使用fopen()函数打开一个目录的纯C语言实现

Question

我有一个程序，它会打开一个文件并检查它的长度。

FILE* fd = fopen(argv[1], "rb");
fseek(fd, 0, SEEK_END);
size_t flen = ftell(fd);
if (flen == ((size_t)-1)) {
    printf("%s is a directory.\n", argv[1]);
    fclose(fd);
    exit(1);
}

现在，在Linux下，fopen（）打开目录时返回有效的文件描述符。这导致寻找操作返回-1（或者，因为size_t是无符号的，在64位系统上0xFFFFFFFFFFFFFFFF= 2⁶⁴ - 1）。

不幸的是，上面的代码中的条件（flen == ((size_t)-1)）没有捕获到这种情况，flen == 0xFFFFFFFF也是如此（编辑：应为0xFFFFFFFFFFFFFFFF）。 printf()命令使用%x或%d作为格式字符串，显示比较的两侧应具有相同的值。

为什么即使两个方面都是相同类型的（size_t），比较运算符也会以这种奇怪的方式行事？我使用gcc 4.8.1编译器。

- Heinrich supports Monica

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你是不是指的是 sizeof(size_t)-1？ - Scotty Bauer

@ScottyBauer 不，他没有。 - user529758

同时，“文件fd”应该是“文件*fd”。而“ftell（）”不返回“size_t”，而是返回“long”。在64位（假设使用2的补码）中，-1不是“0xFFFFFFFF”，而是“0xFFFFFFFFFFFFFFFF”。 - user529758

@H2CO3 我不熟悉那个语句，它是什么意思？特别是 flen == ((size_t)-1)。 - Scotty Bauer

@ScottyBauer 谷歌搜索“C类型转换”。 - user529758

你可以使用 open() 函数打开一个目录（从而使用 fopen() 函数），但这也是你能做的全部。其目的是允许您在文件描述符上使用 fchdir() 函数。如果要读取目录，则需要使用 opendir()、readdir() 等函数。如果要查找其大小，则可以使用 fstat(fileno(fd)) 函数，尽管我认为将 fd 用于 FILE * 而不是文件描述符的命名方式很糟糕（我会使用 FILE *fp = fopen("file", "r"); int fd = fileno(fp);）。 - Jonathan Leffler

Answer 1

来源于http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/7908799/xsh/fopen.html:

The fopen() function will fail if: 
[EISDIR] The named file is a directory and mode requires write access.

至少在Linux上，如果您尝试使用fopen("dirname", "wb")，则会收到EISDIR错误。我还尝试了一个带有d--------访问权限的目录，但仍然收到EISDIR（而不是EACCES）。

- user3689693

Answer 2

C99标准（或C2011标准）中不存在目录。因此，使用fopen打开目录要么是实现特定的行为，要么是未定义行为。

fopen(3)可能会失败（返回null结果）。fseek(3)也可能会失败（返回-1）。然后您应该最好检查errno(3)或使用perror(3)

ftell的文档说明返回一个long，失败时返回-1L。在64位Linux上，这是0xffffffffffffffff。

您的代码应该改为：

FILE* fd = fopen(argv[1], "rb");
if (!fd) 
  { perror(argv[1]); exit(EXIT_FAILURE); };
if (fseek(fd, 0, SEEK_END)<0) 
  { perror("fseek"); exit(EXIT_FAILURE); };
long flen = ftell(fd);
if (flen == -1L)
  { perror("ftell"); exit(EXIT_FAILURE); };

^{顺便提一句，在Linux/Debian/Sid/AMD64上，使用libc-2.17和3.10.6内核时，当argv[1]为/tmp时，该代码运行正常；令人惊讶的是，flen为LONG_MAX，即0x7fffffffffffffff}

顺便说一下，在Linux中，目录是文件的一种特殊情况。对于文件路径，请使用stat(2)（对于文件描述符，可以通过某个FILE*使用fileno(3)获得）获取有关某个文件的更多元数据，包括其“类型”（通过其模式）。您需要使用opendir(3)、readdir(3)和closedir(3)来操作目录内容。另请参见inode(7)。

- Basile Starynkevitch

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谢谢，我现在已经解决了，通过将 flen 的类型更改为 int32_t，它可以在 32 位和 64 位系统上很好地工作（使用 long 在 64 位系统上无法正常工作）。 - Heinrich supports Monica