fcntl --- fcntlioctl 系統呼叫


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

適用:Unix、非 Emscripten、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 版的變更: 本模块的操作以前触发的是 IOError,现在则会触发 OSError

在 3.8 版的變更: fcntl 模块现在有了 F_ADD_SEALSF_GET_SEALSF_SEAL_* 常量,用于文件描述符 os.memfd_create() 的封装。

在 3.9 版的變更: 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_SETLKF_OFD_SETLKW 常量,它们将在处理打开文件描述锁时被使用。

在 3.10 版的變更: 在 Linux 2.6.11 以上版本中,fcntl 模块提供了 F_GETPIPE_SZF_SETPIPE_SZ 常量,分别用于检查和修改管道的大小。

在 3.11 版的變更: 在 FreeBSD 上,fcntl 模块会暴露 F_DUP2FDF_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 版的變更: 在 Linux >= 4.5 上,fcntl 模块将公开 FICLONEFICLONERANGE 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”。

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

引發一個附帶引數 fdcmdarg稽核事件 fcntl.fcntl

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。

範例:

>>> 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])

引發一個附帶引數 fdrequestarg稽核事件 fcntl.ioctl

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。

引發一個附帶引數 fdoperation稽核事件 fcntl.flock

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 EACCESEAGAIN (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,whenceio.IOBase.seek() 的定义一样。

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。

引發一個附帶引數 fdcmdlenstartwhence稽核事件 fcntl.lockf

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。

也參考

os 模組

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