fcntl —— 系统调用 fcntl 和 ioctl¶
本模块基于文件描述符来进行文件控制和 I/O 控制。它是 Unix 系统调用  fcntl() 和 ioctl() 的接口。关于这些调用的完整描述,请参阅 Unix 手册的 fcntl(2) 和 ioctl(2) 页面。
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 3.8 版更改: fcntl 模块现在有了 F_ADD_SEALS 、F_GET_SEALS  和 F_SEAL_* 常量,用于文件描述符 os.memfd_create() 的封装。
在 3.9 版更改: 在 macOS 上,fcntl 模块提供了 F_GETPATH 常量,从文件描述符获取文件的路径。 在 Linux(>=3.15) 上,fcntl 模块提供了 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。
这个模块定义了以下函数:
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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,会触发- OSError。- 引发一个 审计事件 - fcntl.fcntl并附带参数- fd,- cmd,- arg。
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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,则会触发- 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]) - 引发一个 审计事件 - fcntl.ioctl并附带参数- fd,- request,- arg。
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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,就会触发- OSError异常。- 引发一个 审计事件 - fcntl.flock并附带参数- fd,- operation。
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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:- LOCK_UN——解锁
- LOCK_SH—— 获取一个共享锁
- LOCK_EX—— 获取一个独占锁
 - 如果 cmd 为 - LOCK_SH或- LOCK_EX,则还可以与- LOCK_NB进行按位或运算,以避免在获取锁时出现阻塞。 如果用了- LOCK_NB,无法获取锁时将触发- OSError,此异常的 errno 属性将被设为- EACCES或- EAGAIN(视操作系统而定;为了保证可移植性,请检查这两个值)。 至少在某些系统上,只有当文件描述符指向需要写入而打开的文件时,才可以使用- 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—— 自文件起始位置(- os.SEEK_SET)。
- 1—— 自缓冲区当前位置(- os.SEEK_CUR)
- 2—— 自文件末尾(- 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。 - 引发一个 审计事件 - fcntl.lockf并附带参数- 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。