open.2: Reorder list of cases for 'dirfd' argument of openat()
[man-pages.git] / man2 / open.2
bloba4f774b2c4c14985de2e4cc55e2f4d610ca8e46e
1 .\" This manpage is Copyright (C) 1992 Drew Eckhardt;
2 .\" and Copyright (C) 1993 Michael Haardt, Ian Jackson.
3 .\" and Copyright (C) 2008 Greg Banks
4 .\" and Copyright (C) 2006, 2008, 2013, 2014 Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
5 .\"
6 .\" %%%LICENSE_START(VERBATIM)
7 .\" Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
8 .\" manual provided the copyright notice and this permission notice are
9 .\" preserved on all copies.
10 .\"
11 .\" Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
12 .\" manual under the conditions for verbatim copying, provided that the
13 .\" entire resulting derived work is distributed under the terms of a
14 .\" permission notice identical to this one.
15 .\"
16 .\" Since the Linux kernel and libraries are constantly changing, this
17 .\" manual page may be incorrect or out-of-date.  The author(s) assume no
18 .\" responsibility for errors or omissions, or for damages resulting from
19 .\" the use of the information contained herein.  The author(s) may not
20 .\" have taken the same level of care in the production of this manual,
21 .\" which is licensed free of charge, as they might when working
22 .\" professionally.
23 .\"
24 .\" Formatted or processed versions of this manual, if unaccompanied by
25 .\" the source, must acknowledge the copyright and authors of this work.
26 .\" %%%LICENSE_END
27 .\"
28 .\" Modified 1993-07-21 by Rik Faith <faith@cs.unc.edu>
29 .\" Modified 1994-08-21 by Michael Haardt
30 .\" Modified 1996-04-13 by Andries Brouwer <aeb@cwi.nl>
31 .\" Modified 1996-05-13 by Thomas Koenig
32 .\" Modified 1996-12-20 by Michael Haardt
33 .\" Modified 1999-02-19 by Andries Brouwer <aeb@cwi.nl>
34 .\" Modified 1998-11-28 by Joseph S. Myers <jsm28@hermes.cam.ac.uk>
35 .\" Modified 1999-06-03 by Michael Haardt
36 .\" Modified 2002-05-07 by Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
37 .\" Modified 2004-06-23 by Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
38 .\" 2004-12-08, mtk, reordered flags list alphabetically
39 .\" 2004-12-08, Martin Pool <mbp@sourcefrog.net> (& mtk), added O_NOATIME
40 .\" 2007-09-18, mtk, Added description of O_CLOEXEC + other minor edits
41 .\" 2008-01-03, mtk, with input from Trond Myklebust
42 .\"     <trond.myklebust@fys.uio.no> and Timo Sirainen <tss@iki.fi>
43 .\"     Rewrite description of O_EXCL.
44 .\" 2008-01-11, Greg Banks <gnb@melbourne.sgi.com>: add more detail
45 .\"     on O_DIRECT.
46 .\" 2008-02-26, Michael Haardt: Reorganized text for O_CREAT and mode
47 .\"
48 .\" FIXME . Apr 08: The next POSIX revision has O_EXEC, O_SEARCH, and
49 .\" O_TTYINIT.  Eventually these may need to be documented.  --mtk
50 .\"
51 .TH OPEN 2 2021-03-22 "Linux" "Linux Programmer's Manual"
52 .SH NAME
53 open, openat, creat \- open and possibly create a file
54 .SH SYNOPSIS
55 .nf
56 .B #include <fcntl.h>
57 .PP
58 .BI "int open(const char *" pathname ", int " flags );
59 .BI "int open(const char *" pathname ", int " flags ", mode_t " mode );
60 .PP
61 .BI "int creat(const char *" pathname ", mode_t " mode );
62 .PP
63 .BI "int openat(int " dirfd ", const char *" pathname ", int " flags );
64 .BI "int openat(int " dirfd ", const char *" pathname ", int " flags \
65 ", mode_t " mode );
66 .PP
67 /* Documented separately, in \fBopenat2\fP(2): */
68 .BI "int openat2(int " dirfd ", const char *" pathname ,
69 .BI "            const struct open_how *" how ", size_t " size ");"
70 .fi
71 .PP
72 .RS -4
73 Feature Test Macro Requirements for glibc (see
74 .BR feature_test_macros (7)):
75 .RE
76 .PP
77 .BR openat ():
78 .nf
79     Since glibc 2.10:
80         _POSIX_C_SOURCE >= 200809L
81     Before glibc 2.10:
82         _ATFILE_SOURCE
83 .fi
84 .SH DESCRIPTION
85 The
86 .BR open ()
87 system call opens the file specified by
88 .IR pathname .
89 If the specified file does not exist,
90 it may optionally (if
91 .B O_CREAT
92 is specified in
93 .IR flags )
94 be created by
95 .BR open ().
96 .PP
97 The return value of
98 .BR open ()
99 is a file descriptor, a small, nonnegative integer that is an index
100 to an entry in the process's table of open file descriptors.
101 The file descriptor is used
102 in subsequent system calls
103 .RB ( read "(2), " write "(2), " lseek "(2), " fcntl (2),
104 etc.) to refer to the open file.
105 The file descriptor returned by a successful call will be
106 the lowest-numbered file descriptor not currently open for the process.
108 By default, the new file descriptor is set to remain open across an
109 .BR execve (2)
110 (i.e., the
111 .B FD_CLOEXEC
112 file descriptor flag described in
113 .BR fcntl (2)
114 is initially disabled); the
115 .B O_CLOEXEC
116 flag, described below, can be used to change this default.
117 The file offset is set to the beginning of the file (see
118 .BR lseek (2)).
120 A call to
121 .BR open ()
122 creates a new
123 .IR "open file description" ,
124 an entry in the system-wide table of open files.
125 The open file description records the file offset and the file status flags
126 (see below).
127 A file descriptor is a reference to an open file description;
128 this reference is unaffected if
129 .I pathname
130 is subsequently removed or modified to refer to a different file.
131 For further details on open file descriptions, see NOTES.
133 The argument
134 .I flags
135 must include one of the following
136 .IR "access modes" :
137 .BR O_RDONLY ", " O_WRONLY ", or " O_RDWR .
138 These request opening the file read-only, write-only, or read/write,
139 respectively.
141 In addition, zero or more file creation flags and file status flags
142 can be
143 .RI bitwise- or 'd
145 .IR flags .
147 .I file creation flags
149 .BR O_CLOEXEC ,
150 .BR O_CREAT ,
151 .BR O_DIRECTORY ,
152 .BR O_EXCL ,
153 .BR O_NOCTTY ,
154 .BR O_NOFOLLOW ,
155 .BR O_TMPFILE ,
157 .BR O_TRUNC .
159 .I file status flags
160 are all of the remaining flags listed below.
161 .\" SUSv4 divides the flags into:
162 .\" * Access mode
163 .\" * File creation
164 .\" * File status
165 .\" * Other (O_CLOEXEC, O_DIRECTORY, O_NOFOLLOW)
166 .\" though it's not clear what the difference between "other" and
167 .\" "File creation" flags is.  I raised an Aardvark to see if this
168 .\" can be clarified in SUSv4; 10 Oct 2008.
169 .\" http://thread.gmane.org/gmane.comp.standards.posix.austin.general/64/focus=67
170 .\" TC1 (balloted in 2013), resolved this, so that those three constants
171 .\" are also categorized" as file status flags.
173 The distinction between these two groups of flags is that
174 the file creation flags affect the semantics of the open operation itself,
175 while the file status flags affect the semantics of subsequent I/O operations.
