Linux系统调用--fcntl函数详解

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-08-11 05:58 364阅读 0赞

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【fcntl系统调用】

功能描述：根据文件描述词来操作文件的特性。  
  
用法：  
int fcntl(int fd, int cmd);  
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);  
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock \*lock);  
  
  
参数：  
fd：文件描述词。  
cmd：操作命令。  
arg：供命令使用的参数。  
lock：同上。  
  
有以下操作命令可供使用  
  
一. F\_DUPFD ：复制文件描述词 。  
  
二. FD\_CLOEXEC ：设置close-on-exec标志。如果FD\_CLOEXEC位是0，执行execve的过程中，文件保持打开。反之则关闭。  
  
三. F\_GETFD ：读取文件描述词标志。  
  
四. F\_SETFD ：设置文件描述词标志。  
  
五. F\_GETFL ：读取文件状态标志。  
  
六. F\_SETFL ：设置文件状态标志。  
其中O\_RDONLY， O\_WRONLY， O\_RDWR， O\_CREAT， O\_EXCL， O\_NOCTTY 和 O\_TRUNC不受影响，  
可以更改的标志有 O\_APPEND，O\_ASYNC， O\_DIRECT， O\_NOATIME 和 O\_NONBLOCK。  
  
七. F\_GETLK, F\_SETLK 和 F\_SETLKW ：获取，释放或测试记录锁，使用到的参数是以下结构体指针：  
F\_SETLK：在指定的字节范围获取锁（F\_RDLCK, F\_WRLCK）或者释放锁（F\_UNLCK）。如果与另一个进程的锁操作发生冲突，返回 -1并将errno设置为EACCES或EAGAIN。  
  
F\_SETLKW：行为如同F\_SETLK，除了不能获取锁时会睡眠等待外。如果在等待的过程中接收到信号，会立即返回并将errno置为EINTR。  
  
F\_GETLK：获取文件锁信息。  
  
F\_UNLCK：释放文件锁。  
  
为了设置读锁，文件必须以读的方式打开。为了设置写锁，文件必须以写的方式打开。为了设置读写锁，文件必须以读写的方式打开。  
  
八. 信号管理  
F\_GETOWN, F\_SETOWN, F\_GETSIG 和 F\_SETSIG 被用于IO可获取的信号。  
  
F\_GETOWN：获取当前在文件描述词 fd上接收到SIGIO 或 SIGURG事件信号的进程或进程组标识 。  
  
F\_SETOWN：设置将要在文件描述词fd上接收SIGIO 或 SIGURG事件信号的进程或进程组标识 。  
  
F\_GETSIG：获取标识输入输出可进行的信号。  
  
F\_SETSIG：设置标识输入输出可进行的信号。  
  
使用以上命令，大部分时间程序无须使用select()或poll()即可实现完整的异步I/O。  
  
九. 租约（ Leases）  
F\_SETLEASE 和 F\_GETLEASE 被用于当前进程在文件上的租约。文件租约提供当一个进程试图打开或折断文件内容时，拥有文件租约的进程将会被通告的机制。  
  
F\_SETLEASE：根据以下符号值设置或者删除文件租约  
  
1.F\_RDLCK设置读租约，当文件由另一个进程以写的方式打开或折断内容时，拥有租约的当前进程会被通告。  
2.F\_WRLCK设置写租约，当文件由另一个进程以读或以写的方式打开或折断内容时，拥有租约的当前进程会被通告。  
3.F\_UNLCK删除文件租约。  
  
F\_GETLEASE：获取租约类型。  
  
十.文件或目录改变通告  
（linux 2.4以上）当fd索引的目录或目录中所包含的某一文件发生变化时，将会向进程发出通告。arg参数指定的通告事件有以下，两个或多个值可以通过或运算组合。  
1.DN\_ACCESS 文件被访问 (read, pread, readv)  
2.DN\_MODIFY 文件被修改(write, pwrite,writev, truncate, ftruncate)  
3.DN\_CREATE 文件被建立(open, creat, mknod, mkdir, link, symlink, rename)  
4.DN\_DELETE 文件被删除(unlink, rmdir)  
5.DN\_RENAME 文件被重命名(rename)  
6.DN\_ATTRIB 文件属性被改变(chown, chmod, utime\[s\])  
  
返回说明：  
成功执行时，对于不同的操作，有不同的返回值  
F\_DUPFD： 新文件描述词  
F\_GETFD： 标志值  
F\_GETFL： 标志值  
F\_GETOWN： 文件描述词属主  
F\_GETSIG： 读写变得可行时将要发送的通告信号，或者0对于传统的SIGIO行为  
  
对于其它命令返回0。  
  
失败返回-1，errno被设为以下的某个值  
EACCES/EAGAIN: 操作不被允许，尚未可行  
EBADF: 文件描述词无效  
EDEADLK: 探测到可能会发生死锁  
EFAULT: 锁操作发生在可访问的地址空间外  
EINTR: 操作被信号中断  
EINVAL： 参数无效  
EMFILE: 进程已超出文件的最大可使用范围  
ENOLCK: 锁已被用尽  
EPERM:权能不允许

