fcntl函数详解

Posted 2020-08-29 扫地猿

功能描述：根据文件描述词来操作文件的特性。

文件控制函数          fcntl -- file control
头文件：

#include <unistd.h>

#include <fcntl.h>

函数原型：          

int fcntl(int fd, int cmd);

int fcntl(int fd, int cmd, long arg);         

int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);

描述：

           fcntl()针对(文件)描述符提供控制.参数fd是被参数cmd操作(如下面的描述)的描述符.            

　　　　针对cmd的值,fcntl能够接受第三个参数（arg）

fcntl函数有5种功能：

　　　　 1.复制一个现有的描述符（cmd=F_DUPFD）.

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

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

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

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

 cmd 选项：

            F_DUPFD      返回一个如下描述的(文件)描述符:                            

         　（1）最小的大于或等于arg的一个可用的描述符                          

   　　　（2）与原始操作符一样的某对象的引用               

            （3）如果对象是文件(file)的话,返回一个新的描述符,这个描述符与arg共享相同的偏移量(offset)                    

　　　　（4）相同的访问模式(读,写或读/写)                          

　　　　（5）相同的文件状态标志(如:两个文件描述符共享相同的状态标志)                            

　　　　（6）与新的文件描述符结合在一起的close-on-exec标志被设置成交叉式访问execve(2)的系统调用                     

             F_GETFD     取得与文件描述符fd联合close-on-exec标志,类似FD_CLOEXEC.如果返回值和FD_CLOEXEC进行与运算结果是0的话,文件保持交叉式访问exec(),否则如果通过exec运行的话,文件将被关闭(arg被忽略)                  

             F_SETFD     设置close-on-exec旗标。该旗标以参数arg的FD_CLOEXEC位决定。                   

             F_GETFL     取得fd的文件状态标志,如同下面的描述一样(arg被忽略)                    

             F_SETFL     设置给arg描述符状态标志,可以更改的几个标志是：O_APPEND， O_NONBLOCK，O_SYNC和O_ASYNC。
             F_GETOWN 取得当前正在接收SIGIO或者SIGURG信号的进程id或进程组id,进程组id返回成负值(arg被忽略)                    

             F_SETOWN 设置将接收SIGIO和SIGURG信号的进程id或进程组id,进程组id通过提供负值的arg来说明,否则,arg将被认为是进程id
              

命令字(cmd)F_GETFL和F_SETFL的标志如下面的描述:            

             O_NONBLOCK        非阻塞I/O;如果read(2)调用没有可读取的数据,或者如果write(2)操作将阻塞,read或write调用返回-1和EAGAIN错误               　　　　       　　

　　　　  O_APPEND             强制每次写(write)操作都添加在文件大的末尾,相当于open(2)的O_APPEND标志         

             O_DIRECT             最小化或去掉reading和writing的缓存影响.系统将企图避免缓存你的读或写的数据. 如果不能够避免缓存,那么它将最小化已经被缓存了的数 据造成的影响.如果这个标志用的不够好,将大大的降低性能                      

             O_ASYNC              当I/O可用的时候,允许SIGIO信号发送到进程组,例如:当有数据可以读的时候

注意：在修改文件描述符标志或文件状态标志时必须谨慎，先要取得现在的标志值，然后按照希望修改它，最后设置新标志值。不能只是执行F_SETFD或F_SETFL命令，这样会关闭以前设置的标志位。

fcntl的返回值：  与命令有关。如果出错，所有命令都返回－1，如果成功则返回某个其他值。下列三个命令有特定返回值：F_DUPFD,F_GETFD,F_GETFL以及F_GETOWN。第一个返回新的文件描述符，第二个返回相应标志，最后一个返回一个正的进程ID或负的进程组ID。

一：第一种类似于dup操作，在这里不做举例。（fcnlt(oldfd, F_DUPFD, 0) <==>dup2(oldfd, newfd)）

二：设置close-on-exec旗标

三：用命令F_GETFL和F_SETFL设置文件标志，比如阻塞与非阻塞

四：设置异步IO还没想好以后实现

五：设置获取记录锁

结构体flock的指针：

struct flcok

{

　　 short int l_type; /* 锁定的状态*/

　　　　//这三个参数用于分段对文件加锁，若对整个文件加锁，则：l_whence=SEEK_SET,l_start=0,l_len=0;

　　 short int l_whence;/*决定l_start位置*/

　　 off_t l_start; /*锁定区域的开头位置*/

　　 off_t l_len; /*锁定区域的大小*/

　　 pid_t l_pid; /*锁定动作的进程*/

};

l_type 有三种状态:

　　 F_RDLCK 建立一个供读取用的锁定

　　 F_WRLCK 建立一个供写入用的锁定

       F_UNLCK 删除之前建立的锁定

l_whence 也有三种方式:

　　SEEK_SET 以文件开头为锁定的起始位置。

     SEEK_CUR 以目前文件读写位置为锁定的起始位置

     SEEK_END 以文件结尾为锁定的起始位置。