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OPEN(2) Manuel du programmeur Linux OPEN(2)

NOM

open, openat, creat - Ouvrir ou créer éventuellement un fichier

SYNOPSIS

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
int creat(const char *pathname, mode_t mode);
int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags);
int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode_t mode);
/* Documenté à part, dans openat2(2) : */
int openat2(int dirfd, const char *pathname,
            const struct open_how *how, size_t size);

Exigences de macros de test de fonctionnalités pour la glibc (consulter feature_test_macros(7)) :

openat() :

_POSIX_C_SOURCE >= 200809L
_ATFILE_SOURCE

DESCRIPTION

L'appel système open() ouvre le fichier indiqué par pathname. S'il n'existe pas, il peut (si O_CREAT est indiqué dans flags) être créé par open().

La valeur renvoyée par open() est un descripteur de fichier, un petit entier positif ou nul, qui pourra ensuite être utilisé dans d'autres appels système (read(2), write(2), lseek(2), fcntl(2), etc.) pour seréférer au fichier ouvert. Le descripteur de fichier renvoyé par un appel réussi sera le plus petit numéro de descripteur de fichier non actuellement ouvert par le processus.

Par défaut, le nouveau descripteur de fichier est configuré pour rester ouvert après un appel à execve(2) (son attribut FD_CLOEXEC décrit dans fcntl(2) est initialement désactivé). L'attribut O_CLOEXEC décrit ci-dessous permet de modifier ce comportement par défaut. La position dans le fichier est définie au début du fichier (consultez lseek(2)).

Un appel à open() crée une nouvelle description de fichier ouvert, une entrée dans la table de fichiers ouverts du système. Cette description de fichier ouvert enregistre la position dans le fichier et les attributs d’état du fichier (voir ci-dessous). Un descripteur de fichier est une référence à une description de fichier ouvert ; cette référence n'est pas modifiée si pathname est ensuite supprimé ou modifié pour faire référence à un autre fichier. Pour obtenir plus de détails sur les descriptions de fichiers ouverts, consultez NOTES.

Le paramètre flags est l'un des éléments O_RDONLY, O_WRONLY ou O_RDWR qui réclament respectivement l'ouverture du fichier en lecture seule, écriture seule, ou lecture/écriture.

De plus, zéro ou plusieurs attributs de création de fichier et attributs d'état de fichier peuvent être indiqués dans flags avec un OU binaire. Les attributs de création de fichier sont O_CLOEXEC, O_CREAT, O_DIRECTORY, O_EXCL, O_NOCTTY, O_NOFOLLOW, O_TMPFILE et O_TRUNC. Les attributs d'état de fichier sont tous les autres attributs indiqués ci-dessous. La distinction entre ces deux groupes est que les attributs d'état de fichier modifient la sémantique de l'opération d'ouverture elle-même, tandis que les attributs de l'état du fichier modifient celle des opérations d'E/S qui suivent. Les attributs d'état de fichier peuvent être lus et (dans certains cas) modifiés ; consultez fcntl(2) pour plus de précisions.

La liste complète des attributs de création et d'état de fichier est la suivante.

