linux fcntl

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

在此函数中创建子进程，调用execl

 1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4  5 int main() 6 { 7     pid_t pid; 8     //以追加的形式打开文件 9     int fd = fd = open("test.txt", O_TRUNC | O_RDWR | O_APPEND | O_CREAT, 0777);10     if(fd < 0)11     {12         perror("open");13         return -1;14     }15     printf("fd = %d\n", fd);16     17     fcntl(fd, F_SETFD, 0);//关闭fd的close-on-exec标志18 19     write(fd, "hello c program\n", strlen("hello c program!\n"));20 21     pid = fork();22     if(pid < 0)23     {24             perror("fork");25             return -1;26     }27     if(pid == 0)28     {29         printf("fd = %d\n", fd);30         31         int ret = execl("./main", "./main", (char *)&fd, NULL);32         if(ret < 0)33         {34             perror("execl");35             exit(-1);36         }37         exit(0);38     }39 40     wait(NULL);41 42     write(fd, "hello c++ program!\n", strlen("hello c++ program!\n"));43 44     close(fd);45 46     return 0;47 }

main测试函数

 1 int main(int argc, char *argv[]) 2 { 3     int fd = (int)(*argv[1]);//描述符 4      5     printf("fd = %d\n", fd); 6  7     int ret = write(fd, "hello linux\n", strlen("hello linux\n")); 8     if(ret < 0) 9     {10         perror("write");11         return -1;12     }13 14     close(fd);15 16     return 0;17 }

执行后文件结果：

[root@centOS5 class_2]# cat test.txt
hello c program
hello linux
hello c++ program!

 

三：用命令F_GETFL和F_SETFL设置文件标志，比如阻塞与非阻塞

 1 #include <stdio.h> 2 #include <sys/types.h> 3 #include <unistd.h> 4 #include <sys/stat.h> 5 #include <fcntl.h> 6 #include <string.h> 7  8 /**********************使能非阻塞I/O******************** 9 *int flags;10 *if(flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0) < 0)11 *{12 *    perror("fcntl");13 *    return -1;14 *}15 *flags |= O_NONBLOCK;16 *if(fcntl(fd, F_SETFL, flags) < 0)17 *{18 *    perror("fcntl");19 *    return -1;20 *}21 *******************************************************/22 23 /**********************关闭非阻塞I/O******************24 flags &= ~O_NONBLOCK;25 if(fcntl(fd, F_SETFL, flags) < 0)26 {27     perror("fcntl");28     return -1;29 }30 *******************************************************/31 32 int main()33 {34     char buf[10] = {0};35     int ret;36     int flags;37     38     //使用非阻塞io39     if(flags = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL, 0) < 0)40     {41         perror("fcntl");42         return -1;43     }44     flags |= O_NONBLOCK;45     if(fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, flags) < 0)46     {47         perror("fcntl");48         return -1;49     }50 51     while(1)52     {53         sleep(2);54         ret = read(STDIN_FILENO, buf, 9);55         if(ret == 0)56         {57             perror("read--no");58         }59         else60         {61             printf("read = %d\n", ret);62         }63         64         write(STDOUT_FILENO, buf, 10);65         memset(buf, 0, 10);66     }67 68     return 0;69 }

四：设置异步IO还没想好以后实现（呵呵呵。。。。。）

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。

 

 

 1 #include "filelock.h" 2  3 /* 设置一把读锁 */ 4 int readLock(int fd, short start, short whence, short len)  5 { 6     struct flock lock; 7     lock.l_type = F_RDLCK; 8     lock.l_start = start; 9     lock.l_whence = whence;//SEEK_CUR,SEEK_SET,SEEK_END10     lock.l_len = len;11     lock.l_pid = getpid();12 //  阻塞方式加锁13     if(fcntl(fd, F_SETLKW, &lock) == 0)14         return 1;15     16     return 0;17 }18 19 /* 设置一把读锁 , 不等待 */20 int readLocknw(int fd, short start, short whence, short len) 21 {22     struct flock lock;23     lock.l_type = F_RDLCK;24     lock.l_start = start;25     lock.l_whence = whence;//SEEK_CUR,SEEK_SET,SEEK_END26     lock.l_len = len;27     lock.l_pid = getpid();28 //  非阻塞方式加锁29     if(fcntl(fd, F_SETLK, &lock) == 0)30         return 1;31     32     return 0;33 }34 /* 设置一把写锁 */35 int writeLock(int fd, short start, short whence, short len) 36 {37     struct flock lock;38     lock.l_type = F_WRLCK;39     lock.l_start = start;40     lock.l_whence = whence;41     lock.l_len = len;42     lock.l_pid = getpid();43 44     //阻塞方式加锁45     if(fcntl(fd, F_SETLKW, &lock) == 0)46         return 1;47     48     return 0;49 }50 51 /* 设置一把写锁 */52 int writeLocknw(int fd, short start, short whence, short len) 53 {54     struct flock lock;55     lock.l_type = F_WRLCK;56     lock.l_start = start;57     lock.l_whence = whence;58     lock.l_len = len;59     lock.l_pid = getpid();60 61     //非阻塞方式加锁62     if(fcntl(fd, F_SETLK, &lock) == 0)63         return 1;64     65     return 0;66 }67 68 /* 解锁 */69 int unlock(int fd, short start, short whence, short len) 70 {71     struct flock lock;72     lock.l_type = F_UNLCK;73     lock.l_start = start;74     lock.l_whence = whence;75     lock.l_len = len;76     lock.l_pid = getpid();77 78     if(fcntl(fd, F_SETLKW, &lock) == 0)79         return 1;80 81     return 0;82 }