dd 与 cat —— 如今 dd 仍然有意义吗？

Question 1

在外观上，dd是 IBM 操作系统中的一个工具，保留了其外在外观（其参数传递），它执行一些很少使用的功能（例如 EBCDIC 到 ASCII 的转换或字节顺序反转……现在不常见）。

我曾经认为在同一磁盘上复制大数据块的速度dd更快（由于更有效地使用缓冲），但这不是真的，至少在今天的 Linux 系统上是这样。

我认为某些dd选项在处理磁带时很有用，其中读取实际上是按块执行的（磁带驱动程序不会像磁盘驱动程序那样隐藏存储介质上的块）。但我不知道具体情况。

dd任何其他 POSIX 工具无法（轻松）完成的一件事是取前 N 个字节一条流的。许多系统都可以使用来完成此操作head -c 42，但是head -c虽然很常见，但在 POSIX 中并不存在（并且目前在 OpenBSD 等平台上不可用）。（tail -c是 POSIX。）此外，即使head -c存在，它也可能从源中读取太多字节（因为它内部使用 stdio 缓冲），如果您正在从仅读取就会产生影响的特殊文件中读取，这就是一个问题，或者当其余数据应留给另一个进程读取时，从管道中读取。（当前的 GNU coreutils 使用读取精确计数head -c，但 FreeBSD 和 NetBSD 使用 stdio。）

更一般地说，dd为底层文件 API 提供一个接口，该接口在 Unix 工具中是唯一的：dd只能覆盖或截断一份文件在任何一点或者寻找在一个文件中。（这是dd独特的能力，而且是一项重要的能力；奇怪的是，它dd最出名的是其他工具可以做的事情。）

大多数 Unix 工具会覆盖其输出文件，即擦除其内容并从头开始。当您>在 shell 中使用重定向时也会发生这种情况。
您可以通过>>shell 中的重定向或使用tee -a.
如果您想通过删除所有数据来缩短文件在某一点之后，这是由底层内核和 C API 通过truncate函数，但不被任何 POSIX 命令行工具公开除了dd:
```
  dd if=/dev/null of=/file/to/truncate seek=1 bs=123456  # truncate file to 123456 bytes
```
（但是，许多现代系统都提供了truncate实用程序。）
如果您想覆盖文件中间的数据，同样可以在底层 API 中通过以下方式实现：开幕用于写入而不截断的文件（并调用lseek如有必要，移动到所需位置），但只能dd打开文件而不进行截断或追加，或者寻找从外壳（更复杂的例子）。
```
  # zero out the second kB block in the file (i.e. bytes 1024 to 2047)
  dd if=/dev/zero of=/path/to/file bs=1024 seek=1 count=1 conv=notrunc
```

所以…作为一个系统工具，dd几乎没什么用，甚至危险。作为一个文本（或二进制文件）处理工具，它是相当有价值的！

Answer

在外观上，dd是 IBM 操作系统中的一个工具，保留了其外在外观（其参数传递），它执行一些很少使用的功能（例如 EBCDIC 到 ASCII 的转换或字节顺序反转……现在不常见）。

我曾经认为在同一磁盘上复制大数据块的速度dd更快（由于更有效地使用缓冲），但这不是真的，至少在今天的 Linux 系统上是这样。

我认为某些dd选项在处理磁带时很有用，其中读取实际上是按块执行的（磁带驱动程序不会像磁盘驱动程序那样隐藏存储介质上的块）。但我不知道具体情况。

dd任何其他 POSIX 工具无法（轻松）完成的一件事是取前 N 个字节一条流的。许多系统都可以使用来完成此操作head -c 42，但是head -c虽然很常见，但在 POSIX 中并不存在（并且目前在 OpenBSD 等平台上不可用）。（tail -c是 POSIX。）此外，即使head -c存在，它也可能从源中读取太多字节（因为它内部使用 stdio 缓冲），如果您正在从仅读取就会产生影响的特殊文件中读取，这就是一个问题，或者当其余数据应留给另一个进程读取时，从管道中读取。（当前的 GNU coreutils 使用读取精确计数head -c，但 FreeBSD 和 NetBSD 使用 stdio。）

更一般地说，dd为底层文件 API 提供一个接口，该接口在 Unix 工具中是唯一的：dd只能覆盖或截断一份文件在任何一点或者寻找在一个文件中。（这是dd独特的能力，而且是一项重要的能力；奇怪的是，它dd最出名的是其他工具可以做的事情。）

大多数 Unix 工具会覆盖其输出文件，即擦除其内容并从头开始。当您>在 shell 中使用重定向时也会发生这种情况。
您可以通过>>shell 中的重定向或使用tee -a.
如果您想通过删除所有数据来缩短文件在某一点之后，这是由底层内核和 C API 通过truncate函数，但不被任何 POSIX 命令行工具公开除了dd:
```
  dd if=/dev/null of=/file/to/truncate seek=1 bs=123456  # truncate file to 123456 bytes
```
（但是，许多现代系统都提供了truncate实用程序。）
如果您想覆盖文件中间的数据，同样可以在底层 API 中通过以下方式实现：开幕用于写入而不截断的文件（并调用lseek如有必要，移动到所需位置），但只能dd打开文件而不进行截断或追加，或者寻找从外壳（更复杂的例子）。
```
  # zero out the second kB block in the file (i.e. bytes 1024 to 2047)
  dd if=/dev/zero of=/path/to/file bs=1024 seek=1 count=1 conv=notrunc
```

所以…作为一个系统工具，dd几乎没什么用，甚至危险。作为一个文本（或二进制文件）处理工具，它是相当有价值的！

Question 2

还没有人提到你可以使用 dd 来创建稀疏文件，但truncate也可用于相同目的。

dd if=/dev/zero of=sparse-file bs=1 count=1 seek=10GB

这几乎是即时的，并创建一个可以用作环回文件的任意大文件，例如：

loop=`losetup --show -f sparse-file`
mkfs.ext4 $loop
mkdir myloop
mount $loop myloop

好处是它最初只使用单个磁盘空间块，此后仅根据需要增长（10GB 文件的 ext4 格式在我的系统上消耗 291 MB）。用于du查看实际使用了多少磁盘空间——ls仅报告文件可能增长到的最大大小。

Answer

还没有人提到你可以使用 dd 来创建稀疏文件，但truncate也可用于相同目的。

dd if=/dev/zero of=sparse-file bs=1 count=1 seek=10GB

这几乎是即时的，并创建一个可以用作环回文件的任意大文件，例如：

loop=`losetup --show -f sparse-file`
mkfs.ext4 $loop
mkdir myloop
mount $loop myloop

好处是它最初只使用单个磁盘空间块，此后仅根据需要增长（10GB 文件的 ext4 格式在我的系统上消耗 291 MB）。用于du查看实际使用了多少磁盘空间——ls仅报告文件可能增长到的最大大小。

Question 3

该dd命令包含很多 cat 无法容纳的选项。也许在您的使用案例中， cat 是一个可行的替代品，但它不是 dd 替代品。

一个例子是用来dd复制某事物的一部分，但不是整个事物。也许您想根据设备上的已知位置从 iso 映像或硬盘驱动器的分区表中间删除一些位。您dd可以指定允许这些操作的开始、停止和数量选项。

这些选项dd使其对于细粒度数据操作不可或缺，而cat* 只能对整个文件对象、设备或流进行操作。

*正如 Gilles 在评论中指出的那样，可以cat与其他工具结合来隔离某些对象的某些部分，但cat仍然可以对整个对象进行操作。

Answer