176 The file status flags can be retrieved and (in some cases)
177 modified; see
178 .BR fcntl (2)
179 for details.
181 The full list of file creation flags and file status flags is as follows:
183 .B O_APPEND
184 The file is opened in append mode.
185 Before each
186 .BR write (2),
187 the file offset is positioned at the end of the file,
188 as if with
189 .BR lseek (2).
190 The modification of the file offset and the write operation
191 are performed as a single atomic step.
193 .B O_APPEND
194 may lead to corrupted files on NFS filesystems if more than one process
195 appends data to a file at once.
196 .\" For more background, see
197 .\" http://bugs.debian.org/cgi-bin/bugreport.cgi?bug=453946
198 .\" http://nfs.sourceforge.net/
199 This is because NFS does not support
200 appending to a file, so the client kernel has to simulate it, which
201 can't be done without a race condition.
203 .B O_ASYNC
204 Enable signal-driven I/O:
205 generate a signal
206 .RB ( SIGIO
207 by default, but this can be changed via
208 .BR fcntl (2))
209 when input or output becomes possible on this file descriptor.
210 This feature is available only for terminals, pseudoterminals,
211 sockets, and (since Linux 2.6) pipes and FIFOs.
213 .BR fcntl (2)
214 for further details.
215 See also BUGS, below.
217 .BR O_CLOEXEC " (since Linux 2.6.23)"
218 .\" NOTE! several other man pages refer to this text
219 Enable the close-on-exec flag for the new file descriptor.
220 .\" FIXME . for later review when Issue 8 is one day released...
221 .\" POSIX proposes to fix many APIs that provide hidden FDs
222 .\" http://austingroupbugs.net/tag_view_page.php?tag_id=8
223 .\" http://austingroupbugs.net/view.php?id=368
224 Specifying this flag permits a program to avoid additional
225 .BR fcntl (2)
226 .B F_SETFD
227 operations to set the
228 .B FD_CLOEXEC
229 flag.
231 Note that the use of this flag is essential in some multithreaded programs,
232 because using a separate
233 .BR fcntl (2)
234 .B F_SETFD
235 operation to set the
236 .B FD_CLOEXEC
237 flag does not suffice to avoid race conditions
238 where one thread opens a file descriptor and
239 attempts to set its close-on-exec flag using
240 .BR fcntl (2)
241 at the same time as another thread does a
242 .BR fork (2)
243 plus
244 .BR execve (2).
245 Depending on the order of execution,
246 the race may lead to the file descriptor returned by
247 .BR open ()
248 being unintentionally leaked to the program executed by the child process
249 created by
250 .BR fork (2).
251 (This kind of race is in principle possible for any system call
252 that creates a file descriptor whose close-on-exec flag should be set,
253 and various other Linux system calls provide an equivalent of the
254 .BR O_CLOEXEC
255 flag to deal with this problem.)
256 .\" This flag fixes only one form of the race condition;
257 .\" The race can also occur with, for example, file descriptors
258 .\" returned by accept(), pipe(), etc.
260 .B O_CREAT
262 .I pathname
263 does not exist, create it as a regular file.
265 The owner (user ID) of the new file is set to the effective user ID
266 of the process.
268 The group ownership (group ID) of the new file is set either to
269 the effective group ID of the process (System V semantics)
270 or to the group ID of the parent directory (BSD semantics).
271 On Linux, the behavior depends on whether the
272 set-group-ID mode bit is set on the parent directory:
273 if that bit is set, then BSD semantics apply;
274 otherwise, System V semantics apply.
275 For some filesystems, the behavior also depends on the
276 .I bsdgroups
278 .I sysvgroups
279 mount options described in
280 .BR mount (8).
281 .\" As at 2.6.25, bsdgroups is supported by ext2, ext3, ext4, and
282 .\" XFS (since 2.6.14).
285 .I mode
286 argument specifies the file mode bits to be applied when a new file is created.
287 If neither
288 .B O_CREAT
290 .B O_TMPFILE
291 is specified in
292 .IR flags ,
293 then
294 .I mode
295 is ignored (and can thus be specified as 0, or simply omitted).
297 .I mode
298 argument
299 .B must
300 be supplied if
301 .B O_CREAT
303 .B O_TMPFILE
304 is specified in
305 .IR flags ;
306 if it is not supplied,
307 some arbitrary bytes from the stack will be applied as the file mode.
309 The effective mode is modified by the process's
310 .I umask
311 in the usual way: in the absence of a default ACL, the mode of the
312 created file is
313 .IR "(mode\ &\ \(tiumask)" .
315 Note that
316 .I mode
317 applies only to future accesses of the
318 newly created file; the
319 .BR open ()
320 call that creates a read-only file may well return a read/write
321 file descriptor.
323 The following symbolic constants are provided for
324 .IR mode :
326 .TP 9
327 .B S_IRWXU
328 00700 user (file owner) has read, write, and execute permission
330 .B S_IRUSR
331 00400 user has read permission
333 .B S_IWUSR
334 00200 user has write permission
336 .B S_IXUSR
337 00100 user has execute permission
339 .B S_IRWXG
340 00070 group has read, write, and execute permission
342 .B S_IRGRP
343 00040 group has read permission
345 .B S_IWGRP
346 00020 group has write permission
348 .B S_IXGRP
349 00010 group has execute permission
351 .B S_IRWXO
352 00007 others have read, write, and execute permission
354 .B S_IROTH
355 00004 others have read permission
357 .B S_IWOTH
358 00002 others have write permission
360 .B S_IXOTH
361 00001 others have execute permission
364 According to POSIX, the effect when other bits are set in
365 .I mode
366 is unspecified.
367 On Linux, the following bits are also honored in
368 .IR mode :
370 .TP 9
371 .B S_ISUID
372 0004000 set-user-ID bit
374 .B S_ISGID
375 0002000 set-group-ID bit (see
376 .BR inode (7)).
378 .B S_ISVTX
379 0001000 sticky bit (see
380 .BR inode (7)).
383 .BR O_DIRECT " (since Linux 2.4.10)"
384 Try to minimize cache effects of the I/O to and from this file.
385 In general this will degrade performance, but it is useful in
386 special situations, such as when applications do their own caching.
387 File I/O is done directly to/from user-space buffers.
389 .B O_DIRECT
390 flag on its own makes an effort to transfer data synchronously,
391 but does not give the guarantees of the
392 .B O_SYNC
393 flag that data and necessary metadata are transferred.
394 To guarantee synchronous I/O,
395 .B O_SYNC
396 must be used in addition to
397 .BR O_DIRECT .
398 See NOTES below for further discussion.
400 A semantically similar (but deprecated) interface for block devices
401 is described in
402 .BR raw (8).
404 .B O_DIRECTORY
405 If \fIpathname\fP is not a directory, cause the open to fail.
406 .\" But see the following and its replies:
407 .\" http://marc.theaimsgroup.com/?t=112748702800001&r=1&w=2
408 .\" [PATCH] open: O_DIRECTORY and O_CREAT together should fail
409 .\" O_DIRECTORY | O_CREAT causes O_DIRECTORY to be ignored.
410 This flag was added in kernel version 2.1.126, to
411 avoid denial-of-service problems if
412 .BR opendir (3)
413 is called on a
414 FIFO or tape device.
416 .B O_DSYNC
417 Write operations on the file will complete according to the requirements of
418 synchronized I/O
419 .I data
420 integrity completion.