Le fichier est ouvert en mode « ajout ». Avant chaque write(2), la tête de lecture/écriture est placée à la fin du fichier comme avec lseek(2). La modification de la position dans le fichier et l'opération d'écriture sont effectuées sous forme d'étape atomique unique.
Il y a un risque d'endommager le fichier lorsque O_APPEND est utilisé, sur un système de fichiers NFS, si plusieurs processus tentent d'ajouter des données simultanément au même fichier. Ceci est dû au fait que NFS ne gère pas l'opération d'ajout de données dans un fichier, aussi le noyau du client est obligé de la simuler, ce qui est impossible sans concurrence des tâches.
Déclencher un signal (SIGIO par défaut, mais peut être changé via fcntl(2)) lorsque la lecture ou l'écriture deviennent possibles sur ce descripteur. Ceci n'est possible que pour les terminaux, pseudoterminaux, sockets et (depuis Linux 2.6) tubes et FIFO. Consultez fcntl(2) pour plus de détails. Consultez aussi BOGUES ci-dessous.
Activer l'attribut « close-on-exec » pour le nouveau descripteur de fichier. En précisant cet attribut, on évite au programme d'avoir à utiliser les opérations F_SETFD de fcntl(2) pour positionner l'attribut FD_CLOEXEC.
Notez que le recours à cet attribut est indispensable pour certains programmes multithreadés. En effet, l'utilisation d'une opération F_SETFD de fcntl(2) pour positionner l'attribut FD_CLOEXEC ne suffit pas à éviter une situation d'accès concurrents si un thread ouvre un descripteur de fichier et tente d'activer l'attribut « close-on-exec » au moyen de fcntl(2) au moment où un autre thread exécute fork(2) suivi de execve(2). Selon l'ordre dans lequel ces opérations s'exécutent, cette concurrence peut aboutir à ce que le descripteur de fichier renvoyé par open() soit involontairement mis à disposition du programme exécuté par le processus enfant créé par fork(2). (Ce type de concurrence est en principe possible pour tout appel système qui crée un descripteur de fichier dont l'attribut « close-on-exec » est actif ; certains appels système de Linux offrent des équivalents de l'attribut O_CLOEXEC pour régler ce problème.)
Si pathname n'existe pas, le créer en tant que fichier normal.
Le propriétaire (identifiant utilisateur) du nouveau fichier est positionné sur l'identifiant de l'utilisateur effectif du processus.
Le groupe (identifiant de groupe) propriétaire du nouveau fichier est soit positionné sur l'identifiant du groupe effectif du processus (dans la sémantique de System V), soit sur celui du répertoire parent (dans la sémantique de BSD). Sur Linux, le comportement varie selon que le positionnement du bit set-group-ID sur le répertoire parent : s'il est positionné, la sémantique de BSD s'applique, sinon c'est celle de System V. Pour certains de fichiers, le comportement dépend aussi des options de montage bsdgroups et sysvgroups décrites dans mount(8).
L'argument mode indique les bits du mode du fichier à appliquer lors de la création d'un nouveau fichier. Si ni O_CREAT, ni O_TMPFILE ne sont indiqués dans flags, mode est ignoré (et peut ainsi être indiqué en tant que 0 voire absent). L'argument mode doit être fourni si O_CREAT ou O_TMPFILE est indiqué dans flags ; s'il n'est pas indiqué, des octets arbitraires de la pile s'appliqueront comme mode du fichier.
Le mode effectif est modifié par le umask du processus de manière classique : en l'absence d'ACL (liste de contrôle d'accès) par défaut, les droits du fichier créé sont (mode & ~umask).
Notez que mode ne s'applique qu'aux accès ultérieurs au fichier nouvellement créé ; l'appel open() qui crée un fichier dont le mode est en lecture seule fournira quand même un descripteur de fichier en lecture et écriture.
Les constantes symboliques suivantes sont disponibles pour mode :
00700 L'utilisateur (propriétaire du fichier) a les autorisations de lecture, écriture, exécution.
00400 L'utilisateur a l'autorisation de lecture.
00200 L'utilisateur a l'autorisation d'écriture.
00100 L'utilisateur a l'autorisation d'exécution.
00070 Le groupe a les autorisations de lecture, écriture, exécution.
00040 Le groupe a l'autorisation de lecture.
00020 Le groupe a l'autorisation d'écriture.
00010 Le groupe a l'autorisation d'exécution.
00007 Tout le monde a les autorisations de lecture, écriture, exécution.
00004 Tout le monde a l'autorisation de lecture.
00002 Tout le monde a l'autorisation d'écriture.
00001 Tout le monde a l'autorisation d'exécution.
Selon POSIX, le positionnement des autres bits dans mode n'a pas d'effet spécifié. Sur Linux, les bits suivants sont également gérés dans mode :
0004000 bit set-user-ID.
0002000 bit set-group-ID (voir inode(7)).
0001000 bit sticky (voir inode(7)).
O_DIRECT (depuis Linux 2.4.10)
Essayer de minimiser les effets du cache d'entrée-sortie sur ce fichier. Cela dégradera en général les performances, mais est utile dans des situations spéciales, comme lorsque les applications ont leur propre cache. Les entrées-sorties de fichier sont faites directement de et vers les tampons d'espace utilisateur. L'ajout de l'attribut O_DIRECT fait que les entrées-sorties sont synchrones ; en réalité un effort est fait pour rendre le transfert synchrone mais cela n'offre pas la garantie fournie par l'attribut O_SYNC que les données et métadonnées sont transférées. Pour garantir des entrées-sorties synchrones, l'attribut O_SYNC doit être utilisé en plus de l'attribut O_DIRECT. Consultez la section NOTES ci-dessous.
Une interface à la sémantique similaire (mais dépréciée) pour les périphériques blocs est décrite dans raw(8).
Si pathname n'est pas un répertoire, l'ouverture échoue. Cet attribut fut ajouté dans la version 2.1.126 du noyau, pour éviter des problèmes de dysfonctionnement si opendir(3) est invoqué sur une FIFO ou un périphérique à bande.
Les opérations d'écriture dans le fichier se dérouleront selon les conditions d'exécution des opérations E/S synchrones avec garantie d'intégrité des données.
Au moment où write(2) (ou un appel similaire) renvoie une donnée, elle a été transmise au matériel sur lequel s'exécute l'appel, avec toutes les métadonnées du fichier qui pourraient être nécessaires à la récupération de cette donnée (c'est à dire comme si chaque appel à write(2) était suivi d'un appel à fdatasync(2)). Consultez NOTES ci-dessous.
S'assurer que cet appel crée le fichier : si cet attribut est spécifié en conjonction avec O_CREAT et si le fichier pathname existe déjà, open() échouera avec l'erreur EEXIST.
Lorsque ces deux attributs sont spécifiés, les liens symboliques ne sont pas suivis : si pathname est un lien symbolique, open() échouera quel que soit l'endroit où pointe le lien symbolique.
En général, le comportement de O_EXCL est indéterminé s'il est utilisé sans O_CREAT. Il existe une exception toutefois : à partir de Linux 2.6, O_EXCL peut être utilisé sans O_CREAT si pathname fait référence à un périphérique bloc. Si le périphérique bloc est utilisé par le système (par exemple, s'il est monté), open() échoue avec l'erreur EBUSY.
