#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ )

函数参数和返回值含义如下：

fd：文件描述符。

cmd：操作命令。此参数表示我们将要对 fd 进行什么操作，cmd 参数支持很多操作命令，大家可以打

开 man 手册查看到这些操作命令的详细介绍，这些命令都是以 F_XXX 开头的，譬如 F_DUPFD、F_GETFD、F_SETFD 等，不同的 cmd 具有不同的作用，cmd 操作命令大致可以分为以下 5 种功能：

 复制文件描述符（cmd=F_DUPFD 或 cmd=F_DUPFD_CLOEXEC）；

 获取/设置文件描述符标志（cmd=F_GETFD 或 cmd=F_SETFD）；

 获取/设置文件状态标志（cmd=F_GETFL 或 cmd=F_SETFL）；

 获取/设置异步 IO 所有权（cmd=F_GETOWN 或 cmd=F_SETOWN）；

 获取/设置记录锁（cmd=F_GETLK 或 cmd=F_SETLK）；

这里列举出来，并不需要全部学会每一个 cmd 的作用，因为有些内容并没有给大家提及到，譬如什么异步 IO、锁之类的概念，在后面的学习过程中，当学习到相关知识内容的时候再给大家介绍。

…：fcntl 函数是一个可变参函数，第三个参数需要根据不同的 cmd 来传入对应的实参，配合 cmd 来使

用。

返回值：执行失败情况下，返回-1，并且会设置 errno；执行成功的情况下，其返回值与 cmd（操作命令）有关，譬如 cmd=F_DUPFD（复制文件描述符）将返回一个新的文件描述符、cmd=F_GETFD（获取文件描述符标志）将返回文件描述符标志、cmd=F_GETFL（获取文件状态标志）将返回文件状态标志等。

fcntl 使用示例

(1)复制文件描述符

        前面给大家介绍了 dup 和 dup2，用于复制文件描述符，除此之外，我们还可以通过 fcntl 函数复制文件描 述 符 ， 可 用 的 cmd 包 括 F_DUPFD 和 F_DUPFD_CLOEXEC ， 这 里 就 只 介 绍 F_DUPFD ，F_DUPFD_CLOEXEC 暂时先不讲。

        当 cmd=F_DUPFD 时，它的作用会根据 fd 复制出一个新的文件描述符，此时需要传入第三个参数，第三个参数用于指出新复制出的文件描述符是一个大于或等于该参数的可用文件描述符（没有使用的文件描述符）；如果第三个参数等于一个已经存在的文件描述符，则取一个大于该参数的可用文件描述符。

测试代码如下所示：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{int fd1, fd2;int ret;/* 打开文件 test_file */fd1 = open("./test_file", O_RDONLY);if (-1 == fd1) {perror("open error");exit(-1);}/* 使用 fcntl 函数复制一个文件描述符 */fd2 = fcntl(fd1, F_DUPFD, 0);if (-1 == fd2) {perror("fcntl error");ret = -1;goto err;}printf("fd1: %d\nfd2: %d\n", fd1, fd2);ret = 0;close(fd2);
err:/* 关闭文件 */close(fd1);exit(ret);
}

        在当前目录下存在 test_file 文件，上述代码会打开此文件，得到文件描述符 fd1，之后再使用 fcntl 函数复制 fd1 得到新的文件描述符 fd2，并将 fd1 和 fd2 打印出来，接下来编译运行：

        可知复制得到的文件描述符是 7，因为在执行 fcntl 函数时，传入的第三个参数是 0，也就时指定复制得到的新文件描述符必须要大于或等于 0，但是因为 0~6 都已经被占用了，所以分配得到的 fd 就是 7；如果传入的第三个参数是 100，那么 fd2 就会等于 100，大家可以自己动手测试。

(2)获取/设置文件状态标志

        cmd=F_GETFL 可用于获取文件状态标志，cmd=F_SETFL 可用于设置文件状态标志。cmd=F_GETFL 时不需要传入第三个参数，返回值成功表示获取到的文件状态标志；cmd=F_SETFL 时，需要传入第三个参数，此参数表示需要设置的文件状态标志。