422 By the time
423 .BR write (2)
424 (and similar)
425 return, the output data
426 has been transferred to the underlying hardware,
427 along with any file metadata that would be required to retrieve that data
428 (i.e., as though each
429 .BR write (2)
430 was followed by a call to
431 .BR fdatasync (2)).
432 .IR "See NOTES below" .
434 .B O_EXCL
435 Ensure that this call creates the file:
436 if this flag is specified in conjunction with
437 .BR O_CREAT ,
439 .I pathname
440 already exists, then
441 .BR open ()
442 fails with the error
443 .BR EEXIST .
445 When these two flags are specified, symbolic links are not followed:
446 .\" POSIX.1-2001 explicitly requires this behavior.
448 .I pathname
449 is a symbolic link, then
450 .BR open ()
451 fails regardless of where the symbolic link points.
453 In general, the behavior of
454 .B O_EXCL
455 is undefined if it is used without
456 .BR O_CREAT .
457 There is one exception: on Linux 2.6 and later,
458 .B O_EXCL
459 can be used without
460 .B O_CREAT
462 .I pathname
463 refers to a block device.
464 If the block device is in use by the system (e.g., mounted),
465 .BR open ()
466 fails with the error
467 .BR EBUSY .
469 On NFS,
470 .B O_EXCL
471 is supported only when using NFSv3 or later on kernel 2.6 or later.
472 In NFS environments where
473 .B O_EXCL
474 support is not provided, programs that rely on it
475 for performing locking tasks will contain a race condition.
476 Portable programs that want to perform atomic file locking using a lockfile,
477 and need to avoid reliance on NFS support for
478 .BR O_EXCL ,
479 can create a unique file on
480 the same filesystem (e.g., incorporating hostname and PID), and use
481 .BR link (2)
482 to make a link to the lockfile.
484 .BR link (2)
485 returns 0, the lock is successful.
486 Otherwise, use
487 .BR stat (2)
488 on the unique file to check if its link count has increased to 2,
489 in which case the lock is also successful.
491 .B O_LARGEFILE
492 (LFS)
493 Allow files whose sizes cannot be represented in an
494 .I off_t
495 (but can be represented in an
496 .IR off64_t )
497 to be opened.
499 .B _LARGEFILE64_SOURCE
500 macro must be defined
501 (before including
502 .I any
503 header files)
504 in order to obtain this definition.
505 Setting the
506 .B _FILE_OFFSET_BITS
507 feature test macro to 64 (rather than using
508 .BR O_LARGEFILE )
509 is the preferred
510 method of accessing large files on 32-bit systems (see
511 .BR feature_test_macros (7)).
513 .BR O_NOATIME " (since Linux 2.6.8)"
514 Do not update the file last access time
515 .RI ( st_atime
516 in the inode)
517 when the file is
518 .BR read (2).
520 This flag can be employed only if one of the following conditions is true:
522 .IP * 3
523 The effective UID of the process
524 .\" Strictly speaking: the filesystem UID
525 matches the owner UID of the file.
526 .IP *
527 The calling process has the
528 .BR CAP_FOWNER
529 capability in its user namespace and
530 the owner UID of the file has a mapping in the namespace.
533 This flag is intended for use by indexing or backup programs,
534 where its use can significantly reduce the amount of disk activity.
535 This flag may not be effective on all filesystems.
536 One example is NFS, where the server maintains the access time.
537 .\" The O_NOATIME flag also affects the treatment of st_atime
538 .\" by mmap() and readdir(2), MTK, Dec 04.
540 .B O_NOCTTY
542 .I pathname
543 refers to a terminal device\(emsee
544 .BR tty (4)\(emit
545 will not become the process's controlling terminal even if the
546 process does not have one.
548 .B O_NOFOLLOW
549 If the trailing component (i.e., basename) of
550 .I pathname
551 is a symbolic link, then the open fails, with the error
552 .BR ELOOP .
553 Symbolic links in earlier components of the pathname will still be
554 followed.
555 (Note that the
556 .B ELOOP
557 error that can occur in this case is indistinguishable from the case where
558 an open fails because there are too many symbolic links found
559 while resolving components in the prefix part of the pathname.)
561 This flag is a FreeBSD extension, which was added to Linux in version 2.1.126,
562 and has subsequently been standardized in POSIX.1-2008.
564 See also
565 .BR O_PATH
566 below.
567 .\" The headers from glibc 2.0.100 and later include a
568 .\" definition of this flag; \fIkernels before 2.1.126 will ignore it if
569 .\" used\fP.
571 .BR O_NONBLOCK " or " O_NDELAY
572 When possible, the file is opened in nonblocking mode.
573 Neither the
574 .BR open ()
575 nor any subsequent I/O operations on the file descriptor which is
576 returned will cause the calling process to wait.
578 Note that the setting of this flag has no effect on the operation of
579 .BR poll (2),
580 .BR select (2),
581 .BR epoll (7),
582 and similar,
583 since those interfaces merely inform the caller about whether
584 a file descriptor is "ready",
585 meaning that an I/O operation performed on
586 the file descriptor with the
587 .B O_NONBLOCK
588 flag
589 .I clear
590 would not block.
592 Note that this flag has no effect for regular files and block devices;
593 that is, I/O operations will (briefly) block when device activity
594 is required, regardless of whether
595 .B O_NONBLOCK
596 is set.
597 Since
598 .B O_NONBLOCK
599 semantics might eventually be implemented,
600 applications should not depend upon blocking behavior
601 when specifying this flag for regular files and block devices.
603 For the handling of FIFOs (named pipes), see also
604 .BR fifo (7).
605 For a discussion of the effect of
606 .B O_NONBLOCK
607 in conjunction with mandatory file locks and with file leases, see
608 .BR fcntl (2).
610 .BR O_PATH " (since Linux 2.6.39)"
611 .\" commit 1abf0c718f15a56a0a435588d1b104c7a37dc9bd
612 .\" commit 326be7b484843988afe57566b627fb7a70beac56
613 .\" commit 65cfc6722361570bfe255698d9cd4dccaf47570d
615 .\" http://thread.gmane.org/gmane.linux.man/2790/focus=3496
616 .\"     Subject: Re: [PATCH] open(2): document O_PATH
617 .\"     Newsgroups: gmane.linux.man, gmane.linux.kernel
619 Obtain a file descriptor that can be used for two purposes:
620 to indicate a location in the filesystem tree and
621 to perform operations that act purely at the file descriptor level.
622 The file itself is not opened, and other file operations (e.g.,
623 .BR read (2),
624 .BR write (2),
625 .BR fchmod (2),
626 .BR fchown (2),
627 .BR fgetxattr (2),
628 .BR ioctl (2),
629 .BR mmap (2))
630 fail with the error
631 .BR EBADF .
633 The following operations
634 .I can
635 be performed on the resulting file descriptor:
637 .IP * 3
638 .BR close (2).
639 .IP *
640 .BR fchdir (2),
641 if the file descriptor refers to a directory
642 (since Linux 3.5).
643 .\" commit 332a2e1244bd08b9e3ecd378028513396a004a24
644 .IP *
645 .BR fstat (2)
646 (since Linux 3.6).
647 .IP *
648 .\" fstat(): commit 55815f70147dcfa3ead5738fd56d3574e2e3c1c2
649 .BR fstatfs (2)
650 (since Linux 3.12).
651 .\" fstatfs(): commit 9d05746e7b16d8565dddbe3200faa1e669d23bbf
652 .IP *
653 Duplicating the file descriptor
654 .RB ( dup (2),
655 .BR fcntl (2)
656 .BR F_DUPFD ,
657 etc.).
