Dupliquer un descripteur de fichier¶

F_DUPFD (long)

Trouver le plus petit numéro de descripteur libre supérieur ou égal à arg et le transformer en copie de fd. Ceci est différent de dup2(2), qui utilise exactement le descripteur transmis.

En cas de réussite, le nouveau descripteur est renvoyé.

Voir dup(2) pour plus d'informations.

F_DUPFD_CLOEXEC (long ; depuis Linux 2.6.24)

Comme pour F_DUPFD, mais positionne en plus l'attribut « close-on-exec » pour le descripteur dupliqué. Spécifier cet attribut permet d'éviter une opération F_SETFD de fcntl() supplémentaire pour positionner l'attribut FD_CLOEXEC. Pour une explication sur ce en quoi cet attribut est utile, voir la description de O_CLOEXEC dans open(2).

Attributs du descripteur de fichier¶

Les commandes suivantes manipulent les attributs associés à un descripteur de fichier. Actuellement, un seul attribut est défini : il s'agit de FD_CLOEXEC, l'attribut « close‐on‐exec ». Si le bit FD_CLOEXEC est 0, le descripteur de fichier reste ouvert au travers d'un execve(2), autrement il sera fermé.

F_GETFD (void)

Lire les attributs du descripteur de fichier ; arg est ignoré.

F_SETFD (long)

Positionner les attributs du descripteur de fichier avec la valeur précisée par arg.

Attribut d'état du fichier¶

Un descripteur de fichier dispose de certains attributs, initialisés par open(2) et éventuellement modifiés par fcntl(). Les attributs sont partagés entre les copies (obtenues avec dup(2), fcntl(F_DUPFD), fork(2), etc.) du même descripteur de fichier.

Les attributs et leurs sémantiques sont décrits dans la page open(2).

F_GETFL (void)

Lire les attributs d'état du fichier ; arg est ignoré.

F_SETFL (long)

Positionner les nouveaux attributs pour le descripteur de fichier à la valeur indiquée par arg. Les bits de mode d'accès (O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR) et les attributs de création (O_CREAT, O_EXCL, O_NOCTTY, O_TRUNC) de arg sont ignorés. Sous Linux, cette commande ne peut changer que O_APPEND, O_ASYNC, O_DIRECT, O_NOATIME et O_NONBLOCK.

Verrouillages coopératifs¶

F_GETLK, F_SETLK et F_SETLKW servent à gérer les verrouillages d'enregistrements (de segments ou de régions de fichiers). Le troisième argument, lock, est un pointeur sur une structure qui a au moins les champs suivants (dans un ordre non spécifié).

struct flock {


    ...


    short l_type;    /* Type de verrouillage : F_RDLCK,


                        F_WRLCK, F_UNLCK */


    short l_whence;  /* Interprétation de l_start:


                        SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END */


    off_t l_start;   /* Décalage de début du verrouillage */


    off_t l_len;     /* Nombre d'octets du verrouillage */


    pid_t l_pid;     /* PID du processus bloquant notre verrou


                        (F_GETLK seulement) */


    ...
};

Les champs l_whence, l_start et l_len de cette structure indiquent l'intervalle d'octets à verrouiller. Des octets après la fin du fichier peuvent être verrouillé, mais pas des octets avant le début du fichier.

l_start est la position de début du verrou, et est interprété de façon relative : au début du fichier (si l_whence vaut SEEK_SET) ; à la position actuelle dans le fichier (si l_whence vaut SEEK_CUR) ; à la fin du fichier (si l_whence vaut SEEK_END). Dans les deux derniers cas, l_start peut être un nombre négatif, à partir du moment où la position fournie ne pointe pas avant le début du fichier.

l_len indique le nombre d'octets à verrouiller. Si l_len est positif, alors l'intervalle à verrouiller couvre les octets à partir de l_start jusqu'à l_start+l_len-1 (inclus). Indiquer 0 dans l_len a une signification particulière : cela verrouille tous les octets à partir de la position indiquée par l_whence et l_start jusqu'à la fin du fichier, quelle que soit la taille que prendra la fichier.

