头文件errno.h

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：

01 #include    <stdio.h>
02 #include    <errno.h>
03
04 int main ( int argc, char *argv[] )
05 {
06     //try to open file "whatever.txt". when you run this demo,make sure the file is NOT existed..。
07     FILE *fp = fopen("whatever.txt","r");
08
09     if(fp ==NULL)
10     {
11         printf("Can not open file\n");
12
13         printf("errno value: %d, it means: %s",errno, strerror(errno));
14     }
15
16     return 0;
17 }

程序会输出：

1 Can not open file
2 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：

01 #include    <stdio.h>
02 #include    <errno.h>
03 #include    <math.h>
04
05 int main ( int argc, char *argv[] )
06 {
07     /*try to open file "whatever.txt". when you run this demo,make sure the file is NOT existed...*/
08     FILE *fp = fopen("whatever.txt","r");
09
10     if(fp ==NULL)
11     {
12         printf("Can not open file\n");
13
14         int root = sqrt(123568 -123668 );
15
16         printf("errno value: %d, it means: %s",errno, strerror(errno));
17     }
18
19     return 0;
20 }

程序会输出：

1 Can not open file
2 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:

01 #include    <stdio.h>
02 #include    <errno.h>
03 #include    <math.h>
04
05 double getSqrt(double value)
06 {
07     //1、save last errno to a temp variable
08     int tmpErrno = errno;
09     //2、set errno to 0
10     errno = 0;
11
12     double root = sqrt(123568 -123668 );
13
14     printf("I changed errno to '%d' sliently...but it's safe \n",errno);
15
16     //3.restore errno
17     errno = tmpErrno;
18
19     return root;
20 }
21
22 int main ( int argc, char *argv[] )
23 {
24     FILE *fp = fopen("whatever.txt","r");
25
26     if(fp ==NULL)
27     {
28         printf("Can not open file\n");
29
30         getSqrt(-1);
31
32         printf("errno value: %d, it means: %s",errno, strerror(errno));
33     }
34
35     return 0;
36 }

程序会输出：

1 Can not open file
2 I changed errno to '33' sliently...but it's safe
3 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

01 /* Get the error number constants from the system-specific file.
02    This file will test __need_Emath and _ERRNO_H.  */
03 #include <bits/errno.h>
04 #undef  __need_Emath
05
06 #ifdef  _ERRNO_H
07
08 /* Declare the `errno' variable, unless it's defined as a macro by
09    bits/errno.h.  This is the case in GNU, where it is a per-thread
10    variable.  This redeclaration using the macro still works, but it
11    will be a function declaration without a prototype and may trigger
12    a -Wstrict-prototypes warning.  */
13 #ifndef errno
14 extern int errno;
15 #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：

1 # ifndef __ASSEMBLER__