如何保留文件描述符？

Question

我正在写一个基于curses的程序。 为了使我更容易找到该程序中的错误，我想产生调试输出。 由于程序已经在终端上显示了用户界面，因此无法在其中放置调试输出。

相反，我计划无条件地将调试输出写入文件描述符3。 您可以将程序作为program 3>/dev/ttyX其中/dev/ttyX是另一个电传类型，以查看调试输出。 当未打开文件描述符3时，写调用将失败， EBADF带有EBADF ，与编写调试输出时的所有错误一样，我将其忽略。

当我打开另一个文件并且没有请求调试输出（即文件描述符3尚未打开）时，会出现问题。 在这种情况下，新打开的文件可能会收到文件描述符3，从而导致调试输出随机破坏我刚刚打开的文件。 这是一件坏事。 如何避免这种情况？ 是否有一种可移植的方式将文件描述符标记为“保留”等？

这里有一些我的想法和他们的问题：

• 在打开任何其他文件之前，我可以打开/dev/null或到文件描述符3的临时文件（例如，通过dup2() ）。 这行得通，但是我不确定是否可以假设此操作总是成功，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，则不编写调试输出。 当我尝试通过调用exec来重新启动程序时，这是有问题的，因为在exec调用之前可能已打开（但未关闭）另一个文件描述符。 当尚未打开exec进行调试时，我可以故意在调用exec之前关闭文件描述符3，但这确实很不方便。

Answer 1

为什么要使用fd 3？ 为什么不使用fd 2（stderr）？ 它已经具有定义明确的“我正在记录某种日志”的含义，始终（不正确，但足够正确...），您可以在启动二进制文件之前将其重定向，以获取所需的日志。

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

一种简单的检查stderr是否已重定向或仍指向终端的方法是使用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");
  }
}

Answer 2

在程序的开头，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，将不会采用文件描述符3。

然后，如果需要，请重用dup2()将文件描述符3分配给调试输出。

Answer 3

您声称不能保证可以成功打开/dev/null ，这有点奇怪，但是让我们运行它。 您应该能够使用socketpair()获得一对socketpair() 。 然后，您可以将对的写端设置为非阻塞，并对其进行dup2处理。 您声称您已经忽略了对此FD的写入错误，因此位存储桶中的数据不会打扰您。 您当然可以关闭套接字对的另一端。

Answer 4

不要专注于特定的文件描述符值-无论如何您都无法以可移植的方式对其进行控制。 如果您可以完全控制它。 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 。 我假设您已经足够了解如何确保在需要的地方可以看到debugFD ，以及如何确保在尝试使用它之前对其进行了初始化。

如果不传递DEBUG_FILE envval，则会得到一个无效的文件描述符，并且调试调用将失败-大概是无声的。