POSIX.1-2001 permet (mais n'impose pas) à une implémentation de prendre en charge des valeurs de l_len négatives ; si l_len est négatif, l'intervalle décrivant le verrou lock couvre les octets l_start+l_len jusqu'à l_start-1 inclus. Ceci est supporté par Linux depuis les versions 2.4.21 et 2.5.49.

Le champ l_type peut servir à placer un verrou en lecture (F_RDLCK) ou en écriture (F_WRLCK) sur un fichier. Un nombre quelconque de processus peuvent tenir un verrou en lecture (partagé), sur une région d'un fichier, mais un seul peut avoir un verrou en écriture (exclusif). Un verrou en écriture exclut tous les autres verrous, aussi bien en lecture qu'en écriture. Un processus donné ne peut tenir qu'un seul verrou sur une région d'un fichier, si un nouveau verrou y est appliqué, alors le verrou précédent est converti suivant le nouveau type. Ceci peut entraîner le découpage, la réduction ou l'extension du verrou existant si le nombre d'octets du nouveau verrou ne coïncide pas exactement avec celui de l'ancien.

F_SETLK (struct flock *)

Acquérir (si l_type vaut F_RDLCK ou F_WRLCK) ou libérer (si l_type vaut F_UNLCK) le verrou sur les octets indiqués par les champs l_whence, l_start, et l_len de lock. Si un conflit avec un verrou tenu par un autre processus existe, cet appel renvoie -1 et positionne errno aux valeurs EACCES ou EAGAIN.

F_SETLKW (struct flock *)

Comme F_SETLK, mais attend la libération du verrou au lieu de retourner une erreur. Si un signal à intercepter est reçu pendant l'attente, l'appel est interrompu et renverra immédiatement (après retour du gestionnaire de signaux) la valeur -1. errno sera remplie avec la valeur EINTR ; voir signal(7).

F_GETLK (struct flock *)

En entrée dans cette routine, lock décrit un verrou que nous aimerions placer sur le fichier. Si le verrouillage est possible, fcntl() ne le fait pas, mais renvoie F_UNLCK dans le champ l_type de lock et laisse les autres champs de la structure inchangés. Si un ou plusieurs verrouillages incompatibles empêchaient l'action, alors fcntl() renvoie des informations sur l'un de ces verrous dans les champs l_type, l_whence, l_start, et l_len de lock et remplit l_pid avec le PID du processus tenant le verrou.

Pour pouvoir placer un verrou en lecture, fd doit être ouvert au moins en lecture. Pour placer un verrou en écriture, fd doit être ouvert en écriture. Pour placer les deux types de verrous, il faut une ouverture en lecture-écriture.

Outre la suppression par un F_UNLCK explicite, les verrous sont automatiquement libérés lorsque le processus se termine, ou s'il ferme l'un des descripteurs se référant au fichier sur lequel le verrou est placé. C'est dangereux : cela signifie qu'un processus peut perdre un verrou sur un fichier comme /etc/passwd ou /etc/mtab si, pour une raison quelconque, une fonction de bibliothèque décide de l'ouvrir puis de le refermer.

Les verrouillages d'enregistrements ne sont pas hérités par les enfants lors d'un fork(2), mais sont conservés au travers d'un execve(2).

À cause des tampons gérés par la bibliothèque stdio(3), l'utilisation des verrous d'enregistrements avec les routines de celle‐ci est déconseillé. Utilisez plutôt read(2) et write(2).

Verrouillage obligatoire¶

(Non POSIX) Les verrous d'enregistrements décrits ci‐dessus peuvent être coopératifs ou impératifs, et sont coopératifs par défaut.

Les verrouillages coopératifs ne sont pas imposés, donc ils ne fonctionnent qu'entre processus qui les utilisent.

Les verrous impératifs sont appliqués à tous les processus. Si un processus tente d'effectuer un accès incompatible (par exemple read(2) ou write(2)) sur une zone d'un fichier qui a un verrou impératif, le résultat dépend de l'attribut O_NONBLOCK du descripteur de fichier. S'il n'est pas activé, l'appel système est bloqué jusqu'à ce que le verrou soit enlevé ou converti en un mode compatible avec l'accès demandé. Si l'attribut O_NONBLOCK est activé, l'appel système échoue avec l'erreur EAGAIN.