658 .IP *
659 Getting and setting file descriptor flags
660 .RB ( fcntl (2)
661 .BR F_GETFD
663 .BR F_SETFD ).
664 .IP *
665 Retrieving open file status flags using the
666 .BR fcntl (2)
667 .BR F_GETFL
668 operation: the returned flags will include the bit
669 .BR O_PATH .
670 .IP *
671 Passing the file descriptor as the
672 .IR dirfd
673 argument of
674 .BR openat ()
675 and the other "*at()" system calls.
676 This includes
677 .BR linkat (2)
678 with
679 .BR AT_EMPTY_PATH
680 (or via procfs using
681 .BR AT_SYMLINK_FOLLOW )
682 even if the file is not a directory.
683 .IP *
684 Passing the file descriptor to another process via a UNIX domain socket
685 (see
686 .BR SCM_RIGHTS
688 .BR unix (7)).
691 When
692 .B O_PATH
693 is specified in
694 .IR flags ,
695 flag bits other than
696 .BR O_CLOEXEC ,
697 .BR O_DIRECTORY ,
699 .BR O_NOFOLLOW
700 are ignored.
702 Opening a file or directory with the
703 .B O_PATH
704 flag requires no permissions on the object itself
705 (but does require execute permission on the directories in the path prefix).
706 Depending on the subsequent operation,
707 a check for suitable file permissions may be performed (e.g.,
708 .BR fchdir (2)
709 requires execute permission on the directory referred to
710 by its file descriptor argument).
711 By contrast,
712 obtaining a reference to a filesystem object by opening it with the
713 .B O_RDONLY
714 flag requires that the caller have read permission on the object,
715 even when the subsequent operation (e.g.,
716 .BR fchdir (2),
717 .BR fstat (2))
718 does not require read permission on the object.
721 .I pathname
722 is a symbolic link and the
723 .BR O_NOFOLLOW
724 flag is also specified,
725 then the call returns a file descriptor referring to the symbolic link.
726 This file descriptor can be used as the
727 .I dirfd
728 argument in calls to
729 .BR fchownat (2),
730 .BR fstatat (2),
731 .BR linkat (2),
733 .BR readlinkat (2)
734 with an empty pathname to have the calls operate on the symbolic link.
737 .I pathname
738 refers to an automount point that has not yet been triggered, so no
739 other filesystem is mounted on it, then the call returns a file
740 descriptor referring to the automount directory without triggering a mount.
741 .BR fstatfs (2)
742 can then be used to determine if it is, in fact, an untriggered
743 automount point
744 .RB ( ".f_type == AUTOFS_SUPER_MAGIC" ).
746 One use of
747 .B O_PATH
748 for regular files is to provide the equivalent of POSIX.1's
749 .B O_EXEC
750 functionality.
751 This permits us to open a file for which we have execute
752 permission but not read permission, and then execute that file,
753 with steps something like the following:
755 .in +4n
757 char buf[PATH_MAX];
758 fd = open("some_prog", O_PATH);
759 snprintf(buf, PATH_MAX, "/proc/self/fd/%d", fd);
760 execl(buf, "some_prog", (char *) NULL);
765 .B O_PATH
766 file descriptor can also be passed as the argument of
767 .BR fexecve (3).
769 .B O_SYNC
770 Write operations on the file will complete according to the requirements of
771 synchronized I/O
772 .I file
773 integrity completion
774 (by contrast with the
775 synchronized I/O
776 .I data
777 integrity completion
778 provided by
779 .BR O_DSYNC .)
781 By the time
782 .BR write (2)
783 (or similar)
784 returns, the output data and associated file metadata
785 have been transferred to the underlying hardware
786 (i.e., as though each
787 .BR write (2)
788 was followed by a call to
789 .BR fsync (2)).
790 .IR "See NOTES below" .
792 .BR O_TMPFILE " (since Linux 3.11)"
793 .\" commit 60545d0d4610b02e55f65d141c95b18ccf855b6e
794 .\" commit f4e0c30c191f87851c4a53454abb55ee276f4a7e
795 .\" commit bb458c644a59dbba3a1fe59b27106c5e68e1c4bd
796 Create an unnamed temporary regular file.
798 .I pathname
799 argument specifies a directory;
800 an unnamed inode will be created in that directory's filesystem.
801 Anything written to the resulting file will be lost when
802 the last file descriptor is closed, unless the file is given a name.
804 .B O_TMPFILE
805 must be specified with one of
806 .B O_RDWR
808 .B O_WRONLY
809 and, optionally,
810 .BR O_EXCL .
812 .B O_EXCL
813 is not specified, then
814 .BR linkat (2)
815 can be used to link the temporary file into the filesystem, making it
816 permanent, using code like the following:
818 .in +4n
820 char path[PATH_MAX];
821 fd = open("/path/to/dir", O_TMPFILE | O_RDWR,
822                         S_IRUSR | S_IWUSR);
824 /* File I/O on \(aqfd\(aq... */
826 linkat(fd, "", AT_FDCWD, "/path/for/file", AT_EMPTY_PATH);
828 /* If the caller doesn\(aqt have the CAP_DAC_READ_SEARCH
829    capability (needed to use AT_EMPTY_PATH with linkat(2)),
830    and there is a proc(5) filesystem mounted, then the
831    linkat(2) call above can be replaced with:
833 snprintf(path, PATH_MAX,  "/proc/self/fd/%d", fd);
834 linkat(AT_FDCWD, path, AT_FDCWD, "/path/for/file",
835                         AT_SYMLINK_FOLLOW);
840 In this case,
842 .BR open ()
843 .I mode
844 argument determines the file permission mode, as with
845 .BR O_CREAT .
847 Specifying
848 .B O_EXCL
849 in conjunction with
850 .B O_TMPFILE
851 prevents a temporary file from being linked into the filesystem
852 in the above manner.
853 (Note that the meaning of
854 .B O_EXCL
855 in this case is different from the meaning of
856 .B O_EXCL
857 otherwise.)
859 There are two main use cases for
860 .\" Inspired by http://lwn.net/Articles/559147/
861 .BR O_TMPFILE :
863 .IP * 3
864 Improved
865 .BR tmpfile (3)
866 functionality: race-free creation of temporary files that
867 (1) are automatically deleted when closed;
868 (2) can never be reached via any pathname;
869 (3) are not subject to symlink attacks; and
870 (4) do not require the caller to devise unique names.
871 .IP *
872 Creating a file that is initially invisible, which is then populated
873 with data and adjusted to have appropriate filesystem attributes
874 .RB ( fchown (2),
875 .BR fchmod (2),
876 .BR fsetxattr (2),
877 etc.)
878 before being atomically linked into the filesystem
879 in a fully formed state (using
880 .BR linkat (2)
881 as described above).
884 .B O_TMPFILE
885 requires support by the underlying filesystem;
886 only a subset of Linux filesystems provide that support.
887 In the initial implementation, support was provided in
888 the ext2, ext3, ext4, UDF, Minix, and tmpfs filesystems.
889 .\" To check for support, grep for "tmpfile" in kernel sources
890 Support for other filesystems has subsequently been added as follows:
891 XFS (Linux 3.15);
892 .\" commit 99b6436bc29e4f10e4388c27a3e4810191cc4788
893 .\" commit ab29743117f9f4c22ac44c13c1647fb24fb2bafe
894 Btrfs (Linux 3.16);
895 .\" commit ef3b9af50bfa6a1f02cd7b3f5124b712b1ba3e3c
896 F2FS (Linux 3.16);
897 .\" commit 50732df02eefb39ab414ef655979c2c9b64ad21c
898 and ubifs (Linux 4.9)
900 .B O_TRUNC
901 If the file already exists and is a regular file and the access mode allows
902 writing (i.e., is
903 .B O_RDWR
905 .BR O_WRONLY )
906 it will be truncated to length 0.
