fcntl

#include <unistd.h>
       #include <fcntl.h>

       int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );

fcntl主要对打开的文件描述符执行本文以下描述的几类操作；根据cmd参数执行相应操作，cmd在下面描述中列出；
1. 复制文件描述符
    F_DUPFD  找出最小的可用的文件描述符或者大于等于arg的文件描述符作为fd的拷贝；
    如 fcntl(fd,F_DUPFD,0)等价于 dup(fd)；

int main(void){
    int fd=fcntl(STDOUT_FILENO,F_DUPFD,0);
    if(fd<0){
        fprintf(stderr,"fcntl dupfd error %d\n",fd);
        exit(1);
    }
    printf("duplicate fd %d\n",fd);

    exit(0);
}

2.文件描述符标记位的读取和设置
F_GETFD 读取文件描述符标记，此时arg参数忽略
F_SETFD 设置文件描述符标记，文件描述标记设置位arg；当前只有一个FD_CLOEXEC

3.文件状态标记的读取和设置
F_GETFL 获取文件的访问模式和文件的状态标记，此时arg参数忽略
F_SETFL 将arg设置为文件的访问模式（O_RDONLY, O_WRONLY,O_RDWR）和创建标记（O_CREAT, O_EXCL, O_TRUNC...）

4.咨询锁(Advisory Locking)
F_GETLK F_SETLK F_SETLKW用来获取、释放、测试存在的记录锁（也称为文件片段或文件区域锁），第三个参数lock是一个指针;
        F_GETLK  如果试图锁定一个已经被锁定的文件，将会返回-1，并且errno设置为EACESS或者EAGAIN；
        F_SETLKW   如果试图锁定一个已经被锁定的文件，调用进程将会阻塞等待，直到锁释放或者被信号中断；
当放置一个“读”锁时，确保文件描述符时打开的；当放置一个“写”锁，确保文件描述符可读可写；

struct flock {
               ...
               short l_type; /* Type of lock: F_RDLCK,
                                   F_WRLCK, F_UNLCK */
               short l_whence; /* How to interpret l_start:
                                   SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END */
               off_t l_start; /* Starting offset for lock */
               off_t l_len; /* Number of bytes to lock */
               pid_t l_pid; /* PID of process blocking our lock
                                   (F_GETLK only) */
               ...
           };

l_type指定了锁的类型 F_RDLCK , F_WRLCK, F_UNLCK；多个进程能够共享“读”锁（共享锁），但是一次只能由一个进程享有“写”锁（互斥锁）；
  
l_whence 指定了锁定的开始位置  
    SEEK_SET文件的开头；
    SEEK_CUR文件中指针的当前位置；
    SEEK_END文件的末尾;
l_start 指定了相对开始位置的偏移位置；
l_len    指定了锁定文件的字节数
l_pid    指定了阻塞当前锁的进程PID；

在设定读写锁时，由于标准库中的读写操作具有缓存，应该直接使用read,write 系统函数；

通常在linux系统中会看到很多以.pid结尾的文件，比如mongodb里面就有一个lock.pid，这个文件就是一个使用以上的锁机制创建的锁文件，主要目的是为了保证daemon程序的单例，即同一个daemon程序一次只能运行一个；当一个daemon开始运行，就会创建一个文件，并锁定，通常该文件的内容时该进程的pid，当在运行该进程时，就会发生错误；因为文件锁机制保证了该daemon的单例性；
下面就通过一个程序来演示fcntl的文件锁机制。
头文件"myfcntl.h"

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

#define error_handle(en,msg) \
    do{errno=en;perror(msg);exit(EXIT_FAILURE);}while(0)

int lockfile(int fd){
    struct flock fl;

    fl.l_type=F_WRLCK;
    fl.l_start=0;
    fl.l_whence=SEEK_SET;
    fl.l_len=0;
    return(fcntl(fd,F_SETLK,&fl));
}
~

singlerun.c

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

#define LOCKFILE "/home/yamorn/daemon.pid"
#define LOCKMODE (S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IWGRP)

extern int lockfile(int);

int already_running(void){
    int fd;
    char buf[16];

    fd=open(LOCKFILE,O_RDWR|O_CREAT,LOCKMODE);
    if(fd<0){
        syslog(LOG_ERR,"can't open %s: %s",LOCKFILE,strerror(errno));
        exit(1);
    }
    if(lockfile(fd)<0){
        if(errno==EACCES||errno==EAGAIN){
            close(fd);
            return(1);
        }
        syslog(LOG_ERR,"can't lock %s: %s",LOCKFILE,strerror(errno));
        exit(1);
    }
    ftruncate(fd,0);
    sprintf(buf,"%ld",(long)getpid());
    write(fd,buf,strlen(buf)+1);
    return(0);
}