假设 errno 总是积极的是否安全？

Question

我正在编写一个程序，其中大多数使用的库函数在错误时返回 -1 并设置 errno。程序的行为是，如果发生错误，它就会退出。要从程序外部确定确切的退出点和错误（例如使用gdb），我想使用以下方法：

err = func_1(..arglist_1..);
if(err != 0)
{
    perror("func(..arglist..)");
    return ((1u << 8) | errno);
}
//..
//.. some more funcs
//..
err = func_n(..arglist_n..);
if(err != 0)
{
    perror("func(..arglist_n..)");
    return (((unsigned)n << 8) | errno);
}

这里的问题是安全假设。

现实： errno 在 errno.h 内声明为 extern int errno;
假设 1： errno 的值 始终小于 255。
假设 2： errno 始终为正数。

根据errno.h 中定义的所有错误常数（EAGAIN 等），这些假设目前是正确的。这些在未来也能被假设为真的吗？

P.S.：我不想依赖perror() 来确定退出点。

Answer 1

您的程序的退出状态限制为 0..255，因此如果这些返回语句来自 main() 程序，则高位无关紧要。

C 标准（ISO/IEC 9899:2011 §7.5 错误<errno.h>）说：

errno
它扩展为具有 int 类型和线程本地存储的可修改左值²⁰¹⁾ 持续时间，其值由多个库函数设置为正错误数。

²⁰¹⁾ 宏errno 不必是对象的标识符。它可能会扩展为可修改的左值 由函数调用产生（例如，*errno()）。

C 标准期望错误是正数。 <errno.h> 的 POSIX（IEEE Std 1003.1，2013 版）状态：

<errno.h> 标头应定义以下宏，这些宏应扩展为具有 int 类型的整数常量表达式，不同的正值（除非以下说明），并且应适用于 #if 预处理指令： ...

因此，您可以合理安全地假设（系统生成的）错误编号为正数，但您的代码可以将 errno 设置为负数（或零）。目前，没有任何 POSIX 系统生成的错误数高于 200，因此假设它们将被限制在 255 在短期内是安全的，但从长远来看可能不是。没有理由对它们进行如此限制。

您声称的“现实”仅适用于非线程程序。如果您正在编译线程支持，那么errno 不会简单地声明为extern int errno;，并且在任何情况下都不应尝试为自己声明errno。声明它的唯一安全方法是通过<errno.h> 标头。