Pour utiliser des verrous impératifs, ce type de verrouillage doit être activé sur le système de fichiers contenant le fichier à verrouiller (en utilisant l'option « -o mand » de mount(8)), ou l'attribut MS_MANDLOCK de mount(2). Le verrouillage impératif est activé pour un fichier en désactivant la permission d'exécution du groupe et en activant le bit de permission Set-GID (voir chmod(1) et chmod(2)).

L'implémentation Linux des verrouillages obligatoires n'est pas fiable. Voir la section BOGUES ci-dessous.

Gestion des signaux¶

F_GETOWN, F_SETOWN, F_GETSIG et F_SETSIG servent à gérer les signaux de disponibilité d'entrée-sortie :

F_GETOWN (void)

Renvoyer (comme résultat de la fonction) le PID ou l'ID du groupe de processus qui reçoit les signaux SIGIO et SIGURG pour les événements concernant le descripteur de fichier fd. Les groupes de processus sont renvoyés sous forme de valeurs négatives (voir la section BOGUES ci‐dessous). arg est ignoré.

F_SETOWN (long)

Fixer le PID ou l'identifiant du groupe de processus qui recevront les signaux SIGIO et SIGURG pour les événements concernant le descripteur fd, à l'identifiant fourni par arg. Les groupes de processus sont formulés en tant que valeurs négatives. En général, le processus appelant indique son propre PID comme argument (arg est donc getpid(2)).

Si vous fixez l'attribut O_ASYNC sur un descripteur de fichier en utilisant la commande F_SETFL de fcntl(), un signal SIGIO est envoyé dès que l'entrée ou la sortie sont possibles sur ce descripteur. F_SETSIG peut être utilisé pour recevoir un autre signal que SIGIO. Si la vérification de permissions échoue, le signal est ignoré silencieusement.

L'envoi d'un signal au processus (ou groupe de processus) spécifié par F_SETOWN est conditionné par les mêmes vérifications de permissions que l'envoi d'un signal par kill(2), où le processus envoyant le signal est celui qui utilise F_SETOWN (voir la section BOGUES ci‐dessous). Si cette vérification échoue, le signal est ignoré.

Si le descripteur fd est une socket, F_SETOWN permet également la réception de signaux SIGURG lorsque des données hors‐bande arrivent sur la socket. (SIGURG est émis dans toutes les situations où l'appel select(2) aurait indiqué que la socket est dans une « situation exceptionnelle ».)

Si une valeur non nulle est passée à F_SETSIG dans un processus multithreadé utilisant une bibliothèque de threads gérant les groupes de threads (par exemple NPTL), une valeur positive passée à F_SETOWN a une signification différente : au lieu d'être un PID identifiant tout un processus, il s'agit d'un identifiant de thread, référant à un thread spécifique dans un processus. Par conséquent, il peut être nécessaire de passer à F_SETOWN la valeur renvoyée par gettid(2) plutôt que celle renvoyée par getpid(2) pour obtenir les résultats souhaités si F_SETSIG est utilisé. (Dans les implémentations actuelles des threads sous Linux, l'identifiant de thread (TID) du thread principal est son identifiant de processus. Cela signifie qu'un processus avec un seul thread peut utiliser indifféremment gettid(2) ou getpid(2).) Veuillez toutefois noter que les remarques de ce paragraphe ne s'appliquent pas au signal SIGURG généré lorsque des données hors‐bande sont disponibles sur une socket : ce signal est toujours envoyé soit à un processus, soit à un groupe de processus, selon la valeur donnée à F_SETOWN. Notez également que Linux impose une limite au nombre de signaux temps‐réel pouvant être mis en attente pour un processus (voir getrlimit(2) et signal(7)), et lorsque cette limite est atteinte, le noyau recommence à envoyer SIGIO, qui est envoyé à tout le processus, et non à un thread en particulier.

F_GETSIG (void)

Renvoyer (comme résultat de la fonction) le numéro du signal émis lorsque l'entrée ou la sortie deviennent possibles. Une valeur nulle signifie l'émission de SIGIO. Toute autre valeur (y compris SIGIO) précise le signal émis, et des informations supplémentaires seront disponibles pour le gestionnaire s'il est installé avec SA_SIGINFO. arg est ignoré.

