Linux下 fcntl 函數用法說明

功能描述：根據檔案描述詞來操作檔案的特性。 
檔案控制函數
         fcntl -- file control

LIBRARY
         Standard C Library (libc, -lc)

SYNOPSIS
         #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); 

[描述]
            Fcntl()針對(檔案)描述符提供控制.參數fd 是被參數cmd操作(如下面的描述)的描述符.
            針對cmd的值,fcntl能夠接受第三個參數int arg

fcntl函數有5種功能： 
1.複製一個現有的描述符（cmd=F_DUPFD）. 
2.獲得／設定檔案描述符標記(cmd=F_GETFD或F_SETFD). 
3.獲得／設定檔案狀態標記(cmd=F_GETFL或F_SETFL). 
4.獲得／設定非同步I/O所有權(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN). 
5.獲得／設定記錄鎖(cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW).

     cmd值： 
            F_DUPFD            返回一個如下描述的(檔案)描述符:
                            o            最小的大於或等於arg的一個可用的描述符
                            o            與原始操作符一樣的某對象的引用
                            o            如果對象是檔案(file)的話,返回一個新的描述符,這個描述符與arg 共用相同的位移量(offset)
                            o            相同的訪問模式(讀,寫或讀/寫)
                            o            相同的檔案狀態標誌(如:兩個檔案描述符共用相同的狀態標誌)
                            o            與新的檔案描述符結合在一起的close-on-exec 標誌被設定成交叉式訪問execve(2)的系統調用
     
    
            F_GETFD            取得與檔案描述符fd聯合close-on-exec標誌,類似FD_CLOEXEC.如果傳回值和FD_CLOEXEC進行與運算結果是0的話,檔案保 持交叉式訪問exec(),否則如果通過exec啟動並執行話,檔案將被關閉(arg 被忽略)
     
    
            F_SETFD            設定close-on-exec 旗標。該旗標以參數arg 的FD_CLOEXEC位決定。     
   
            F_GETFL            取得fd的檔案狀態標誌,如同下面的描述一樣(arg被忽略)
     
   
            F_SETFL            設定給arg描述符狀態標誌,可以更改的幾個標誌是： O_APPEND， O_NONBLOCK，O_SYNC和O_ASYNC。

     
     
            F_GETOWN             取得當前正在接收SIGIO或者SIGURG訊號的進程id或進程組id,進程組id返回成負值(arg被忽略)
     
   
            F_SETOWN            設定將接收SIGIO和SIGURG訊號的進程id或進程組id,進程組id通過提供負值的arg來說明,否則,arg將被認為是進程id

   
            命令字(cmd)F_GETFL和F_SETFL的標誌如下面的描述:
            O_NONBLOCK            非阻塞I/O;如果read(2)調用沒有可讀取的資料,或者如果write(2)操作將阻塞,read或write調用返回-1和EAGAIN錯誤
            O_APPEND                    強制每次寫(write)操作都添加在檔案大的末尾,相當於open(2)的O_APPEND標誌
            O_DIRECT                    最小化或去掉reading和writing的緩衝影響.系統將企圖避免緩衝你的讀或寫的資料.如果不能夠避免緩衝,那麼它將最小化已經被緩衝了的資料造 成的影響.如果這個標誌用的不夠好,將大大的降低效能
            O_ASYNC                    當I/O可用的時候,允許SIGIO訊號發送到進程組,例如:當有資料可以讀的時候

在修改檔案描述符標誌或檔案狀態標誌時必須謹慎，先要取得現在的標誌值，然後按照希望修改它，最後設定新標誌值。不能只是執行F_SETFD或F_SETFL命令，這樣會關閉以前設定的標誌位。

fcntl的傳回值 與命令有關。如果出錯，所有命令都返回－1，如果成功則返回某個其他值。下列三個命令有特定傳回值：F_DUPFD,F_GETFD,F_GETFL以及F_GETOWN。第一個返回新
的檔案描述符，第二個返回相應標誌，最後一個返回一個正的進程ID或負的進程組ID。

控制fd的常式 如下：

#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std; 

int main(int argc,char* argv[]) 
{ 
int fd,var; 
// fd=open("new",O_RDWR); 

if (argc!=2) 
{ 
perror("--"); 
cout<<"請輸入參數，即檔案名稱！"<

/**三個存取方式標誌(O_RDONLY,O_WRONLY,以及O_RDWR)並不各佔1位。(這三種標誌的值各是0、1和2，由於曆 史原因。這三種值互斥—一個檔案只能有這三種值之一。)因此首先必須用屏蔽字O_ACCMODE取得存取方式位，然後將結果與這三種值相比較。

****/

switch(var & O_ACCMODE) 
{ 
case O_RDONLY : cout<<"Read only.."<

.獲得／設定記錄鎖的功能： (cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW).

          F_GETLK          通過第三個參數arg(一個指向flock的結構體)取得第一個阻塞lock description指向的的鎖.取得的資訊將覆蓋傳到fcntl()的flock結構的資訊.如果沒有發現能夠阻止本次鎖(flock)產生的鎖,這 個結構將不被改變,除非鎖的類型被設定成F_UNLCK.

     
          F_SETLK          按照指向結構體flock的指標的第三個參數arg所描述的鎖的資訊設定或者清除一個檔案segment鎖.F_SETLK被用來實現共用(或讀)鎖 (F_RDLCK)或獨佔(寫)鎖(F_WRLCK),同樣可以去掉這兩種鎖(F_UNLCK).如果共用鎖定或獨佔鎖不能被設定,fcntl()將立即返 回EAGAIN.

     
          F_SETLKW          除了共用鎖定或獨佔鎖被其他的鎖阻塞這種情況外,這個命令和F_SETLK是一樣的.如果共用鎖定或獨佔鎖被其他的鎖阻塞,進程將等待直到這個請求能夠完成. 當fcntl()正在等待檔案的某個地區的時候捕捉到一個訊號,如果這個訊號沒有被指定SA_RESTART,fcntl將被中斷.

     
          當一個共用鎖定被set到一個檔案的某段的時候,其他的進程可以set 共用鎖定到這個段或這個段的一部分.共用所阻止任何其他進程set獨佔鎖到這段保護地區的任何部分.如果檔案描述符沒有以讀的訪問方式開啟的話,共用鎖定的佈建要求會失敗

    
          獨佔鎖阻止任何其他的進程在這段保護地區任何位置設定共用鎖定或獨佔鎖.如果檔案描述符不是以寫的訪問方式開啟的話,獨佔鎖的請求會失敗

結構體flock的指標 ：

struct flcok 
{ 
short int l_type; /* 鎖定的狀態*/

//這三個參數用於分段對檔案加鎖，若對整個檔案加鎖，則：l_whence=SEEK_SET,l_start=0,l_len=0;
short int l_whence;/*決定l_start位置*/ 
off_t l_start; /*鎖定地區的開頭位置*/ 
off_t l_len; /*鎖定地區的大小*/

pid_t l_pid; /*鎖定動作的進程*/ 
};

l_type 有三種狀態: 
F_RDLCK 建立一個供讀取用的鎖定 
F_WRLCK 建立一個供寫入用的鎖定 
F_UNLCK 刪除之前建立的鎖定

l_whence 也有三種方式: 
SEEK_SET 以檔案開頭為鎖定的起始位置。 
SEEK_CUR 以目前檔案讀寫位置為鎖定的起始位置 
SEEK_END 以檔案結尾為鎖定的起始位置。 
  
傳回值      成功則返回0，若有錯誤則返回-1，錯誤原因存於errno.