APUE第三章学习扎记之3.14节fcntl函数实例3-4程序详解

本文用意如题。对应的程序在APEU书本中的64页，对应的代码为fig3.10。

F_GETFL这个cmd作用是将对应的filedes的文件状态标志作为函数值返回。其中文件状态标志可以理解为文件的状态说明。比如打开文件以只读不写的方式打开则其状态为：O_RDONLY；又如文件以可读可写方式打开则其状态为：O_RDWR。特别地，如果filedes对应的文件不存在（也即：filedes未使用），函数fcntl会返回错误。

接下来说明下程序涉及到的文件状态标志的预定义：

笔者使用的系统是：Linux version 2.6.32-358.23.2.el6.x86_64（CentOS 6.4）

文件状态标志定义在：/usr/include/asm-generic/fcntl.h，打开可见：

#define O_ACCMODE    00000003
#define O_RDONLY    00000000
#define O_WRONLY    00000001
#define O_RDWR        00000002
#ifndef O_CREAT
#define O_CREAT        00000100    /* not fcntl */
#endif
#ifndef O_EXCL
#define O_EXCL        00000200    /* not fcntl */
#endif
#ifndef O_NOCTTY
#define O_NOCTTY    00000400    /* not fcntl */
#endif
#ifndef O_TRUNC
#define O_TRUNC        00001000    /* not fcntl */
#endif
#ifndef O_APPEND
#define O_APPEND    00002000
#endif
#ifndef O_NONBLOCK
#define O_NONBLOCK    00004000

我们可以特别关注上面定义中的黄色部分，就是我们需要用的内容。

好的，代码说明正式开始：

val = fcntl(atoi(argv[1]), F_GETFL, 0)

对于atoi函数谷歌下可知是用来把字符串转换成整数返回的。而argv[1]又是什么呢？这个代表的是main函数的参数，不懂可参考APUE7.4的内容，特别说明：如果对文件描述符进行重定向，那么重定向部分是不会作用输入参数的，如对于7.4处的程序编译后运行：./echoarg 1 1>temp.foo，由于重定向了标准输出，所以查看temp.foo可以看到：

argv[0]:./echoarg

argv[1]:1

所以重定向部分1>temp.foo是没有作为main的输入参数的。

接下来比较麻烦的就是(val & O_ACCMODE）了。我们知道val是fcntl返回的文件标志，由于访问方式标志（O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR）并非各占1位，所以需要用屏蔽字O_ACCMODE取得访问模式位之后再与之进行比较。特别说明：&代表的是按位相与。理解这一点后面的就能够理解了。

接下来就是这篇博客的精彩部分了，笔者分别对这个程序进行了8个测试：

1）./a.out 0(或者1、2)

结果：打印read write

理解：默认0/1/2都是在使用的，并且使用的方式为：可读可写。

2）./a.out 0 0<temp.foo

结果：打印read only

理解：对标准输入进行重定向，对其进行重定向输入，也即将默认的可读可写改变为只读(read)。

3）./a.out 0 0>temp.foo

结果：打印write only

理解：对标准输入进行输出重定向，将其默认的可读可写改变为只写(write)。此时由于标准输出没有进行重定向，所以仍然将结果打印到终端，而查看temp.foo中是没有内容的，因为我们程序中并没有对fd=0写任何内容。

这个地方很有意思，我们一般理解fd=0为标准输入，此处对其进行输出重定向也是可以的。从这点我们可以看到在内核里面，对于fd=0，1，2只是默认使用并且默认为可读可写，除了这两点外其实fd=0，1，2和普通的文件描述符是没有区别的。

4）./a.out 1 1>temp.foo

结果：终端无打印，打开temp.foo中有内容：write only

理解：对标准输出进行输出重定向到temp.foo中，改变了标准输出默认的可读可写为只写(write)。

5）./a.out 3 3>temp.foo

结果：打印write only，查看temp.foo无内容

理解：标准输出没有改变，所以仍然将结果打印到终端；而由于对fd=3进行了重定向，这就相当与对fd=3进行了使用，此处是输出重定向，所以是只写(write)，程序对fd=3没有写任何东西所以temp.foo无内容。

6）./a.out 3

结果：返回错误： fcutl error for fd 3:Bad filedescriptor

理解：在笔者的操作系统环境下，fd=3没有被使用，此时val返回值是37777777777（16进制数）。

为了证明这个问题，笔者修改了代码，将fd=3作为一个文件只写打开的文件描述符（利用总是分配可用的最小文件描述符的特点，将fd=3先关闭后再打开文件，验证返回文件描述符为3），这时val=0010 0001,用屏蔽字取值后证明是O_WRONLY，只读。

7）./a.out 3 3<>temp.foo

结果：打印read write，temp.foo无内容

理解：对fd=3进行了输入输出重定向，可读可写，但没有对temp.foo进行写内容所以temp.foo无内容。

其他的文件状态标志(O_APPEND、O_SYNC等)与上面所述类似，不再赘述。