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在Linux中使用fcntl函数和ioctl函数

news 来源：原创 2025/6/8 6:27:38

特性	`fcntl`	`ioctl`
作用对象	文件描述符（通用文件操作）	设备文件（硬件或驱动控制）
标准化程度	POSIX 标准，行为一致	设备相关，无统一标准
典型场景	文件锁、非阻塞模式、描述符复制	终端控制、网络配置、硬件操作
移植性	高（跨系统兼容）	低（依赖设备和驱动）

1. `fcntl` 函数

作用：
fcntl（File Control）用于操作文件描述符（file descriptor）的属性或行为，提供对文件或设备的通用控制接口。它是 文件描述符级别 的操作。

典型用途：

设置文件状态标志：
修改文件描述符的阻塞模式（如 O_NONBLOCK）、读写模式（如 O_RDONLY）等。
文件锁机制：
管理文件的记录锁（文件区间锁），防止多进程竞争。
复制文件描述符：
创建文件描述符的副本（类似 dup）
特点：属于 POSIX 标准，移植性较好。面向通用文件操作，功能标准化。

2. `ioctl` 函数

作用：
ioctl（Input/Output Control）用于 设备驱动级别的控制，提供与硬件设备或内核驱动交互的接口。它的功能高度依赖具体设备类型，属于 设备特定操作。

典型用途：

终端控制：
修改终端参数（如波特率、数据位）。
网络设备配置：
设置网络接口的 IP 地址、MAC 地址等。
特殊硬件操作：
控制摄像头、打印机、磁盘等设备的底层行为（如调整分辨率、弹出光盘）。
特点：非标准化：不同设备的 ioctl 命令和参数差异极大。需要依赖设备驱动或内核模块的支持。常用于与硬件设备或内核态功能交互。

选择原则

若需 修改文件描述符的通用属性（如非阻塞模式、文件锁），优先用 fcntl。
若需 与特定硬件或驱动交互（如设置串口波特率、网络接口参数），必须用 ioctl。
注意：ioctl 的参数和命令需严格参考设备文档或内核头文件（如 linux/ioctl.h）

示例一 fcntl函数

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>int main(void)
{int fd1,fd2;int ret;fd1 =  open("./test.txt",O_RDONLY);if (-1 == fd1){perror("open error");return 1;}ret = fcntl(fd1,F_GETFL);if (-1 == ret){perror("fcntl error");close(fd1);return  1 ;}printf("flags:   0x%x\n",ret);ret = fcntl(fd1,F_SETFL,ret | O_APPEND);if (-1 == ret){perror("fcntl error");close(fd1);return 1;}ret = fcntl(fd1,F_GETFL);if (-1 == ret){perror("fcntl error");return 1;}printf("flags:   0x%x\n",ret);close(fd1);return 0;
}

运行结果：

示例二 ioctl函数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ioctl.h>  // 必须包含此头文件
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>int main() {int fd;struct winsize ws;  // 存储终端窗口大小的结构体// 打开当前终端的设备文件（如 /dev/tty）fd = open("/dev/tty", O_RDWR);if (fd < 0) {perror("open /dev/tty failed");return 1;}// 使用 ioctl 获取终端窗口大小if (ioctl(fd, TIOCGWINSZ, &ws) != 0) {  // TIOCGWINSZ 是终端控制命令perror("ioctl error");close(fd);return 1;}printf("Terminal size: %d rows x %d columns\n", ws.ws_row, ws.ws_col);close(fd);return 0;
}

运行结果：

Terminal size: 24 rows x 80 columns  # 实际值取决于终端窗口大小

在Linux中使用fcntl函数和ioctl函数

特性fcntlioctl作用对象文件描述符（通用文件操作）设备文件（硬件或驱动控制）标准化程度POSIX 标准，行为一致设备相关，无统一标准典型场景文件锁、非阻塞模式、描述符复制终端控制、网络配置、硬件操作移植性…...

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