствам интеграции, и простейшим приемам работы с системой. Все страницы руководства отнесены к восьми разделам:

1. пользовательские утилиты и прочие инструменты;

2. системные вызовы;

3. библиотечные вызовы (функции);

4. внешние устройства (и их представление в системе);

5. форматы и таблицы (типы файлов, протоколы и пр.);

6. игры и всевозможные "ненужные" утилиты (например, fortune);

7. прочее, т. е. то, что не подходит под другие разделы;

8. команды и инструменты системного администратора.

В некоторых версиях UNIX добавляется девятый раздел, посвященный структуре ядра системы.

Поля руководства

Все грамотно написанные страницы руководства состоят из нескольких полей, названия которых во всех руководствах одинаковы, но не обязательно все поля должны присутствовать в одном руководстве. Названия полей располагаются в начале строки (остальной текст идет с отступом) и выделяются повышенной яркостью. В каждом поле объект, которому посвящено руководство, рассматривается с определенной точки зрения.

Краткое описание

Семантическое

Первое поле - NAME - содержит только имя объекта и его очень краткое, на одну строку, описание. NAME - суть всего руководства, поэтому очень важно, чтобы описание, при всей краткости, давало полную и четкую картину описываемого.

Синтаксическое

Поле SYNOPSIS описывает общий вид использования объекта. Например, в случае утилиты оно представляет собой командную строку со всеми возможными параметрами. В таком виде утилита, скорее всего, никогда не будет вызвана, однако общий вид описывает, как передавать ей параметры и какие именно. В SYNOPSIS должны быть представлены все варианты использования; для этого разработан даже специальный язык сокращений. Например, квадратные скобки обозначают необязательность параметра, фигурные - выбор одного параметра из списка (тогда они разделяются символами "|"), многоточие - повторение и т. д. Тем не менее, SYNOPSIS - тоже очень краткое поле, позволяющее "единым взглядом" охватить возможности и специфику объекта.

Описание

Поле DESCRIPTION содержит развернутое описание объекта. Сюда попадает любая разъяснительная информация: принципы работы данной утилиты или функции, назначение и общая структура данного системного файла, описание внешних устройств, соответствующих данному драйверу и т. п. Поле может быть довольно большим: информации в нем должно быть достаточно для понимания устройства и работы объекта. Если утилита сама по себе сложна и описание принципов ее работы в DESCRIPTION довольно пространно, перечень возможных параметров командной строки (иными словами, ключей) с подробным изложением того, как и зачем их применять, выносят в поле OPTIONS. Если работа инструмента зависит от каких-либо переменных окружения, их список помещается в поле ENVIRONMENT.

Результат

Функция или системный вызов, как правило, возвращают какое-нибудь значение. По окончании работы утилиты вырабатывается так называемый код возврата (или код ошибки, который не равен нулю в случае неудачного завершения работы). Наконец, функция или системный вызов могут завершиться с разными видами ошибок. Для описания результатов работы в руководствах имеются поля RETURN VALUES, DIAGNOSTICS и ERRORS соответственно.

Использование

Иногда использование объекта невозможно или некоторый, на первый взгляд очевидный путь его применения приводит к неочевидным последствиям. Тогда стоит поместить примеры такого рода ситуаций в поле CAVEATS. Небольшие примеры успешного использования объекта с описанием решаемой в них задачи приводятся в поле EXAMPLES, а типичные ошибки при работе с объектом, равно как и недочеты в его реализации, - в поле BUGS.

Ссылки на другие объекты

Если утилита работает с какими-нибудь файлами, использует или изменяет их, эти файлы перечисляются в поле FILES, даже если на них нет руководства. Поработав с некоторым инструментом системы, пользователь может просмотреть все файлы из поля FILES руководства, и узнать, откуда этот инструмент взял дополнительные данные и что изменил. Одно из самых важных - поле SEE ALSO. В него включаются ссылки на те источники информации, которые автор руководства считает относящимися к теме: на книги, включенные в систему учебники и статьи и - главное - на другие страницы руководства. Кроме того, в тексте всего руководства непременно встретятся ссылки на другие объекты, по которым тоже есть руководства. В этом случае, как и в поле SEE ALSO, после имени объекта в скобках указывается номер раздела, в котором стоит искать руководство.

Прочее

Вполне допустимо вводить новые поля, особенно когда руководство весьма велико и его надо структурировать (например, COMMANDS - для команд с клавиатуры, COMPATIBILITY - для описания совместимости с предыдущими версиями и т. п.); ненужные поля можно опускать.

Родословная

Нередко в руководство включается поле HISTORY, где кратко описывается, когда в какой именно системе впервые появился объект и как он впоследствии развивался. Сведения об авторах, адрес, куда присылать жалобы и предложения (электронный и обычный) и прочую контактную информацию помещают в поле AUTHORS.