linux c 筆記 檔案（二）

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1.dup和dup2函數

#include<unistd.h>
int dup（int fd）；
int dup2（int fd1，int fd2）；
兩個均為複製一個現存的檔案的描述
兩個函數的返回：若成功為新的檔案描述，若出錯為-1；
由dup返回的新檔案描述符一定是當前可用檔案描述中的最小數值。用dup2則可以用fd2參數指定新的描述符數值。如果fd2已經開啟，則先關閉。若fd1=fd2，則dup2返回fd2，而不關閉它。通常使用這兩個系統調用來重新導向一個開啟的檔案描述符。

複製一個描述符的另一種方法是使用 fcntl函數,下一節將對該函數進行說明。實際上,
調用:
dup (filedes) ;
等效於:fcntl (filedes, F_DUPFD, 0);
而調用:
dup2 (filedes ，filedes ，2)；
等效於:
close (filedes2 ) ;
fcntl(filedes, F_DUPFD, filedes2);
在最後一種情況下,dup2並不完全等同於close加上fcntl。它們之間的區別是:
(1) dup2是一個原子操作,而 close及fcntl則包括兩個函數調用。有可能在 close和 fcntl之間
插入執行訊號捕獲函數,它可能修改檔案描述符。
(2) 在dup2和fcntl 之間有某些不同的errno。

 

2.根據檔案描述詞來操作檔案的特性。fcntl

#include <unistd.h>
#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);

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()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。
 
fcntl函數有五種功能:
• 複製一個現存的描述符( cmd =F_DUPFD)。
• 獲得/設定檔案描述符標記( cmd = F_GETFD或F_SETFD)。
• 獲得/設定檔案狀態標誌( cmd = F_GETFL或F_SETFL)。
• 獲得/設定非同步I / O有權( cmd = F_GETOWN或F_SETOWN)。
• 獲得/設定記錄鎖( cmd = F_GETLK , F_SETLK或F_SETLKW)。  
    
1. cmd值的F_DUPFD ：
    F_DUPFD    返回一個如下描述的(檔案)描述符：
        ·最小的大於或等於arg的一個可用的描述符
        ·與原始操作符一樣的某對象的引用
        ·如果對象是檔案(file)的話，則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)
        ·相同的訪問模式(讀，寫或讀/寫)
        ·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)
        ·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


2. cmd值的F_GETFD和F_SETFD：      
    F_GETFD    取得與檔案描述符fd聯合的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標誌，該標誌以參數arg的FD_CLOEXEC位決定，應當瞭解很多現存的涉及檔案描述符標誌的程式並不使用常數 FD_CLOEXEC，而是將此標誌設定為0(系統預設，在exec時不關閉)或1(在exec時關閉)    

    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。

3. cmd值的F_GETFL和F_SETFL：   
    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)，在說明open函數時，已說明
了檔案狀態標誌。不幸的是，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相與取得存取方式位，然後將結果與這三種值相比較。       
    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。
而fcntl的檔案狀態標誌總共有7個：O_RDONLY , O_WRONLY , O_RDWR , O_APPEND , O_NONBLOCK , O_SYNC和O_ASYNC
   

可更改的標誌如下：
    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，則read或write調用將返回-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_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

記錄鎖分為讀取鎖和寫入鎖，其中讀取鎖又稱為共用鎖定，可以使多個
 * 進程都能夠在檔案的同一部分建立讀取鎖。而寫入鎖又稱為互斥鎖，
 * 在任何時刻只能有一個進程在檔案的某個部分建立寫入鎖。當然，在
 * 檔案的同一部分不能同時建立讀取鎖和寫入鎖。


#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>


//自訂錯誤處理函數
void my_err(const char * err_string , int line)
{
    fprintf (stderr ,"line :%d",line);
    perror (err_string);
    exit(1);
}

//鎖的設定或者是釋放
int lock_set (int fd ,struct flock * lock)
{
    if (fcntl (fd ,F_SETLK ,lock ) == 0 )    {/*執行成功*/
        if ( lock-> l_type ==F_RDLCK ){
            printf("set read lock , pid :%d\n  ",getpid() );
        }else if ( lock -> l_type ==F_WRLCK){
            printf("set write lock ,pid :%d \n ",getpid() );
        }else if ( lock -> l_type == F_UNLCK) {
            printf("release lock ,pid :%d \n",getpid());
        }
    }
    else {/*執行失敗，返回-1*/
        perror("lock operation fail \n");
        return -1;
    }
    return 0;
}





//測試鎖，只有當測試發現參數lock指定的鎖能被設定時 ，返回 0

int lock_test(int fd, struct flock *lock )
{
    if(fcntl (fd, F_GETLK ,lock ) == 0 ){//執行成功
        if( lock->l_type == F_UNLCK){ //測試發現能按照參數lock要求設定鎖}
            printf(" lock can be set  in fd \n");
            return 0;
        }else {//又不相容的鎖存在，列印出設定該鎖的進程ID
        if( lock -> l_type ==F_RDLCK ){
            printf("can‘t  set lock ,read lock has set by: %d \n",lock -> l_pid );
        }else if (lock ->l_type ==F_WRLCK){
            printf("can‘t  set lock ,write lock has set by :%d \n ",lock ->l_pid);
        }
        return -2;
        }
    }else {
        perror ("get incompatible locks fail ");
    return -1;
    }    

}


int main()
{
    int fd ;
    int ret;
    struct flock  lock;
    char  read_buf[32];
    //開啟或者建立檔案夾
    if ((fd = open ("example_65 ",O_CREAT | O_TRUNC |O_RDWR ,S_IRWXU)) == -1) {
        my_err ("open ",__LINE__);
    }
    if(write (fd ,"test lock ",10 ) !=10 ){
        my_err ("test ",__LINE__ );
    }
    //初始化lock結構
    memset (&lock , 0 ,sizeof (struct flock) );
    lock.l_start = SEEK_SET;
    lock.l_whence = 0;
    lock.l_len =0;
    
    //設定讀鎖
    lock.l_type =F_RDLCK;
     if ( lock_test (fd , &lock ) == 0) {//測試可以使用檔案鎖
        lock.l_type =F_RDLCK ;
        lock_set (fd ,&lock );
    }
    //讀資料
    lseek (fd ,0 , SEEK_SET );
    if((ret = read (fd , read_buf ,10 )) < 0){
        my_err ("read ", __LINE__);
    }
    read_buf[ret] == ‘\0‘;
    printf ( "%s \n ",read_buf );
    //等待任意按鍵
    getchar();
    

    //設定寫鎖
    lock.l_type = F_WRLCK ;
    if (lock_test(fd ,&lock ) == 0) {//測試可以設定鎖
        lock.l_type = F_WRLCK;
        lock_set (fd , &lock );
    }
        
    //釋放鎖
    lock.l_type = F_UNLCK ;
    lock_set (fd ,&lock );
    close (fd );
    return 0;
}

linux c 筆記 檔案（二）