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glibc_error reporting

2018-06-18 04:17:49来源：未知阅读 ()

　　很多GNU C库里的函数都会侦测并报告错误条件。我们的程序需要检测这些错误条件。比如：我们打开一个输入文件时需要判断该文件是否正确的打开。如果没有正确打开，我们需要打印错误或者采取其他正确的方式。为了利用这种错误报告机制，我们需要包含头文件errno.h

检测错误：

　　很多库函数都会返回一个特殊的值来显示函数运行出错。常见的特殊值有：-1、空指针、EOF常量。但是这些返回值只能告诉你有错误产生，但不会告诉你错误是什么。如果你想知道错误是什么，就得靠错误代码，错误代码存储在变量errno中（在errno.h中有声明）

　　errno变量包含了系统错误代码，其类型是volatile。该类型意味着其可以突然被异步线程改变，编译器从不假设其值。如果你在写信号处理程序应当保存改变量的值并恢复其值。

　　errno的初始值为0，遇到错误时，errno绝无可能为0。但没有错误的时候，errno也不一定为0（库函数在成功运行时并不会修改errno的值）。所以，不要依据errno的值来判断错误是否发生。正确的做法是为每一个函数做好文档，标注出错误代码的值对应的错误类型。这样调用失败时，你可以通过检查errno获取错误代码，然后查询函数文档获取错误详情。如果你想获取某一库函数的错误代码，最好再次之前设置errno为0（或许你还想先保存以下errno的值，然后便于恢复该值）。

　　每一个错误代码都有一个以E开头紧跟大写字母或数字的符号名，实际为定义在errno.h中的宏。当然不是所有的宏都定义在一个errno.h中（详细的可以自己翻一翻头文件，注意不仅仅只有一个errno.h，多个errno.h共同定义了全部的宏）

　　错误代码的值一般为正数并且都不相同，但也有一个例外：EWORLDBLOCK和EAGAIN的错误代码是一样的。除了EWORLDBLOCK和EAGAIN，你可以使用switch语句来判断错误代码。但你不应该依赖于此，你唯一可以相信的就是文档。

　　除了GNU/Hurd系统，几乎所有的系统调用被传入一个无效指针时都会返回EFAULT。所以呢，glibc的函数库说明文档中往往会省略对EFAULT的解释。

　　大多数的错误代码宏名都显而易见的好懂，如果实在不知其意可以查看手册或者

~# man errno

这里简单提几个宏：

Macro: int EDOM
    域错误，可以理解为定义域错误。主要用在数学函数中。如果数学函数的一个参数值不在函数定义域中，则会将errno设置为EDOM

Macro: int ERANGE
    范围错误，与上面的EDOM恰好相反。EDOM是定义域的话，ERANGER就是值域了。也多用于数学函数中。如果数学函数返回值超过了约定的返回，则会将errno设置为ERANGE

Macro: int EAGAIN
    资源暂时不可获得。这种错误可能是随机的，你再次运行的时候便好了。。。EWOULDBLOCK是EAGAIN的一个别名。

错误消息：

　　我们知道错误代码，但总觉得查文档不方便。幸好库文件给我们提供了错误消息报告函数。这些函数可以报告一个具有说明性的错误消息。部分消息报告函数我们可以自己定义消息格式。

　　函数strerror和perror为每一个错误代码都提供了一个标准的错误消息。而变量program_invocation_short_name则可以方便获取程序的名字，告诉我们哪个程序出错。

几个函数原型：

#include <string.h>
char * strerror(int errnum);
char *strerror_r(int errnum, char *buf, size_t n);

说明：　　strerror和strerror_r两个函数差不多。区别在于安全性，官方文档对strerror的注释是MT-Unsafe race:strerror,而strerror_r则为MT-Safe。strerror返回一个静态申请的字符串缓冲区，该缓冲区被所有线程共享。而strerror_r返回的是一个私有副本，并不被其他线程共享。另外这两个函数都有可能造成内存溢出（静态申请的缓冲区）。尽管strerror_r可以指定字符串长度，但这长度是char *buf的。这函数有两个返回值，一个使用reurn返回，还有一个是char *buf。return返回的依旧是一个静态缓冲区。

#include<stdio.h>
void perror(const char *message);

说明：　　perror将error message打印到标准错误输出中。如果你传进的参数是一个空指针，perror会根据errno打印错误消息。如果char *message非空，perror会将message当作错误消息的前缀输出。perror得立即调用，不然errno的值可能发生变化。

char *program_invocation_name; //等同于argv[0]
char *program_invocation_short_name //不包含目录名。

说明：　　这两个变量的初始化工作由glibc库在还未调用main函数之前执行。所以在非GNU库中，这两个变量不起效果，在实际代码中我们需要定义_GNU_SOURCE宏，告诉编译器使用GNU库。

　　以下两个函数在整个GNU project中使用非常广泛。

void error(int status, int errnum, const char *format, ...);
void error_at_line(int status, int errnum, const char *fname, unsigned int lineno, const char *format, ...);

说明：　　这两个函数的返回和status有关，如果status是0，则正常格式化打印错误消息。全局变量error_message_count也会做自增操作。错误消息的格式如下：program_name: format_string: error_messager_for_errno\n。如果status非零，这两个函数将调用exit status，即以状态status退出（不会返回）。关于program_name：全局变量error_print_progname指向的函数决定了program_name的值。error_at_line函数有点特别：多了fname，lineno两个参数。错误消息格式如下：program_name:fname:lineno　format＿string: error_mesage_for_errno\n。如果全局变量error_one_per_line被设置为非零值，每一行只会打印一个错误消息。

　　除了以上的错误消息函数，我们还有以下几个：这几个函数主要用在BSD系统中，定义在头文件err.h中，在gnu系统中不推荐使用。

void warn(const char *format, ...)
void vwarn(const char *format, va_list ap)
void warnx(const char *format, ...)
void vwarnx(const char *format, va_list ap)
void err(int status, const char *format, ...)
void verr(int status, const char *format, va_list ap)
void errx(int status, const char *format, ...)
void verrx(int status, const char *format, va_list ap)