Sur les systèmes de fichiers NFS, O_EXCL n'est pris en charge qu'avec la version NFSv3 ou ultérieure, sur les noyaux 2.6 ou plus récents. Dans les environnements NFS où la prise en charge d'O_EXCL n'est pas fournie, les programmes qui ont besoin de cette fonctionnalité pour verrouiller des tâches risquent de rencontrer une concurrence critique (race condition). Les programmes portables qui veulent effectuer un verrouillage atomique de fichier en utilisant un fichier verrou et qui doivent éviter la dépendance de la prise en charge NFS pour O_EXCL peuvent créer un fichier unique sur le même système de fichiers (par exemple, avec le PID et le nom de l'hôte), et utiliser link(2) pour créer un lien sur un fichier de verrouillage. Si link(2) renvoie 0, le verrouillage est réussi. Sinon, utiliser stat(2) sur ce fichier unique pour vérifier si le nombre de liens a augmenté jusqu'à 2, auquel cas le verrouillage est également réussi.
(LFS) Permettre d'ouvrir des fichiers dont la taille ne peut pas être représentée dans un off_t (mais peut l'être dans un off64_t). La macro _LARGEFILE64_SOURCE doit être définie (avant d'inclure tout fichier d'en‐tête) pour obtenir cette définition. Définir la macro _FILE_OFFSET_BITS à 64 est la méthode à favoriser pour accéder à des grands fichiers sur des systèmes 32 bits, plutôt que d'utiliser O_LARGEFILE (consultez feature_test_macros(7)).
Ne pas mettre à jour la date de dernier accès au fichier ((st_atime dans l'inœud) quand le fichier est read(2).
Cet attribut ne peut être utilisé que si l'une des conditions suivantes est vraie :
  • L'identifiant utilisateur effectif du fichier correspond à celui du propriétaire du fichier.
  • Le processus appelant a la capacité CAP_FOWNER dans son espace de noms utilisateur et l'identifiant utilisateur du propriétaire du fichier a une projection dans l'espace de noms.
Cet attribut est seulement conçu pour les programmes d'indexation et d'archivage, pour lesquels il peut réduire significativement l'activité du disque. L'attribut peut ne pas être effectif sur tous les systèmes de fichiers. Par exemple, avec NFS, l'heure d'accès est mise à jour par le serveur.
Si pathname correspond à un périphérique de terminal — consultez tty(4) —, il ne deviendra pas le terminal contrôlant le processus même si celui-ci n'est attaché à aucun autre terminal.
Si le composant final (c'est-à-dire, celui obtenu par basename) de pathname est un lien symbolique, l'ouverture échoue avec l'erreur ELOOP. Les liens symboliques dans les composants apparus plus tôt dans le chemin seront encore suivis (remarquez que l'erreur ELOOP qui peut intervenir dans ce cas ne peut pas être distinguée de l'échec d'une ouverture à cause d'un trop grand nombre de liens symboliques lors de la résolution de composants dans le préfixe du chemin).
Cet attribut est une extension FreeBSD qui a été ajoutée à Linux dans la version 2.1.126, puis normalisée dans POSIX.1-2008.
Voir aussi O_PATH ci-dessous.
Si possible, le fichier est ouvert en mode « non-bloquant ». Ni la fonction open() ni aucune autre opération d'E/S ultérieure sur le descripteur de fichier renvoyé ne laissera le processus appelant en attente.
Remarquez que positionner cet attribut n'a pas d'effet sur une opération poll(2), select(2), epoll(7) et équivalentes, puisque ces interfaces informent simplement l'appelant si un descripteur de fichier est « ready », à savoir qu'une opération E/S effectuée sur le descripteur de fichier avec l'attribut O_NONBLOCK clear ne se bloquerait pas.
Remarquez que cet attribut n'a aucun effet sur les fichiers ordinaires et les périphériques de bloc ; c'est-à-dire que les opérations d'E/S se bloqueront (brièvement) lorsqu’une activité du périphérique est nécessaire, indépendamment du positionnement de O_NONBLOCK. Comme la sémantique de O_NONBLOCK pourrait éventuellement être implémentée, les applications ne doivent pas dépendre d'un blocage comportemental quand elles indiquent cet attribut pour des fichiers ordinaires et des périphériques de bloc.
Pour la manipulation des FIFO (tubes nommés), voir également fifo(7). Pour une explication de l'effet de O_NONBLOCK en conjonction avec les verrouillages impératifs et les baux de fichiers, voir fcntl(2).
Obtenir un descripteur de fichier qui peut être utile de deux façons : pour indiquer la localisation dans l'arborescence du système de fichiers et pour effectuer des opérations exclusivement au niveau du descripteur de fichier. Le fichier n'est pas lui-même ouvert et d'autres opérations sur le fichier (par exemple read(2), write(2), fchmod(2), fchown(2), fgetxattr(2), ioctl(2), mmap(2)) échoueront en renvoyant l'erreur EBADF.
Les opérations suivantes peuvent être réalisées sur le descripteur de fichier obtenu :
  • close(2).
  • fchdir(2), si le descripteur de fichier renvoie à un répertoire (depuis Linux 3.5).
  • fstat(2) (depuis Linux 3.6)
  • fstatfs(2) (depuis Linux 3.12)
  • Dupliquer le descripteur de fichier (dup(2), fcntl(2), F_DUPFD, etc.).
  • Consulter et affecter les valeurs des attributs du descripteur de fichier (fcntl(2), F_GETFD et F_SETFD).
  • Récupérer les attributs d'état de fichiers ouverts au moyen de l'opération fcntl(2) F_GETFL : les attributs renvoyés comprendront le bit O_PATH.
  • Transmettre le descripteur de fichier comme l'argument dirfd de openat(2) et les autres appels système « *at() ». Cela comprend linkat(2) avec AT_EMPTY_PATH (ou via procfs au moyen de AT_SYMLINK_FOLLOW) même si le fichier n'est pas un répertoire.
  • Transmettre le descripteur de fichier à un autre processus à l’aide d’un socket de domaine UNIX (consultez SCM_RIGHTS dans unix(7)).
Lorsque O_PATH est précisé dans flags, seuls les bits O_CLOEXEC, O_DIRECTORY et O_NOFOLLOW de l'attribut sont pris en compte.
L'ouverture d'un fichier ou d'un répertoire avec l'attribut O_PATH ne nécessite pas de droits sur l'objet lui-même (mais elle exige le droit d'exécution sur les répertoires du préfixe de chemin). En fonction des opérations ultérieures, la vérification des droits du fichier adéquats peut se faire (par exemple fchdir(2) exige le droit d'exécution sur le répertoire auquel renvoie son argument de descripteur de fichier). Inversement, l'obtention de la référence à un objet de système de fichiers en l'ouvrant par l'attribut O_RDONLY exige que l'appelant ait le droit de lire l'objet même quand l'opération ultérieure (par exemple, fchdir(2), fstat(2)) n'a pas besoin des droits de lecture sur l'objet.
Si pathname est un lien symbolique et si l'attribut O_NOFOLLOW est précisé, alors l'appel renvoie le descripteur de fichier d'un lien symbolique. Ce descripteur de fichier peut être utilisé comme l'argument dirfd lors d'appels aux fonctions fchownat(2), fstatat(2), linkat(2) et readlinkat(2) avec un chemin d'accès vide pour permettre à l'appel de s'exécuter sur le lien symbolique.
Si pathname renvoie à un point de montage automatique non encore effectué, donc aucun autre système de fichiers n'y est monté, alors l'appel renvoie un descripteur de fichier qui se rapporte au répertoire de montage automatique sans effectuer de montage. fstatfs(2) peut alors être utilisé pour déterminer s'il s'agit bien d'un point de montage automatique non non effectué (.f_type == AUTOFS_SUPER_MAGIC).
Une utilisation de O_PATH sur des fichiers ordinaires consiste à fournir l'équivalent de la fonctionnalité O_EXEC de POSIX.1. Cela nous permet d'ouvrir un fichier sur lequel on a le droit d'exécution mais pas de lecture, puis d'exécuter ce fichier selon des étapes comme suit :

