Linux C fcntl()函數詳解

fcntl系統調用

功能描述：根據文件描述詞來操作文件的特性。

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); 

參數：

• fd：文件描述詞。
• cmd：操作命令。
• arg：供命令使用的參數。
• lock：同上。

有以下操作命令可供使用

一、F_DUPFD：復制文件描述詞。

二、FD_CLOEXEC ：設置close-on-exec標志。

如果FD_CLOEXEC位是0，執行execve的過程中，文件保持打開。反之則關閉。 

三、F_GETFD：讀取文件描述詞標志。 

四、F_SETFD：設置文件描述詞標志。 

五、F_GETFL：讀取文件狀態標志。 

六、F_SETFL：設置文件狀態標志。

其中O_RDONLY， O_WRONLY， O_RDWR， O_CREAT，  O_EXCL， O_NOCTTY 和 O_TRUNC不受影響，能更改的標志有 O_APPEND，O_ASYNC， O_DIRECT， O_NOATIME 和 O_NONBLOCK。 

七、F_GETLK, F_SETLK 和 F_SETLKW ：獲取，釋放或測試記錄鎖，使用到的參數是以下結構體指針：

• F_SETLK：在指定的字節范圍獲取鎖（F_RDLCK, F_WRLCK）或釋放鎖（F_UNLCK）。如果和另一個進程的鎖操作發生沖突，返回 -1並將errno設置為EACCES或EAGAIN。          
• F_SETLKW：行為如同F_SETLK，除了不能獲取鎖時會睡眠等待外。如果在等待的過程中接收到信號，會即時返回並將errno置為EINTR。 
• F_GETLK：獲取文件鎖信息。 
• F_UNLCK：釋放文件鎖。

為了設置讀鎖，文件必須以讀的方式打開。為了設置寫鎖，文件必須以寫的方式打開。為了設置讀寫鎖，文件必須以讀寫的方式打開。 

八、信號管理 

F_GETOWN, F_SETOWN, F_GETSIG 和 F_SETSIG 被用於IO可獲取的信號。 

• F_GETOWN：獲取當前在文件描述詞 fd上接收到SIGIO 或 SIGURG事件信號的進程或進程組標識 。 
• F_SETOWN：設置將要在文件描述詞fd上接收SIGIO 或 SIGURG事件信號的進程或進程組標識 。 
• F_GETSIG：獲取標識輸入輸出可進行的信號。 
• F_SETSIG：設置標識輸入輸出可進行的信號。 

使用以上命令，大部分時間程式無須使用select()或poll()即可實現完整的異步I/O。 

九、租約（ Leases） 

1、F_SETLEASE 和 F_GETLEASE 被用於當前進程在文件上的租約。文件租約提供當一個進程試圖打開或折斷文件內容時，擁有文件租約的進程將會被通告的機制。 

2、F_SETLEASE：根據以下符號值設置或刪除文件租約 

• F_RDLCK設置讀租約，當文件由另一個進程以寫的方式打開或折斷內容時，擁有租約的當前進程會被通告。 
• F_WRLCK設置寫租約，當文件由另一個進程以讀或以寫的方式打開或折斷內容時，擁有租約的當前進程會被通告。 
• F_UNLCK刪除文件租約。

3、F_GETLEASE：獲取租約類型。 

十、文件或目錄改動通告 

（linux 2.4以上）當fd索引的目錄或目錄中所包含的某一文件發生變化時，將會向進程發出通告。arg參數指定的通告事件有以下，兩個或多個值能通過或運算組合。 

• DN_ACCESS 文件被訪問 (read, pread, readv) 
• DN_MODIFY 文件被修改(write, pwrite,writev, truncate, ftruncate) 
• DN_CREATE 文件被建立(open, creat, mknod, mkdir, link, symlink, rename) 
• DN_DELETE 文件被刪除(unlink, rmdir) 
• DN_RENAME 文件被重命名(rename) 
• DN_ATTRIB 文件屬性被改動(chown, chmod, utime[s]) 

返回說明：   

成功執行時，對於不同的操作，有不同的返回值 

• F_DUPFD：新文件描述詞 
• F_GETFD：標志值 
• F_GETFL：標志值 
• F_GETOWN：文件描述詞屬主 
• F_GETSIG：讀寫變得可行時將要發送的通告信號，或0對於傳統的SIGIO行為 

對於其他命令返回0。 

失敗返回-1，errno被設為以下的某個值   

• EACCES/EAGAIN: 操作不被允許，尚未可行 
• EBADF: 文件描述詞無效 
• EDEADLK: 探測到可能會發生死鎖 
• EFAULT: 鎖操作發生在可訪問的地å址空間外 
• EINTR: 操作被信號中斷 
• EINVAL： 參數無效 
• EMFILE: 進程已超出文件的最大可使用范圍 
• ENOLCK: 鎖已被用盡 
• EPERM:權能不允許 

struct flock {
	short l_type; /* 鎖類型： F_RDLCK, F_WRLCK, F_UNLCK */
	short l_whence; /* l_start字段參照點： SEEK_SET(文件頭), SEEK_CUR(文件當前位置), SEEK_END(文件尾) */
	off_t l_start; /* 相對於l_whence字段的偏移量 */
 	 off_t l_len; /* 需要鎖定的長度 */
	pid_t l_pid; /* 當前獲得文件鎖的進程標識（F_GETLK） */
};