F_SETSIG (long)

Définir le signal à émettre lorsque l'entrée ou la sortie deviennent possibles à la valeur fournie par arg. Une valeur nulle signifie l'émission de SIGIO. Toute autre valeur (y compris SIGIO) précise le signal à émettre, et des informations supplémentaires seront disponibles pour le gestionnaire s'il est installé avec SA_SIGINFO.

En passant une valeur non nulle à F_SETSIG, le récepteur du signal est un thread spécifique, plutôt qu'un processus entier. Voir la description de F_SETOWN pour plus de détails.

En utilisant F_SETSIG avec une valeur non nulle, et en configurant SA_SIGINFO pour le gestionnaire (voir sigaction(2)), des informations supplémentaires sur les événements d'entrées-sorties sont fournies au gestionnaire à travers une structure siginfo_t. Si le champ si_code indique que la source est SI_SIGIO, le champ si_fd fournit le descripteur du fichier concerné par l'événement. Sinon il n'y a pas d'indication du descripteur en attente, et il faut utiliser le mécanisme habituel (select(2), poll(2), read(2) avec O_NONBLOCK configuré etc.) pour déterminer quels descripteurs sont disponibles pour les entrées-sorties.

En sélectionnant un signal temps réel (valeur >= SIGRTMIN), de multiples événements d'entrées-sorties peuvent être mémorisés avec le même numéro (la mémorisation dépend de la mémoire disponible). Des informations supplémentaires sont disponibles, comme ci‐dessus, si SA_SIGINFO est configuré pour le gestionnaire.

En utilisant ces mécanismes, un programme peut implémenter des entrées-sorties totalement asynchrones, la plupart du temps sans avoir besoin d'invoquer select(2) ou poll(2).

L'utilisation de O_ASYNC, F_GETOWN, F_SETOWN est spécifique BSD et Linux. F_GETSIG et F_SETSIG sont spécifiques à Linux. POSIX dispose d'entrées-sorties asynchrones et de la structure aio_sigevent pour effectuer la même chose. Ceci est également disponible sous Linux dans la bibliothèque GNU C (Glibc).

Baux¶

F_SETLEASE et F_GETLEASE (depuis Linux 2.4) servent respectivement à établir un nouveau bail et à consulter le bail actuel sur le descripteur de fichier indiqué par fd. (NdT : je traduis « lease » par « bail », faute de terme plus technique.) Le bail sur un fichier fournit un mécanisme par lequel un processus détenteur du bail est averti (par délivrance d'un signal) lorsqu'un autre processus (le « casseur de bail ») essaye d'appeler open(2) ou truncate(2) sur le fichier pointé par ce descripteur de fichier

F_SETLEASE (long)

Fixe ou supprime un bail de fichier en fonction de la valeur fournie dans l'entier arg :

Les baux sont associés à une description de fichier ouvert (voir open(2)). Cela signifie que les descripteurs de fichier dupliqués (créé par, par exemple, fork(2) ou dup(2)) font référence au même bail, et que ce bail peut être modifié ou relâché par n'importe lequel de ces descripteurs. De plus, le bail est relâché soit par une opération F_UNLCK explicite sur n'importe lequel de ces descripteurs dupliqués, soit lorsque tous ces descripteurs ont été fermés.

Les baux ne peuvent être pris que sur des fichiers normaux. Un processus non privilégié ne peut prendre un bail que sur un fichier dont l'UID (le propriétaire) correspond au FS-UID du processus. Un processus possédant la capacité CAP_LEASE peut prendre un bail sur n'importe quel fichier.

F_GETLEASE (void)

Indique le type de bail possédé sur le descripteur de fichier fd en renvoyant F_RDLCK, F_WRLCK, ou F_UNLCK, signifiant respectivement que le processus appelant a un bail en lecture, écriture, ou pas de bail sur le fichier. arg est ignoré.

