Книга: Программирование для Linux. Профессиональный подход

2.2.3. Коды ошибок системных вызовов

2.2.3. Коды ошибок системных вызовов

Большинство системных вызовов возвращает 0, если операция выполнена успешно, и ненулевое значение — в случае сбоя. (В некоторых случаях используются другие соглашения. Например, функция malloc() при возникновении ошибки возвращает нулевой указатель. Никогда не помешает прочесть man-страницу, посвященную требуемому системному вызову.) Обычно этой информации достаточно для того, чтобы решить, следует ли продолжать привычное выполнение программы. Но для более специализированной обработки ошибок необходимы дополнительные сведения.

Практически все системные вызовы сохраняют в специальной переменной errno расширенную информацию о произошедшей ошибке.[7] В эту переменную записывается число, идентифицирующее возникшую ситуацию. Поскольку все системные вызовы работают с одной и той же переменной, необходимо сразу же после завершения функции скопировать значение переменной в другое место. Переменная errno модифицируется после каждого системного вызова.

Коды ошибок являются целыми числами. Возможные значения задаются макроконстантами препроцессора, которые, по существующему соглашению, записываются прописными буквами и начинаются с литеры "E", например EACCESS и EINVAL. При работе со значениями переменной errno следует всегда использовать макроконстанты, а не реальные числовые значения. Все эти константы определены в файле <errno.h>.

В Linux имеется удобная функция strerror(), возвращающая строковый эквивалент кода ошибки. Эти строки можно включать в сообщения об ошибках. Объявление функции находится в файле <string.h>.

Есть также функция perror() (объявлена в файле <stdio.h>), записывающая сообщение об ошибке непосредственно в поток stderr. Перед собственно сообщением следует размещать строковый префикс, содержащий имя функции или модуля, ставших причиной сбоя.

В следующем фрагменте программы делается попытка открыть файл. Если это не получается, выводится сообщение об ошибке и программа завершает свою работу. Обратите внимание на то, что в случае успеха операции функция open() возвращает дескриптор открытого файла, иначе — -1.

fd = open("inputfile.txt", O_RDONLY);
if (fd == -1) {
 /* Открыть файл не удалось.
    Вывод сообщения об ошибке и выход. */
 fprintf(stderr, "error opening file: %sn", strerror(errno));
 exit(1);
}

В зависимости от особенностей программы и используемого системного вызова конкретные действия, предпринимаемые в случае ошибки, могут быть разными: вывод сообщения об ошибке, отмена операции, аварийное завершение программы, повторная попытка и даже игнорирование ошибки. Тем не менее важно включить в программу код, обрабатывающий все возможные варианты ошибок.

Одни из кодов, с которым приходится сталкиваться наиболее часто, особенно в функциях ввода-вывода, — это EINTR. Ряд функций, в частности read(), select() и sleep(), требует определенного времени на выполнение. Они называются блокирующими, так как выполнение программы приостанавливается до тех пор, пока функция не завершится. Но если программа, будучи заблокированной, принимает сигнал, функция завершается, не закончив выполнение операции. В данном случае в переменную errno записывается значение EINTR. Обычно в подобной ситуации следует повторно выполнить системный вызов.

Ниже приведен фрагмент программы, в котором функция chown() меняет владельца файла, определяемого переменной path, назначая вместо него пользователя с идентификатором user_id. Если функция завершается неуспешно, дальнейшие действия программы зависят от значения переменной errno. Обратите внимание на интересный момент: при обнаружении возможной ошибки в самой программе ее выполнение завершается с помощью функции abort() или assert(), вследствие чего генерируется файл дампа оперативной памяти. Анализ этого файла может помочь выяснить природу таких ошибок. В случае невосстанавливаемых ошибок, например нехватки памяти, программа завершается с помощью функции exit(), указывая ненулевой код ошибки: в подобных ситуациях файл дампа оказывается бесполезным.

rval = chown(path, user_id, -1);
if (rval != 0) {
 /* Сохраняем переменную errno, поскольку она будет изменена
    при следующем системном вызове. */
 int error_code = errno;
 /* Операция прошла неуспешно; в случае ошибки функция chown()
    должна вернуть значение -1. */
 assert(rval == -1);
 /* Проверяем значение переменной errno и выполняем
    соответствующее действие. */
 switch (error_code) {
 case EPERM: /* Доступ запрещен. */
 case EROFS: /* Переменная PATH ссылается на файловую
                систему, доступную только для чтения. */
 case ENAMETOOLONG: /* Переменная PATH оказалась слишком длинной. */
 case ENOENT: /* Переменная PATH ссылается на
                 несуществующий файл. */
 case ENOTDIR: /* Один из компонентов переменной PATH
                  не является каталогом. */
 case EACCES: /* Один из компонентов переменной PATH
                 недоступен. */
  /* Что-то неправильно с файлом, выводим сообщение
     об ошибке. */
  fprintf(stderr, "error changing ownership of %s: %sn",
   path, strerror(error_code));
  /* He завершаем программу; можно предоставить пользователю
     шанс открыть другой файл. */
  break;
 case ЕFAULT:
  /* Переменная PATH содержит неправильный адрес. Это, скорее
     всего, ошибка программы. */
  abort();
 case ENOMEM:
  /* Ядро столкнулось с нехваткой памяти. */
  fprintf(stderr, "%sn", strerror(error_code));
  exit(1);
 default:
  /* Произошла какая-то другая, непредвиденная ошибка. Мы
     пытались обработать все возможные коды ошибок. Если
     что-то пропущено, то это ошибка программы! */
  abort();
 };
}

В самом начале программного фрагмента можно было поставить следующий код:

rval = chown(path, user_id, -1);
assert(rval == 0);

Но в таком случае, если функция завершится неуспешно, у нас не будет возможности обработать или исправить ошибку и даже просто сообщить о ней. Какую форму проверки использовать — зависит от требований к обнаружению и последующему исправлению ошибок в программе.

Оглавление книги