free()函数是否设置errno变量？

Question

如果buf是通过malloc()分配的字符缓冲区，那么free(buf)是否会设置/重置errno？

假设我想将缓冲区写入文件，然后释放它，因为我不再需要它。

假设代码的错误策略是在出错时返回-1。

这是一种正确的方法来写出缓冲区并进行错误检查，而不会泄漏内存吗？

fputs(buf, somefile);
free(buf);
if (errno) return -1;

还是说我需要考虑可能会设置errno的free函数，比如...

fputs(buf, somefile);
if (errno){ 
    free(buf);
    return -1;
}
free(buf);

或者，更可怕的是，

do { 
  fputs(buf, somefile);
  int save_errno = errno;
  free(buf);
  errno = save_errno;
  if (errno) return -1;
} while(0);  

使用块允许在需要重用时在各个位置存在本地save_errno。所有这一切似乎取决于free()是否设置errno。

Linux man页面不仅适用于malloc()等函数，还触及了malloc()设置errno的问题，但未提到free()是否会设置errno。

GNU C Library手册没有提到free()是否会设置errno。

因此，我编写了一个短程序来强制写入错误，以查看free()是否重置了errno，但它并没有重置。我在思考是否应该依赖这个结果和free()是如此关键，以至于 "当然它不会设置errno"。

# See if free() resets errno on a bad write
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char **argv)
{
  char * buf = malloc(256);
  snprintf(buf,256,"%s\n", "Hello, World!");

  FILE *badfile;

  badfile = fopen("/dev/null","r");

  fputs(buf, badfile);
  free(buf);
  printf("%d\n", errno);
  printf("%s\n", strerror(errno));
}

- Paul

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一份好的参考文献应该有所帮助。链接为：http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/free.html - Some programmer dude

调用函数时，如果函数没有显式设置 errno 的值，包括那些没有失败的函数调用，errno 的值是未定义的。换句话说，在上一个调用显式失败之前，请不要检查 errno。因此需要注意。 - Some programmer dude

对free的“滥用”，例如尝试两次释放同一指针，不一定会崩溃，它只是未定义的。虽然在许多情况下，未定义的行为会导致崩溃。 - Some programmer dude

http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/errno.html#tag_16_110 - Werner Henze

你不必使用 do {...} while(0); 的结构，你也可以用简单的花括号 {...} 来创建代码块。 - Quentin

Answer 1

POSIX并没有定义free设置errno的行为（尽管目前POSIX并未禁止，因此实现可能会这样做——请参考@ArjunShankar's answer了解更多细节）。但这与您的关注点无关。

您检查错误的方式不正确。您应该检查fputs的返回值，并检查它是否小于0。如果是，则可以检查errno以查找导致失败的原因，但这是可选的（并且应在调用任何进一步的函数之前进行）。

因此，像这样做就可以了：

int result = fputs(buf, somefile);
/* optionally read errno here if result < 0 (before the free call) */
free(buf);
return (result < 0) ? -1 : 0;

- Sander De Dycker

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来自 errno 手册的相关引用：只有当函数调用返回错误时（即大多数系统调用返回 -1，大多数库函数返回 -1 或 NULL）它的值才有意义；成功的函数允许更改 errno 的值，因此在这种情况下它的值不具有任何意义。 - Mark

@Mark：有趣的事实：我发现execvp()在成功时会改变errno。 - Joshua

Answer 2

符合POSIX标准的free函数可能会在今天设置errno，但未来这将会变得更好。详情：

1. The Open Group Base Specifications Issue 7中对errno的定义如下：

该POSIX.1-2008卷中的任何函数都不应将errno设置为0。对于成功调用函数后的errno设置未指定，除非该函数的描述指定不修改errno。

2. free本身的定义没有说明free会如何处理errno。

这意味着符合规范的free实现将永远不会将errno重置为0。但它可能会或可能不会将其设置为非零值。 然而，规范的第8版（正在进行中）要求free在传递有效输入时具体保证不设置errno。 glibc已经准备遵守这个新要求。

- ArjunShankar

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在什么情况下，当传递有效输入时，free会设置errno？ - Random832

@Random832 这取决于具体的实现方式。也许有些不会触及errno。请看我在回答中最后一行提供的链接，这是关于glibc实现中可能发生的情况的详细信息（需要明确的是，这并不是一个错误，因为POSIX尚未修订）。 - ArjunShankar

想象一下一个malloc/free实现，它尝试在可能的情况下缩小堆，使用适合底层操作系统的系统调用，例如mmap()、sbrk()等。如果这些系统调用失败，errno将被设置。 - Kyle Jones

@Random832，一个函数无条件地将errno设置为最常见的错误，然后使用返回值来指示该错误是否实际发生是完全有效的。 - cjm

Answer 3

在 C 标准中，free 的描述中没有提到 errno，因此您不应该依赖这个特性。

根据 C 标准（7.5 错误 <errno.h>）

  

3...无论是否有错误，库函数调用都可以将 errno 的值设置为非零，前提是在本标准的函数描述中未记录使用 errno 的情况。

正如我之前所说，在 C 标准的 free 描述中也没有记录使用 errno 的情况。

- Vlad from Moscow

Answer 4

如果参考文献没有说明函数在失败时将返回错误代码到errno中，则不会返回。
几乎总是会以某种方式信号表示这些函数将errno设置为错误代码-内存分配函数返回NULL，许多其他函数返回零或负数等等。
如果它们成功，这些函数通常不需要以任何方式修改errno。

通常情况下，您无法检查errno以确定是否发生了错误； 它仅用于在知道有错误发生后检索更多信息。

最终规则的一个例外是strto{l, d, ul}系列函数，但第一段同样适用于它们。
除非它们失败，否则它们也不一定设置errno，因此您需要首先清除它，否则它可能包含过期的错误代码。

- molbdnilo

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这并不是真的。一个众所周知的例外是 strtol：如果你想检测某些错误条件，你需要在接收到有效值（LONG_MIN 或 LONG_MAX）之前清除 errno 并在接收到有效值后检查它。 - Random832

有趣。我添加了一些关于strto*的内容。 - molbdnilo

Answer 5

是的，free() 在某些系统上可能会破坏 errno。gnulib 通过在这些平台上替换 free() 来避免这个问题，并将其记录为： “glibc 2.32、Mac OS X、FreeBSD、NetBSD、OpenBSD 4.4、Minix、AIX、HP-UX、IRIX、Cygwin、mingw、MSVC”。

- pixelbeat

Answer 6

你可以使用RAII来释放malloc分配的内存，并检查fputs的返回值。这将是优雅的代码。

//if malloc successfully
AutoFree af(buf);
if (fputs(buf, somefile)) {
LOG("something err:%s", strerror(errno));
}
return 0;

- user4531555