在哪里可以找到off_t类型的完整定义？

Question

我正在使用TCP从客户端向服务器发送文件。为了标记文件的结尾，我想在实际数据之前发送文件大小。因此，我使用stat系统调用来查找文件的大小。这是off_t类型的。我想知道它占用多少字节，以便在服务器端正确读取它。它在<sys/types.h>中定义。但我不理解这个定义。它只是将__off_t或_off64_t定义为off_t。在哪里查找__off_t？另外，是否惯例在头文件中大多数东西都有前缀“__”，当我阅读头文件以更好地理解时，这使我感到害怕。如何更好地阅读头文件？

#ifndef __off_t_defined
# ifndef __USE_FILE_OFFSET64
typedef __off_t off_t;
# else
typedef __off64_t off_t;
# endif
# define __off_t_defined
#endif 

- FourOfAKind

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以“__”开头的任何内容都是实现保留的（除非标准定义了它的含义，比如“__func__”或“__FILE__”）。间接级别使得实现可以定义自己的类型“__off_t”，而不会干扰您可以合法执行的任何操作。这样就可以更好地隐藏平台特定的头文件部分（例如，单个源代码副本就可以处理在一台机器上的32位和64位编译）。阅读标准头文件是一项重大的任务，因为有很多相互关联的定义。 - Jonathan Leffler

Answer 1

由于这个答案仍然被投票，我想指出你几乎永远不需要查看头文件。如果您想编写可靠的代码，最好查看标准。因此，“在哪里可以找到off_t的完整定义”的答案是“在标准中而不是头文件中”。遵循标准意味着您的代码将在任何机器上今天和明天都能正常工作。

在这种情况下，off_t没有由C标准定义。它是POSIX标准的一部分，您可以在这里浏览。

不幸的是，off_t没有非常严格的定义。我能找到的唯一定义是在sys/types.h页面上：

blkcnt_t和off_t应为有符号整数类型。

这意味着您无法确定其大小。如果您正在使用GNU C，则可以使用下面的答案中的指令确保它为64位。或者更好的方法是，在将其放入线路之前将其转换为标准定义大小。这就是像Google的Protocol Buffers项目如何工作的（虽然那是一个C++项目）。

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为了完整起见，这是“哪个头文件定义了off_t？”的答案：

在我的机器上（以及大多数使用glibc的机器上），您将在bits/types.h中找到定义（如一个注释所述，在顶部从未直接包括此文件），但它被一堆宏所遮蔽。尝试解开它们的替代方法是查看预处理器输出：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>

int main(void) {
  off_t blah;

  return 0;
}

然后：

$ gcc -E sizes.c  | grep __off_t
typedef long int __off_t;
....

然而，如果您想知道某个东西的大小，您总可以使用 sizeof() 运算符。

编辑：刚看到你问题中关于 __ 的部分。这个回答有很好的讨论，关键点是以 __ 开头的名称被保留用于实现（因此您不应该以 __ 开始自己的定义）。

- Timothy Jones

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off_t 在不同的机器（或编译器）上可能有不同的大小，这是事实。请注意，在 GCC 中，您可以使用 -D_FILE_OFFSET_BITS=64 来获得 8 字节的 off_t 和 size_t 定义。 - Timothy Jones

long long在两台不同的机器上的大小不能保证相同 - 其确切大小没有标准化。 - Timothy Jones

@FourOfAKind，off_t是有符号的，因此对于4字节整数而言，它的范围是+/- 2gig，而不是0...4gig。 - user3629249

“shall be signed integer types”. 如果它们代表文件的大小，那么为什么要使用“signed”？ - Rodrigo

使用链接网站的搜索框搜索 off_t 没有返回任何结果。但是它确实存在 - 直接的 URL 是 https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/basedefs/sys_types.h.html。 - AJM

Answer 2

正如《GNU C库参考手册》所说：

off_t
    This is a signed integer type used to represent file sizes. 
    In the GNU C Library, this type is no narrower than int.
    If the source is compiled with _FILE_OFFSET_BITS == 64 this 
    type is transparently replaced by off64_t.

和

off64_t
    This type is used similar to off_t. The difference is that 
    even on 32 bit machines, where the off_t type would have 32 bits,
    off64_t has 64 bits and so is able to address files up to 2^63 bytes
    in length. When compiling with _FILE_OFFSET_BITS == 64 this type 
    is available under the name off_t.

因此，如果您想要一种可靠的表示客户端和服务器之间文件大小的方法，您可以：

1. 使用 off64_t 类型和相应的 stat64() 函数（因为它填充包含 off64_t 类型本身的结构 stat64）。类型 off64_t 保证在32位和64位机器上具有相同的大小。
2. 如前所述，使用 -D_FILE_OFFSET_BITS == 64 编译您的代码，并使用通常的 off_t 和 stat()。
3. 将 off_t 转换为带有固定大小的 int64_t 类型（C99 标准）。 注意：（我的书 'C in a Nutshell' 说这是 C99 标准，但实现中是可选的）。最新的 C11 标准说：

7.20.1.1 Exact-width integer types

    1 The typedef name intN_t designates a signed integer type with width N ,
    no padding bits, and a two’s complement representation. Thus, int8_t 
    denotes such a signed integer type with a width of exactly 8 bits.
    without mentioning.

关于实施：

7.20 Integer types <stdint.h>

    ... An implementation shall provide those types described as ‘‘required’’,
    but need not provide any of the others (described as ‘‘optional’’).
    ...
    The following types are required:
    int_least8_t  uint_least8_t
    int_least16_t uint_least16_t
    int_least32_t uint_least32_t
    int_least64_t uint_least64_t
    All other types of this form are optional.

因此，一般来说，C标准不能保证具有固定大小的类型。但大多数编译器（包括gcc）支持此功能。

因此，通常情况下，C标准无法确保具有固定大小的类型。但是，大多数编译器（包括gcc）都支持这个特性。

- likern

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这是一种有符号整数类型，用于表示文件大小。如果它们表示文件的大小，为什么要使用“有符号”呢？ - Rodrigo

(1) 因为返回负值以指示错误很方便。 (2) 因为该句应该说“这是一个有符号整数类型，用于表示文件偏移量”，即向前或向后寻找。 - William Cushing

Answer 3

如果您在跟踪定义时遇到困难，可以使用编译器的预处理输出，它将告诉您所需了解的所有内容。例如：

$ cat test.c
#include <stdio.h>
$ cc -E test.c | grep off_t
typedef long int __off_t;
typedef __off64_t __loff_t;
  __off_t __pos;
  __off_t _old_offset;
typedef __off_t off_t;
extern int fseeko (FILE *__stream, __off_t __off, int __whence);
extern __off_t ftello (FILE *__stream) ;

如果你查看完整的输出，甚至可以看到确切的头文件位置和定义它的行号：

# 132 "/usr/include/bits/types.h" 2 3 4


typedef unsigned long int __dev_t;
typedef unsigned int __uid_t;
typedef unsigned int __gid_t;
typedef unsigned long int __ino_t;
typedef unsigned long int __ino64_t;
typedef unsigned int __mode_t;
typedef unsigned long int __nlink_t;
typedef long int __off_t;
typedef long int __off64_t;

...

# 91 "/usr/include/stdio.h" 3 4
typedef __off_t off_t;

- chutz

Answer 4

如果您正在编写可移植代码，那么答案是“您无法确定”，好消息是您不需要。您的协议应包括将大小写为（例如）“8个八位组，大端格式”（最好检查实际大小是否适合8个八位组）。

- Martin Bonner supports Monica