Unix/Linux编程：针对目录文件描述符的相关操作

小咪咪 2022-10-16 00:46 163阅读 0赞

始于版本2.6.16，Linux内核提供了一系列新的系统调用，在执行与传统系统调用相似任务的同时，还提供了一些附加功能，对某些应用程序非常有用

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>新 接 口</th> 
   <th>类似的传统接口</th> 
   <th>备 注</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>faccessat()</td> 
   <td>access()</td> 
   <td>支持 AT_EACCESS 和 AT_SYMLINK_NOFOLLOW 标志</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>fchmodat()</td> 
   <td>chmod()</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>fchownat()</td> 
   <td>chown()</td> 
   <td>支持 AT_SYMLINK_NOFOLLOW 标志</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>fstatat()</td> 
   <td>stat()</td> 
   <td>支持 AT_SYMLINK_NOFOLLOW 标志</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>linkat()</td> 
   <td>link()</td> 
   <td>支持（始于 Linux 2.6.18）AT_SYMLINK_FOLLOW 标志</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mkdirat()</td> 
   <td>mkdir()</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mkfifoat()</td> 
   <td>mkfifo()</td> 
   <td>基于 mknodat()的库函数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mknodat()</td> 
   <td>mknod()</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>openat()</td> 
   <td>open()</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>readlinkat()</td> 
   <td>readlink()</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>renameat()</td> 
   <td>rename()</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>symlinkat()</td> 
   <td>symlink()</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unlinkat()</td> 
   <td>unlink()</td> 
   <td>支持 AT_REMOVEDIR 标志</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>utimensat()</td> 
   <td>utimes()</td> 
   <td>支持 AT_SYMLINK_NOFOLLOW 标志</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

为便于描述这些系统调用，这里就以 openat()为例。

NAME
           openat - 打开相对于目录文件描述符的文件 
    
    SYNOPSIS
           #include <fcntl.h>
    
           int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags);
           int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode_t mode);

openat()系统调用类似于传统的open()系统调用，只是添加了一个dirfd参数，其作用如下：

*  如果pathname中为相对路径名，那么对其解释则以打开文件描述符dirfd所指向目录为参照点，而非进程的当前工作目录
 *  如果pathname中为相对路径名，而且dirfd中所含为特殊值AT\_FDCWD，那么对 pathname的解释则相对与进程当前工作目录（即与 open(2)行为一致）而言
 *  如果 pathname 中为绝对路径，那么将忽略 dirfd 参数、

openat()的 flag 参数目的与 open()相同。还多了一些原本open()不支持的参数：

*  AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW ：其含义是如果 pathname 为符号链接，那么系统调用将操作于符号  
    链接本身，而非符号链接所指向的文件。（linkat()系统调用提供了 AT\_SYMLINK\_FOLLOW 标志，其作用正好相反，即改变 linkat()的默认行为，当 oldpath 属于符号链接时对其进行解引用操作。
 *  AT\_EACCESS ：

之所以要支持上表所列的系统调用，其原因有二（此处再以 openat()为例）。

*  当调用open()打开位于当前工作目录之外的文件时，可能会发生某些竞态条件。而使用 openat()就能够避免这一问题。在调用 open()的同时，如果 pathname 目录前缀的某些部分发生了改变，就可能导致竞争。要想避免这类竞态，可以针对目标目录打开一个文件描述符，然后将该描述符传递给 openat()
 *  工作目录是进程的属性之一，为进程中所有线程共享。而对于某些应用程序而言，需要针对不同线程拥有不同的“虚拟”工作目录。将 openat()与应用所维护的目录文件描述符相结合，就可以模拟出这一功能

SUSv3 并未对这些系统调用加以规范，但 SUSv4 将其包括在内。为了获得对这些系统调用的声明，必须在包含相应头文件之前（比如定义 open()的<fcntl.h>）将\_XOPEN\_SOURCE 特性测试宏定义为大于或等于 700 的值。另外，将\_POSIX\_C\_SOURCE 宏的值定义为大于或等于 200809也能收到同样效果。（在 2.10 版本之前的 glibc 中，要获得对这些系统调用的声明还需要定义\_ATFILE\_SOURCE 宏。）