char buf[PATH_MAX];
fd = open("un_programme", O_PATH);
snprintf(buf, PATH_MAX, "/proc/self/fd/%d", fd);
execl(buf, "un_programme", (char *) NULL);

Un descripteur de fichier O_PATH peut également être fourni comme argument de fexecve(3).
Les opérations d'écriture dans le fichier se dérouleront selon les conditions d'exécution des opérations E/S synchrones avec garantie d'intégrité du fichier (contrairement à l'exécution des opérations E/S synchrones avec garantie d'intégrité des données fournie par O_DSYNC.)
Au moment où write(2) (ou un appel similaire) renvoie une donnée, cette donnée et les métadonnées associées au fichier ont été transmises au matériel sur lequel s'exécute l'appel (autrement dit, comme si chaque appel à write(2) était suivi d'un appel à fsync(2)). Consultez NOTES ci-dessous.
Créer un fichier temporaire sans nom. L’argument pathname indique un répertoire ; un inœud sans nom sera créé dans le système de fichiers de ce répertoire. Tout ce qui est écrit dans le fichier résultant sera perdu quand le dernier descripteur de fichier sera fermé, à moins de donner un nom au fichier.
O_TMPFILE doit être indiqué avec soit O_RDWR, soit O_WRONLY, et facultativement O_EXCL. Si O_EXCL n’est pas indiqué, alors linkat(2) peut être utilisé pour lier le fichier temporaire dans le système de fichiers, le rendant permanent, en utilisant du code comme :

char chemin[PATH_MAX];
df = open("/chemin/vers/rép.", O_TMPFILE | O_RDWR,


                        S_IRUSR | S_IWUSR);
/* E/S du fichier sur 'fd'... */
linkat(fd, NULL, AT_FDCWD, "/chemin/du/fichier", AT_EMPTY_PATH);
/* Si l'appelant n'a pas la capacité CAP_DAC_READ_SEARCH (nécessaire


   pour utiliser AT_EMPTY_PATH avec linkat(2)), et s'il existe un


   système fichiers proc(5) monté, l'appel linkat(2) ci-dessus peut


   être remplacé par :
snprintf(path, PATH_MAX,  "/proc/self/fd/%d", fd);
linkat(AT_FDCWD, path, AT_FDCWD, "/chemin/du/fichier",


                        AT_SYMLINK_FOLLOW);
*/

Dans ce cas, l’argument mode d’open() détermine le mode de droits du fichier, comme avec O_CREAT.
Indiquer O_EXCL en conjonction avec O_TMPFILE empêche de lier un fichier temporaire dans le système de fichiers comme précédemment (remarquez que la signification de O_EXCL dans ce cas est différente de la signification habituelle de O_EXCL).
Les deux principaux cas d’utilisation de O_TMPFILE sont présentés ci-dessous :
  • Améliorer la fonctionnalité tmpfile(3) : création de fichiers temporaires sans situation de compétition qui (1) sont automatiquement supprimés à la fermeture ; (2) ne peuvent jamais être atteints par n’importe quel chemin ; (3) ne sont pas exposés aux attaques de lien symbolique ; et (4) ne nécessitent pas à l’appelant d’inventer des noms uniques.
  • Créer un fichier initialement invisible, qui est ensuite peuplé de données et ajusté aux attributs de système de fichiers adéquats (fchown(2), fchmod(2), fsetxattr(2), etc.) avant d’être lié de façon atomique dans le système de fichiers dans un état complètement formé (en utilisant linkat(2) comme décrit précédemment).
O_TMPFILE nécessite une prise en charge par le système de fichiers sous-jacent. Seul une partie des systèmes de fichiers Linux fournit cette prise en charge. Dans l'implémentation initiale, la prise en charge était assurée pour les systèmes de fichiers ext2, ext3, ext4, UDF, Minix et shmem. La prise en charge d'autres systèmes de fichiers a ensuite été ajoutée ainsi : XFS (Linux 3.15) ; Btrfs (Linux 3.16) ; F2FS (Linux 3.16) ; et ubifs (Linux 4.9)
Si le fichier existe, est un fichier ordinaire et que le mode d’accès permet l’écriture (O_RDWR ou O_WRONLY), il sera tronqué à une longueur nulle. Si le fichier est une FIFO ou un périphérique terminal, l'attribut O_TRUNC est ignoré. Sinon, le comportement de O_TRUNC n'est pas précisé.

creat()

L'appel creat() est équivalent à open() avec l'attribut flags égal à O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC.

openat()

L'appel système openat() fonctionne de la même façon que open(), les différences étant décrites ici.

Si pathname est un chemin relatif, il est interprété par rapport au répertoire référencé par le descripteur de fichier dirfd (plutôt que par rapport au répertoire courant du processus appelant, comme cela est fait par open() pour un chemin relatif).

Si pathname est un chemin relatif, et si dirfd a la valeur spéciale AT_FDCWD, alors pathname est interprété par rapport au répertoire courant du processus appelant, comme dans open().

Si pathname est absolu, alors dirfd est ignoré.

openat2(2)

L'appel système openat2(2) est une extension de openat() et il fournit un ensemble supplémentaire aux fonctionnalités de openat(). Il est documenté à part dans openat2(2).

VALEUR RENVOYÉE

open(), openat() et creat() renvoient le nouveau descripteur de fichier (un entier non négatif) s'ils réussissent, ou -1 s'ils échouent, auquel cas errno est positionné correctement.

