Obsługa zamknięcia przy uruchomieniu (close-on-exec)

F_DUPFD

Znalezienie najniższego dostępnego numeru dla deskryptora pliku, wiekszego lub równego arg i uczynienie deskryptora o tym numerze kopią fd. Jest to inna postać dup2(2), korzystająca z konkretnego, zadanego deskryptora.

Stare i nowe deskryptory mogą być używane zamiennie. Dzielą one blokady, wskaźniki pozycji pliku i flagi; na przykład, jeśli pozycja pliku zostanie zmodyfikowana poprzez użycie lseek na jednym z deskryptorów, zmieni się również pozycja dla drugiego deskryptora.

Te dwa deskryptory nie współdzielą jednak znacznika "zamknięcia przy uruchomieniu" (close-on-exec). Znacznik ten dla kopii jest wyzerowany, co oznacza, że kopia nie zostanie zamknięta podczas wywołania exec.

Po pomyślnym zakończeniu zwracany jest nowy deskryptor.

F_GETFD

Odczytanie znacznika "zamknięcia przy uruchomieniu" (close-on-exec). Jeśli bit FD_CLOEXEC jest równy 0, to plik pozostanie otwarty po wykonaniu exec, w przeciwnym przypadku zostanie zamknięty.

F_SETFD

Nadanie znacznikowi "zamknięcia przy uruchomieniu" (close-on-exec) wartości określonej przez bit FD_CLOEXEC arg.

Znaczniki stanu pliku

Z deskryptorem pliku stowarzyszonych jest kilka znaczników inicjalizowanych przez open(2), które mogą ewentualnie być modyfokowane przez fcntl(2). Znaczniki są współdzielone przez kopie (wykonane za pomocą dup(2), fork(2), itp.) tego samego deskryptora pliku.

Znaczniki i ich znaczenie są opisane w open(2).

F_GETFL

Odczytanie znaczników deskryptora.

F_SETFL

Nadanie tym znacznikom deskryptora, które określają stan pliku, wartości określonej przez arg. Pozostałe bity (prawa dostępu, znaczniki tworzenia pliku) w arg pozostają niezmienione. Pod Linuksem polecenie to może zmieniać jedynie znaczniki O_APPEND, O_NONBLOCK, O_ASYNC i O_DIRECT.

Blokowanie doradcze

F_GETLK, F_SETLK i F_SETLKW służą do zakładania, zwalniania i sprawdzania obecności blokad rekordów (znanych również jako blokady segmentów lub obszarów pliku). Trzeci argument, lock, jest wskaźnikiem do struktury zawierającej co najmniej następujące pola (kolejność nie jest określona).

struct flock {


    ...


    short l_type;    /* Rodzaj blokady: F_RDLCK,


                        F_WRLCK, F_UNLCK */


    short l_whence;  /* Sposób interpretacji l_start:


                        SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END */


    off_t l_start;   /* Początek (offset) blokady */


    off_t l_len;     /* Liczba blokowanych bajtów */


    pid_t l_pid;     /* PID procesu uniemożliwiającego blokadę


                        (tylko F_GETLK) */


    ...
};

Pola l_whence, l_start i l_len powyższej struktury określają zakres bajtów, który chcemy zablokować. l_start jest początkiem (offsetem) blokady i jest interpretowane względem: początku pliku (gdy l_whence jest równe SEEK_SET); aktualnej pozycji w pliku (gdy l_whence jest równe SEEK_CUR); lub końca pliku (gdy l_whence jest równe SEEK_END). W dwu ostatnich przypadkach l_start może być liczbą ujemną o ile pozycja nie znajdzie się przed początkiem pliku. l_len jest liczbą nieujemną (ale zobacz UWAGI poniżej) określającą liczbę blokowanych bajtów. Można blokować bajty poza końcem pliku, ale nie przed jego początkiem. Podanie 0 jako l_len ma specjalne znaczenie: blokowanie wszystkich bajtów począwszy od pozycji określonej przez l_whence i l_start do końca pliku, niezależnie od tego, jaki duży stanie się plik.

Pole l_type może służyć do założenia blokady dla odczytu (F_RDLCK) lub dla zapisu (F_WDLCK) do pliku. Dowolna liczba procesów może utrzymywać blokadę dla odczytu pliku (blokada wspólna) w pewnym jego obszarze, ale tylko jeden proces może utrzymywać blokadę dla zapisu do pliku (blokada wyłączna). Blokada wyłączna wyklucza wszelkie inne blokady, zarówno wspólne, jak i wyłączne. Pojedynczy proces może w danym obszarze pliku utrzymywać blokadę tylko jednego rodzaju; gdy w aktualnie zablokowanym obszarze zakładana jest nowa blokada, to istniejąca blokada jest przekształcana w blokadę nowego typu. (Takie przekształcenie może pociągać za sobą podział, skrócenie lub połączenie z istniejącą blokadą, gdy zakres bajtów podany dla nowej blokady nie pokrywa się dokładnie z zakresem istniejącej blokady.)

