文件描述符规范

Question

我正在尝试了解文件描述符的标志和模式。

The man page 为

fcntl - manipulate file descriptor

int fcntl(int fd, int cmd);

状态：

文件描述符标志

以下命令操作与文件关联的标志 描述符。目前，只定义了一个这样的标志：FD_CLOEXEC,...

文件状态标志

每个打开的文件描述都有某些相关的状态标志， 由 open(2) 初始化... 文件状态标志及其语义在open(2) 中进行了描述。

鉴于fcntl 完全是指文件描述符（不处理流），我猜第二个标题应该是“文件描述符状态标志”。 所以现在我们有一个 FD "flags" 和 "status flags"。 该手册页还提到当cmd=F_GETFL 时，fcntl 的返回值为“文件访问模式和文件状态标志”。 所以现在我们还有一个文件访问模式。

现在在man page for open 有 flags 和 modes，好像它们是两个不同的项目。 甚至还有一个原型可以明确区分

int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

所以现在我们有，对于每个文件描述符，“flags”、“status flags”、“文件访问模式”和“modes”（我认为后两者相同）。 首先，
1。我不知道这三个类别的区别。

遍历两个引用的手册页，我收集了一个“实体”列表（下面，按照出现的顺序，有些是重复的）。
2。我不知道每个属于哪个类别。

FD_CLOEXEC, O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR, O_CREAT, O_EXCL, O_NOCTTY, O_TRUNC, O_APPEND, O_ASYNC, O_DIRECT, O_NOATIME, O_NONBLOCK, O_DSYNC, O_SYNC, O_CLOEXEC
O_CREAT, O_DIRECTORY, O_EXCL, O_NOCTTY, O_NOFOLLOW, O_TMPFILE, O_TRUNC, O_LARGEFILE, O_NDELAY, O_PATH

我找不到一个简单的列表来说明“X、Y、Z 是标志，W、V 是模式等。” 也许它们是可以互换使用的术语，或者 mode 是 flags 的子集，或者...

相关：

Difference between "file pointer", "stream", "file descriptor" and ... "file"?（回答可能在当前的 OP 中有一个指南，即使不一样）。

How to make sense of O_RDONLY = 0?

Difference between "file pointer", "stream", "file descriptor" and ... "file"?

How to get the mode of a file descriptor?

https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Access-Modes.html

https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/File-Status-Flags.html#File-Status-Flags

Answer 1

我将总结 Joseph Sible-Reinstate Monica 的描述，并添加一些关于手册页中可能令人困惑的措辞的评论，这可能是 OP 的原因。

根据http://man7.org/linux/man-pages/man2/fcntl.2.html 中的标题（在 OP 中引用）标志 = 文件描述符标志 + 文件状态标志。
备注 1：文件状态标志的这种用法与其他可用信息不一致，因此应该将其称为

标志 = 文件描述符标志 + 非FD标志。

这两组标志之间的区别由 Joseph Sible-Reinstate Monica 给出。

根据http://man7.org/linux/man-pages/man2/open.2.html，

非 FD 标志 = 访问模式 + 文件创建标志 + 文件状态标志

注意：

1. 手册页不使用名称​​Non-FD Flags。它只是将此flags 称为列出的原型中的参数名称。但这不应被视为从概念上讲，这些 标志 包含所有标志，因为不包括 文件描述符标志。

2. "这两组标志的区别在于文件创建标志影响打开操作本身的语义，而文件状态标志影响后续 I/O 操作的语义。” [ref]

3. 这是文件状态标志最常见的用法。

这是“实体”的基本分类。
备注 2：我使用引号是因为标志的一般使用非常具有误导性。 访问模式不是通常意义上的标志，这在 How to make sense of O_RDONLY = 0?.

备注3： GNU 使用不同的命名，增加了混乱。 POSIX.1 GNU 的翻译如下所示。 文件状态标志在 GNU 中的使用可能特别令人困惑。

POSIX.1               GNU
Non-FD Flags*         File Status Flags
Access modes          Access mode
File creation flags   Open-time Flags
File status flags     Operating Modes

至于列举每个类别的列表，它们由 Joseph Sible-Reinstate Monica 给出。 GNU 也有自己的Access modes、文件创建标志 (Open-time Flags) 和文件状态标志 (Operating Modes)。

Answer 2

文件描述符可以重复。例如，当进程forks 时，它会获得自己的一组不受父进程影响的 FD，并且dup 系统调用可用于显式复制单个 FD。

当文件描述符重复时，每个描述符都有自己的一组文件描述符标志，但它们都将共享相同的文件状态标志。例如，考虑以下代码：

int fdA = open('/tmp/somefile', O_WRONLY);
int fdB = dup(fdA);
fcntl(fdA, F_SETFD, FD_CLOEXEC);
fcntl(fdA, F_SETFL, O_APPEND);

运行后，fdA 将处于 close-on-exec 并处于附加模式，fdB 将处于附加模式但不是 close-on-exec。这是因为 close-on-exec 是一个文件描述符标志，而附加模式是一个文件状态标志。

文件访问模式和文件创建标志在受支持时与文件状态标志一起传递。

open 的第三个参数，也容易混淆地称为mode，与目前讨论的其他所有内容无关。如果文件是通过调用open 创建的，那么mode 将用作新文件的权限。否则无效。

• FD_CLOEXEC - 文件描述符标志
• O_RDONLY - 文件访问方式
• O_WRONLY - 文件访问方式
• O_RDWR - 文件访问方式
• O_CLOEXEC - 文件创建标志
• O_CREAT - 文件创建标志
• O_DIRECTORY - 文件创建标志
• O_EXCL - 文件创建标志
• O_NOCTTY - 文件创建标志
• O_NOFOLLOW - 文件创建标志
• O_TMPFILE - 文件创建标志
• O_TRUNC - 文件创建标志

您列出的其余标志是文件状态标志。

最后一点：O_CLOEXEC 仅与新的 FD 相关。对于现有的 FD，您永远只能使用 FD_CLOEXEC。