ERREURS

open(), openat() et creat() peuvent échouer avec les erreurs suivantes :

L'accès demandé au fichier est interdit, ou la permission de parcours pour l'un des répertoires du chemin pathname est refusée, ou le fichier n'existe pas encore et le répertoire parent ne permet pas l'écriture. (Consultez aussi path_resolution(7).)
Lorsque O_CREAT est indiqué, le systcl protected_fifos ou protected_regular est activé, le fichier existe déjà ou est une FIFO ou un fichier ordinaire, le propriétaire du fichier n'est ni l'utilisateur actuel, ni celui du répertoire qui le contient, et ce répertoire est accessible en écriture et en exécution pour tout le monde. Pour plus de détails, consultez les descriptions de /proc/sys/fs/protected_fifos et de /proc/sys/fs/protected_regular dans proc(5).
O_EXCL était indiqué dans flags et pathname se rapporte à un périphérique bloc utilisé par le système (par exemple, il est monté).
Si O_CREAT est indiqué, le fichier n'existe pas et le quota de blocs de disque ou d'inœuds de l'utilisateur sur le système de fichiers a été atteint.
pathname existe déjà et O_CREAT et O_EXCL ont été indiqués.
nom_chemin pointe en dehors de l'espace d'adressage accessible.
Consultez EOVERFLOW.
Pendant qu'il était bloqué en attente de l'ouverture d'un périphérique lent (par exemple, une FIFO ; consultez fifo(7)), l'appel a été interrompu par un gestionnaire de signal ; consultez signal(7).
Le système de fichiers ne gère pas l’attribut O_DIRECT. Consultez NOTES pour de plus amples renseignements.
Valeur incorrecte dans flags.
O_TMPFILE a été indiqué dans flags, mais ni O_WRONLY ni O_RDWR n’ont été indiqués.
O_CREAT était indiqué dans flags et le composant final (« basename ») du pathname du nouveau fichier n'est pas valable (il contient par exemple des caractères non autorisés par le système de fichiers sous-jacent).
Le composant final (« basename ») de pathname n'est pas valable (il contient, par exemple, des caractères non autorisés par le système de fichiers sous-jacent).
Une écriture a été demandée alors que pathname correspond à un répertoire (en fait, O_WRONLY ou O_RDWR ont été déclarés).
pathname fait référence à un répertoire existant, O_TMPFILE et soit O_WRONLY, soit O_RDWR, ont été indiqués dans flags, mais cette version du noyau ne fournit pas la fonctionnalité O_TMPFILE.
Trop de liens symboliques ont été rencontrés en parcourant nom_chemin.
pathname était un lien symbolique, et flags indiquait O_NOFOLLOW mais pas O_PATH.
La limite par processus du nombre de descripteurs de fichiers ouverts a été atteinte (voir la description de RLIMIT_NOFILE dans getrlimit(2)).
nom_chemin est trop long.
La limite du nombre total de fichiers ouverts pour le système entier a été atteinte.
pathname correspond à un fichier spécial et il n'y a pas de périphérique correspondant. (Ceci est un bogue du noyau Linux ; dans cette situation, ENXIO devrait être renvoyé.)
O_CREAT n'est pas positionné et le fichier nommé n'existe pas.
Un des répertoires du chemin d'accès nom_chemin n'existe pas ou est un lien symbolique pointant nulle part.
pathname fait référence à un répertoire inexistant, O_TMPFILE et soit O_WRONLY, soit O_RDWR, ont été indiqués dans flags, mais cette version du noyau ne fournit pas la fonctionnalité O_TMPFILE.
Le fichier nommé est une FIFO, mais la mémoire du tampon de la FIFO ne peut pas être allouée car la limite dure par processus d'allocation de mémoire pour des tubes (pipes) a été atteinte et l'appelant n'est pas privilégié ; voir pipe(7).
La mémoire disponible du noyau n'était pas suffisante.
pathname devrait être créé mais le périphérique concerné n'a plus assez de place pour un nouveau fichier.
Un élément du chemin d'accès utilisé comme répertoire dans pathname ne l’est pas, ou l'attribut O_DIRECTORY est utilisé et pathname n'est pas un répertoire.
O_NONBLOCK | O_WRONLY est positionné, le fichier nommé est une FIFO et le processus n'a pas cette FIFO ouverte en lecture.
Le fichier est un fichier spécial de périphérique et il n'existe aucun périphérique correspondant.
Le fichier est un socket de domaine UNIX.
Le système de fichiers contenant pathname ne prend pas en charge O_TMPFILE.
pathname fait référence à un fichier ordinaire qui est trop grand pour être ouvert. Cela arrive quand une application compilée sur une plate-forme 32 bits sans -D_FILE_OFFSET_BITS=64 essaie d'ouvrir un fichier dont la taille dépasse (2<<31)-1 octets ; consultez également O_LARGEFILE ci-dessus. C'est l'erreur spécifiée par POSIX.1 ; dans les noyaux antérieurs à la version 2.6.24, Linux fournissait l'erreur EFBIG dans ce cas.
L'attribut O_NOATIME est indiqué, mais l'UID effectif de l'appelant n'est pas celui du propriétaire du fichier, et l'appelant n'est pas privilégié.
La lecture a été interrompue par un signal ; consultez fnctl(2).
Un accès en écriture est demandé alors que pathname réside sur un système de fichiers en lecture seule.
Une écriture a été demandée alors que pathname correspond à un fichier exécutable actuellement utilisé.
pathname se rapporte à un fichier actuellement utilisé comme fichier d'échange et l'attribut O_TRUNC a été indiqué.
pathname se rapporte à un fichier actuellement lu par le noyau (par exemple pour charger un module ou du micro-code), et un accès en écriture a été demandé.
L'attribut O_NONBLOCK est indiqué, et un bail incompatible est détenu sur le fichier (consultez fcntl(2)).

Les erreurs supplémentaires suivantes peuvent également se produire pour openat() :

dirfd n'est pas un descripteur de fichier valable.
pathname est un chemin relatif, et le descripteur de fichier dirfd est associé à un fichier, pas à un répertoire.

VERSIONS

openat() a été ajouté au noyau Linux dans sa version 2.6.16 ; la glibc le gère depuis la version 2.4.

CONFORMITÉ

open(), creat() : SVr4, 4.3BSD, POSIX.1-2001, POSIX.1-2008.

openat() : POSIX.1-2008.

openat2(2) est spécifique à Linux.

Les attributs O_DIRECT, O_NOATIME, O_PATH et O_TMPFILE sont spécifiques à Linux. _GNU_SOURCE doit être définie pour obtenir leurs définitions.

