Linux errno详解

在 Linux 系统中，errno 是一个全局变量，用于表示系统调用或库函数调用出错时的错误码。每当一个系统调用或函数遇到错误时，它会将错误码存储在 errno 变量中。通过检查 errno，程序员可以获得关于错误的具体信息。

本文将详细介绍 errno 的工作原理、常见的错误码以及如何使用 errno。

1. errno 变量简介

• errno 是一个 全局变量，通常定义在头文件 <errno.h> 中。
• 当一个系统调用或标准库函数失败时，errno 会被设置为相应的错误码。
• errno 是线程局部存储（Thread Local Storage, TLS）变量，因此在多线程程序中，每个线程都有自己的 errno。

2. 常见的 errno 错误码

errno 错误码是由系统调用或库函数返回的整数值，代表不同类型的错误。错误码的值会在 <errno.h> 中定义，并且通常会有对应的字符串描述。

以下是一些常见的 errno 错误码及其解释：

3. 如何使用 errno

1. 获取错误码：
   • 当一个函数调用失败时，你可以通过 errno 来查看具体的错误码。
   • 例如，使用 open() 打开文件失败后，errno 将会被设置为一个相应的错误码。
2. 错误码的描述：
   • 你可以使用 perror() 或 strerror() 来打印或获取 errno 错误码的字符串描述。

3.1 使用 perror() 打印错误信息

perror() 函数打印出与 errno 相关的错误信息。

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

int main() {
    FILE *fp = fopen("nonexistent_file.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("Error opening file");
    }
    return 0;
}

输出：

Error opening file: No such file or directory

• perror() 会根据 errno 输出错误信息，附带一个自定义的字符串。

3.2 使用 strerror() 获取错误描述

strerror() 函数返回一个包含错误描述的字符串。这个函数的参数是 errno 的值。

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

int main() {
    FILE *fp = fopen("nonexistent_file.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        printf("Error opening file: %s\n", strerror(errno));
    }
    return 0;
}

输出：

Error opening file: No such file or directory

• strerror(errno) 返回 errno 错误码的描述字符串。

4. 例子：使用 errno 处理错误

下面是一个具体的例子，展示如何在代码中使用 errno 进行错误处理：

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

int main() {
    int fd = open("/nonexistent_file", O_RDONLY);
    
    if (fd == -1) {
        printf("Failed to open file: %s\n", strerror(errno));
        // 根据 errno 的值判断不同类型的错误
        if (errno == ENOENT) {
            printf("Error: The file does not exist.\n");
        } else if (errno == EACCES) {
            printf("Error: Permission denied.\n");
        }
    }
    
    return 0;
}

输出：

Failed to open file: No such file or directory
Error: The file does not exist.

在这个例子中：

• 当 open() 失败时，errno 被设置为 ENOENT（即文件不存在）。
• 使用 strerror(errno) 打印具体的错误信息。
• 你也可以根据 errno 的具体值来判断不同的错误类型并做出相应处理。

5. 常见错误码及其应用

5.1 文件操作相关错误

• ENOENT（2）：文件或目录不存在
• EACCES（13）：权限被拒绝
• EBADF（9）：无效的文件描述符
• ENOSPC（28）：磁盘空间不足
• EISDIR（21）：操作是目录，但被用作文件操作

5.2 网络相关错误

• ECONNREFUSED（111）：连接被拒绝
• ETIMEDOUT（110）：连接超时
• EHOSTUNREACH（113）：主机不可达

5.3 内存管理相关错误

• ENOMEM（12）：内存不足
• EFAULT（14）：无效的内存地址
• EINVAL（22）：无效的参数

6. 总结

• errno 是用来表示系统调用或库函数出错时的错误码。
• 你可以通过 strerror() 或 perror() 获取错误码的描述信息，帮助你诊断问题。
• 常见的错误码包括文件操作错误、内存管理错误、网络错误等。
• errno 的值在每次调用系统函数失败时都会被自动设置，可以通过检查 errno 来判断错误原因。

理解 errno 及其错误码的使用对于调试程序和处理错误非常重要，它是 Linux 编程中的基础之一。