Linux文件IO（四）-返回错误处理与errno详解

news2024/9/21 18:36:05

1.前言

在上一文章中，给大家编写了很多的示例代码，大家会发现这些示例代码会有一个共同的特点，那就是当判断函数执行失败后，会调用 return 退出程序，但是对于我们来说，我们并不知道为什么会出错，什么原因导致此函数执行失败，因为执行出错之后它们的返回值都是-1。

难道我们真的就不知道错误原因了吗？其实不然，在 Linux 系统下对常见的错误做了一个编号，每一个编号都代表着每一种不同的错误类型，当函数执行发生错误的时候，操作系统会将这个错误所对应的编号赋值给 errno 变量，每一个进程（程序）都维护了自己的 errno 变量，它是程序中的全局变量，该变量用于存储就近发生的函数执行错误编号，也就意味着下一次的错误码会覆盖上一次的错误码。所以由此可知道，程序中调用函数发生错误的时候，操作系统内部会通过设置程序的 errno 变量来告知调用者究竟发生了什么错误！

errno 本质上是一个 int 类型的变量，用于存储错误编号，但是需要注意的是，并不是执行所有的系统调用或 C 库函数出错时，操作系统都会设置 errno，那我们如何确定一个函数出错时系统是否会设置 errno 呢？

其实这个通过 man 手册便可以查到，譬如以 open 函数为例，执行"man 2 open"打开 open 函数的帮助信息，找到函数返回值描述段，如下所示：

从图中红框部分描述文字可知，当函数返回错误时会设置 errno，当然这里是以 open 函数为例，其它的系统调用也可以这样查找，大家可以自己试试！

在我们的程序当中如何去获取系统所维护的这个errno变量呢？只需要在我们程序当中包含<errno.h>头文件即可，你可以直接认为此变量就是在<errno.h>头文件中的申明的，好，我们来测试下：

#include <stdio.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main(void)
{
	printf("%d\\n", errno);
	return 0;
}

以上的这段代码是不会报错的，大家可以自己试试！

2.strerror 函数

前面给大家说到了 errno 变量，但是 errno 仅仅只是一个错误编号，对于开发者来说，即使拿到了 errno也不知道错误为何？还需要对比源码中对此编号的错误定义，可以说非常不友好，这里介绍一个 C 库函数strerror()，该函数可以将对应的 errno 转换成适合我们查看的字符串信息，其函数原型如下所示（可通过"man 3 strerror"命令查看，注意此函数是 C 库函数，并不是系统调用）：

#include <string.h>
char *strerror(int errnum);

首先调用此函数需要包含头文件<string.h>。

函数参数和返回值如下：

errnum：错误编号 errno。

返回值：对应错误编号的字符串描述信息。

测试

接下来我们测试下，测试代码如下：

//示例代码 3.2.1 strerror 测试代码

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
		int fd;

		/* 打开文件 */
		fd = open("./test_file", O_RDONLY);
		if (-1 == fd) {
				printf("Error: %s\\n", strerror(errno));
				return -1;
		}
		close(fd);
		return 0;
}

编译源代码，在 Ubuntu 系统下运行测试下，在当前目录下并不存在 test_file 文件，测试打印结果如下：

从打印信息可以知道，strerror 返回的字符串是"No such file or directory"，所以从打印信息可知，我们就可以很直观的知道 open 函数执行的错误原因是文件不存在！

3.perror 函数

除了 strerror 函数之外，我们还可以使用 perror 函数来查看错误信息，一般用的最多的还是这个函数，用此函数不需要传入 errno，函数内部会自己去获取 errno 变量的值，调用此函数会直接将错误提示字符串打印出来，而不是返回字符串，除此之外还可以在输出的错误提示字符串之前加入自己的打印信息，函数原型如下所示（可通过"man 3 perror"命令查看）：

#include <stdio.h>

void perror(const char *s);

需要包含<stdio.h>头文件。

函数参数和返回值含义如下：

s：在错误提示字符串信息之前，可加入自己的打印信息，也可不加，不加则传入空字符串即可。

返回值：void 无返回值。

测试

接下来我们进行测试，测试代码如下所示：

//示例代码 3.2.2 perror 测试代码
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
		int fd;
		
		/* 打开文件 */
		fd = open("./test_file", O_RDONLY);
		if (-1 == fd) {
			perror("open error");
			return -1;
		
		
		close(fd);
		return 0;
}

编译源代码，在 Ubuntu 系统下运行测试下，在当前目录下并不存在 test_file 文件，测试打印结果如下：