errno.h库文件

第三篇：errno.h快速入门

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：

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#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：

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Can not open file
errno 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：

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#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：

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Can not open file
errno 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:

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#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：

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Can not open file
I changed errno to '33' sliently...but it's safe
errno 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

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/* 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.  */
#ifndef errno
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：

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# 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：

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#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：

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_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！

作者： Yao 
首发自： http://blog.yaohuiji.com/ 
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