907 If the file is a FIFO or terminal device file, the
908 .B O_TRUNC
909 flag is ignored.
910 Otherwise, the effect of
911 .B O_TRUNC
912 is unspecified.
913 .SS creat()
914 A call to
915 .BR creat ()
916 is equivalent to calling
917 .BR open ()
918 with
919 .I flags
920 equal to
921 .BR O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC .
922 .SS openat()
924 .BR openat ()
925 system call operates in exactly the same way as
926 .BR open (),
927 except for the differences described here.
930 .I dirfd
931 argument is used in conjunction with the
932 .I pathname
933 argument as follows:
934 .IP * 3
935 If the pathname given in
936 .I pathname
937 is absolute, then
938 .I dirfd
939 is ignored.
940 .IP *
941 If the pathname given in
942 .I pathname
943 is relative and
944 .I dirfd
945 is the special value
946 .BR AT_FDCWD ,
947 then
948 .I pathname
949 is interpreted relative to the current working
950 directory of the calling process (like
951 .BR open ()).
952 .IP *
953 If the pathname given in
954 .I pathname
955 is relative, then it is interpreted relative to the directory
956 referred to by the file descriptor
957 .I dirfd
958 (rather than relative to the current working directory of
959 the calling process, as is done by
960 .BR open ()
961 for a relative pathname).
963 .SS openat2(2)
965 .BR openat2 (2)
966 system call is an extension of
967 .BR openat (),
968 and provides a superset of the features of
969 .BR openat ().
970 It is documented separately, in
971 .BR openat2 (2).
972 .SH RETURN VALUE
973 On success,
974 .BR open (),
975 .BR openat (),
977 .BR creat ()
978 return the new file descriptor (a nonnegative integer).
979 On error, \-1 is returned and
980 .I errno
981 is set to indicate the error.
982 .SH ERRORS
983 .BR open (),
984 .BR openat (),
986 .BR creat ()
987 can fail with the following errors:
989 .B EACCES
990 The requested access to the file is not allowed, or search permission
991 is denied for one of the directories in the path prefix of
992 .IR pathname ,
993 or the file did not exist yet and write access to the parent directory
994 is not allowed.
995 (See also
996 .BR path_resolution (7).)
998 .B EACCES
999 .\" commit 30aba6656f61ed44cba445a3c0d38b296fa9e8f5
1000 Where
1001 .B O_CREAT
1002 is specified, the
1003 .I protected_fifos
1005 .I protected_regular
1006 sysctl is enabled, the file already exists and is a FIFO or regular file, the
1007 owner of the file is neither the current user nor the owner of the
1008 containing directory, and the containing directory is both world- or
1009 group-writable and sticky.
1010 For details, see the descriptions of
1011 .IR /proc/sys/fs/protected_fifos
1013 .IR /proc/sys/fs/protected_regular
1015 .BR proc (5).
1017 .B EBUSY
1018 .B O_EXCL
1019 was specified in
1020 .I flags
1022 .I pathname
1023 refers to a block device that is in use by the system (e.g., it is mounted).
1025 .B EDQUOT
1026 Where
1027 .B O_CREAT
1028 is specified, the file does not exist, and the user's quota of disk
1029 blocks or inodes on the filesystem has been exhausted.
1031 .B EEXIST
1032 .I pathname
1033 already exists and
1034 .BR O_CREAT " and " O_EXCL
1035 were used.
1037 .B EFAULT
1038 .I pathname
1039 points outside your accessible address space.
1041 .B EFBIG
1043 .BR EOVERFLOW .
1045 .B EINTR
1046 While blocked waiting to complete an open of a slow device
1047 (e.g., a FIFO; see
1048 .BR fifo (7)),
1049 the call was interrupted by a signal handler; see
1050 .BR signal (7).
1052 .B EINVAL
1053 The filesystem does not support the
1054 .BR O_DIRECT
1055 flag.
1057 .BR NOTES
1058 for more information.
1060 .B EINVAL
1061 Invalid value in
1062 .\" In particular, __O_TMPFILE instead of O_TMPFILE
1063 .IR flags .
1065 .B EINVAL
1066 .B O_TMPFILE
1067 was specified in
1068 .IR flags ,
1069 but neither
1070 .B O_WRONLY
1072 .B O_RDWR
1073 was specified.
1075 .B EINVAL
1076 .B O_CREAT
1077 was specified in
1078 .I flags
1079 and the final component ("basename") of the new file's
1080 .I pathname
1081 is invalid
1082 (e.g., it contains characters not permitted by the underlying filesystem).
1084 .B EINVAL
1085 The final component ("basename") of
1086 .I pathname
1087 is invalid
1088 (e.g., it contains characters not permitted by the underlying filesystem).
1090 .B EISDIR
1091 .I pathname
1092 refers to a directory and the access requested involved writing
1093 (that is,
1094 .B O_WRONLY
1096 .B O_RDWR
1097 is set).
1099 .B EISDIR
1100 .I pathname
1101 refers to an existing directory,
1102 .B O_TMPFILE
1103 and one of
1104 .B O_WRONLY
1106 .B O_RDWR
1107 were specified in
1108 .IR flags ,
1109 but this kernel version does not provide the
1110 .B O_TMPFILE
1111 functionality.
1113 .B ELOOP
1114 Too many symbolic links were encountered in resolving
1115 .IR pathname .
1117 .B ELOOP
1118 .I pathname
1119 was a symbolic link, and
1120 .I flags
1121 specified
1122 .BR O_NOFOLLOW
1123 but not
1124 .BR O_PATH .
1126 .B EMFILE
1127 The per-process limit on the number of open file descriptors has been reached
1128 (see the description of
1129 .BR RLIMIT_NOFILE
1131 .BR getrlimit (2)).
1133 .B ENAMETOOLONG
1134 .I pathname
1135 was too long.
1137 .B ENFILE
1138 The system-wide limit on the total number of open files has been reached.
1140 .B ENODEV
1141 .I pathname
1142 refers to a device special file and no corresponding device exists.
1143 (This is a Linux kernel bug; in this situation
1144 .B ENXIO
1145 must be returned.)
1147 .B ENOENT
1148 .B O_CREAT
1149 is not set and the named file does not exist.
1151 .B ENOENT
1152 A directory component in
1153 .I pathname
1154 does not exist or is a dangling symbolic link.
1156 .B ENOENT
1157 .I pathname
1158 refers to a nonexistent directory,
1159 .B O_TMPFILE
1160 and one of
1161 .B O_WRONLY
1163 .B O_RDWR
1164 were specified in
1165 .IR flags ,
1166 but this kernel version does not provide the
1167 .B O_TMPFILE
1168 functionality.
1170 .B ENOMEM
1171 The named file is a FIFO,
1172 but memory for the FIFO buffer can't be allocated because
1173 the per-user hard limit on memory allocation for pipes has been reached
1174 and the caller is not privileged; see
1175 .BR pipe (7).
1177 .B ENOMEM
1178 Insufficient kernel memory was available.
1180 .B ENOSPC
1181 .I pathname
1182 was to be created but the device containing
1183 .I pathname
1184 has no room for the new file.
