Linux программирование в примерах
вернуться

Роббинс Арнольд
Шрифт:

int fcntl(int fd, int cmd, long arg);

int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);

Другими словами, функция принимает по крайней мере два аргумента; в зависимости от второго аргумента, она может принимать и третий аргумент.

Последняя форма, в которой третий аргумент является указателем на

struct flock
, предназначена для блокировки файла. Блокировка файлов сама по себе представляет большую тему; мы отложим обсуждение до раздела 14.2 «Блокировка файлов».

9.4.3.1. Флаг close-on-exec

После вызова

fork
и перед вызовом
exec
следует убедиться, что новая программа наследует лишь те открытые файлы, которые ей нужны. Вы не захотите, чтобы порожденный процесс мешался в открытых файлах родителя, если только это так не задумано. С другой стороны, если у родителя множество открытых файлов, это будет искусственно ограничивать число новых файлов, которые может открыть порожденный процесс. (См. сопроводительную врезку.)

Организационно такое поведение может представлять проблему. Часть вашей программы, порождающая новый процесс, не должна особенно нуждаться в других частях программы, манипулирующей открытыми файлами. И цикл наподобие следующего неприятный, поскольку может не быть открытых файлов:

int j;

for (j = getdtablesize; j >= 3; j--) /* закрыть все, кроме 0, 1, 2 */

 (void)close(j);

Решением является флаг close-on-exec (закрытие при исполнении exec). Он является атрибутом самого дескриптора файла, а не лежащего в его основе открытого файла. Когда этот флаг установлен, система автоматически закрывает файл, когда процесс осуществляет

exec
. Установив этот флаг сразу после открытия файла, вам не нужно беспокоиться о том, что какой-нибудь порожденный процесс случайно его унаследует. (Оболочка автоматически устанавливает этот флаг для всех дескрипторов файлов, которые она открывает, начиная с номера 3 и выше.)

Аргумент

cmd
имеет два значения, относящиеся к флагу close-on-exec:

F_GETFD

Получает флаги дескриптора файла. Возвращаемое значение является значением всех установленных флагов дескриптора или -1 при ошибке.

F_SETFD

Устанавливает флаги дескриптора файла в содержащееся в

arg
(третий аргумент) значение. Возвращаемое значение равно 0 при успехе или -1 при ошибке.

В настоящий момент определен лишь один «флаг дескриптора файла»:

FD_CLOEXEC
. Эта именованная константа является нововведением POSIX [100] , а большая часть кода использует просто 1 или 0:

100

Стандарт POSIX умышленно не приписывает ей значение. Однако, чтобы старый код продолжал работать, единственным значением, которое могла бы разумно использовать любая реализация, является 1 — Примеч. автора.

if (fcntl(fd, F_SETFD, 1) < 0) ...

 /* установить close-on-exec, обработать ошибки */

if (fcntl(fd, F_GETFD) == 1) ...

 /* бит close-on-exec уже установлен */

Однако, определение POSIX допускает дальнейшее расширение, поэтому правильный способ написания такого кода больше соответствует этим строкам:

int fd;

long fd_flags;

if ((fd_flags = fcntl(fd, F_GETFD)) < 0) /* Получить флаги */

 /* обработать ошибки */

fd_flags |= FD_CLOEXEC; /* Add close-on-exec flag */

if (fcntl(fd, F_SETFD, fd_flags) < 0) /* Установить флаги */

 /* обработать ошибки */

ЗАМЕЧАНИЕ. Флаг close-on-exec является собственностью дескриптора, а не лежащего в его основе файла. Поэтому новый дескриптор, возвращенный функциями

dup
или
dup2
(или
fcntl
с
F_DUPD
, которую мы намереваемся посмотреть), не наследует установки флага close-on-exec первоначального дескриптора. Если вам нужно установить его также и для нового дескриптора файла, вы должны не забыть сделать это сами. Такое поведение имеет смысл: если вы просто вызвали
dup
, копируя один конец канала в 0 или 1, вы не захотите, чтобы система закрыла его вместо вас, как только процесс осуществит exec!
История борьбы close-on-exec от
gawk

В языке awk операторы ввода/вывода используют обозначение перенаправления, сходное с обозначением для оболочки. Это включает односторонние каналы к и от подпроцесса:

print "something brilliant" > "/some/file" /* Вывод в файл */

getline my_record < "/some/other/file" /* Ввод из файла */

print "more words of wisdom" | "a_reader process" /* Вывод в подпроцесс */

"a_write_process" | getline some_input /* Ввод из подпроцесса */

У интерпретатора

awk
есть дескрипторы открытых файлов для всех перенаправлений файлов, а для обозначений каналов, создающих подпроцессы, интерпретатор
awk
создает канал, а затем осуществляет
fork
и
exec
оболочки для запуска команды, приведенной в строке.

Теперь на современных системах часть стартового кода библиотеки С времени исполнения (который запускается до вызова

main
) нуждается для управления использованием разделяемых библиотек во временно открытых файлах. Это означает, что для новой программы после исполнения
exec
должны быть по крайней мере один или два неиспользуемых дескриптора файла, иначе программа просто не будет работать

Однажды один пользователь сообщил, что когда в программе было максимальное количество открытых файлов, ни один процесс, для которого она пыталась использовать для конвейера

fork
и
exec
, не мог успешно начаться!

Вы, возможно, можете догадаться, что произошло. Порожденная оболочка унаследовала дескрипторы открытых файлов, которые

gawk
сама использовала для своих перенаправлений. Мы модифицировали
gawk
так, чтобы установить флаг close-on-exec для всех перенаправлений файлов и каналов, что и решило проблему.

9.4.3.2. Дублирование дескриптора файла

Когда аргумент

cmd
функции
fcntl
равен
F_DUPFD
, ее поведение похоже, но не идентично поведению
dup2
. В этом случае
arg
является дескриптором файла, представляющим наименьшее приемлемое значение для нового дескриптора файла:

int new_fd = fcntl(old_fd, F_DUPFD, 7);

 /* Возвращаемое значение между 7 и максимумом или неудача */