Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

int fcntl(int fildes, int command, struct flock *flock_structure);

Структура flock(он англ. file lock ) зависит от конкретной реализации, но, как минимум, она будет содержать следующие элементы:

□ short l_type;

□ short l_whence;

□ off_t l_start;

□ off_t l_len;

□ pid_t l_pid.

Элемент l_typeпринимает одно из нескольких значений (табл. 7.1), определенных в файле fcntl.h.

Таблица 7.1.

Элементы l_whence, l_startи l_lenопределяют участок файла, непрерывную область в байтах. Элемент l_whenceдолжен задаваться одним из следующих значений: SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END(из файла unistd.h). Они соответствуют началу, текущей позиции или концу файла соответственно. Элемент l_whenceзадает смещение для первого байта участка файла, определенного элементом l_start. Обычно оно задается константой SEEK_SET, поэтому l_startотсчитывается от начала файла. Параметр l_lenсодержит количество байтов в участке файла.

Параметр l_pidприменяется для указания процесса, установившего блокировку; см. следующее далее описание значения F_GETLKпараметра command.

Для каждого байта в файле может быть установлена блокировка только одного типа в каждый конкретный момент времени и может быть либо разделяемой блокировкой, либо исключительной или блокировка может отсутствовать. Для системного вызова fcntlсуществует совсем немного комбинаций значений команд и вариантов, поэтому рассмотрим их все по очереди.

Первое значение параметра command — F_GETLK. Эта команда получает информацию о файле, который открыт fildes(первый параметр в вызове). Она не пытается блокировать файл. В процессе вызова передаются сведения о типе блокировки, которую хотелось бы установить, и вызов fcntlс командой F_GETLKвозвращает любую информацию, которая могла бы помешать установке блокировки.

Значения, используемые в структуре flock, приведены в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Процесс может применять вызов с командой F_GETLKдля определения текущего состояния блокировки участка файла. Он должен настроить структуру flock, указав тип требуемой блокировки и определив интересующую его область файла. Вызов fcntlвозвращает в случае успешного завершения значение, отличное от -1. Если у файла уже есть блокировки, препятствующие установке требуемой блокировки, структура flockобновляется соответствующими данными. Если блокировке ничто не мешает, структура flockне изменяется. Если вызов с командой F_GETLKне может получить информацию, он возвращает -1 для обозначения аварийного завершения.

Если вызов с командой F_GETLKзавершился успешно (т. е. вернул значение, отличное от -1), вызвавшее его приложение должно проверить, изменено ли содержимое структуры flock. Поскольку значение l_pidсодержит идентификатор блокирующего процесса (если таковой найден), это поле очень удобно для того, чтобы проверить, изменялась ли структура flock.

Эта команда пытается заблокировать или разблокировать участок файла, заданного fildes. В табл. 7.3 приведены значения полей структуры flock(отличающиеся от значений, применяемых командой F_GETLK).

Таблица 7.3

Как и в случае F_GETLK, блокируемый участок определяется значениями элементов l_start, l_whenceи l_lenструктуры flock. Если блокировка установлена, вызов fcntlвернет значение, отличное от -1, при аварийном завершении возвращается -1. Вызов завершается немедленно.

Команда F_SETLKWаналогична команде F_SETLKза исключением того, что при невозможности установки блокировки вызов будет ждать до тех пор, пока такая возможность не представится. После перехода в состояние ожидания вызов завершится только, когда блокировка будет установлена или появится сигнал. Сигналы мы обсудим в главе 11.

Все блокировки файла, установленные программой, автоматически очищаются, когда закрывается соответствующий дескриптор файла. То же самое происходит, когда программа завершается.

Когда вы применяете блокировку участков файла, очень важно использовать для доступа к данным низкоуровневые вызовы readи writeвместо высокоуровневых функций freadи fwrite. Это необходимо, поскольку функции freadи fwriteвыполняют внутри библиотеки буферизацию читаемых или записываемых данных, так что при выполнений вызова freadдля считывания 100 байтов из файла может быть (и на самом деле почти наверняка будет), считано более 100 байтов, и дополнительные данные помещаются во внутрибиблиотечный буфер. Если программа применит функцию freadдля считывания следующих 100 байтов, она на самом деле считает данные из буфера и не разрешит низкоуровневому вызову readизвлечь больше данных из файла.