1186 .B ENOTDIR
1187 A component used as a directory in
1188 .I pathname
1189 is not, in fact, a directory, or \fBO_DIRECTORY\fP was specified and
1190 .I pathname
1191 was not a directory.
1193 .B ENXIO
1194 .BR O_NONBLOCK " | " O_WRONLY
1195 is set, the named file is a FIFO, and
1196 no process has the FIFO open for reading.
1198 .B ENXIO
1199 The file is a device special file and no corresponding device exists.
1201 .B ENXIO
1202 The file is a UNIX domain socket.
1204 .BR EOPNOTSUPP
1205 The filesystem containing
1206 .I pathname
1207 does not support
1208 .BR O_TMPFILE .
1210 .B EOVERFLOW
1211 .I pathname
1212 refers to a regular file that is too large to be opened.
1213 The usual scenario here is that an application compiled
1214 on a 32-bit platform without
1215 .I \-D_FILE_OFFSET_BITS=64
1216 tried to open a file whose size exceeds
1217 .I (1<<31)\-1
1218 bytes;
1219 see also
1220 .B O_LARGEFILE
1221 above.
1222 This is the error specified by POSIX.1;
1223 in kernels before 2.6.24, Linux gave the error
1224 .B EFBIG
1225 for this case.
1226 .\" See http://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=7253
1227 .\" "Open of a large file on 32-bit fails with EFBIG, should be EOVERFLOW"
1228 .\" Reported 2006-10-03
1230 .B EPERM
1232 .B O_NOATIME
1233 flag was specified, but the effective user ID of the caller
1234 .\" Strictly speaking, it's the filesystem UID... (MTK)
1235 did not match the owner of the file and the caller was not privileged.
1237 .B EPERM
1238 The operation was prevented by a file seal; see
1239 .BR fcntl (2).
1241 .B EROFS
1242 .I pathname
1243 refers to a file on a read-only filesystem and write access was
1244 requested.
1246 .B ETXTBSY
1247 .I pathname
1248 refers to an executable image which is currently being executed and
1249 write access was requested.
1251 .B ETXTBSY
1252 .I pathname
1253 refers to a file that is currently in use as a swap file, and the
1254 .B O_TRUNC
1255 flag was specified.
1257 .B ETXTBSY
1258 .I pathname
1259 refers to a file that is currently being read by the kernel (e.g., for
1260 module/firmware loading), and write access was requested.
1262 .B EWOULDBLOCK
1264 .B O_NONBLOCK
1265 flag was specified, and an incompatible lease was held on the file
1266 (see
1267 .BR fcntl (2)).
1269 The following additional errors can occur for
1270 .BR openat ():
1272 .B EBADF
1273 .I dirfd
1274 is not a valid file descriptor.
1276 .B ENOTDIR
1277 .I pathname
1278 is a relative pathname and
1279 .I dirfd
1280 is a file descriptor referring to a file other than a directory.
1281 .SH VERSIONS
1282 .BR openat ()
1283 was added to Linux in kernel 2.6.16;
1284 library support was added to glibc in version 2.4.
1285 .SH CONFORMING TO
1286 .BR open (),
1287 .BR creat ()
1288 SVr4, 4.3BSD, POSIX.1-2001, POSIX.1-2008.
1290 .BR openat ():
1291 POSIX.1-2008.
1293 .BR openat2 (2)
1294 is Linux-specific.
1297 .BR O_DIRECT ,
1298 .BR O_NOATIME ,
1299 .BR O_PATH ,
1301 .BR O_TMPFILE
1302 flags are Linux-specific.
1303 One must define
1304 .B _GNU_SOURCE
1305 to obtain their definitions.
1308 .BR O_CLOEXEC ,
1309 .BR O_DIRECTORY ,
1311 .BR O_NOFOLLOW
1312 flags are not specified in POSIX.1-2001,
1313 but are specified in POSIX.1-2008.
1314 Since glibc 2.12, one can obtain their definitions by defining either
1315 .B _POSIX_C_SOURCE
1316 with a value greater than or equal to 200809L or
1317 .BR _XOPEN_SOURCE
1318 with a value greater than or equal to 700.
1319 In glibc 2.11 and earlier, one obtains the definitions by defining
1320 .BR _GNU_SOURCE .
1322 As noted in
1323 .BR feature_test_macros (7),
1324 feature test macros such as
1325 .BR _POSIX_C_SOURCE ,
1326 .BR _XOPEN_SOURCE ,
1328 .B _GNU_SOURCE
1329 must be defined before including
1330 .I any
1331 header files.
1332 .SH NOTES
1333 Under Linux, the
1334 .B O_NONBLOCK
1335 flag is sometimes used in cases where one wants to open
1336 but does not necessarily have the intention to read or write.
1337 For example,
1338 this may be used to open a device in order to get a file descriptor
1339 for use with
1340 .BR ioctl (2).
1342 The (undefined) effect of
1343 .B O_RDONLY | O_TRUNC
1344 varies among implementations.
1345 On many systems the file is actually truncated.
1346 .\" Linux 2.0, 2.5: truncate
1347 .\" Solaris 5.7, 5.8: truncate
1348 .\" Irix 6.5: truncate
1349 .\" Tru64 5.1B: truncate
1350 .\" HP-UX 11.22: truncate
1351 .\" FreeBSD 4.7: truncate
1353 Note that
1354 .BR open ()
1355 can open device special files, but
1356 .BR creat ()
1357 cannot create them; use
1358 .BR mknod (2)
1359 instead.
1361 If the file is newly created, its
1362 .IR st_atime ,
1363 .IR st_ctime ,
1364 .I st_mtime
1365 fields
1366 (respectively, time of last access, time of last status change, and
1367 time of last modification; see
1368 .BR stat (2))
1369 are set
1370 to the current time, and so are the
1371 .I st_ctime
1373 .I st_mtime
1374 fields of the
1375 parent directory.
1376 Otherwise, if the file is modified because of the
1377 .B O_TRUNC
1378 flag, its
1379 .I st_ctime
1381 .I st_mtime
1382 fields are set to the current time.
1384 The files in the
1385 .I /proc/[pid]/fd
1386 directory show the open file descriptors of the process with the PID
1387 .IR pid .
1388 The files in the
1389 .I /proc/[pid]/fdinfo
1390 directory show even more information about these file descriptors.
1392 .BR proc (5)
1393 for further details of both of these directories.
1395 The Linux header file
1396 .B <asm/fcntl.h>
1397 doesn't define
1398 .BR O_ASYNC ;
1399 the (BSD-derived)
1400 .B FASYNC
1401 synonym is defined instead.
1404 .SS Open file descriptions
1405 The term open file description is the one used by POSIX to refer to the
1406 entries in the system-wide table of open files.
1407 In other contexts, this object is
1408 variously also called an "open file object",
1409 a "file handle", an "open file table entry",
1410 or\(emin kernel-developer parlance\(ema
1411 .IR "struct file" .
1413 When a file descriptor is duplicated (using
1414 .BR dup (2)
1415 or similar),
1416 the duplicate refers to the same open file description
1417 as the original file descriptor,
1418 and the two file descriptors consequently share
1419 the file offset and file status flags.
1420 Such sharing can also occur between processes:
1421 a child process created via
1422 .BR fork (2)
1423 inherits duplicates of its parent's file descriptors,
1424 and those duplicates refer to the same open file descriptions.
1426 Each
1427 .BR open ()
1428 of a file creates a new open file description;
1429 thus, there may be multiple open file descriptions
1430 corresponding to a file inode.
1432 On Linux, one can use the
1433 .BR kcmp (2)
1434 .B KCMP_FILE
1435 operation to test whether two file descriptors
1436 (in the same process or in two different processes)
1437 refer to the same open file description.
