Linux系统调用--fcntl函数详解

【fcntl系统调用】  

   
功能描述：根据文件描述词来操作文件的特性。
 
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);
 
 
参数：  
fd：文件描述词。
cmd：操作命令。
arg：供命令使用的参数。
lock：同上。
 
有以下操作命令可供使用

一.  F_DUPFD ：复制文件描述词 。

二.  FD_CLOEXEC ：设置close-on-exec标志。如果FD_CLOEXEC位是0，执行execve的过程中，文件保持打开。反之则关闭。

三.   F_GETFD ：读取文件描述词标志。

四.   F_SETFD ：设置文件描述词标志。

五.  F_GETFL ：读取文件状态标志。

六.   F_SETFL ：设置文件状态标志。
其中O_RDONLY， O_WRONLY， O_RDWR， O_CREAT，  O_EXCL， O_NOCTTY 和 O_TRUNC不受影响，
可以更改的标志有 O_APPEND，O_ASYNC， O_DIRECT， O_NOATIME 和 O_NONBLOCK。

七.  F_GETLK, F_SETLK 和 F_SETLKW ：获取，释放或测试记录锁，使用到的参数是以下结构体指针：
F_SETLK：在指定的字节范围获取锁（F_RDLCK, F_WRLCK）或者释放锁（F_UNLCK）。如果与另一个进程的锁操作发生冲突，返回 -1并将errno设置为EACCES或EAGAIN。
        
F_SETLKW：行为如同F_SETLK，除了不能获取锁时会睡眠等待外。如果在等待的过程中接收到信号，会立即返回并将errno置为EINTR。

F_GETLK：获取文件锁信息。

F_UNLCK：释放文件锁。
   
为了设置读锁，文件必须以读的方式打开。为了设置写锁，文件必须以写的方式打开。为了设置读写锁，文件必须以读写的方式打开。

八. 信号管理
F_GETOWN, F_SETOWN, F_GETSIG 和 F_SETSIG 被用于IO可获取的信号。

F_GETOWN：获取当前在文件描述词 fd上接收到SIGIO 或 SIGURG事件信号的进程或进程组标识 。

F_SETOWN：设置将要在文件描述词fd上接收SIGIO 或 SIGURG事件信号的进程或进程组标识 。

F_GETSIG：获取标识输入输出可进行的信号。

F_SETSIG：设置标识输入输出可进行的信号。

使用以上命令，大部分时间程序无须使用select()或poll()即可实现完整的异步I/O。

九. 租约（ Leases）
F_SETLEASE 和 F_GETLEASE 被用于当前进程在文件上的租约。文件租约提供当一个进程试图打开或折断文件内容时，拥有文件租约的进程将会被通告的机制。

F_SETLEASE：根据以下符号值设置或者删除文件租约

1.F_RDLCK设置读租约，当文件由另一个进程以写的方式打开或折断内容时，拥有租约的当前进程会被通告。
2.F_WRLCK设置写租约，当文件由另一个进程以读或以写的方式打开或折断内容时，拥有租约的当前进程会被通告。
3.F_UNLCK删除文件租约。

F_GETLEASE：获取租约类型。

十.文件或目录改变通告
（linux 2.4以上）当fd索引的目录或目录中所包含的某一文件发生变化时，将会向进程发出通告。arg参数指定的通告事件有以下，两个或多个值可以通过或运算组合。
1.DN_ACCESS 文件被访问 (read, pread, readv)
2.DN_MODIFY 文件被修改(write, pwrite,writev, truncate, ftruncate)
3.DN_CREATE 文件被建立(open, creat, mknod, mkdir, link, symlink, rename)
4.DN_DELETE 文件被删除(unlink, rmdir)
5.DN_RENAME 文件被重命名(rename)
6.DN_ATTRIB 文件属性被改变(chown, chmod, utime[s])

返回说明：  
成功执行时，对于不同的操作，有不同的返回值
F_DUPFD： 新文件描述词
F_GETFD：  标志值
F_GETFL：  标志值
F_GETOWN： 文件描述词属主
F_GETSIG： 读写变得可行时将要发送的通告信号，或者0对于传统的SIGIO行为

对于其它命令返回0。

失败返回-1，errno被设为以下的某个值  
EACCES/EAGAIN: 操作不被允许，尚未可行
EBADF: 文件描述词无效
EDEADLK: 探测到可能会发生死锁
EFAULT: 锁操作发生在可访问的地址空间外
EINTR: 操作被信号中断
EINVAL： 参数无效
EMFILE: 进程已超出文件的最大可使用范围
ENOLCK: 锁已被用尽
EPERM:权能不允许 struct flock {
             short l_type; /* 锁类型： F_RDLCK, F_WRLCK, F_UNLCK */
             short l_whence; /* l_start字段参照点： SEEK_SET(文件头), SEEK_CUR(文件当前位置), SEEK_END(文件尾) */
             off_t l_start; /* 相对于l_whence字段的偏移量 */
             off_t l_len; /* 需要锁定的长度 */
             pid_t l_pid; /* 当前获得文件锁的进程标识（F_GETLK） */
};