F_SETLK

Ustawienie blokady dla zakresu bajtów określonego przez pola l_whence, l_start and l_len lock (gdy l_type jest równe F_RDLCK lub F_WRLCK) albo jej zwolnienie (gdy l_type jest równe F_UNLCK). Jeśli kolidująca blokada jest utrzymywana przez inny proces, funkcja ta zwraca -1 i ustawia errno na EACCES lub EAGAIN.

F_SETLKW

Podobne do F_SETLK, lecz w sytuacji, gdy na pliku założona jest kolidująca blokada czeka na zwolnienie tej blokady. Jeśli podczas oczekiwania zostanie przechwycony sygnał, funkcja jest przerywana i (po powrocie z funkcji obsługi sygnału) powraca natychmiast (zwracając wartość -1 i ustawiając errno na EINTR).

F_GETLK

Jako argument lock tej funkcji określa blokadę, jaką chcielibyśmy założyć na pliku. Gdy założenie blokady jest możliwe, fcntl() w rzeczywistości jej nie zakłada, lecz zwraca F_UNLCK w polu l_type struktury lock pozostawiając inne pola tej struktury niezmienione. Jeśli co najmniej jedna niezgodna blokada uniemożliwiłaby założenie zadanej blokady, to fcntl() zwróci w polach l_type, l_whence, l_start i l_len struktury lock informacje dotyczące jednej z kolidujących blokad oraz ustawi l_pid na wartość PID procesu utrzymującego tę blokadę.

Aby założyć blokadę do odczytu, deskryptor fd musi być otwarty do odczytu. Aby założyć blokadę do zapisu, deskryptor fd musi być otwarty do zapisu. Aby założyć obydwa rodzaje blokad, należy otworzyć plik do odczytu i zapisu.

Blokady są usuwane w wyniku jawnego F_UNLCK, jak też są one automatycznie zwalniane gdy proces kończy działanie lub zamyka dowolny deskryptor odnoszący się do pliku, na którym blokady są utrzymywane. Jest to złe: oznacza, że proces może utracić blokady na pliku takim jak /etc/passwd lub /etc/mtab gdy jakaś funkcja biblioteczna zdecyduje się z jakiegoś powodu ten plik otworzyć, odczytać i zamknąć.

Blokady rekordów nie są dziedziczone przez procesy potomne poprzez fork(2), ale są zachowywane poprzez execve(2).

Ze względu na wykonywane przez bibliotekę stdio(3) buforowanie, należy unikać blokowania rekordów w połączeniu z funkcjami z tego pakietu; zamiast tego należy używać read(2) i write(2).

Blokowanie obowiązujące

(Nie POSIX-owe.) Powyższe blokady plików mogą być albo doradcze, albo obowiązujące, a domyślnie są obowiązujące. Aby skorzystać z obowiązujących blokad, na systemie plików zawierającym blokowany plik musi być włączone blokowanie obowiązujące (za pomocą opcji "-o mand" programu mount(8)) oraz musi być ono włączone dla samego pliku (poprzez wyłączenie prawa uruchamiania dla grupy i włączenie bitu set-GID).

Blokady doradcze nie są wymuszane i są przydatne jedynie pomiędzy współpracującymi procesami. Blokady obowiązujące są wymuszane dla wszystkich procesów.

Zarządzanie sygnałami

F_GETOWN, F_SETOWN, F_GETSIG i F_SETSIG służą do zarządzania sygnałami dostępności we/wy:

F_GETOWN

Pobranie ID procesu lub grupy procesów aktualnie otrzymujących sygnały SIGIO i SIGURG dla zdarzeń na deskryptorze plików fd. Grupy procesów są zwracane jako wartości ujemne.

F_SETOWN

Ustawia ID procesu lub grupy procesów aktualnie otrzymujących sygnały SIGIO i SIGURG dla zdarzeń na deskryptorze plików fd. Grupy procesów są określane za pomocą wartości ujemnych. (F_SETSIG może służyć do określenia innego sygnału zamiast SIGIO).

Jeśli na deskryptorze pliku ustawiony zostanie znacznik stanu O_ASYNC (przez usttawienie tego znacznika przy wywołaniu open(2), albo przy użyciu polecenia F_SETFL w fcntl), to gdy wejście lub wyjście dla tego deskryptora pliku stanie się możliwe, wysłany zostanie sygnał SIGIO.