<table style="border-collapse:collapse"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="line-height:1.5"> <code>struct&nbsp;flock&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;short&nbsp;l_type;&nbsp;/* 锁类型： F_RDLCK, F_WRLCK, F_UNLCK */ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;short&nbsp;l_whence;&nbsp;/* l_start字段参照点： SEEK_SET(文件头), SEEK_CUR(文件当前位置), SEEK_END(文件尾) */ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;off_t l_start;&nbsp;/* 相对于l_whence字段的偏移量 */ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;off_t l_len;&nbsp;/* 需要锁定的长度 */ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pid_t&nbsp;l_pid;&nbsp;/* 当前获得文件锁的进程标识（F_GETLK） */ };</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

linux文件设备与I/O：fcntl函数

2009年05月07日 星期四 14:24

<table style="table-layout:fixed; width:960px"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="font-family:Arial; word-wrap:break-word; word-break:break-all; visibility:visible!important; zoom:1!important; line-height:18px"> 
 <div style="font-family:Arial; word-wrap:break-word; word-break:break-all; visibility:visible!important; zoom:1!important; font-size:14px; line-height:20px; color:rgb(51,51,51); overflow-x:hidden; overflow-y:hidden; position:relative!important">
 可以用fcntl 函数改变一个已打开的文件的属性,可以重新设置读、写、追加、非阻塞等标志(这些标志称为File StatusFlag),而不必重新open 文件。 
 
 #include &lt;unistd.h&gt; #include &lt;fcntl.h&gt; int fcntl(int fd, int cmd); int fcntl(int fd, int cmd, long arg); int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock); 
 
 这个函数和open 一样,也是用可变参数实现的,可变参数的类型和个数取决于前面的cmd 参数。 
 
 针对 
 第2个参数，int cmd&nbsp;fcntl函数有五种功能: 
 • 复制一个现存的描述符(cmd=F_DUPFD)&nbsp;&nbsp;&nbsp; 。 
 • 获得/设置文件描述符标记(cmd=F_GETFD或F_SETFD)&nbsp;&nbsp; 。 
 • 获得/设置文件状态标志(cmd=F_GETFL或F_SETFL) 。 
 • 获得/设置异步I/O有权(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN) 。 
 • 获得/设置记录锁(cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW)。 
 
 我们将涉及与进程表项中各文件描述符相关联的文件描述符标志, 以及每个文件表项中的文件状态标志, 
 
 
 一～复制文件描述符 
 • F_DUPFD 复制文件描述符filedes,新文件描述符作为函数值返回。它是尚未打开的各 
 描述符中大于或等于第三个参数值(取为整型值)中各值的最小值。新描述符与 filedes 共享同 
 一文件表项。但是,新描述符有它自己的一套文件描述符标志,其 F D _ C L O E X E C 
 文件描述符标志则被清除。 
 • F_GETFD 对应于filedes 的文件描述符标志作为函数值返回。当前只定义了一个文件描 
 述符标志FD_CLOEXEC。 
 • F_SETFD 对于filedes 设置文件描述符标志。新标志值按第三个参数 (取为整型值)设置。 
 应当了解很多现存的涉及文件描述符标志的程序并不使用常数 F D _ C L O E X E C,而是将此 
 标志设置为0(系统默认,在exec时不关闭)或1(在exec时关闭)。 
 
 
 二～文件描述符号，套接口 属性相关 
 • F_GETFL 对应于filedes 的文件状态标志作为函数值返回。在说明 open函数时,已说明 
 了文件状态标志&nbsp;&nbsp; 不幸的是,三个存取方式标志 (O_RDONLY,O_WRONLY,以及O_RDWR)并不各占1位。(正 
 如前述,这三种标志的值各是 0、1和2,由于历史原因。这三种值互斥 — 一个文件只能有这 
 三种值之一。 )因此首先必须用屏蔽字 
 &nbsp;O_ACCMODE相与 取得存取方式位,然后将结果与这三种值 
 相比较。 
 • F_SETFL 将文件状态标志设置为第三个参数的值 (取为整型值)。 可以更改的几个标志是: 
 O_APPEND,O_NONBLOCK,O_SYNC和O_ASYNC。 
 
 fcntl的文件状态标志共有7个， 
 O_RDONLY,O_WRONLY,O_RDWR，O_APPEND,O_NONBLOCK,O_SYNC和O_ASYNC 
 
 
 
 三～信号驱动I/O , 带外数据，设置套接口接受信号的属主 
 SIGIO，跟信号驱动I/O有关 
 SIGURG， 和接受带外数据有关 
 • F_GETOWN 取当前接收SIGIO和SIGURG信号的进程ID或进程组ID。12.6.2节将论述这 
 两种4.3+BSD异步I/O信号。 
 • F_SETOWN 设置接收SIGIO和SIGURG信号的进程ID或进程组ID。正的arg指定一个进 
 程ID,负的arg表示等于arg绝对值的一个进程组ID。 
 
 
 
 下面的例子使用 
 F_GETFL和F_SETFL这两种fcntl 命令改变STDIN_FILENO的属性,上O_NONBLOCK 选项,实现非阻塞读终端的功能。 
 
 用fcntl改变File Status Flag 
 
 #include &lt;unistd.h&gt; #include &lt;fcntl.h&gt; #include &lt;errno.h&gt; #include &lt;string.h&gt; #include &lt;stdlib.h&gt; #define MSG_TRY "try again\n" int main(void) { char buf[10]; int n; int flags; flags = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL); flags |= O_NONBLOCK; if (fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, flags) == -1) { perror("fcntl"); exit(1); } tryagain: n = read(STDIN_FILENO, buf, 10); if (n &lt; 0)&nbsp; { if (errno == EAGAIN) { sleep(1); write(STDOUT_FILENO, MSG_TRY,strlen(MSG_TRY)); goto tryagain; } perror("read stdin"); exit(1); } write(STDOUT_FILENO, buf, n); return 0; } 
 </div> 
 <div> 
 
 </div> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>