Les attributs O_CLOEXEC, O_DIRECTORY et O_NOFOLLOW ne sont pas spécifiés dans POSIX.1-2001, mais le sont dans POSIX.1-2008. Depuis glibc 2.12, leurs définitions peuvent être obtenues en définissant soit _POSIX_C_SOURCE avec une valeur supérieure ou égale à 200809L, soit _XOPEN_SOURCE avec une valeur supérieure ou égale à 700. Dans glibc 2.11 et les versions précédentes, les définitions peuvent être obtenues en définissant _GNU_SOURCE.

Comme indiqué dans feature_test_macros(7), les macros de test de fonctionnalités comme _POSIX_C_SOURCE, _XOPEN_SOURCE et _GNU_SOURCE doivent être définies avant d'inclure n’importe quel fichier d'en-tête.

NOTES

Sous Linux, l'attribut O_NONBLOCK est parfois utilisé pour indiquer qu'on veut ouvrir mais pas nécessairement dans l'intention de lire ou d'écrire. Il est typiquement utilisé pour ouvrir des périphériques dans le but de récupérer un descripteur de fichier pour l'utiliser avec ioctl(2).

L'effet (indéfini) de O_RDONLY | O_TRUNC varie selon l'implémentation. Sur de nombreux systèmes, le fichier est effectivement tronqué.

Notez que open() peut ouvrir des fichiers spéciaux mais creat() ne peut pas en créer, il faut utiliser mknod(2) à la place.

Si un fichier est créé, ses horodatages st_atime, st_ctime, st_mtime (respectivement heure de dernier accès, de dernière modification d'état, et de dernière modification ; consultez stat(2)) sont définis à l'heure actuelle, ainsi que les champs st_ctime et st_mtime du répertoire parent. Sinon, si le fichier est modifié à cause de l'attribut O_TRUNC, ses champs st_ctime et st_mtime sont remplis avec l'heure actuelle.

Les fichiers du répertoire /proc/[pid]/fd affichent les descripteurs de fichier ouverts du processus ayant l'identifiant pid. Les fichiers du répertoire /proc/[pid]/fdinfo présentent encore plus d'informations sur ces descripteurs de fichier. Voir proc(5) pour plus de détails sur ces deux répertoires.

Le fichier d'en-tête <asm/fcntl.h> du noyau Linux ne définit pas O_ASYNC ; son synonyme FASYNC (dérivé de BSD) l'est en revanche.

Description de fichier ouvert

Le terme « description de fichier ouvert » correspond à la terminologie POSIX pour faire référence à des entrées dans la table des fichiers ouverts du système. Dans d'autres contextes, cet objet est également appelé « objet de fichier ouvert », « gestionnaire de fichier », « entrée de la table des fichiers ouverts » ou encore, dans le jargon des développeurs du noyau, struct file.

Lorsqu'un descripteur de fichiers est dupliqué (au moyen de dup(2) ou d'un équivalent), la copie fait référence à la même description de fichier ouvert que le descripteur de fichier d'origine. Les deux descripteurs de fichier partagent donc la même position dans le fichier et les mêmes attributs d'état. Un tel partage peut également se produire entre deux processus : un processus enfant créé au moyen de fork(2) hérite des copies des descripteurs de fichier de ses parents, et ces copies pointent vers les mêmes descriptions de fichier ouvert.

Chaque opération open(2) sur un fichier crée une nouvelle description de fichier ouvert ; ainsi, il peut y avoir plusieurs descriptions de fichier ouvert correspondant à un inœud de fichier.

Sur Linux, on peut utiliser KCMP_FILE de kcmp(2) pour tester si deux descripteurs de fichier (dans le même processus ou dans deux processus différents) se rapportent à la même description de fichier ouvert.

E/S synchrones

L'option POSIX-1.2008 « E/S synchrones » décrit des variantes des E/S synchrones, ainsi que plusieurs attributs de open() permettant d'en contrôler le comportement : O_SYNC, O_DSYNC et O_RSYNC. Sans chercher à savoir si une implémentation accepte cette option, elle doit au moins prendre en charge l'utilisation de O_SYNC pour les fichiers normaux.

Linux met en œuvre O_SYNC et O_DSYNC, mais pas O_RSYNC. De façon plus ou moins correcte, la glibc définit O_RSYNC de façon à avoir la même valeur que O_SYNC. (O_RSYNC est défini dans le fichier d'en-tête du noyau Linux <asm/fcntl.h> de HP PA-RISC, mais il n'est pas utilisé).

O_SYNC fournit l'exécution d'E/S synchrones avec garantie d'intégrité des fichiers, ce qui signifie que les opérations d'écriture envoient les données et les métadonnées associées au matériel. O_DSYNC fournit l'exécution d'E/S synchrones avec garantie d'intégrité des données, ce qui signifie que les opérations d'écriture envoient les données et les métadonnées associées au matériel, mais en envoyant seulement les mises à jour des métadonnées qui permettent d'assurer le bon déroulement d'une opération de lecture ultérieure. L'exécution avec garantie d'intégrité des données peut réduire le nombre d'accès au disque demandés par une application qui ne nécessite pas l'exécution avec garantie d'intégrité des fichiers.

Pour comprendre la différence entre ces deux types d'exécution, imaginez deux extraits de métadonnées d'un fichier : l'horodatage de la dernière modification (st_mtime) et la longueur du fichier. Toutes les opérations d'écriture modifieront l'horodatage de la dernière modification, mais seules les écritures en fin de fichier modifieront la longueur. L'horodatage de dernière modification n'est pas nécessaire pour garantir une lecture correcte du fichier, contrairement à la longueur. Ainsi, O_DSYNC transmettrait seulement la métadonnée relative à la longueur du fichier (quand O_SYNC y ajouterait l'horodatage de dernière modification).

Avant Linux 2.6.33, Linux mettait seulement en œuvre l'attribut O_SYNC de open(). Cependant, lorsque cet attribut était indiqué, la plupart des systèmes de fichiers fournissait des fonctionnalités équivalentes à l'exécution des E/S synchrones avec garantie de l'intégrité des données (autrement dit, O_SYNC était de fait mis en œuvre comme O_DSYNC).