Proces lub grupę procesów, które otrzymają sygnał można wybrać za pomocą polecenia F_SETOWN w funkcji fcntl. Jeśli deskryptor pliku jest gniazdem, określa to również odbiorcę sygnałów SIGURG dostarczanych gdy poprzez gniazdo przybędą dane autonomiczne. (SIGURG jest wysyłany w sytuacjach, w których select(2) zgłosiłby "stan wyjątkowy" dla gniazda.) Jeśli deskryptor pliku jest skojarzony z urządzeniem terminalowym, to sygnały SIGIO są wysyłane do grupy procesów pierwszoplanowych tego terminala.

F_GETSIG

Pobranie numeru sygnału wysyłanego, gdy wejście lub wyjście stanie się możliwe. Wartość zerowa oznacza wysyłanie SIGIO. Dowolna inna wartość (łącznie z SIGIO) stanowi numer sygnału wysyłanego zamiast SIGIO. W tych sytuacjach dodatkowe informacje mogą być dostępne dla programu obsługi sygnału, o ile zostały zainstalowane z użyciem SA_SIGINFO.

F_SETSIG

Ustawienie numeru sygnału wysyłanego, gdy wejście lub wyjście stanie się możliwe. Wartość zerowa oznacza wysyłanie sygnału domyślnego, czyli SIGIO. Dowolna inna wartość (łącznie z SIGIO) stanowi numer sygnału wysyłanego zamiast SIGIO. W tych sytuacjach dodatkowe informacje mogą być dostępne dla programu obsługi sygnału, o ile zostały zainstalowane z użyciem SA_SIGINFO.

Za pomocą F_SETSIG z niezerową wartością i przy ustawionym SA_SIGINFO dla programu obsługi sygnału (patrz sigaction(2)), można przekazać do programu obsługi sygnału w strukturze siginfo_t dodatkowe informacje o zdarzeniach we/wy Jeśli pole si_code wskazuje, że źródłem jest SI_SIGIO, to pole si_fd zawiera deskryptor pliku związany ze zdarzeniem. W przeciwnym przypadku, brak jest wskazania, które deskryptory plików oczekują i do określenia dostępnych dla we/wy deskryptorów plików należy używać zwykłych mechanizmów (select(2), poll(2), read(2) z ustawionym O_NONBLOCK itd.),

Wybierając sygnał czasu rzeczywistego wg POSIX.1b (wartość >= SIGRTMIN), można, używając tych samych numerów sygnałów, spowodować umieszczenie w kolejce wielu zdarzeń we/wy. (Kolejkowanie zależy od dostępnej pamięci.) Jak powyżej, dodatkowe informacje są dostępne, gdy programy obsługi sygnałów zostały zainstalowane z ustawionym SA_SIGINFO.

Za pomocą tych mechanizmów program może zaimplementować w pełni asynchroniczne we/wy nie używając przez większość czasu select(2) i poll(2).

Opisane powyżej korzystanie z O_ASYNC, F_GETOWN, F_SETOWN jest specyficzne dla BSD i Linuksa. F_GETSIG i F_SETSIG są specyficzne dla Linuksa. POSIX posiada asynchroniczne we/wy i strukturę aio_sigevent służącą do podobnych celów; w Linuksie są one również dostępne jako część biblioteki GNU C (glibc).

Dzierżawy

F_SETLEASE i F_GETLEASE (od Linuksa 2.4 wzwyż) służą do (odpowiednio) ustanowienia i pobrania aktualnego ustawienia dzierżawy na pliku określonym przez fd dla procesu wywołującego funkcję. Dzierżawa pliku zapewnia mechanizm, w którym proces utrzymujący dzierżawę ("dzierżawca") jest zawiadamiany (poprzez dostarczenie sygnału) o tym, że inny proces ("współzawodnik") próbuje wykonać open(2) lub truncate(2) na tym pliku.

F_SETLEASE

Ustawia lub usuwa dzierżawę pliku w zależności od tego, która z następujących wartości zostanie podana jako argument arg typu integer :

Proces może utrzymywać na pliku dzierżawę tylko jednego typu.

Dzierżawy można pobierać tylko dla zwykłych plików. Proces nieuprzywilejowany może pobierać jedynie dzierżawy na plikach, których UID odpowiada UID-owi systemu plików dla danego procesu.

F_GETLEASE

Wskazuje rodzaj dzierżawy utrzymywanej przez aktualny proces na pliku określonym przez deskryptor fd, zwracając F_RDLCK, F_WRLCK albo F_UNLCK, w zależności od tego, czy (odpowiednio) aktualny proces utrzymuje dzierżawę odczytu, zapisu, czy nie utrzymuje żadnej dzierżawy na danym pliku. (Trzeci argument fcntl() jest pomijany.)

