从 POSIX 上的 errno 和 Windows 上的 GetLastError() 构造 std::error_code

Question

我的问题：从 POSIX 上的 errno 值和 Windows 上的 GetLastError() 构造 std::error_code 实例的正确方法是什么，以便可以将实例与来自 std::errc 的众所周知的值进行比较？

更长的解释：我的目标是将std::error_code 实例添加到一个自制的异常对象中，该对象以 C++11 的方式在 POSIX 和 Windows 系统上运行。

在我的跨平台应用程序中，我使用的是自制的 I/O 类层次结构，它使用 POSIX fopen() 和 Windows 的 CreateFile() 调用来打开/创建文件。如果失败，则会抛出通用的自制open_error 异常（它是从std::exception 派生的，是的，但它不是 C++ 的预定义异常类之一）。我正在尝试使用错误代码扩展这个相当简单的异常；如果我理解正确的话，更准确地说是 C++11 的 std::error_code。

我的问题是如何从errno（在 POSIX 情况下）或GetLastError()（在 Windows 情况下）构造这样的对象。对于 POSIX，据我所知，我可以简单地在 std::error_code 的构造函数中使用 errno，例如像这样：

std::error_code ec(errno, std::generic_category());

而ec 应该与std::errc 中的知名值相当。

对于 Windows，当然可以进行类似的调用：

std::error_code ec(::GetLastError(), std::generic_category());

但我不确定GetLastError() 返回的值是否很好地映射到std::errc 的知名常量。我读过in Boost's system library 他们为 Boost 的error_code 实现做了，但我问的是std 的实现，而不是 Boost。

请不要建议切换到使用 C++ 流进行文件访问。我很乐意，但目前我不想重构我的一半代码。

Answer 1

这是实施质量问题。依赖 std::system_category() 返回的 const 静态对象来执行从平台原生错误代码枚举到标准 std::error_condition 枚举的映射。 17.6.5.14 错误码值[value.error.codes]下：

鼓励不基于 POSIX 的操作系统实现定义与操作系统值相同的值。

您可以在http://www.boost.org/doc/libs/1_46_1/libs/system/src/error_code.cpp 中看到 Boost 如何执行映射；您的编译器供应商提供的用于 Windows 的任何标准库都应该执行类似的操作。

19.5.1.5p4 中涵盖了预期的行为，描述了system_category().default_error_condition(int ev)：

如果参数ev 对应于POSIX errno 值posv，则函数应返回error_condition(posv, generic_category())。否则，函数将返回error_condition(ev, system_category())。

因此，例如，error_code(ERROR_FILE_NOT_FOUND, std::system_category()).default_error_condition() 将调用 std::system_category().default_error_condition(ERROR_FILE_NOT_FOUND)，它应该返回 std::error_condition(std::no_such_file_or_directory, std::generic_category())。

Answer 2

这是一个老问题，但我还没有真正找到关于 SO 的好答案。接受的答案让我有点困惑，因为它似乎给出了error_condition 而不是error_code。我在 POSIX 上为自己解决了以下问题：

std::error_code error_code_from_errno(int errno_code) {
  return std::make_error_code(static_cast<std::errc>(errno_code));
}

这总是给我正确的类别（通用或系统）。过去我遇到过一些问题，即具有相同 errno 代码的错误代码比较不相等，因为一个有 generic_category 而另一个有 system_category。

Answer 3

看起来你应该使用system_category() 代替GetLastError()/errno，它会在两个平台上做正确的事情。

如果您已有errc，请改用generic_category()（或make_error_code）。

这是一些带有“地址已在使用”错误的测试。

#include <iostream>
#include <system_error>

#ifdef _WIN32
#include <WinError.h>
#define LAST_ERROR WSAEADDRINUSE
#else
#include <errno.h>
#define LAST_ERROR EADDRINUSE
#endif

#define ERRC std::errc::address_in_use

#define TRY(...)                                                              \
  {                                                                           \
    std::error_code ec = {__VA_ARGS__};                                       \
    std::cout << std::boolalpha << (ec == ERRC) << "\t" << ec.value() << "\t" \
              << ec.message() << "\n";                                        \
  }

int main() {
  TRY(static_cast<int>(ERRC), std::system_category())
  TRY(static_cast<int>(ERRC), std::generic_category()) // note: same as make_error_code
  TRY(static_cast<int>(LAST_ERROR), std::system_category())
  TRY(static_cast<int>(LAST_ERROR), std::generic_category()) // note: same as make_error_code
  return 0;
}

在 Windows 上：

false   100 Cannot create another system semaphore.
true    100 address in use
true    10048   Only one usage of each socket address (protocol/network address/port) is normally permitted.
false   10048   unknown error

在 POSIX 上：

true    98  Address already in use
true    98  Address already in use
true    98  Address already in use
true    98  Address already in use

