fcntl函数详解

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

2013-09-15 15:47 379人阅读 评论(0) 收藏 举报

fcntl函数可以改变或者查看已打开文件的性质。该函数的定义如下：

#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);
//返回值：如果成功则依赖于cmd，出错则返回-1.

#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock); 
//返回值：如果成功则依赖于cmd，出错则返回-1.

本文只介绍函数的第1,2种形式，第3中形式会在以后介绍记录锁时说明。

fcntl有5种功能：

1.复制一个现有的描述符。（cmd = F_DUPFD）

2.获取/设置文件描述符标记。（cmd = F_GETFD 或 F_GETFD）

3.获取/设置文件状态标记。（cmd = F_GETFL 或 F_SETFL）

4.获取/设置异步I/O所有权。（cmd = F_GETOWN 或 F_SETOWN）

5.获取/设置记录锁。（cmd = F_GETLK，F_SETLK或F_SETLKW）

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

F_DUPFD：复制一个文件描述符，新文件描述符作为返回值。它是尚未打开的各描述符中大于或者等于第三个参数arg

值中各值的最小值。新的描述符有它自己的一套文件描述符标志，其中close_on_exec标志被清除。

调用

fcntl(filedes, F_DUPFD, 0);

fcntl(filedes, F_DUPFD, 0);

等同于调用

dup(filedes);

dup(filedes);

关于dup函数的可以参见http://blog.csdn.net/todd911/article/details/11617519。

实践：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main(void){
        int fd1=-1,fd2=-1;
        int result = 0;
        if((fd1 = open("a.txt",O_RDWR))<0){
                perror("open");
                result  = -1;
                goto FINALLY;
        }
        printf("fd1:%d\n",fd1);
        if((fd2 = fcntl(fd1,F_DUPFD,0))<0){
                perror("fcntl");
                result  = -1;
                goto FINALLY;
        }

        printf("fd2:%d\n",fd2);

FINALLY:
        if(fd1 >= 0){
                close(fd1);
        }
        if(fd2 >= 0){
                close(fd2);
        }
        return result;
}

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main(void){
        int fd1=-1,fd2=-1;
        int result = 0;
        if((fd1 = open("a.txt",O_RDWR))<0){
                perror("open");
                result  = -1;
                goto FINALLY;
        }
        printf("fd1:%d\n",fd1);
        if((fd2 = fcntl(fd1,F_DUPFD,0))<0){
                perror("fcntl");
                result  = -1;
                goto FINALLY;
        }

        printf("fd2:%d\n",fd2);

FINALLY:
        if(fd1 >= 0){
                close(fd1);
        }
        if(fd2 >= 0){
                close(fd2);
        }
        return result;
}

运行结果：

fd1:3
fd2:4

F_GETFD：返回文件描述符对应的文件描述符标志，当前只定义了一个文件描述符标志FD_CLOEXEC（close_on_exec）。

F_SETFD：设置文件的文件描述符标志，新标志按第三个参数设置。

实践（设置文件的FD_CLOEXEC标志）：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main(void){
        int result = 0;
        int fd = -1;
        int flag;

        if((fd=open("a.txt", O_RDWR))<0){
                perror("open");
                result = -1;
                goto FINALLY;
        }

        flag = fcntl(fd, F_GETFD);
        flag |= FD_CLOEXEC;//设置文件描述符的标志
        if(fcntl(fd, F_SETFD, flag)<0){
                perror("fcntl");
                result = -1;
                goto FINALLY;
        }


FINALLY:
        if(fd >= 0){
                close(fd);
        }
        return result;
}

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main(void){
        int result = 0;
        int fd = -1;
        int flag;

        if((fd=open("a.txt", O_RDWR))<0){
                perror("open");
                result = -1;
                goto FINALLY;
        }

        flag = fcntl(fd, F_GETFD);
        flag |= FD_CLOEXEC;//设置文件描述符的标志
        if(fcntl(fd, F_SETFD, flag)<0){
                perror("fcntl");
                result = -1;
                goto FINALLY;
        }


FINALLY:
        if(fd >= 0){
                close(fd);
        }
        return result;
}

F_GETFL：获取文件的状态标志作为函数的返回值。这边状态标志就是open函数中的状态。不幸的是，三个访问标志位

（O_RDONLY，O_WRONLY和O_RDWR）并不各占一位（这3种标志的值分别是0,1,2，由于历史原因，这三种值是互

斥），因此首先必须用屏蔽字O_ACCMODE获取访问模式位，然后将结果与这三种值中的任一种做比较。

F_SETFL：将文件状态设置为第三个参数的值。可以更改的几个标志位是：O_APPEND，O_NONBLOCK，O_SYNC，

O_DSYNC，O_RSYNC，O_FSYNC，O_ASYNC。

实践：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main(void){
        int result = 0;
        int fd = -1, val;

        if((fd = open("a.txt", O_RDWR|O_APPEND))<0){
                perror("open");
                result = -1;
                goto FINALLY;
        }

        if((val = fcntl(fd,F_GETFL))<0){
                perror("fcntl");
                result = -1;
                goto FINALLY;
        }

        switch(val & O_ACCMODE){
        case O_RDONLY:
                printf("read only");
                break;
        case O_WRONLY:
                printf("write only");
                break;
        case O_RDWR:
                printf("read write");
                break;
        default:
                printf("unknown access mode");
                break;
        }

        if(val & O_APPEND){
                printf(",append");
        }else if(val & O_NONBLOCK){
                printf(",nonblock");
        }
        printf("\n");

FINALLY:
        if(fd >= 0){
                close(fd);
        }
        return result;
}

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main(void){
        int result = 0;
        int fd = -1, val;

        if((fd = open("a.txt", O_RDWR|O_APPEND))<0){
                perror("open");
                result = -1;
                goto FINALLY;
        }

        if((val = fcntl(fd,F_GETFL))<0){
                perror("fcntl");
                result = -1;
                goto FINALLY;
        }

        switch(val & O_ACCMODE){
        case O_RDONLY:
                printf("read only");
                break;
        case O_WRONLY:
                printf("write only");
                break;
        case O_RDWR:
                printf("read write");
                break;
        default:
                printf("unknown access mode");
                break;
        }

        if(val & O_APPEND){
                printf(",append");
        }else if(val & O_NONBLOCK){
                printf(",nonblock");
        }
        printf("\n");

FINALLY:
        if(fd >= 0){
                close(fd);
        }
        return result;
}

运行结果：

read write,append

F_SETFL和F_SETFD的使用方法差不多，先F_GETFL文件状态，然后使用|=设置想要的状态，最后再F_SETFL设置回去。

F_GETOWN：取当前接受SIGIO和SIGURG信号的进程ID和进程组ID。这两种信号会在以后介绍异步IO时说明。

F_SETOWN：设置接受SIGIO和SIGURG信号的进程ID和进程组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。