1440 .SS Synchronized I/O
1441 The POSIX.1-2008 "synchronized I/O" option
1442 specifies different variants of synchronized I/O,
1443 and specifies the
1444 .BR open ()
1445 flags
1446 .BR O_SYNC ,
1447 .BR O_DSYNC ,
1449 .BR O_RSYNC
1450 for controlling the behavior.
1451 Regardless of whether an implementation supports this option,
1452 it must at least support the use of
1453 .BR O_SYNC
1454 for regular files.
1456 Linux implements
1457 .BR O_SYNC
1459 .BR O_DSYNC ,
1460 but not
1461 .BR O_RSYNC .
1462 Somewhat incorrectly, glibc defines
1463 .BR O_RSYNC
1464 to have the same value as
1465 .BR O_SYNC .
1466 .RB ( O_RSYNC
1467 is defined in the Linux header file
1468 .I <asm/fcntl.h>
1469 on HP PA-RISC, but it is not used.)
1471 .BR O_SYNC
1472 provides synchronized I/O
1473 .I file
1474 integrity completion,
1475 meaning write operations will flush data and all associated metadata
1476 to the underlying hardware.
1477 .BR O_DSYNC
1478 provides synchronized I/O
1479 .I data
1480 integrity completion,
1481 meaning write operations will flush data
1482 to the underlying hardware,
1483 but will only flush metadata updates that are required
1484 to allow a subsequent read operation to complete successfully.
1485 Data integrity completion can reduce the number of disk operations
1486 that are required for applications that don't need the guarantees
1487 of file integrity completion.
1489 To understand the difference between the two types of completion,
1490 consider two pieces of file metadata:
1491 the file last modification timestamp
1492 .RI ( st_mtime )
1493 and the file length.
1494 All write operations will update the last file modification timestamp,
1495 but only writes that add data to the end of the
1496 file will change the file length.
1497 The last modification timestamp is not needed to ensure that
1498 a read completes successfully, but the file length is.
1499 Thus,
1500 .BR O_DSYNC
1501 would only guarantee to flush updates to the file length metadata
1502 (whereas
1503 .BR O_SYNC
1504 would also always flush the last modification timestamp metadata).
1506 Before Linux 2.6.33, Linux implemented only the
1507 .BR O_SYNC
1508 flag for
1509 .BR open ().
1510 However, when that flag was specified,
1511 most filesystems actually provided the equivalent of synchronized I/O
1512 .I data
1513 integrity completion (i.e.,
1514 .BR O_SYNC
1515 was actually implemented as the equivalent of
1516 .BR O_DSYNC ).
1518 Since Linux 2.6.33, proper
1519 .BR O_SYNC
1520 support is provided.
1521 However, to ensure backward binary compatibility,
1522 .BR O_DSYNC
1523 was defined with the same value as the historical
1524 .BR O_SYNC ,
1526 .BR O_SYNC
1527 was defined as a new (two-bit) flag value that includes the
1528 .BR O_DSYNC
1529 flag value.
1530 This ensures that applications compiled against
1531 new headers get at least
1532 .BR O_DSYNC
1533 semantics on pre-2.6.33 kernels.
1535 .SS C library/kernel differences
1536 Since version 2.26,
1537 the glibc wrapper function for
1538 .BR open ()
1539 employs the
1540 .BR openat ()
1541 system call, rather than the kernel's
1542 .BR open ()
1543 system call.
1544 For certain architectures, this is also true in glibc versions before 2.26.
1546 .SS NFS
1547 There are many infelicities in the protocol underlying NFS, affecting
1548 amongst others
1549 .BR O_SYNC " and " O_NDELAY .
1551 On NFS filesystems with UID mapping enabled,
1552 .BR open ()
1554 return a file descriptor but, for example,
1555 .BR read (2)
1556 requests are denied
1557 with \fBEACCES\fP.
1558 This is because the client performs
1559 .BR open ()
1560 by checking the
1561 permissions, but UID mapping is performed by the server upon
1562 read and write requests.
1565 .SS FIFOs
1566 Opening the read or write end of a FIFO blocks until the other
1567 end is also opened (by another process or thread).
1569 .BR fifo (7)
1570 for further details.
1573 .SS File access mode
1574 Unlike the other values that can be specified in
1575 .IR flags ,
1577 .I "access mode"
1578 values
1579 .BR O_RDONLY ", " O_WRONLY ", and " O_RDWR
1580 do not specify individual bits.
1581 Rather, they define the low order two bits of
1582 .IR flags ,
1583 and are defined respectively as 0, 1, and 2.
1584 In other words, the combination
1585 .B "O_RDONLY | O_WRONLY"
1586 is a logical error, and certainly does not have the same meaning as
1587 .BR O_RDWR .
1589 Linux reserves the special, nonstandard access mode 3 (binary 11) in
1590 .I flags
1591 to mean:
1592 check for read and write permission on the file and return a file descriptor
1593 that can't be used for reading or writing.
1594 This nonstandard access mode is used by some Linux drivers to return a
1595 file descriptor that is to be used only for device-specific
1596 .BR ioctl (2)
1597 operations.
1598 .\" See for example util-linux's disk-utils/setfdprm.c
1599 .\" For some background on access mode 3, see
1600 .\" http://thread.gmane.org/gmane.linux.kernel/653123
1601 .\" "[RFC] correct flags to f_mode conversion in __dentry_open"
1602 .\" LKML, 12 Mar 2008
1605 .SS Rationale for openat() and other "directory file descriptor" APIs
1606 .BR openat ()
1607 and the other system calls and library functions that take
1608 a directory file descriptor argument
1609 (i.e.,
1610 .BR execveat (2),
1611 .BR faccessat (2),
1612 .BR fanotify_mark (2),
1613 .BR fchmodat (2),
1614 .BR fchownat (2),
1615 .BR fspick (2),
1616 .BR fstatat (2),
1617 .BR futimesat (2),
1618 .BR linkat (2),
1619 .BR mkdirat (2),
1620 .BR move_mount (2),
1621 .BR mknodat (2),
1622 .BR name_to_handle_at (2),
1623 .BR open_tree (2),
1624 .BR openat2 (2),
1625 .BR readlinkat (2),
1626 .BR renameat (2),
1627 .BR statx (2),
1628 .BR symlinkat (2),
1629 .BR unlinkat (2),
1630 .BR utimensat (2),
1631 .BR mkfifoat (3),
1633 .BR scandirat (3))
1634 address two problems with the older interfaces that preceded them.
1635 Here, the explanation is in terms of the
1636 .BR openat ()
1637 call, but the rationale is analogous for the other interfaces.
1639 First,
1640 .BR openat ()
1641 allows an application to avoid race conditions that could
1642 occur when using
1643 .BR open ()
1644 to open files in directories other than the current working directory.
1645 These race conditions result from the fact that some component
1646 of the directory prefix given to
1647 .BR open ()
1648 could be changed in parallel with the call to
1649 .BR open ().
1650 Suppose, for example, that we wish to create the file
1651 .I dir1/dir2/xxx.dep
1652 if the file
1653 .I dir1/dir2/xxx
1654 exists.
1655 The problem is that between the existence check and the file-creation step,
1656 .I dir1
1658 .I dir2
1659 (which might be symbolic links)
1660 could be modified to point to a different location.
1661 Such races can be avoided by
1662 opening a file descriptor for the target directory,
1663 and then specifying that file descriptor as the
1664 .I dirfd
1665 argument of (say)
1666 .BR fstatat (2)
1668 .BR openat ().