A partir de Linux 2.6.33, une véritable prise de charge de O_SYNC est fournie. Cependant, pour assurer la compatibilité ascendante binaire, O_DSYNC a été défini avec la même valeur que le O_SYNC « historique », et O_SYNC a été défini comme un nouvel attribut (de deux bits) qui comprend l'attribut O_DSYNC. Ceci permet d'assurer que les applications compilées avec les nouveaux en-têtes auront au moins la sémantique de O_DSYNC sur les noyaux antérieurs à 2.6.33.

différences entre bibliothèque C et noyau

Depuis la version 2.26, la fonction enveloppe de la glibc de open() utilise l'appel système openat() au lieu de l'appel système open() du noyau. Pour certaines architectures, ceci est aussi vrai pour les versions de la glibc antérieures à la 2.26.

NFS

Plusieurs problèmes se posent avec le protocole NFS, concernant entre autres O_SYNC, et O_NDELAY.

Sur les systèmes de fichiers NFS, où la correspondance d'UID est activée, open() peut renvoyer un descripteur de fichier alors qu'une requête read(2) par exemple sera refusée avec le code d'erreur EACCES. En effet, le client a effectué open() en vérifiant les autorisations d'accès, mais la correspondance d'UID est calculée par le serveur au moment des requêtes de lecture ou d'écriture.

FIFO

Ouvrir les blocs de fin de FIFO en lecture et écriture jusqu'à ce que l'autre fin soit également ouverte (par un autre processus ou un autre thread). Voir fifo(7) pour plus de détails.

Mode d’accès au fichier

Contrairement aux autres valeurs qui peuvent être indiquées dans flags, les valeurs du mode d'accès O_RDONLY, O_WRONLY et O_RDWR ne sont pas des bits individuels. Ils définissent l'ordre des deux bits de poids faible de flags, et ont pour valeur respective 0, 1 et 2. En d'autres termes, l'association O_RDONLY | O_WRONLY est une erreur logique et n'a certainement pas la même signification que O_RDWR.

Linux réserve le sens suivant au mode 3 d'accès spécial et non standard (en binaire, 11) de l'attribut : vérification des droits en lecture et écriture du fichier, et renvoi d'un descripteur qui ne peut être utilisé ni en lecture, ni en écriture. Ce mode d'accès non standard est utilisé par certains pilotes Linux afin de renvoyer un descripteur qui n'est destiné qu'à des opérations ioctl(2) propres aux périphériques.

Justification des appels openat() et des API des descripteurs de fichier de répertoires

openat() et les autres appels système similaires, ainsi que les fonctions de bibliothèques qui reçoivent pour argument un descripteur de fichier de répertoire (c'est-à-dire, execveat(2), faccessat(2), fanotify_mark(2), fchmodat(2), fchownat(2), fspick(2), fstatat(2), futimesat(2), linkat(2), mkdirat(2), move_mount(2), mknodat(2), name_to_handle_at(2), open_tree(2), openat2(2), readlinkat(2), renameat(2), statx(2), symlinkat(2), unlinkat(2), utimensat(2), mkfifoat(3) et scandirat(3)) gèrent deux problèmes avec les anciennes interfaces. L'explication est ici donnée dans le contexte de l'appel openat(), mais des arguments analogues sont valables pour les autres interfaces.

Tout d'abord, openat() permet à une application d'éviter les problèmes d'accès concurrents lors de l'utilisation de open() pour ouvrir des fichiers dans des répertoires autres que le répertoire courant. Ces problèmes sont dus au fait que l'un des composants du chemin donné à open() peut être modifié parallèlement à l'appel open(). Supposons par exemple qu'on veuille créer le fichier dir1/dir2/xxx.dep alors que le fichier dir1/dir2/xxx existe. Le problème est qu'entre la vérification de son existence et l'étape de création du fichier, dir1 ou dir2 (qui pourraient être des liens symboliques) pourraient être modifiés pour pointer vers un autre endroit. De tels problèmes peuvent être évités en ouvrant un descripteur de fichier sur le répertoire cible, puis en fournissant ce descripteur comme argument dirfd de (disons) fstatat(2) et openat(). L'utilisation du descripteur de fichier dirfd a également d'autres avantages :

  • le descripteur de fichier est une référence stable au répertoire, même si le répertoire est renommé ;
  • le descripteur de fichier ouvert empêche le système de fichiers sous-jacent d'être démonté quand un processus détient un répertoire en cours de fonctionnement sur le système de fichiers.

Enfin, openat() permet d'implémenter un « répertoire courant » par thread, grâce à des descripteurs de fichier maintenus par l'application. Cette fonctionnalité peut également être obtenue en jouant avec /proc/self/fd/dirfd, mais de façon moins efficace.

L'argument dirfd de ces API peut être obtenu par l'utilisation de open() ou de openat() pour ouvrir un répertoire (avec le drapeau O_RDONLY ou O_PATH). Sinon, un tel descripteur de fichier peut être obtenu en appliquant un dirfd(3) au flux d'un répertoire créé avec opendir(3).

Quand on donne aux API un argument dirfd de AT_FDCWD ou qu'un chemin indiqué est absolu, ils gèrent leur argument de chemin de la même manière que les API conventionnelles correspondantes. Toutefois dans ce cas, plusieurs API ont un argument flags qui offre un accès à cette fonctionnalité non disponible avec les interfaces conventionnelles correspondantes.

O_DIRECT

L'attribut O_DIRECT peut imposer, pour des raisons d'alignement, des restrictions sur la longueur et l'adresse des tampons de l'espace utilisateur et des déplacements dans les entrées-sorties de fichiers. Sous Linux, les restrictions d'alignement varient en fonction du système de fichiers et de la version du noyau, et il peut aussi ne pas y en avoir. Cependant, il n'y a pas actuellement d'interface indépendante du système de fichiers qui permette aux applications de découvrir ces restrictions pour un fichier ou système de fichiers donné. Certains systèmes de fichiers fournissent leur propre interface pour faire cela, par exemple l'opération XFS_IOC_DIOINFO de xfsctl(3).