使用这些三元组等效错误代码进行测试时，我得到了类似的结果：

equivalent errc               Windows                 POSIX

errc::broken_pipe             ERROR_BROKEN_PIPE       EPIPE
errc::filename_too_long       ERROR_BUFFER_OVERFLOW   ENAMETOOLONG
errc::not_supported           ERROR_NOT_SUPPORTED     ENOTSUP
errc::operation_would_block   WSAEWOULDBLOCK          EWOULDBLOCK

如果有人感兴趣，这里是映射到==WinError.h 常量的std::errcs 列表。这是检查if (std::error_code(static_cast<int>(win_error_constant), std::system_category()) == errc)。

address_family_not_supported:
        WSAEAFNOSUPPORT
address_in_use:
        WSAEADDRINUSE
address_not_available:
        WSAEADDRNOTAVAIL
already_connected:
        WSAEISCONN
argument_list_too_long:
argument_out_of_domain:
bad_address:
        WSAEFAULT
bad_file_descriptor:
        WSAEBADF
bad_message:
broken_pipe:
        ERROR_BROKEN_PIPE
connection_aborted:
        WSAECONNABORTED
connection_already_in_progress:
        WSAEALREADY
connection_refused:
        WSAECONNREFUSED
connection_reset:
        WSAECONNRESET
cross_device_link:
        ERROR_NOT_SAME_DEVICE
destination_address_required:
        WSAEDESTADDRREQ
device_or_resource_busy:
        ERROR_BUSY_DRIVE
        ERROR_BUSY
        ERROR_OPEN_FILES
        ERROR_DEVICE_IN_USE
directory_not_empty:
        ERROR_DIR_NOT_EMPTY
executable_format_error:
file_exists:
        ERROR_FILE_EXISTS
        ERROR_ALREADY_EXISTS
file_too_large:
filename_too_long:
        ERROR_BUFFER_OVERFLOW
        WSAENAMETOOLONG
function_not_supported:
        ERROR_INVALID_FUNCTION
host_unreachable:
        WSAEHOSTUNREACH
identifier_removed:
illegal_byte_sequence:
inappropriate_io_control_operation:
interrupted:
        WSAEINTR
invalid_argument:
        ERROR_INVALID_HANDLE
        ERROR_INVALID_PARAMETER
        ERROR_NEGATIVE_SEEK
        ERROR_DIRECTORY
        ERROR_REPARSE_TAG_INVALID
        WSAEINVAL
invalid_seek:
io_error:
        ERROR_SEEK
        ERROR_WRITE_FAULT
        ERROR_READ_FAULT
        ERROR_OPEN_FAILED
        ERROR_CANTOPEN
        ERROR_CANTREAD
        ERROR_CANTWRITE
is_a_directory:
message_size:
        WSAEMSGSIZE
network_down:
        WSAENETDOWN
network_reset:
        WSAENETRESET
network_unreachable:
        WSAENETUNREACH
no_buffer_space:
        WSAENOBUFS
no_child_process:
no_link:
no_lock_available:
        ERROR_LOCK_VIOLATION
        ERROR_LOCKED
no_message_available:
no_message:
no_protocol_option:
        WSAENOPROTOOPT
no_space_on_device:
        ERROR_HANDLE_DISK_FULL
        ERROR_DISK_FULL
no_stream_resources:
no_such_device_or_address:
no_such_device:
        ERROR_INVALID_DRIVE
        ERROR_BAD_UNIT
        ERROR_DEV_NOT_EXIST
no_such_file_or_directory:
        ERROR_FILE_NOT_FOUND
        ERROR_PATH_NOT_FOUND
        ERROR_BAD_NETPATH
        ERROR_INVALID_NAME
no_such_process:
not_a_directory:
not_a_socket:
        WSAENOTSOCK
not_a_stream:
not_connected:
        WSAENOTCONN
not_enough_memory:
        ERROR_NOT_ENOUGH_MEMORY
        ERROR_OUTOFMEMORY
not_supported:
        ERROR_NOT_SUPPORTED
operation_canceled:
        ERROR_OPERATION_ABORTED
operation_in_progress:
        WSAEINPROGRESS
operation_not_permitted:
operation_not_supported:
        WSAEOPNOTSUPP
operation_would_block:
        WSAEWOULDBLOCK
owner_dead:
permission_denied:
        ERROR_ACCESS_DENIED
        ERROR_INVALID_ACCESS
        ERROR_CURRENT_DIRECTORY
        ERROR_WRITE_PROTECT
        ERROR_SHARING_VIOLATION
        ERROR_CANNOT_MAKE
        ERROR_NOACCESS
        WSAEACCES
protocol_error:
protocol_not_supported:
        WSAEPROTONOSUPPORT
read_only_file_system:
resource_deadlock_would_occur:
resource_unavailable_try_again:
        ERROR_NOT_READY
        ERROR_RETRY
result_out_of_range:
state_not_recoverable:
stream_timeout:
text_file_busy:
timed_out:
        WSAETIMEDOUT
too_many_files_open_in_system:
too_many_files_open:
        ERROR_TOO_MANY_OPEN_FILES
        WSAEMFILE
too_many_links:
too_many_symbolic_link_levels:
value_too_large:
wrong_protocol_type:
        WSAEPROTOTYPE.0