C语言中write()与close()函数的错误处理及测试方法咨询

一、现有代码问题排查 #

1. write()错误处理问题 #

• 错误提示输出目标错误：所有程序错误信息默认需要输出到标准错误STDERR_FILENO，而非标准输出STDOUT_FILENO，这是UNIX类程序的通用规范，你的自动评分系统大概率是校验stderr输出，错误输出到stdout自然无法匹配到预期结果，导致测试不通过。
• 你测试/dev/full未生效的核心原因也是上述问题：如果把stdout重定向到/dev/full，连你写到stdout的错误信息都会触发写入失败，自然看不到输出，也无法被测试系统捕获。

2. close()错误处理问题 #

• 错误提示文案错误：当前输出的是tail: error reading，但这是close调用失败场景，正确文案应该是tail: error closing，明显的文案不匹配会直接导致自动测试判不通过。

二、错误触发测试方法 #

1. 触发write()错误 #

方法1：正确使用/dev/full设备

修复错误输出到stderr后，执行如下命令测试，仅将stdout重定向到满设备：

./你的程序名 < 测试输入文件 > /dev/full

此时往stdout写数据会直接返回-1，errno为ENOSPC，对应错误信息就是No space left on device。

方法2：用ulimit限制文件大小

# 限制允许写入的单个文件最大为1字节
ulimit -f 1
# 运行程序写入超过1字节就会触发EFBIG错误
./你的程序名 < 大体积测试输入 > test_output

2. 触发close()错误 #

方法1：重复关闭文件描述符

先正常调用close(fd)一次，再调用第二次close(fd)，此时会返回-1，errno为EBADF，可以快速验证错误分支逻辑是否走通。

方法2：模拟I/O错误

可以用单元测试打桩的方式，替换close函数的实现，直接让它返回-1并设置errno为EIO，就能得到你需要的Input/output error提示。
如果要真实场景触发，可以用fuse挂载一个自定义故障文件系统，配置为close阶段返回错误即可。

方法3：网络描述符关闭错误

创建TCP socket后，在对端已经主动断开连接的特殊场景下调用close，也有概率触发错误返回。

三、修复后代码参考 #

write错误处理修复版 #

for(size_t i = 0;buff[i] != '\0'; i++)
{
    ssize_t j = write(STDOUT_FILENO, &buff[i], 1);
    if(j == -1)
    {
        // 错误信息输出到STDERR
        const char *prefix = "tail: error writing 'standard output': ";
        write(STDERR_FILENO, prefix, strlen(prefix));
        const char *err = strerror(errno);
        write(STDERR_FILENO, err, strlen(err));
        write(STDERR_FILENO, "\n", 1);
        return errno;
    }
}

close错误处理修复版 #

int j = close(fd);
if(j == -1)
{
    // 修正错误文案为closing
    const char *prefix = "tail: error closing '";
    write(STDERR_FILENO, prefix, strlen(prefix));
    write(STDERR_FILENO, path, strlen(path));
    const char *suffix = "': ";
    write(STDERR_FILENO, suffix, strlen(suffix));
    const char *err = strerror(errno);
    write(STDERR_FILENO, err, strlen(err));
    write(STDERR_FILENO, "\n", 1);
    return errno;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Inakis Girou