"fcntl" --- "fcntl" 和 "ioctl" 系统调用
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本模块基于文件描述符来执行文件和 I/O 控制。 它是 "fcntl()" 和
"ioctl()" Unix 例程的接口。 请参阅 *fcntl(2)* 和 *ioctl(2)* Unix 手册
页了解详情。

Availability: Unix, not WASI.

本模块的所有函数都接受文件描述符 *fd* 作为第一个参数。可以是一个整数形
式的文件描述符，比如 "sys.stdin.fileno()" 的返回结果，或为 "io.IOBase"
对象，比如 "sys.stdin" 提供一个 "fileno()"，可返回一个真正的文件描述符
。

在 3.3 版本发生变更: 本模块的操作以前触发的是 "IOError"，现在则会触发
"OSError"。

在 3.8 版本发生变更: "fcntl" 模块现在包含 "F_ADD_SEALS", "F_GET_SEALS"
和 "F_SEAL_*" 常量用于 "os.memfd_create()" 文件描述符的封包。

在 3.9 版本发生变更: 在 macOS 上，"fcntl" 模块暴露了 "F_GETPATH" 常量
，它可从文件描述符获取文件的路径。 在 Linux(>=3.15) 上，"fcntl" 模块暴
露了 "F_OFD_GETLK", "F_OFD_SETLK" 和 "F_OFD_SETLKW" 常量，它们将在处理
打开文件描述锁时被使用。

在 3.10 版本发生变更: 在 Linux >= 2.6.11 中，"fcntl" 模块暴露了
"F_GETPIPE_SZ" 和 "F_SETPIPE_SZ" 常量，它们分别允许检查和修改管道的大
小。

在 3.11 版本发生变更: 在 FreeBSD 上，"fcntl" 模块会暴露 "F_DUP2FD" 和
"F_DUP2FD_CLOEXEC" 常量，它们允许复制文件描述符，后者还额外设置了
"FD_CLOEXEC" 旗标。

在 3.12 版本发生变更: 在 Linux >= 4.5 上，"fcntl" 模块将公开 "FICLONE"
和 "FICLONERANGE" 常量，这允许在某些系统上（例如 btrfs, OCFS2, 和 XFS
）通过将一个文件引用链接到另一个文件来共享某些数据。 此行为通常被称为“
写入时拷贝”。

在 3.13 版本发生变更: 在 Linux >= 2.6.32 上，"fcntl" 模块会暴露
"F_GETOWN_EX", "F_SETOWN_EX", "F_OWNER_TID", "F_OWNER_PID",
"F_OWNER_PGRP" 常量，它们允许针对特定线程、进程或进程组的直接 I/O 可用
性信号。 在 Linux >= 4.13 上，"fcntl" 模块会暴露 "F_GET_RW_HINT",
"F_SET_RW_HINT", "F_GET_FILE_RW_HINT", "F_SET_FILE_RW_HINT" 和
"RWH_WRITE_LIFE_*" 常量，它们允许向内核通知有关在给定 inode 上或通过特
定的打开文件描述符写入的相对预计生命期。 在 Linux >= 5.1 和 NetBSD 上
，"fcntl" 模块会暴露 "F_SEAL_FUTURE_WRITE" 常量供 "F_ADD_SEALS" 和
"F_GET_SEALS" 操作使用。 在 FreeBSD 上，"fcntl" 模块会暴露
"F_READAHEAD", "F_ISUNIONSTACK" 和 "F_KINFO" 常量。 在 macOS 和
FreeBSD 上，"fcntl" 模块会暴露 "F_RDAHEAD" 常量。 在 NetBSD 和 AIX 上
，"fcntl" 模块会暴露 "F_CLOSEM" 常量。 在 NetBSD 上，"fcntl" 模块会暴
露 "F_MAXFD" 常量。 在 macOS 和 NetBSD 上，"fcntl" 模块会暴露
"F_GETNOSIGPIPE" 和 "F_SETNOSIGPIPE" 常量。

这个模块定义了以下函数：

fcntl.fcntl(fd, cmd, arg=0, /)

   Perform the operation *cmd* on file descriptor *fd* (file objects
   providing a "fileno()" method are accepted as well).  The values
   used for *cmd* are operating system dependent, and are available as
   constants in the "fcntl" module, using the same names as used in
   the relevant C header files. The argument *arg* can either be an
   integer value, a "bytes" object, or a string. The type and size of
   *arg* must match the type and size of the argument of the operation
   as specified in the relevant C documentation.

   When *arg* is an integer, the function returns the integer return
   value of the C "fcntl()" call.

   When the argument is bytes, it represents a binary structure, for
   example, created by "struct.pack()". A string value is encoded to
   binary using the UTF-8 encoding. The binary data is copied to a
   buffer whose address is passed to the C "fcntl()" call.  The return
   value after a successful call is the contents of the buffer,
   converted to a "bytes" object. The length of the returned object
   will be the same as the length of the *arg* argument. This is
   limited to 1024 bytes.

   如果 "fcntl()" 调用失败，将引发 "OSError"。

   备注:

     If the type or the size of *arg* does not match the type or size
     of the argument of the operation (for example, if an integer is
     passed when a pointer is expected, or the information returned in
     the buffer by the operating system is larger than 1024 bytes),
     this is most likely to result in a segmentation violation or a
     more subtle data corruption.

