嵌入式Linux：fcntl()和ioctl()函数

不脱发的程序猿

发布于 2024-05-26 10:29:20

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发布于 2024-05-26 10:29:20

fcntl()和ioctl()是用于对文件描述符进行控制的两个系统调用，它们在不同的情况下有不同的用途和功能。

1、fcntl()函数

fcntl()函数提供了对已打开文件描述符执行各种控制操作的功能，例如复制文件描述符（与dup、dup2类似）、获取/设置文件描述符标志、获取/设置文件状态标志等，是一个多功能的文件描述符管理工具。可通过"man 2 fcntl"命令查看fcntl()函数的原型。

#include <fcntl.h>

int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */);

函数fcntl()的参数和返回值含义如下：

fd：文件描述符。
cmd：操作命令。用于指定对文件描述符 fd 执行的操作类型。这些命令通常以 F_XXX 开头，如 F_DUPFD、F_GETFD、F_SETFD 等，具体命令的作用可以通过查阅手册页面（man 2 fcntl）了解，常见的功能包括：
- 复制文件描述符（F_DUPFD 或 F_DUPFD_CLOEXEC）；
- 获取/设置文件描述符标志（F_GETFD 或 F_SETFD）；
- 获取/设置文件状态标志（F_GETFL 或 F_SETFL）；
- 获取/设置异步 IO 所有权（F_GETOWN 或 F_SETOWN）；
- 获取/设置记录锁（F_GETLK 或 F_SETLK）。
...：fcntl() 函数是一个可变参数函数，第三个参数根据不同的 cmd 需要传入相应的实参。
返回值：若执行失败，则返回 -1 并设置 errno；若执行成功，则返回值与 cmd（操作命令）有关。例如，F_DUPFD（复制文件描述符）将返回一个新的文件描述符，F_GETFD（获取文件描述符标志）将返回文件描述符标志，F_GETFL（获取文件状态标志）将返回文件状态标志等。

示例用法：

#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }
    
    // 获取文件描述符标志
    int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
    if (flags == -1) {
        perror("fcntl");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 设置文件描述符标志，添加非阻塞标志
    if (fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) == -1) {
        perror("fcntl");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 其他操作...

    close(fd);
    return 0;
}

2、ioctl()函数

ioctl()函数可视为文件IO操作的多功能工具箱，可处理各种杂项且不统一的任务，通常用于与特殊文件或硬件外设交互。

本篇博文只是介绍此系统调用，具体用法将在进阶篇中详细探讨，例如可以利用ioctl获取LCD相关信息等。ioctl()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ioctl()参数和返回值含义如下：

fd：文件描述符。
request：用于指定要执行的操作，具体值与操作对象有关，后续会详细介绍。
...：可变参数列表，根据 request 参数确定具体参数，用于与请求相关的操作。
返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1。

示例用法：

#include <sys/ioctl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/fs.h>

int main() {
    int fd = open("/dev/sda", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    // 查询设备块大小
    long block_size;
    if (ioctl(fd, BLKSSZGET, &block_size) == -1) {
        perror("ioctl");
        close(fd);
        return 1;
    }
    printf("Block size: %ld bytes\n", block_size);

    // 其他操作...

    close(fd);
    return 0;
}

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2024-04-19，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

函数