Установлено ли O_NONBLOCK свойство файлового дескриптора или базового файла?

Из того, что я читал на веб-сайте Open Group на fcntl, open, read и write, создается впечатление, что если O_NONBLOCK задан в файловом дескрипторе, и, следовательно, будет ли использоваться неблокирующий ввод-вывод с дескриптором, должно быть свойство этого файлового дескриптора, а не основной файл. Например, свойство дескриптора файла означает, что если я дублирую файловый дескриптор или открываю другой дескриптор в тот же файл, то я могу использовать блокирующий ввод-вывод с одним и неблокирующим вводом-выводом с другим.

Тем не менее, экспериментируя с FIFO, кажется, что невозможно одновременно блокировать дескриптор ввода-вывода и неблокирующий дескриптор ввода-вывода в FIFO (так что установлен ли O_NONBLOCK, является свойством основной файл [FIFO]):

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

int main(int argc, char **argv)
{
    int fds[2];
    if (pipe(fds) == -1) {
        fprintf(stderr, "`pipe` failed.\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    int fd0_dup = dup(fds[0]);
    if (fd0_dup <= STDERR_FILENO) {
        fprintf(stderr, "Failed to duplicate the read end\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (fds[0] == fd0_dup) {
        fprintf(stderr, "`fds[0]` should not equal `fd0_dup`.\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if ((fcntl(fds[0], F_GETFL) & O_NONBLOCK)) {
        fprintf(stderr, "`fds[0]` should not have `O_NONBLOCK` set.\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (fcntl(fd0_dup, F_SETFL, fcntl(fd0_dup, F_GETFL) | O_NONBLOCK) == -1) {
        fprintf(stderr, "Failed to set `O_NONBLOCK` on `fd0_dup`\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if ((fcntl(fds[0], F_GETFL) & O_NONBLOCK)) {
        fprintf(stderr, "`fds[0]` should still have `O_NONBLOCK` unset.\n");
        return EXIT_FAILURE; // RETURNS HERE
    }

    char buf[1];
    if (read(fd0_dup, buf, 1) != -1) {
        fprintf(stderr, "Expected `read` on `fd0_dup` to fail immediately\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    else if (errno != EAGAIN) {
        fprintf(stderr, "Expected `errno` to be `EAGAIN`\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

Это заставляет меня думать: возможно ли иметь неблокирующий дескриптор ввода-вывода и блокировать дескриптор ввода-вывода в один и тот же файл, и если да, зависит ли он от типа файла (обычный файл, FIFO, блокировать специальный файл, специальный файл символов, сокет и т.д.)?

Ответ 1

O_NONBLOCK - это свойство открытого описания файла, а не файлового дескриптора или основного файла.

Да, у вас могут быть отдельные дескрипторы файлов, открытые для одного и того же файла, один из которых блокируется, а другой из них не блокируется.

Вам нужно различать FIFO (созданный с помощью mkfifo()) и канал (созданный с помощью pipe()).

Обратите внимание, что статус блокировки является свойством "описания открытого файла", но в простейших случаях существует взаимно однозначное сопоставление между файловыми дескрипторами и открытыми описаниями файлов. Функциональный вызов open() создает новое описание открытого файла и новый файловый дескриптор, который ссылается на описание открытого файла.

Когда вы используете dup(), у вас есть два файловых дескриптора, разделяющих одно открытое описание файла, а свойства принадлежат описанию открытого файла. В описании fcntl() говорится, что F_SETFL влияет на описание открытого файла, связанное с файловым дескриптором. Обратите внимание, что lseek() корректирует положение файла описания открытого файла, связанного с файловым дескриптором, - поэтому он влияет на другие файловые дескрипторы, дублированные из оригинала.

Извлекая обработку ошибок из вашего кода, чтобы уменьшить ее, у вас есть:

int fds[2];
pipe(fds);
int fd0_dup = dup(fds[0]);
fcntl(fd0_dup, F_SETFL, fcntl(fd0_dup, F_GETFL) | O_NONBLOCK);

Теперь оба fd0_dup и fds [0] ссылаются на одно и то же описание открытого файла (из-за dup()), поэтому операция fcntl() затронула оба дескриптора файла.

if ((fcntl(fds[0], F_GETFL) & O_NONBLOCK)) { ... }

Следовательно, наблюдаемое поведение здесь требуется POSIX.