errno入门

简介：

头文件errno.h定义了一个全局的宏errno，它被展开为一个int类型的“左值”，这意味着宏errno不一定是个对象的标识符，也可以展开为一个由函数返回的可以修改的“左值”，比如int *errno()，这个后面会讲，你可以暂且把它理解为一个全局的int型变量(虽然这样理解是错的，不过方便理解)。

 

简单来说，errno.h只是为了提供了一种错误报告机制。比如，一个函数调用fopen()发生了错误，它可能就会去修改errno的值，这样外部的代码可以通过判断errno的值来区分fopen()内部执行时是否发生错误，并根据errno值的不同来确定具体的错误类型。
先来看一段代码，Demo1：

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

int main ( int argc, char *argv[] )

{

            //try to open file "whatever.txt". when you run this demo,make sure the file is NOT existed..。

             FILE *fp = fopen("whatever.txt","r");

             if(fp ==NULL)

             {

                       printf("Can not open file\n");

                       printf("errno value: %d, it means: %s",errno, strerror(errno));

              }

              return 0;

}

程序会输出：

Can not open fileerrno value: 2, it means: No such file or directory

strerror是标准库stdio.h定义的一个函数，它用来返回错误代码所代表的含义。如Demo1所示，我们用fopen（也在stdio.h中定义）打开一个并不存在的文件，因此返回的fp是一个空指针。而在fopen尝试打开文件失败时会修改errno的值，Demo1里fopen失败原因是文件不存在，因此fopen将会把errno指向的值修改为2，通过stderror可以看到错误代码2的意思是“No such file or directory”。

帅气，看起来用errno来报告错误，既方便，也很简单，但实际应用时远没Demo1那么简单，试下Demo2：

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

#include <math.h>

int main ( int argc, char *argv[] )

{

         /*try to open file "whatever.txt". when you run this demo,make sure the file is NOT existed...*/

         FILE *fp = fopen("whatever.txt","r");

         if(fp ==NULL)

        {

                 printf("Can not open file\n");

                 int root = sqrt(123568 -123668 );

                 printf("errno value: %d, it means: %s",errno, strerror(errno));

         }

         return 0;

}

程序会输出：

Can not open fileerrno value: 33, it means: Numerical argument out of domain

这跟我们期望的错误信息完全不一样，因为sqrt函数在得到一个非法的参数时，它把errno的值修改成了33，覆盖了fopen设置的错误代码。所以，使用errno一个比较安全的编码方式是，在下个库函数调用之前就查看它的值，千万不要因为某个库函数看似很简单就假设它不会修改errno的值，那样会死的很惨……如果必须在查看errno之前调用别的库函数，一种安全的方式是先把errno的值保存到一个临时变量里，然后调用那个“必须”调用的库函数，处理完毕后再把errno恢复到之前的值。如Demo3:

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

#include <math.h>

double getSqrt(double value)

{

         //1、save last errno to a temp variable

         int tmpErrno = errno;

         //2、set errno to 0

         errno = 0;

         double root = sqrt(123568 -123668 );

         printf("I changed errno to '%d' sliently...but it's safe \n",errno);

        //3.restore errno

         errno = tmpErrno;

         return root;

}

int main ( int argc, char *argv[] )

{

         FILE *fp = fopen("whatever.txt","r");

         if(fp ==NULL)

        {

                printf("Can not open file\n");

                getSqrt(-1);

                printf("errno value: %d, it means: %s",errno, strerror(errno));

         }

         return 0;

}

程序会输出：

Can not open fileI changed errno to '33' sliently...but it's safeerrno value: 2, it means: No such file or directory

现在，就像期望的那样输出了。
但是……
这样真的安全么？！想像一下，如果errno是个全局变量，那多线程环境下岂不完蛋了？！本来线程A把errno设置成2，还没执行到查看错误的语句时，线程B就把errno设置成了33，然后线程A才开始查看errno并输出错误信息，而这时输出的错误就很让人抓狂了！神呀，这破东西多线程没法儿用哇！
但是……
你多虑了……文章开始说过，宏errno可以被展开为一个“左值”，比如int* getYourErrno()，所以你可以在getYourErrno()里返回一个线程内的局部变量，这样不管哪个线程修改errno都修改的它自己的局部变量，所以我们担心的问题是不存在的。看下errno.h的源码就明白了

/* Get the error number constants from the system-specific file.

   This file will test __need_Emath and _ERRNO_H.  */

#include <bits/errno.h>

#undef__need_Emath

#ifdef_ERRNO_H

/* Declare the `errno' variable, unless it's defined as a macro by

   bits/errno.h.  This is the case in GNU, where it is a per-thread

   variable.  This redeclaration using the macro still works, but it

   will be a function declaration without a prototype and may trigger

   a -Wstrict-prototypes warning.  */

#ifndeferrno

extern int errno;

#endif

上面的注释说了，如果errno没有定义过就把errno定义为“extern int errno;”，如果这样多线程时是会发生悲剧的，先不着急哭，我们去前面看看它是否被定义过，前面的代码include了一个叫bits/errno.h的头文件，看名字就很“险恶”，进去看看：

# ifndef __ASSEMBLER__

/* Function to get address of global `errno' variable.  */

extern int *__errno_location (void) __THROW __attribute__ ((__const__));

#  if !defined _LIBC || defined _LIBC_REENTRANT

/* When using threads, errno is a per-thread value.  */

#   define errno (*__errno_location ())

#  endif

# endif /* !__ASSEMBLER__ */

果然来者不善……如果没定义宏__ASSEMBLER__，就会执行中间的代码，里面的代码又说了，如果你没定义_LIBC或者定义了_LIBC_REENTRANT他们就会把errno定义为__errno_location，一看到宏_LIBC_REENTRANT里面有“reentrant(重入)”就知道它不是个好东西……不是，是看到它的名字就知道它是跟多线程有关的，所以如果要在多线程环境下正确的使用errno，你需要确保__ASSEMBLER__没有被定义，而且_LIBC没被定义或者定义了_LIBC_REENTRANT。
可以写个程序看下自己开发环境里这几个宏的设置：

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

int main( void )

{#ifndef __ASSEMBLER__

        printf( "__ASSEMBLER__ is NOT defined!\n" );

#else

        printf( "__ASSEMBLER__ is defined!\n" );

#endif

#ifndef __LIBC

        printf( "__LIBC is NOT defined\n" );

#else

        printf( "__LIBC is defined!\n" );

#endif

#ifndef _LIBC_REENTRANT

        printf( "_LIBC_REENTRANT is NOT defined\n" );

#else

        printf( "_LIBC_REENTRANT is defined!\n" );

#endif

        return 0;

}

我的输出：

_ASSEMBLER__ is NOT defined!__LIBC is NOT defined!_LIBC_REENTRANT is NOT defined!

哈！看来我可以在多线程下安全的使用errno，如果你的默认环境不可以就在makefile里定义上_LIBC_REENTRANT吧！
ok，有关errno.h的介绍到此就结束，休息，休息一下！