   引发一个 审计事件 "fcntl.fcntl" 并附带参数 "fd", "cmd", "arg"。

fcntl.ioctl(fd, request, arg=0, mutate_flag=True, /)

   本函数与 "fcntl()" 函数相同，只是参数的处理更加复杂。

   The *request* parameter is limited to values that can fit in
   32-bits or 64-bits, depending on the platform. Additional constants
   of interest for use as the *request* argument can be found in the
   "termios" module, under the same names as used in the relevant C
   header files.

   The parameter *arg* can be an integer, a *bytes-like object*, or a
   string. The type and size of *arg* must match the type and size of
   the argument of the operation as specified in the relevant C
   documentation.

   If *arg* does not support the read-write buffer interface or the
   *mutate_flag* is false, behavior is as for the "fcntl()" function.

   If *arg* supports the read-write buffer interface (like
   "bytearray") and *mutate_flag* is true (the default), then the
   buffer is (in effect) passed to the underlying "ioctl()" system
   call, the latter's return code is passed back to the calling
   Python, and the buffer's new contents reflect the action of the
   "ioctl()".  This is a slight simplification, because if the
   supplied buffer is less than 1024 bytes long it is first copied
   into a static buffer 1024 bytes long which is then passed to
   "ioctl()" and copied back into the supplied buffer.

   如果 "ioctl()" 调用失败，将引发 "OSError" 异常。

   备注:

     If the type or size of *arg* does not match the type or size of
     the operation's argument (for example, if an integer is passed
     when a pointer is expected, or the information returned in the
     buffer by the operating system is larger than 1024 bytes, or the
     size of the mutable bytes-like object is too small), this is most
     likely to result in a segmentation violation or a more subtle
     data corruption.

   举个例子：

      >>> import array, fcntl, struct, termios, os
      >>> os.getpgrp()
      13341
      >>> struct.unpack('h', fcntl.ioctl(0, termios.TIOCGPGRP, "  "))[0]
      13341
      >>> buf = array.array('h', [0])
      >>> fcntl.ioctl(0, termios.TIOCGPGRP, buf, 1)
      0
      >>> buf
      array('h', [13341])

   引发一个 审计事件 "fcntl.ioctl" 并附带参数 "fd", "request", "arg"。

fcntl.flock(fd, operation, /)

   在文件描述符 *fd* 上执行加锁操作 *operation* (也接受能提供
   "fileno()" 方法的文件对象)。 详见 Unix 手册  *flock(2)*。 (在某些系
   统中，此函数是用 "fcntl()" 模拟出来的。)

   如果 "flock()" 调用失败，将引发 "OSError" 异常。

   引发一个 审计事件 "fcntl.flock" 并附带参数 "fd", "operation"。

fcntl.lockf(fd, cmd, len=0, start=0, whence=0, /)

   本质上是对 "fcntl()" 加锁调用的封装。*fd* 是要加解锁的文件描述符（
   也接受能提供 "fileno()" 方法的文件对象），*cmd* 是以下值之一：

   fcntl.LOCK_UN

      释放一个已存在的锁 。

   fcntl.LOCK_SH

      获取一个共享的锁。

   fcntl.LOCK_EX

      获得一个独占的锁。

   fcntl.LOCK_NB

      与其他三个 "LOCK_*" 常量中的任何一个进行位或操作，使请求不阻塞。

   如果使用了 "LOCK_NB" ，但无法获取锁 ，则 "OSError" 将被引发 ，异常
   将被 *errno* 属性 设置为 "EACCES" 或 "EAGAIN" （取决于操作系统；为
   便于移植，请检查这两个值）。 至少在某些系统中，只有当文件描述符指向
   一个已打开供写入的文件时，才能使用:const:*!LOCK_EX* 。

   *len* 是要锁定的字节数，*start* 是自 *whence* 开始锁定的字节偏移量
   ，*whence* 与 "io.IOBase.seek()" 的定义一样。

   * "0" -- 相对于文件开头 ("os.SEEK_SET")

   * "1" -- 相对于当前缓冲区位置 ("os.SEEK_CUR")

   * "2" -- 相对于文件末尾 ("os.SEEK_END")

   *start* 的默认值为 0，表示从文件起始位置开始。*len* 的默认值是 0，
   表示加锁至文件末尾。 *whence* 的默认值也是 0。

   引发一个 审计事件 "fcntl.lockf" 并附带参数 "fd", "cmd", "len",
   "start", "whence"。

示例（都是运行于符合 SVR4 的系统）：

   import struct, fcntl, os

   f = open(...)
   rv = fcntl.fcntl(f, fcntl.F_SETFL, os.O_NDELAY)

   lockdata = struct.pack('hhllhh', fcntl.F_WRLCK, 0, 0, 0, 0, 0)
   rv = fcntl.fcntl(f, fcntl.F_SETLKW, lockdata)

注意，在第一个例子中，返回值变量 *rv* 将存有整数；在第二个例子中，该变
量中将存有一个 "bytes" 对象。*lockdata* 变量的结构布局视系统而定——因此
采用 "flock()" 调用可能会更好。

参见:

  模块 "os"
     如果加锁旗标 "O_SHLOCK" 和 "O_EXLOCK" 存在于 "os" 模块中（仅 BSD
     专属），则 "os.open()" 函数提供了对 "lockf()" 和 "flock()" 函数的
     替代。
