"fcntl" --- "fcntl" 和 "ioctl" 系统调用
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本模块基于文件描述符来执行文件和 I/O 控制。 它是 "fcntl()" 和
"ioctl()" Unix 例程的接口。 请参阅 *fcntl(2)* 和 *ioctl(2)* Unix 手册
页了解详情。

可用性: Unix, 非 WASI。

本模块的所有函数都接受文件描述符 *fd* 作为第一个参数。可以是一个整数形
式的文件描述符，比如 "sys.stdin.fileno()" 的返回结果，或为 "io.IOBase"
对象，比如 "sys.stdin" 提供一个 "fileno()"，可返回一个真正的文件描述符
。

在 3.3 版本发生变更: 本模块的操作以前触发的是 "IOError"，现在则会触发
"OSError"。

在 3.8 版本发生变更: "fcntl" 模块现在包含 "F_ADD_SEALS", "F_GET_SEALS"
和 "F_SEAL_*" 常量用于 "os.memfd_create()" 文件描述符的封包。

在 3.9 版本发生变更: 在 macOS 上，"fcntl" 模块暴露了 "F_GETPATH" 常量
，它可从文件描述符获取文件的路径。 在 Linux(>=3.15) 上，"fcntl" 模块暴
露了 "F_OFD_GETLK", "F_OFD_SETLK" 和 "F_OFD_SETLKW" 常量，它们将在处理
打开文件描述锁时被使用。

在 3.10 版本发生变更: 在 Linux >= 2.6.11 中，"fcntl" 模块暴露了
"F_GETPIPE_SZ" 和 "F_SETPIPE_SZ" 常量，它们分别允许检查和修改管道的大
小。

在 3.11 版本发生变更: 在 FreeBSD 上，"fcntl" 模块会暴露 "F_DUP2FD" 和
"F_DUP2FD_CLOEXEC" 常量，它们允许复制文件描述符，后者还额外设置了
"FD_CLOEXEC" 旗标。

在 3.12 版本发生变更: 在 Linux >= 4.5 上，"fcntl" 模块将公开 "FICLONE"
和 "FICLONERANGE" 常量，这允许在某些系统上（例如 btrfs, OCFS2, 和 XFS
）通过将一个文件引用链接到另一个文件来共享某些数据。 此行为通常被称为“
写入时拷贝”。

在 3.13 版本发生变更: 在 Linux >= 2.6.32 上，"fcntl" 模块会暴露
"F_GETOWN_EX", "F_SETOWN_EX", "F_OWNER_TID", "F_OWNER_PID",
"F_OWNER_PGRP" 常量，它们允许针对特定线程、进程或进程组的直接 I/O 可用
性信号。 在 Linux >= 4.13 上，"fcntl" 模块会暴露 "F_GET_RW_HINT",
"F_SET_RW_HINT", "F_GET_FILE_RW_HINT", "F_SET_FILE_RW_HINT" 和
"RWH_WRITE_LIFE_*" 常量，它们允许向内核通知有关在给定 inode 上或通过特
定的打开文件描述符写入的相对预计生命期。 在 Linux >= 5.1 和 NetBSD 上
，"fcntl" 模块会暴露 "F_SEAL_FUTURE_WRITE" 常量供 "F_ADD_SEALS" 和
"F_GET_SEALS" 操作使用。 在 FreeBSD 上，"fcntl" 模块会暴露
"F_READAHEAD", "F_ISUNIONSTACK" 和 "F_KINFO" 常量。 在 macOS 和
FreeBSD 上，"fcntl" 模块会暴露 "F_RDAHEAD" 常量。 在 NetBSD 和 AIX 上
，"fcntl" 模块会暴露 "F_CLOSEM" 常量。 在 NetBSD 上，"fcntl" 模块会暴
露 "F_MAXFD" 常量。 在 macOS 和 NetBSD 上，"fcntl" 模块会暴露
"F_GETNOSIGPIPE" 和 "F_SETNOSIGPIPE" 常量。

这个模块定义了以下函数：

fcntl.fcntl(fd, cmd, arg=0)

   对文件描述符 *fd* 执行 *cmd* 操作（能够提供 "fileno()" 方法的文件对
   象也可以接受）。 *cmd* 可用的值与操作系统有关，在 "fcntl" 模块中可
   作为常量使用，名称与相关 C 语言头文件中的一样。参数 *arg* 可以是整
   数或 "bytes" 对象。若为整数值，则本函数的返回值是 C 语言  "fcntl()"
   调用的整数返回值。若为字节串，则其代表一个二进制结构，比如由
   "struct.pack()" 创建的数据。该二进制数据将被复制到一个缓冲区，缓冲
   区地址传给 C 调用 "fcntl()"。调用成功后的返回值位于缓冲区内，转换为
   一个 "bytes" 对象。返回的对象长度将与 *arg* 参数的长度相同。上限为
   1024 字节。如果操作系统在缓冲区中返回的信息大于 1024 字节，很可能导
   致内存段冲突，或更为不易察觉的数据错误。

   如果 "fcntl()" 调用失败，将引发 "OSError"。

   引发一条 auditing 事件 "fcntl.fcntl"，参数为 "fd" 、"cmd"、"arg"。

fcntl.ioctl(fd, request, arg=0, mutate_flag=True)

