UNIX环境编程学习笔记（1）：——出错处理errno

lienhua34
2014 年 8 月 24 日

1. errno变量

文件 <errno.h> 中定义了符号 errno 以及可以赋予它的各种常量,这些常量都是以字符 E 开头。例如,若 errno 等于常量 EACCES,表示产生了权限问题(例如,没有打开所要求文件的足够权限)。

当 UNIX 函数出错时,常常返回一个负值,而且将整型变量 errno 设置成含有附加信息的各个常量。例如,open 函数如果成功执行则返回一个非负文件描述符,如出错则返回 -1。在 open 出错时,有大约 15 种不同的errno 值(文件不存在、权限问题等)。

对于 errno 应该知道两条规则。

规则一：如果没有出错,则errno的值不会被一个例程清除。

因此,仅当函数的返回值指明出错时,才校验 errno 的值。

规则二：任一函数都不会将errno的值设置为0,在<errno.h>中定义的所有常量都不为0.

出错标志 errno 是一个整型数值,这个对于用户提示不够有好。C 标准定义了两个函数,用于帮助打印出错信息。

#include <string.h>

char *strerror(int errnum);

返回值：指向消息字符串的指针

此函数将 errnum(它通常就是 errno 值)映射为一个出错信息字符串,并且返回此字符串的指针。

perror 函数基于 errno 的当前值,在标准出错上产生一条出错信息,然后返回。

#include <stdio.h>

void perror(const char *msg);

它首先输出由 msg 指向的字符串,然后是一个冒号,一个空格,接着是对应于 errno 值的出错信息,最后是一个换行符。

例子：

下面代码展示了这两个出错函数的使用方法。

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{
    fprintf(stderr, "EACCES: %s\n", strerror(EACCES));
    errno = ENOENT;
    perror(argv[0]);
    exit(0);
}

编译该程序,生成errno_demo,然后执行它。

lienhua34:demo$ gcc -o errno_demo errno_demo.c
lienhua34:demo$ ./errno_demo
EACCES: Permission denied
./errno_demo: No such file or directory

2. 打印所有错误信息

C 标准库定义了sys_nerr 用于记录错误信息总个数,下面程序通过循环来打印所有信息。

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{
    int idx = 0;
    for (idx = 0; idx < sys_nerr; idx++) {
        printf("Error #%3d: %s\n", idx, strerror(idx));
    }
    exit(0);
}

编译该程序,生成print_err,然后执行它。

lienhua34:demo$ gcc -o print_err print_err.c
lienhua34:demo$ ./print_err
Error # 0: Success
Error # 1: Operation not permitted
Error # 2: No such file or directory
Error # 3: No such process
Error # 4: Interrupted system call
...
Error #133: Unknown error 133
Error #134: Unknown error 134
lienhua34:demo$

3. 多线程扩展

在支持线程的环境中,多个线程共享进程地址空间,每个线程都有属于它自己的局部 errno 以避免一个线程干扰另一个线程。

函数 strerror() 不是线程安全的。因为该函数将 errnum 对应的字符串保存在一个静态的缓冲区中,然后将该缓冲区的指针返回。另一个线程调用 strerror() 就会重新设置静态缓冲区的内容。

4. 出错恢复

可将 <errno.h> 中定义的各种出错分成致命性的和非致命性的两类。对于致命性的错误,无法执行恢复动作,最多只能在用户屏幕上打印出一条出错信息,或者将一条出错信息写入日志文件,然后终止。而对于非致命性的错误,有时可以较妥善地进行处理。