如何保留文件描述符？

Question

我正在编写一个基于 curses 的程序。为了让我更容易找到这个程序中的错误，我想生成调试输出。由于程序已经在终端上显示用户界面，我无法将调试输出放在那里。

相反，我打算无条件地将调试输出写入文件描述符 3。您可以将程序调用为 program 3>/dev/ttyX，而 /dev/ttyX 是不同的电传打字机，以查看调试输出。当文件描述符 3 未打开时，写入调用失败 EBADF，我在编写调试输出时忽略了所有错误。

当我打开另一个文件并且没有请求调试输出时出现问题（即文件描述符 3 没有被打开）。在这种情况下，新打开的文件可能会收到文件描述符 3，导致调试输出随机损坏我刚刚打开的文件。这是一件坏事。我怎样才能避免这种情况？有没有一种可移植的方法来将文件描述符标记为“保留”或类似的？

这里有一些我的想法和他们的问题：

我可以在打开任何其他文件之前打开 /dev/null 或文件描述符 3 的临时文件（例如，通过 dup2()）。这行得通，但我不确定我是否可以假设它总是成功，因为打开 /dev/null 可能不会成功。
我可以测试文件描述符 3 是否打开，如果没有打开则不写入调试输出。当我试图通过调用 exec 重新启动程序时，这是有问题的，因为在 exec 调用之前可能已经打开（而不是关闭）不同的文件描述符。当文件描述符 3 尚未打开进行调试时，我可以在调用 exec 之前故意关闭它，但这感觉真的很难看。

Answer 1

在程序的最开始，打开 /dev/null 然后将其分配给文件描述符 3:

 int fd = open ("/dev/null", O_WRONLY);
 dup2(fd, 3);

这样，文件描述符 3 就不会被占用。

然后，如果需要，重复使用 dup2() 将文件描述符 3 分配给您的调试输出。

Answer 2

你说你不能保证你能成功打开/dev/null，这有点奇怪，但让我们运行用它。您应该可以使用 socketpair() 来获得一对 FD。然后你可以设置非阻塞对的写端，并且 dup2 它。您声称您已经忽略了写入此 FD 的错误，因此进入位桶的数据不会打扰您。你当然可以关闭socketpair的另一端。

Answer 3

不要关注特定的文件描述符值 - 无论如何您都无法以可移植的方式控制它。如果你能完全控制它。但是您可以使用环境变量来控制调试输出到文件：

int debugFD = getDebugFD();

...

int getDebugFD()
{
    const char *debugFile = getenv( "DEBUG_FILE" );
    if ( NULL == debugFile )
    {
        return( -1 );
    }

    int fd = open( debugFile, O_CREAT | O_APPEND | O_WRONLY, 0644 );
    // error checking can be here

    return( fd );
}

现在您可以将调试输出写入 debugFD。我假设您知道足以确保 debugFD 在您需要它的地方可见，以及如何确保它在尝试使用它之前已初始化。

如果您不传递 DEBUG_FILE envval，您会得到一个无效的文件描述符并且您的调试调用会失败 - 可能是无声的。

Answer 4

为什么要使用 fd 3？为什么不使用 fd 2 (stderr)？它已经有一个明确定义的 "I am logging of some sorts" 意思，总是（不是真的，但足够真实......）并且你可以在启动你的二进制文件之前重定向它，以获得你想要的日志。

另一种选择是使用 LOG_DEBUG 级别将消息记录到系统日志中。这需要调用 syslog() 而不是普通的写入函数，但这只是使日志记录更加明确。

检查 stderr 是否已重定向或仍指向终端的一种简单方法是使用 isatty 函数（下面的示例代码）：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
  if (isatty(2)) {
    printf("stderr is not redirected.\n");
  } else {
    printf("stderr seems to be redirected.\n");
  }
}

如何保留文件描述符？

How to reserve a file descriptor?

c

debugging

posix

file-descriptor