1669 The use of the
1670 .I dirfd
1671 file descriptor also has other benefits:
1672 .IP * 3
1673 the file descriptor is a stable reference to the directory,
1674 even if the directory is renamed; and
1675 .IP *
1676 the open file descriptor prevents the underlying filesystem from
1677 being dismounted,
1678 just as when a process has a current working directory on a filesystem.
1680 Second,
1681 .BR openat ()
1682 allows the implementation of a per-thread "current working
1683 directory", via file descriptor(s) maintained by the application.
1684 (This functionality can also be obtained by tricks based
1685 on the use of
1686 .IR /proc/self/fd/ dirfd,
1687 but less efficiently.)
1690 .I dirfd
1691 argument for these APIs can be obtained by using
1692 .BR open ()
1694 .BR openat ()
1695 to open a directory (with either the
1696 .BR O_RDONLY
1697 or the
1698 .BR O_PATH
1699 flag).
1700 Alternatively, such a file descriptor can be obtained by applying
1701 .BR dirfd (3)
1702 to a directory stream created using
1703 .BR opendir (3).
1705 When these APIs are given a
1706 .I dirfd
1707 argument of
1708 .BR AT_FDCWD
1709 or the specified pathname is absolute,
1710 then they handle their pathname argument in the same way as
1711 the corresponding conventional APIs.
1712 However, in this case, several of the APIs have a
1713 .I flags
1714 argument that provides access to functionality that is not available with
1715 the corresponding conventional APIs.
1718 .SS O_DIRECT
1720 .B O_DIRECT
1721 flag may impose alignment restrictions on the length and address
1722 of user-space buffers and the file offset of I/Os.
1723 In Linux alignment
1724 restrictions vary by filesystem and kernel version and might be
1725 absent entirely.
1726 However there is currently no filesystem\-independent
1727 interface for an application to discover these restrictions for a given
1728 file or filesystem.
1729 Some filesystems provide their own interfaces
1730 for doing so, for example the
1731 .B XFS_IOC_DIOINFO
1732 operation in
1733 .BR xfsctl (3).
1735 Under Linux 2.4, transfer sizes, the alignment of the user buffer,
1736 and the file offset must all be multiples of the logical block size
1737 of the filesystem.
1738 Since Linux 2.6.0, alignment to the logical block size of the
1739 underlying storage (typically 512 bytes) suffices.
1740 The logical block size can be determined using the
1741 .BR ioctl (2)
1742 .B BLKSSZGET
1743 operation or from the shell using the command:
1745 .in +4n
1747 blockdev \-\-getss
1751 .B O_DIRECT
1752 I/Os should never be run concurrently with the
1753 .BR fork (2)
1754 system call,
1755 if the memory buffer is a private mapping
1756 (i.e., any mapping created with the
1757 .BR mmap (2)
1758 .BR MAP_PRIVATE
1759 flag;
1760 this includes memory allocated on the heap and statically allocated buffers).
1761 Any such I/Os, whether submitted via an asynchronous I/O interface or from
1762 another thread in the process,
1763 should be completed before
1764 .BR fork (2)
1765 is called.
1766 Failure to do so can result in data corruption and undefined behavior in
1767 parent and child processes.
1768 This restriction does not apply when the memory buffer for the
1769 .B O_DIRECT
1770 I/Os was created using
1771 .BR shmat (2)
1773 .BR mmap (2)
1774 with the
1775 .B MAP_SHARED
1776 flag.
1777 Nor does this restriction apply when the memory buffer has been advised as
1778 .B MADV_DONTFORK
1779 with
1780 .BR madvise (2),
1781 ensuring that it will not be available
1782 to the child after
1783 .BR fork (2).
1786 .B O_DIRECT
1787 flag was introduced in SGI IRIX, where it has alignment
1788 restrictions similar to those of Linux 2.4.
1789 IRIX has also a
1790 .BR fcntl (2)
1791 call to query appropriate alignments, and sizes.
1792 FreeBSD 4.x introduced
1793 a flag of the same name, but without alignment restrictions.
1795 .B O_DIRECT
1796 support was added under Linux in kernel version 2.4.10.
1797 Older Linux kernels simply ignore this flag.
1798 Some filesystems may not implement the flag, in which case
1799 .BR open ()
1800 fails with the error
1801 .B EINVAL
1802 if it is used.
1804 Applications should avoid mixing
1805 .B O_DIRECT
1806 and normal I/O to the same file,
1807 and especially to overlapping byte regions in the same file.
1808 Even when the filesystem correctly handles the coherency issues in
1809 this situation, overall I/O throughput is likely to be slower than
1810 using either mode alone.
1811 Likewise, applications should avoid mixing
1812 .BR mmap (2)
1813 of files with direct I/O to the same files.
1815 The behavior of
1816 .B O_DIRECT
1817 with NFS will differ from local filesystems.
1818 Older kernels, or
1819 kernels configured in certain ways, may not support this combination.
1820 The NFS protocol does not support passing the flag to the server, so
1821 .B O_DIRECT
1822 I/O will bypass the page cache only on the client; the server may
1823 still cache the I/O.
1824 The client asks the server to make the I/O
1825 synchronous to preserve the synchronous semantics of
1826 .BR O_DIRECT .
1827 Some servers will perform poorly under these circumstances, especially
1828 if the I/O size is small.
1829 Some servers may also be configured to
1830 lie to clients about the I/O having reached stable storage; this
1831 will avoid the performance penalty at some risk to data integrity
1832 in the event of server power failure.
1833 The Linux NFS client places no alignment restrictions on
1834 .B O_DIRECT
1835 I/O.
1837 In summary,
1838 .B O_DIRECT
1839 is a potentially powerful tool that should be used with caution.
1840 It is recommended that applications treat use of
1841 .B O_DIRECT
1842 as a performance option which is disabled by default.
1843 .SH BUGS
1844 Currently, it is not possible to enable signal-driven
1845 I/O by specifying
1846 .B O_ASYNC
1847 when calling
1848 .BR open ();
1850 .BR fcntl (2)
1851 to enable this flag.
1852 .\" FIXME . Check bugzilla report on open(O_ASYNC)
1853 .\" See http://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=5993
1855 One must check for two different error codes,
1856 .B EISDIR
1858 .BR ENOENT ,
1859 when trying to determine whether the kernel supports
1860 .B O_TMPFILE
1861 functionality.
1863 When both
1864 .B O_CREAT
1866 .B O_DIRECTORY
1867 are specified in
1868 .IR flags
1869 and the file specified by
1870 .I pathname
1871 does not exist,
1872 .BR open ()
1873 will create a regular file (i.e.,
1874 .B O_DIRECTORY
1875 is ignored).
1876 .SH SEE ALSO
1877 .BR chmod (2),
1878 .BR chown (2),
1879 .BR close (2),
1880 .BR dup (2),
1881 .BR fcntl (2),
1882 .BR link (2),
1883 .BR lseek (2),
1884 .BR mknod (2),
1885 .BR mmap (2),
1886 .BR mount (2),
1887 .BR open_by_handle_at (2),
1888 .BR openat2 (2),
1889 .BR read (2),
1890 .BR socket (2),
1891 .BR stat (2),
1892 .BR umask (2),
1893 .BR unlink (2),
1894 .BR write (2),
1895 .BR fopen (3),
1896 .BR acl (5),
1897 .BR fifo (7),
1898 .BR inode (7),
1899 .BR path_resolution (7),
1900 .BR symlink (7)