数据内容，当 C 中的读取操作失败时答案

【问题标题】：Data content, when read operation fails in C数据内容，当 C 中的读取操作失败时
【发布时间】：2020-10-03 12:00:12
【问题描述】：

关于 C lib 函数读取，是否有任何定义当读取操作失败时数据会发生什么（计数 = -1）？假设 'data' 仍然保持之前的值；如果当前的读取操作失败，它会被覆盖吗？在我当前的实现中，调试显示旧值仍然存在，但是有什么“官方”定义的吗？考虑以下代码：

int8_t count = 0;
int fd = open(I2C_BUS, O_RDWR);

if (fd < 0) {
    fprintf(stderr, "Failed to open device: %s\n", strerror(errno));
    return(-1);
}
...
count = read(fd, data, length);
if (count < 0) {
    fprintf(stderr, "Failed to read device(%d): %s\n", devAddr, ::strerror(errno));
    close(fd);
    return(-1);

【问题讨论】：

请提供minimal reproducible example 以证明您所指的内容。我不确定您指的是哪个read()。据我所知，C 本身并不知道。
pubs.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/read.html
如果函数读取数据失败，应该用什么新数据覆盖缓冲区？如果函数告诉你没有读取数据，为什么要浪费时间用花哨的新内容填充缓冲区呢？你为什么要关心？
@Gerhardh：我想人们可以想象这样一种情况，内核已经将一堆数据复制到你的缓冲区中，但在返回之前，它得到了一些数据无效的指示，所以它返回-1。问题是这种行为是否合法。

标签： c linux file

【解决方案1】：

TL;DR - 它没有标准化，它取决于文件系统的实现。

要回答您的问题，我们应该先看看您致电read 时会发生什么。

libc 提供的大多数“基本”函数实际上是内核系统调用的包装。我们看一下libc的read的代码，在read.c找到：

/* Read NBYTES into BUF from FD.  Return the number read or -1.  */
ssize_t
__libc_read (int fd, void *buf, size_t nbytes)
{
  return SYSCALL_CANCEL (read, fd, buf, nbytes);
}
libc_hidden_def (__libc_read)
weak_alias (__libc_read, read)

如您所见，libc 的 read 实际上调用了 syscall read：

SYSCALL_DEFINE3(read, unsigned int, fd, char __user *, buf, size_t, count)
{
    struct fd f = fdget(fd);
    ssize_t ret = -EBADF;
    if (f.file) {
        loff_t pos = file_pos_read(f.file);
        ret = vfs_read(f.file, buf, count, &pos);
        file_pos_write(f.file, pos);
        fdput(f);
    }
    return ret;
}

系统调用read 然后调用vfs_read，它是VFS 的一部分（代表Virtual File System） . VFS 是文件系统的抽象层。每个文件系统都注册了一堆 VFS 知道要调用的回调函数。

例如，让我们看看尝试从 ext4 文件系统读取文件时调用的函数链：

 read()           ---> libc
   |
   |
 __libc_read()    ---> libc
   |
   |
 syscall_read()   ---> kernel; found in linux/fs/read_write.c
   |
   |
 vfs_read()       ---> kernel; found in linux/fs/read_write.c
   |
   |
 new_sync_read()  ---> kernel; found in linux/fs/read_write.c
   |
   |
 generic_file_read_iter() ---> ext4's read function; found in fs/ext/ext4
   |
   |

   ...

它一直持续到最后一个内部函数被调用。调用 libc 的read 函数得到的返回值是从上面的函数返回的。

但是，重要的是要说大多数 filsystems（包括 ext4！）最终会调用一些通用内核的函数，例如 mm/filemap.c 中的 do_generic_file_read 函数。回到您的问题 - 这取决于文件系统选择实现read() 的方式，并且没有标准化。

归根结底 - 大多数文件系统会在发生错误时以类似方式处理缓冲区，但您无法保证。实际上，您的数据可能会保持不变，因为没有理由对其进行更改。

作为建议，如果您想确切了解会发生什么，您可以随时参考内核的源代码 :)

最好的问候。

【讨论】：