Linux программирование в примерах - Роббинс Арнольд. Страница 207

POSIX стандартизует лишь вспомогательную блокировку. Обязательная блокировка доступна на GNU/Linux, а также в ряде коммерческих систем Unix, но детали варьируют. Далее в данном разделе мы рассмотрим детали для GNU/Linux.

14.2.2. Блокировка POSIX:

fcntl()
и
lockf()

Системный вызов

fcntl()
(file control — управление файлом) используется для блокировки файла. (Другое использование
fcntl()
было описано в разделе 9.4.3 «Управление атрибутами файла:
fcntl()
».) Он объявлен следующим образом:

#include <unistd.h> /* POSIX */

#include <fcntl.h>

int fcntl(int fd, int cmd); /* Not relevant for file locking */

int fcntl(int fd, int cmd, long arg); /* Not relevant for file locking */

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

Аргументы следующие:

fd
Дескриптор файла для открытого файла.

cmd
Одна или более именованных констант, определенных в
<fcntl.h>
. Ниже они описаны более подробно.

lock
Указатель на
struct flock
, описывающую нужный блок.

14.2.2.1. Описание блокировки

Прежде чем рассмотреть осуществление блокировки, давайте исследуем описание блокировки в операционной системе. Это делается при помощи структуры

struct flock
, которая описывает диапазон блокируемых байтов и вид нужной блокировки. Стандарт POSIX утверждает, что
struct lock
содержит «по крайней мере» определенные члены. Это позволяет разработчикам предоставлять при желании дополнительные члены структуры. Из слегка отредактированной справочной страницы fcntl(3):

struct flock {

 ...

 short l_type; /* Тип блокировки: F_RDLCK, F_WRLCK, F_UNLCK */

 short l_whence; /* Как интерпретируется l_start:

                    SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END */

 off_t l_start; /* Начальное блокируемое смещение */

 off_t l_len; /* Число блокируемых байтов;

                 0 означает от начала до конца файла */

 pid_t l_pid; /* PID блокирующего процесса (только F_GETLK) */

 ...

};

Поле

l_start
является смешением начального байта блокируемого участка.
l_len
является длиной блокируемого участка, т. е. общим числом блокируемых байтов.
l_whence
указывает место в файле, относительно которого отсчитывается
l_start
, значения те же, что и для аргумента
whence
функции
lseek()
(см раздел 4.5 «Произвольный доступ: перемещения внутри файла»), отсюда и название поля. Эта структура самодостаточна: смещение
l_start
и значение
l_whence
не связаны с текущим файловым указателем для чтения или записи. Пример кода мог бы выглядеть таким образом:

struct employee { /* что угодно */ }; /* Описание сотрудника */

struct flock lock; /* Структура блока */

...

/* Заблокировать структуру для шестого сотрудника */

lock.l_whence = SEEK_SET; /* Абсолютное положение */

lock.l_start = 5 * sizeof(struct employee); /* Начало 6-й структуры */

lock.l_len = sizeof(struct employee); /* Блокировать одну запись */

Используя

SEEK_CUR
или
SEEK_END
, вы можете заблокировать участки, начиная от текущего смещения в файле или относительно конца файла соответственно. Для этих двух случаев
l_start
может быть отрицательным, пока абсолютное начало не меньше нуля. Таким образом, чтобы заблокировать последнюю запись в файле:

/* Заблокировать запись последнего сотрудника */

lock.l_whence = SEEK_END; /* Относительно EOF */

lock.l_start = -1 * sizeof (struct employee);

 /* Начало последней структуры */

lock.l_len = sizeof(struct employee); /* Заблокировать одну запись */

Установка

l_len
в 0 является особым случаем. Он означает блокировку файла от начального положения, указанного с помощью
l_start
и
l_whence
, и до конца файла. Сюда входят также любые области за концом файла. (Другими словами, если заблокированный файл увеличивается в размере, область блокировки расширяется таким образом, чтобы продолжать охватывать весь файл.) Таким образом, блокирование всего файла является вырожденным случаем блокирования одной записи:

lock.l_whence = SEEK_SET; /* Абсолютное положение */

lock.l_start = 0; /* Начало файла */

lock.l_len = 0; /* До конца файла */

Справочная страница fnctl(3) имеет примечание:

POSIX 1003.1-2001 допускает отрицательные значения

l_len
. (И если это так, описываемый блоком интервал охватывает байты с
l_start + l_len
вплоть до
l_start - 1
включительно.) Однако, в этой ситуации системный вызов Linux для современных ядер возвращает
EINVAL
.

(Мы заметили, что справочная страница относится к версиям ядер 2.4.x; стоит проверить текущую справочную страницу, если ваша система новее.)

Теперь, когда мы знаем, как описать где блокируется файл, мы можем описать тип блокировки с помощью

l_type
. Возможные значения следующие:

F_RDLCK  
Блокировка чтения. Для применения блокировки чтения файл должен быть открыт для чтения.

F_WRLCK  
Блокировка записи. Для применения блокировки записи файл должен быть открыт для записи.

F_UNLCK  
Освобождение предыдущей блокировки.

Таким образом, полная спецификация блокировки включает установку в структуре

struct flock
значений четырех полей: трех для указания блокируемой области и четвертого для описания нужного типа блока.