        这些标志指的就是我们在调用 open 函数时传入的 flags 标志，可以指定一个或多个（通过位或 | 运算符组合），但是文件权限标志（O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR）以及文件创建标志（O_CREAT、O_EXCL、O_NOCTTY、O_TRUNC）不能被设置、会被忽略；在 Linux 系统中，只有 O_APPEND、O_ASYNC、O_DIRECT、O_NOATIME 以及 O_NONBLOCK 这些标志可以被修改，这里面有些标志并没有给大家介绍过，后面我们在用到的时候再给大家介绍。所以对于一个已经打开的文件描述符，可以通过这种方式添加或移除标志。

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{int fd;int ret;int flag;/* 打开文件 test_file */fd = open("./test_file", O_RDWR);if (-1 == fd) {perror("open error");exit(-1);}/* 获取文件状态标志 */flag = fcntl(fd, F_GETFL);if (-1 == flag) {perror("fcntl F_GETFL error");ret = -1;goto err;}printf("flags: 0x%x\n", flag);/* 设置文件状态标志,添加 O_APPEND 标志 */ret = fcntl(fd, F_SETFL, flag | O_APPEND);if (-1 == ret) {perror("fcntl F_SETFL error");goto err;}ret = 0;
err:/* 关闭文件 */close(fd);exit(ret);
}

        以上给大家介绍了 fcntl 函数的两种用法，除了这两种用法之外，还有其它多种不同的用法，这里暂时先不介绍了，后面学习到相应知识点的时候再给大家讲解。

        ioctl()可以认为是一个文件 IO 操作的杂物箱，可以处理的事情非常杂、不统一，一般用于操作特殊文件或硬件外设，此函数将会在进阶篇中使用到，譬如可以通过 ioctl 获取 LCD 相关信息等，本小节只是给大家引出这个系统调用，暂时不会用到。此函数原型如下所示（可通过"man 2 ioctl"命令查看）：

#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd, unsigned long request, ...);

函数参数和返回值含义如下：

fd：文件描述符。

request：此参数与具体要操作的对象有关，没有统一值，表示向文件描述符请求相应的操作；后面用到的时候再给大家介绍。

...：此函数是一个可变参函数，第三个参数需要根据 request 参数来决定，配合 request 来使用。

返回值：成功返回 0，失败返回-1。

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int truncate(const char *path, off_t length);
int ftruncate(int fd, off_t length);

        这两个函数的区别在于：ftruncate()使用文件描述符 fd 来指定目标文件，而 truncate()则直接使用文件路径 path 来指定目标文件，其功能一样。

        这两个函数都可以对文件进行截断操作，将文件截断为参数 length 指定的字节长度，什么是截断？如果文件目前的大小大于参数 length 所指定的大小，则多余的数据将被丢失，类似于多余的部分被“砍”掉了；如果文件目前的大小小于参数 length 所指定的大小，则将其进行扩展，对扩展部分进行读取将得到空字节"\0"。

        使用 ftruncate()函数进行文件截断操作之前，必须调用 open()函数打开该文件得到文件描述符，并且必须要具有可写权限，也就是调用 open()打开文件时需要指定 O_WRONLY 或 O_RDWR。

        调用这两个函数并不会导致文件读写位置偏移量发生改变，所以截断之后一般需要重新设置文件当前的读写位置偏移量，以免由于之前所指向的位置已经不存在而发生错误（譬如文件长度变短了，文件当前所指向的读写位置已不存在）。

        调用成功返回 0，失败将返回-1，并设置 errno 以指示错误原因。

使用示例

        示例代码 3.11.1 演示了文件的截断操作，分别使用 ftruncate()和 truncate()将当前目录下的文件 file1 截断为长度 0、将文件 file2 截断为长度 1024 个字节。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(void)
{int fd;/* 打开 file1 文件 */if (0 > (fd = open("./file1", O_RDWR))) {perror("open error");exit(-1);}/* 使用 ftruncate 将 file1 文件截断为长度 0 字节 */if (0 > ftruncate(fd, 0)) {perror("ftruncate error");exit(-1);}/* 使用 truncate 将 file2 文件截断为长度 1024 字节 */if (0 > truncate("./file2", 1024)) {perror("truncate error");exit(-1);}/* 关闭 file1 退出程序 */close(fd);exit(0);
}

        上述代码中，首先使用 open()函数打开文件 file1，得到文件描述符 fd，接着使用 ftruncate()系统调用将 文件截断为 0 长度，传入 file1 文件对应的文件描述符；接着调用 truncate()系统调用将文件 file2 截断为 1024字节长度，传入 file2 文件的相对路径。

        接下来进行测试，在当前目录下准备两个文件 file1 和 file2，如下所示：