# `fcntl` --- `fcntl` および `ioctl` システムコール

This module performs file and I/O control on file descriptors. It is an interface to the `fcntl()` and `ioctl()` Unix routines. See the fcntl(2) and ioctl(2) Unix manual pages for full details.

Availability: Unix, not WASI.

このモジュール内の全ての関数はファイル記述子 fd を最初の引数に取ります。 この値は `sys.stdin.fileno()` が返すような整数のファイル記述子でも、 `sys.stdin` 自体のような、純粋にファイル記述子だけを返す `fileno()` メソッドを提供している `io.IOBase` オブジェクトでもかまいません。

バージョン 3.3 で変更: 以前は `IOError` を送出していたこのモジュールの操作が、 `OSError` を送出するようになりました。

バージョン 3.8 で変更: The `fcntl` module now contains `F_ADD_SEALS`, `F_GET_SEALS`, and `F_SEAL_*` constants for sealing of `os.memfd_create()` file descriptors.

バージョン 3.9 で変更: On macOS, the `fcntl` module exposes the `F_GETPATH` constant, which obtains the path of a file from a file descriptor. On Linux(>=3.15), the `fcntl` module exposes the `F_OFD_GETLK`, `F_OFD_SETLK` and `F_OFD_SETLKW` constants, which are used when working with open file description locks.

バージョン 3.10 で変更: On Linux >= 2.6.11, the `fcntl` module exposes the `F_GETPIPE_SZ` and `F_SETPIPE_SZ` constants, which allow to check and modify a pipe's size respectively.

バージョン 3.11 で変更: On FreeBSD, the `fcntl` module exposes the `F_DUP2FD` and `F_DUP2FD_CLOEXEC` constants, which allow to duplicate a file descriptor, the latter setting `FD_CLOEXEC` flag in addition.

バージョン 3.12 で変更: On Linux >= 4.5, the `fcntl` module exposes the `FICLONE` and `FICLONERANGE` constants, which allow to share some data of one file with another file by reflinking on some filesystems (e.g., btrfs, OCFS2, and XFS). This behavior is commonly referred to as "copy-on-write".

バージョン 3.13 で変更: On Linux >= 2.6.32, the `fcntl` module exposes the `F_GETOWN_EX`, `F_SETOWN_EX`, `F_OWNER_TID`, `F_OWNER_PID`, `F_OWNER_PGRP` constants, which allow to direct I/O availability signals to a specific thread, process, or process group. On Linux >= 4.13, the `fcntl` module exposes the `F_GET_RW_HINT`, `F_SET_RW_HINT`, `F_GET_FILE_RW_HINT`, `F_SET_FILE_RW_HINT`, and `RWH_WRITE_LIFE_*` constants, which allow to inform the kernel about the relative expected lifetime of writes on a given inode or via a particular open file description. On Linux >= 5.1 and NetBSD, the `fcntl` module exposes the `F_SEAL_FUTURE_WRITE` constant for use with `F_ADD_SEALS` and `F_GET_SEALS` operations. On FreeBSD, the `fcntl` module exposes the `F_READAHEAD`, `F_ISUNIONSTACK`, and `F_KINFO` constants. On macOS and FreeBSD, the `fcntl` module exposes the `F_RDAHEAD` constant. On NetBSD and AIX, the `fcntl` module exposes the `F_CLOSEM` constant. On NetBSD, the `fcntl` module exposes the `F_MAXFD` constant. On macOS and NetBSD, the `fcntl` module exposes the `F_GETNOSIGPIPE` and `F_SETNOSIGPIPE` constant.

このモジュールには、以下の関数が定義されています:

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.

  If the `fcntl()` call fails, an `OSError` is raised.

  注釈

  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.

  引数 `fd`, `cmd`, `arg` を指定して 監査イベント `fcntl.fcntl` を送出します。

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

  この関数は `fcntl()` 関数と同じですが、引数の扱いがより複雑であるところが異なります。

  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.

  If the `ioctl()` call fails, an `OSError` exception is raised.

  注釈

  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.

  以下に例を示します:

      >>> 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])

  引数 `fd`, `request`, `arg` を指定して 監査イベント `fcntl.ioctl` を送出します。

fcntl.flock(fd, operation, /)

  ファイル記述子 fd (`fileno()` メソッドを提供しているファイルオブジェクトも含む) に対してロック操作 operation を実行します。 詳細は Unix マニュアルの flock(2) を参照してください (システムによっては、この関数は `fcntl()` を使ってエミュレーションされています)。

  If the `flock()` call fails, an `OSError` exception is raised.

  引数 `fd`, `operation` を指定して 監査イベント `fcntl.flock` を送出します。

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

  本質的に `fcntl()` によるロッキングの呼び出しをラップしたものです。 fd はロックまたはアンロックするファイルのファイル記述子 (`fileno()` メソッドを提供するファイルオブジェクトも受け付けられます) で、 cmd は以下の値のうちいずれかになります:

  fcntl.LOCK_UN

    Release an existing lock.

  fcntl.LOCK_SH

    Acquire a shared lock.

  fcntl.LOCK_EX

    Acquire an exclusive lock.

  fcntl.LOCK_NB

    Bitwise OR with any of the other three `LOCK_*` constants to make the request non-blocking.

  If `LOCK_NB` is used and the lock cannot be acquired, an `OSError` will be raised and the exception will have an errno attribute set to `EACCES` or `EAGAIN` (depending on the operating system; for portability, check for both values). On at least some systems, `LOCK_EX` can only be used if the file descriptor refers to a file opened for writing.

  len はロックを行いたいバイト数、 start はロック領域先頭の whence からの相対的なバイトオフセット、 whence は `io.IOBase.seek()` と同じで、具体的には:

  - `0` -- relative to the start of the file (`os.SEEK_SET`)

  - `1` -- relative to the current buffer position (`os.SEEK_CUR`)

  - `2` -- relative to the end of the file (`os.SEEK_END`)

  start の標準の値は 0 で、ファイルの先頭から開始することを意味します。len の標準の値は 0 で、ファイルの終了までロックすることを表します。whence の標準の値も 0 です。

  引数 `fd`, `cmd`, `len`, `start`, `whence` を指定して 監査イベント `fcntl.lockf` を送出します。

以下に (全ての SVR4 互換システムでの) 例を示します:

    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)

最初の例では、戻り値 rv は整数値を保持しています; 二つ目の例では `bytes` オブジェクトを保持しています。 lockdata 変数の構造体レイアウトはシステム依存です --- 従って `flock()` を呼ぶ方が良いでしょう。

参考

`os` モジュール

  If the locking flags `O_SHLOCK` and `O_EXLOCK` are present in the `os` module (on BSD only), the `os.open()` function provides an alternative to the `lockf()` and `flock()` functions.