   本函数与 "fcntl()" 函数相同，只是参数的处理更加复杂。

   *request* 参数的上限是 32位。"termios" 模块中包含了可用作 *request*
   参数其他常量，名称与相关 C 头文件中定义的相同。

   参数 *arg* 可为整数、支持只读缓冲区接口的对象（如 "bytes" ）或支持
   读写缓冲区接口的对象（如 "bytearray" ）。

   除了最后一种情况，其他情况下的行为都与 "fcntl()" 函数一样。

   如果传入的是个可变缓冲区，那么行为就由 *mutate_flag* 参数决定。

   如果 *mutate_flag*  为 False，缓冲区的可变性将被忽略，行为与只读缓
   冲区一样，只是没有了上述 1024 字节的上限——只要传入的缓冲区能容纳操
   作系统放入的数据即可。

   如果 *mutate_flag* 为 True（默认值），那么缓冲区（实际上）会传给底
   层的 系统调用 "ioctl()" ，其返回代码则会回传给调用它的 Python，而缓
   冲区的新数据则反映了 "ioctl()" 的运行结果。这里做了一点简化，因为若
   是给出的缓冲区少于 1024 字节，首先会被复制到一个 1024 字节长的静态
   缓冲区再传给  "ioctl()" ，然后把结果复制回给出的缓冲区去。

   如果 "ioctl()" 调用失败，将引发 "OSError" 异常。

   举个例子：

      >>> import array, fcntl, struct, termios, os
      >>> os.getpgrp()
      13341
      >>> struct.unpack('h', fcntl.ioctl(0, termios.TIOCGPGRP, "  "))[0]
      13341
      >>> buf = array.array('h', [0])
      >>> fcntl.ioctl(0, termios.TIOCGPGRP, buf, 1)
      0
      >>> buf
      array('h', [13341])

   触发一条 auditing 事件 "fcntl.ioctl"，参数为 "fd" 、"request" 、
   "arg"。

fcntl.flock(fd, operation)

   在文件描述符 *fd* 上执行加锁操作 *operation* (也接受能提供
   "fileno()" 方法的文件对象)。 详见 Unix 手册  *flock(2)*。 (在某些系
   统中，此函数是用 "fcntl()" 模拟出来的。)

   如果 "flock()" 调用失败，将引发 "OSError" 异常。

   触发一条 审计事件 "fcntl.flock"，参数为 "fd" 、"operation"。

fcntl.lockf(fd, cmd, len=0, start=0, whence=0)

   本质上是对 "fcntl()" 加锁调用的封装。*fd* 是要加解锁的文件描述符（
   也接受能提供 "fileno()" 方法的文件对象），*cmd* 是以下值之一：

   fcntl.LOCK_UN

      释放一个已存在的锁 。

   fcntl.LOCK_SH

      获取一个共享的锁。

   fcntl.LOCK_EX

      获得一个独占的锁。

   fcntl.LOCK_NB

      与其他三个 "LOCK_*" 常量中的任何一个进行位或操作，使请求不阻塞。

   如果使用了 "LOCK_NB" ，但无法获取锁 ，则 "OSError" 将被引发 ，异常
   将被 *errno* 属性 设置为 "EACCES" 或 "EAGAIN" （取决于操作系统；为
   便于移植，请检查这两个值）。 至少在某些系统中，只有当文件描述符指向
   一个已打开供写入的文件时，才能使用:const:*!LOCK_EX* 。

   *len* 是要锁定的字节数，*start* 是自 *whence* 开始锁定的字节偏移量
   ，*whence* 与 "io.IOBase.seek()" 的定义一样。

   * "0" -- 相对于文件开头 ("os.SEEK_SET")

   * "1" -- 相对于当前缓冲区位置 ("os.SEEK_CUR")

   * "2" -- 相对于文件末尾 ("os.SEEK_END")

   *start* 的默认值为 0，表示从文件起始位置开始。*len* 的默认值是 0，
   表示加锁至文件末尾。 *whence* 的默认值也是 0。

   触发一条 审计事件 "fcntl.lockf"，参数为 "fd" 、 "cmd"、 "len"、
   "start"、 "whence"。

示例（都是运行于符合 SVR4 的系统）：

   import struct, fcntl, os

   f = open(...)
   rv = fcntl.fcntl(f, fcntl.F_SETFL, os.O_NDELAY)

   lockdata = struct.pack('hhllhh', fcntl.F_WRLCK, 0, 0, 0, 0, 0)
   rv = fcntl.fcntl(f, fcntl.F_SETLKW, lockdata)

注意，在第一个例子中，返回值变量 *rv* 将存有整数；在第二个例子中，该变
量中将存有一个 "bytes" 对象。*lockdata* 变量的结构布局视系统而定——因此
采用 "flock()" 调用可能会更好。

参见:

  模块 "os"
     如果加锁旗标 "O_SHLOCK" 和 "O_EXLOCK" 存在于 "os" 模块中（仅 BSD
     专属），则 "os.open()" 函数提供了对 "lockf()" 和 "flock()" 函数的
     替代。