Lorsqu'un processus (le « casseur de bail » appelle open(2) ou truncate(2) en conflit avec un bail établi par F_SETLEASE, l'appel système est bloqué par le noyau et le noyau avertit le processus tenant le bail par l'envoi d'un signal (SIGIO par défaut). Le tenant du bail doit répondre à ce signal en effectuant tout le nettoyage nécessaire pour que le fichier soit accessible par un autre processus (par exemple en vidant des tampons internes) et en supprimant ou déclassant son bail. Un bail est supprimé en appelant la commande F_SETLEASE avec arg valant F_UNLCK. Si le tenant du bail possède un bail en écriture sur le fichier et que le casseur de bail ouvre le fichier en lecture, il est suffisant que le tenant du bail déclasse le bail en un bail en lecture. Cela est effectué en appelant la commande F_SETLEASE avec arg valant F_RDLCK.

Si le détenteur du bail n'arrive pas à le déclasser ou le supprimer avant le nombre de secondes indiqué dans /proc/sys/fs/lease-break-time alors le noyau supprimera ou déclassera de force le bail du processus qui le tient.

Dès que le bail a été, de gré ou de force, résilié ou déclassé et en supposant que le casseur de bail n'a pas débloqué son appel système, le noyau permet à ce dernier de se dérouler.

Si l'appel à open(2) ou truncate(2) du casseur de bail est interrompu par un gestionnaire de signal, l'appel système échoue avec l'erreur EINTR, mais les autres étapes décrites ci‐dessous se déroulent normalement. Si le casseur de bail est tué par un signal pendant que son appel système open(2) ou truncate(2) bloque, tout se déroule comme décrit ci‐dessus. De même, si le casseur de bail utilise l'option O_NONBLOCK de open(2), l'appel retourne immédiatement avec l'erreur EWOULDBLOCK, mais les autres étapes se déroulent comme décrit ci‐dessus.

Le signal de notification par défaut pour le tenant du bail est SIGIO, mais on peut le modifier avec la commande F_SETSIG de la fonction fcntl(). Si une commande F_SETSIG est réalisée (même pour SIGIO), et si le gestionnaire de signal est installé avec SA_SIGINFO, alors il recevra une structure siginfo_t en second argument, et le champ si_fd contiendra le descripteur de fichier du bail où il y a eu une tentative d'accès par un autre processus. (Ceci sert si le processus tient des baux sur plusieurs fichiers.)

Notification de modification de fichier et de répertoire (dnotify)¶

F_NOTIFY (long)

(Depuis Linux 2.4) Fournit un avertissement lorsque le répertoire correspondant à fd ou l'un des fichiers qu'il contient est modifié. Les événements à notifier sont précisés dans arg, sous forme de masque regroupant par un OU binaire zéro, une ou plusieurs des constantes suivantes :

(Afin d'obtenir ces définitions, la macro _GNU_SOURCE doit être définie avant l'inclusion de <fcntl.h>.)

Les notifications de répertoire sont habituellement uniques, et l'application doit réenregistrer une demande pour les notifications ultérieures. Inversement, si DN_MULTISHOT est incluse dans arg, les notifications resteront en effet jusqu'à une demande explicite de suppression.

Une série de F_NOTIFY sont cumulés, les événements décrits dans arg étant ajoutés à l'ensemble des événements déjà surveillés. Pour supprimer les notifications de tous les événements, il faut invoquer F_NOTIFY avec arg valant 0.

La notification se produit par l'occurrence d'un signal. Le signal par défaut est SIGIO, mais on peut le changer avec la commande F_SETSIG de fcntl(). Dans ce cas, le gestionnaire de signal reçoit une structure siginfo_t en second argument (si le gestionnaire a été installé avec SA_SIGINFO) dont le champ si_fd contient le descripteur du fichier qui a déclenché la notification (utile pour superviser plusieurs répertoires).

En outre, avec DN_MULTISHOT, un signal temps‐réel devrait être utilisé pour la notification pour pouvoir empiler les notifications successives.

NOTE : Les nouvelles applications devraient utiliser l'interface inotify (disponible depuis Linux 2.6.13), qui fournit une bien meilleure interface pour obtenir des notifications d'événements sur le système de fichiers. Voir inotify(7).