Gdy współzawodnik wykona operację open() lub truncate() kolidującą z dzierżawą ustanowioną poprzez F_SETLEASE, wywołanie funkcji systemowej jest blokowane przez jądro (chyba że w open(), podano znacznik O_NONBLOCK kiedy powraca ona natycmiast zgłaszając błąd EWOULDBLOCK). Jądro zawiadamia wówczas dzierżawcę poprzez wysłanie sygnału (domyślnie SIGIO). Dzierżawca powinien odpowiedzieć na otrzymanie tego sygnału wykonując porządki niezbędne dla przygotowania pliku do dostępu przez inny proces (np. zrzucenie buforów) a następnie usunięcie swojej dzierżawy poprzez wykonanie polecenia F_SETLEASE podając jako arg F_UNLCK.

Jeśli dzierżawca nie zwolni dzierżawy w ciągu podanej w /proc/sys/fs/lease-break-time liczby sekund, a wywołanie funkcji systemowej przez współzawodnika pozostaje zablokowane (tzn. współzawodnik nie podał O_NONBLOCK w swoim wywołaniu funkcji open(), ani też wywołanie funkcji systemowej nie zostało przerwane przez obsługę sygnału), to jądro wymusi przerwanie dzierżawy przez dzierżawcę.

Po dobrowolnym lub wymuszonym usunięciu dzierżawy, pzry założeniu, że wywołanie funkcji systemowej przez współzawodnika nie jest nieblokujące, jądro pozwala na kontynuację funkcji systemowej wywołanej przez współzawodnika.

Domyślnym sygnałem stosowanym do zawiadamiania dzierżawcy jest SIGIO, lecz można go zmienić za pomocą polecenia F_SETSIG w fcntl (). Jeśli wydano polecenie F_SETSIG (nawet podając SIGIO), a funkcja obsługi sygnału została określona za pomocą SA_SIGINFO, to ta funkcja obsługi otrzyma jako drugi argument strukturę siginfo_t, której pole si_fd będzie zawierać deskryptor dzierżawionego pliku, do którego uzyskuje dostęp inny proces. (Jest to przydatne, gdy wywołujący utrzymuje dzierżawy na wielu plikach).

Powiadamianie o zmianach pliku lub katalogu

F_NOTIFY

(od Linuksa 2.4 wzwyż) Zapewnia powiadamianie o modyfikacji katalogu, do którego odnosi się fd lub o modyfikacji któregokolwiek z plików w tym katalogu. Zdarzenia, powiadamianie o których ma nastąpić są określone w arg, będącym maską bitową utworzoną jako suma logiczna (OR) zera lub więcej spośród następujących bitów:

Bit	Opis (zdarzenie w katalogu)
DN_ACCESS	Dostęp do pliku (read, pread, readv)
DN_MODIFY	Modyfikacja pliku (write, pwrite,
	writev, truncate, ftruncate)
DN_CREATE	Utworzenie pliku (open, creat, mknod,
	mkdir, link, symlink, rename)
DN_DELETE	Usunięcie pliku (unlink, rename do
	innego katalogu, rmdir)
DN_RENAME	Zmiana nazwy w obrębie katalogu
	(rename)
DN_ATTRIB	Zmiana atrybutów pliku
	(chown, chmod, utime[s])

(Uzyskanie ich definicji wymaga zdefiniowania makra _GNU_SOURCE przed włączeniem <fcntl.h>.)

Powiadomienia dotyczące katalogów są zazwyczaj jednorazowe, więc aplikacja musi się ponownie zarejestrować, aby otrzymać dalsze powiadomienia. Alternatywnie, jeśli w arg włączono DN_MULTISHOT, to powiadomienia będą dokonywane aż do ich jawnego usunięcia. Szereg wywołań podających DN_MULTISHOT kumuluje się, przy czym zdarzenia w arg są dodawane logicznie do już monitorowanych. Aby wyłączyć powiadamianie o jakichkolwiek zdarzeniach, należy w wywołaniu F_NOTIFY podać arg równe 0.

Powiadamianie odbywa się poprzez dostarczenie sygnału. Domyślnym sygnałem jest SIGIO, ele można go amienić za pomocą polecenia F_SETSIG w fcntl(). W tym drugim przypadku, funkcja obsługi sygnału otrzymuje jako swój drugi argument strukturę siginfo_t (gdy funkcja obsługi sygnału została określona za pomocą A_SIGINFO) a pole si_fd tej struktury zawiera deskryptor pliku, który spowodował powiadomienie. (przydatne, gdy utrzymywane są dzierżawy na wielu katalogach).

W szczególności, gdy używa się DN_MULTISHOT, do zawiadamiania powinien być stosowany sygnał czasu rzeczywistego zgodny z POSIX.1b, tak aby mozna było kolekować wiele zmian.