linux c 笔记 文件（二）

1.dup和dup2函数

#include<unistd.h>
int dup（int fd）；
int dup2（int fd1，int fd2）；
两个均为复制一个现存的文件的描述
两个函数的返回：若成功为新的文件描述，若出错为-1；
由dup返回的新文件描述符一定是当前可用文件描述中的最小数值。用dup2则可以用fd2参数指定新的描述符数值。如果fd2已经打开，则先关闭。若fd1=fd2，则dup2返回fd2，而不关闭它。通常使用这两个系统调用来重定向一个打开的文件描述符。

复制一个描述符的另一种方法是使用 fcntl函数,下一节将对该函数进行说明。实际上,
调用:
dup (filedes) ;
等效于:fcntl (filedes, F_DUPFD, 0);
而调用:
dup2 (filedes ，filedes ，2)；
等效于:
close (filedes2 ) ;
fcntl(filedes, F_DUPFD, filedes2);
在最后一种情况下,dup2并不完全等同于close加上fcntl。它们之间的区别是:
(1) dup2是一个原子操作,而 close及fcntl则包括两个函数调用。有可能在 close和 fcntl之间插入执行信号捕获函数,它可能修改文件描述符。
(2) 在dup2和fcntl 之间有某些不同的errno。

 

2.根据文件描述词来操作文件的特性。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()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int arg。
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。
 
fcntl函数有五种功能:
• 复制一个现存的描述符( cmd =F_DUPFD)。
• 获得/设置文件描述符标记( cmd = F_GETFD或F_SETFD)。
• 获得/设置文件状态标志( cmd = F_GETFL或F_SETFL)。
• 获得/设置异步I / O有权( cmd = F_GETOWN或F_SETOWN)。
• 获得/设置记录锁( cmd = F_GETLK , F_SETLK或F_SETLKW)。  
    
1. cmd值的F_DUPFD ：
    F_DUPFD    返回一个如下描述的(文件)描述符：
        ·最小的大于或等于arg的一个可用的描述符
        ·与原始操作符一样的某对象的引用
        ·如果对象是文件(file)的话，则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)
        ·相同的访问模式(读，写或读/写)
        ·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)
        ·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


2. cmd值的F_GETFD和F_SETFD：      
    F_GETFD    取得与文件描述符fd联合的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标志，该标志以参数arg的FD_CLOEXEC位决定，应当了解很多现存的涉及文件描述符标志的程序并不使用常数 FD_CLOEXEC，而是将此标志设置为0(系统默认，在exec时不关闭)或1(在exec时关闭)    

    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。

3. cmd值的F_GETFL和F_SETFL：   
    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)，在说明open函数时，已说明
了文件状态标志。不幸的是，三个存取方式标志 (O_RDONLY , O_WRONLY , 以及O_RDWR)并不各占1位。(这三种标志的值各是0 , 1和2，由于历史原因，这三种值互斥 — 一个文件只能有这三种值之一。) 因此首先必须用屏蔽字O_ACCMODE相与取得存取方式位，然后将结果与这三种值相比较。       
    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。
而fcntl的文件状态标志总共有7个：O_RDONLY , O_WRONLY , O_RDWR , O_APPEND , O_NONBLOCK , O_SYNC和O_ASYNC
   

可更改的标志如下：
    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，则read或write调用将返回-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_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

记录锁分为读取锁和写入锁，其中读取锁又称为共享锁，可以使多个
 * 进程都能够在文件的同一部分建立读取锁。而写入锁又称为互斥锁，
 * 在任何时刻只能有一个进程在文件的某个部分建立写入锁。当然，在
 * 文件的同一部分不能同时建立读取锁和写入锁。


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


//自定义错误处理函数
void my_err(const char * err_string , int line)
{
    fprintf (stderr ,"line :%d",line);
    perror (err_string);
    exit(1);
}

//锁的设置或者是释放
int lock_set (int fd ,struct flock * lock)
{
    if (fcntl (fd ,F_SETLK ,lock ) == 0 )    {/*执行成功*/
        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 {/*执行失败，返回-1*/
        perror("lock operation fail \n");
        return -1;
    }
    return 0;
}





//测试锁，只有当测试发现参数lock指定的锁能被设置时 ，返回 0

int lock_test(int fd, struct flock *lock )
{
    if(fcntl (fd, F_GETLK ,lock ) == 0 ){//执行成功
        if( lock->l_type == F_UNLCK){ //测试发现能按照参数lock要求设置锁}
            printf(" lock can be set  in fd \n");
            return 0;
        }else {//又不兼容的锁存在，打印出设置该锁的进程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];
    //打开或者创建文件夹
    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结构
    memset (&lock , 0 ,sizeof (struct flock) );
    lock.l_start = SEEK_SET;
    lock.l_whence = 0;
    lock.l_len =0;
    
    //设置读锁
    lock.l_type =F_RDLCK;
     if ( lock_test (fd , &lock ) == 0) {//测试可以使用文件锁
        lock.l_type =F_RDLCK ;
        lock_set (fd ,&lock );
    }
    //读数据
    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 );
    //等待任意按键
    getchar();
    

    //设置写锁
    lock.l_type = F_WRLCK ;
    if (lock_test(fd ,&lock ) == 0) {//测试可以设置锁
        lock.l_type = F_WRLCK;
        lock_set (fd , &lock );
    }
        
    //释放锁
    lock.l_type = F_UNLCK ;
    lock_set (fd ,&lock );
    close (fd );
    return 0;
}