Sous Linux 2.4, la taille des transferts, l'alignement du tampon et la position dans le fichier doivent être des multiples de la taille des blocs logiques du système de fichiers. Sous Linux 2.6, un alignement sur la taille des blocs du stockage sous-jacent (typiquement des blocs de 512 octets) est suffisant. La taille des blocs logiques peut être déterminée au moyen de l'opération ioctl(2) BLKSSZGET ou depuis un interpréteur de commandes en appelant :


blockdev --getss

Les E/S O_DIRECT ne devraient jamais être exécutées en même temps que l'appel système fork(2), si le tampon mémoire est une projection privée (c'est-à-dire n'importe quelle projection en mémoire créée avec l'attribut MAP_PRIVATE de mmap(2), y compris la mémoire allouée sur le tas et les tampons alloués de façon statique). Toutes ces E/S, qu'elles soient soumises par l'intermédiaire d'une interface d'E/S asynchrone ou depuis un autre thread du processus, devraient être achevées avant l'appel de fork(2). En cas d'échec, les conséquences pourraient être une corruption de mémoire ou un comportement imprévisible dans les processus père et fils. Cette restriction ne s'applique pas quand le tampon mémoire pour les E/S O_DIRECT a été créé en utilisant shmat(2) ou mmap(2) avec l'attribut MAP_SHARED. Cette restriction ne s'applique pas non plus quand le tampon mémoire a été configuré comme MADV_DONTFORK avec madvise(2), en s'assurant qu'il ne sera pas disponible au fils après fork(2).

L'attribut O_DIRECT a été introduit par SGI IRIX, qui a des restrictions d'alignement identiques à Linux 2.4. IRIX a aussi un appel fcntl(2) pour obtenir les alignements et tailles appropriés. FreeBSD 4.x a introduit un attribut du même nom, mais sans les restrictions d'alignement.

La gestion de O_DIRECT a été ajoutée dans Linux 2.4.10. Les noyaux plus anciens ignorent simplement cet attribut. Certains systèmes de fichiers peuvent ne pas gérer cet attribut et open() échouera avec l'erreur EINVAL s'il est utilisé.

Les applications devraient éviter de mélanger des entrées-sorties O_DIRECT et normales pour le même fichier, en particulier sur des régions d'un même fichier qui se recouvrent. Même si le système de fichiers gère les problèmes de cohérence dans cette situation, le débit global d'entrées-sorties sera moindre que si un seul mode était utilisé. De la même façon, les applications devraient éviter de mélanger l'utilisation de mmap(2) et d'entrées-sorties directes pour les mêmes fichiers.

Le comportement de O_DIRECT avec NFS diffère des systèmes de fichiers locaux. Les anciens noyaux, ou les noyaux configurés d'une certaine façon, peuvent ne pas gérer cette combinaison. Le protocole NFS ne gère pas le passage de l'attribut au serveur, les entrées-sorties O_DIRECT ne font donc que le cache des pages du client ; le serveur pourra toujours utiliser un cache pour les entrées-sorties. Le client demande au serveur de rendre les entrées-sorties synchrones pour préserver la sémantique synchrone de O_DIRECT. Certains serveurs fonctionnent mal dans ces circonstances, tout particulièrement si les entrées-sorties sont de petite taille. Certains serveurs peuvent aussi être configurés pour mentir aux clients et indiquer que les entrées-sorties ont atteint un espace de stockage stable ; ceci évitera la perte de performance en augmentant les risques pour l'intégrité des données en cas de problème d'alimentation du serveur. Le client NFS Linux n'a pas de restriction d'alignement pour les entrées-sorties O_DIRECT.

En résumé, O_DIRECT est un outil potentiellement puissant qui doit être utilisé avec précaution. Les applications devraient utiliser O_DIRECT comme une option pour améliorer les performances et qui est désactivée par défaut.

BOGUES

Actuellement, il n'est pas possible d'activer les entrées-sorties contrôlées par les signaux en indiquant O_ASYNC lors de l'appel open() ; il faut utiliser fcntl(2) pour activer cet attribut.

Deux codes d’erreur différents – EISDIR et ENOENT — doivent être vérifiés pour essayer de déterminer si le noyau prend en charge la fonctionnalité O_TMPFILE.

Quand O_CREAT et O_DIRECTORY sont indiqués dans flags et que le fichier indiqué par pathname n'existe pas, open() créera un fichier ordinaire (c'est-à-dire que O_DIRECTORY est ignoré).

VOIR AUSSI

chmod(2), chown(2), close(2), dup(2), fcntl(2), link(2), lseek(2), mknod(2), mmap(2), mount(2), open_by_handle_at(2), openat2(2), read(2), socket(2), stat(2), umask(2), unlink(2), write(2), fopen(3), acl(5), fifo(7), inode(7), path_resolution(7), symlink(7)

COLOPHON

Cette page fait partie de la publication 5.10 du projet man-pages Linux. Une description du projet et des instructions pour signaler des anomalies et la dernière version de cette page peuvent être trouvées à l'adresse https://www.kernel.org/doc/man-pages/.

TRADUCTION

La traduction française de cette page de manuel a été créée par Christophe Blaess <https://www.blaess.fr/christophe/>, Stéphan Rafin <stephan.rafin@laposte.net>, Thierry Vignaud <tvignaud@mandriva.com>, François Micaux, Alain Portal <aportal@univ-montp2.fr>, Jean-Philippe Guérard <fevrier@tigreraye.org>, Jean-Luc Coulon (f5ibh) <jean-luc.coulon@wanadoo.fr>, Julien Cristau <jcristau@debian.org>, Thomas Huriaux <thomas.huriaux@gmail.com>, Nicolas François <nicolas.francois@centraliens.net>, Florentin Duneau <fduneau@gmail.com>, Simon Paillard <simon.paillard@resel.enst-bretagne.fr>, Denis Barbier <barbier@debian.org>, David Prévot <david@tilapin.org>, Frédéric Hantrais <fhantrais@gmail.com>, Jean-Philippe MENGUAL <jpmengual@debian.org> et Jean-Pierre Giraud <jean-pierregiraud@neuf.fr>

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1 novembre 2020 Linux