当 POSIX 说 stderr 应该对读写开放时，它是什么意思？

Question

POSIX 在stderr, stdin, stdout - standard I/O streams 上的页面是这样说的：

stderr 流应该是开放读写的。

“预期”有多强？是否违反了未定义的行为？又是谁的责任，系统的还是应用的？

考虑这个程序：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("feof is %d and ferror is %d\n", feof(stderr), ferror(stderr));
    printf("fgetc is %d\n", fgetc(stderr));
    printf("feof is %d and ferror is %d\n", feof(stderr), ferror(stderr));
}

当我在不重定向 stderr 的情况下运行它（所以它像 stdin 一样指向我的终端），它会立即输出它而不等待任何输入：

feof is 0 and ferror is 0
fgetc is -1
feof is 0 and ferror is 1

这是否意味着我的系统不符合 POSIX？

另外，如果这是我的责任，那么假设我有一个权限为620 的文件，并且我在组中但不是所有者。这是否意味着 someprogram 2>saidfile 是未定义的行为，因为无论如何您都无法从 stderr 读取？

Answer 1

Austin Group（维护 POSIX 标准的联合工作组）在 2020-12-07 和 2020-12-10 电话会议期间讨论了 defect that was reported about the "expected to be" wording，并同意 POSIX 第 7 期（2018 版）中的措辞是有问题的。下一个版本的 POSIX 标准中的措辞将更改如下（复制自bug comment）：

在第 65 页第 1912 行之前（XBD“交互式外壳”）插入一个新定义并对剩余部分重新编号：

互动装置

一个终端设备。

注意：此定义旨在与 ISO C 标准对“交互式设备”的使用保持一致。

第 496 页第 17224-17228 行（XSH 2.5 标准 I/O 流）和第 2017 页第 64723-64727 行（XSH 标准错误、标准输入、标准输出说明）更改：

在程序启动时，应预定义三个流，无需显式打开：标准输入（用于读取常规输入），标准输出（用于编写常规输入）输出）和标准错误（用于写入诊断输出）。打开时，标准错误流没有完全缓冲；当且仅当可以确定流不引用交互式设备时，标准输入和标准输出流才会被完全缓冲。

到：

在程序启动时，应预定义三个流并且已经打开：stdin（标准输入，用于常规输入）用于读取，stdout（标准输出，用于常规输出）用于写入，stderr（标准错误，用于诊断输出）用于写入。打开时，stderr不应被完全缓冲； stdin 和 stdout 当且仅当 [CX] 与流关联的文件描述符被确定为不与交互式设备关联时才应被完全缓冲。[/CX]

在 2017 页第 64733 行（XSH 标准输入说明）上，更改：

stderr 流应该是开放读写的。

到：

这些文件描述符通常都与具有访问模式 O_RDWR 的单个打开文件描述相关联（例如，在用于登录 shell 的终端设备的情况下）。但是，在这种情况下，在程序启动时不需要打开 stderr、stdin 和 stdout 流进行读取和写入。

在 2017 页第 64747 行（stdin SEE ALSO）添加 isatty()。

特别感谢 Rich Felker 报告该缺陷。

Answer 2

POSIX 在specification for execve 中对此进行了详细说明：

如果文件描述符 0、1 或 2 在成功调用 exec 系列函数之一后将被关闭，则实现可能会为新进程映像中的文件描述符打开一个未指定的文件。如果执行标准实用程序或符合标准的应用程序时文件描述符 0 未打开以供读取或文件描述符 1 或 2 未打开以供写入，则执行实用程序或应用程序的环境应被视为不符合标准，因此实用程序或应用程序的行为可能与本标准中所述不同。

对于您自己的应用程序，如果他们尝试在其中任何一个关闭的情况下执行，他们应该为实现打开新的 stdin/out/err 的可能性做好准备，并且可以设置自己的规则（包括将其视为合同）违规导致灾难性错误行为）如果标准文件描述符在启动时未打开，他们将如何处理。

对于标准实用程序，上面的文字涵盖了它。

document you cited 只是指定它们与那些文件描述符相关联。我同意这还不够清楚，但合理的解释是，如果相应的文件描述符在应用程序入口处未打开或未针对适当的模式打开，则结果是在相关功能下为该条件（通常是 EBADF）指定的结果.例如，fgetc 指定：

[EBADF]

[CX] [Option Start] 底层流的文件描述符不是打开以供读取的有效文件描述符。 [选项结束]

关于“预期”的文字：

stderr 流应该是开放读写的。

我认为标准中的任何地方都没有定义“预期”。但是，这里使用了 stream 这个词，而不是文件/文件描述符，所以我认为stderr 流的FILE 模式（如fopen 模式）就是这样只要遵守有关在它们之间切换的规则，就不会在其上读取或写入函数产生未定义的行为。没有这个文本，例如在没有 POSIX 的情况下，fgetc(stderr) 可能会产生未定义的行为。