c++ - posix_fallocate 是否适用于以追加模式打开的文件？

Question

我正在尝试为文件操作预分配磁盘空间，但是，我遇到一个奇怪的问题，当我调用 posix_fallocate 为以追加模式打开的文件分配磁盘空间时，它只分配一个字节，而且文件内容也是意外的。有人知道这个问题吗？我的测试代码是，

---

#include <cstdio>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include  <sys/stat.h>
#include  <cerrno>

int main(int argc, char **argv)
{
     FILE *fp = fopen("append.txt", "w");
     for (int i = 0; i < 5; ++i)
          fprintf(fp, "## Test loop %d\n", i);
     fclose(fp);
     sleep(1);

     int  fid = open("append.txt", O_WRONLY | O_APPEND);

     struct stat  status;
     fstat(fid, &status);
     printf("INFO: sizeof 'append.txt' is %ld Bytes.\n", status.st_size);

     int  ret = posix_fallocate(fid, (off_t)status.st_size, 1024);
     if (ret) {
         switch (ret) {
         case  EBADF:
            fprintf(stderr, "ERROR: %d is not a valid file descriptor, or is not opened for writing.\n", fid);
            break;
         case  EFBIG:
              fprintf(stderr, "ERROR: exceed the maximum file size.\n");
              break;
         case  ENOSPC:
              fprintf(stderr, "ERROR: There is not enough space left on the device\n");
               break;
         default:
               break;
        }
     }

     fstat(fid, &status);
     printf("INFO: sizeof 'append.txt' is %ld Bytes.\n", status.st_size);

     char  *hello = "hello world\n";
     write(fid, hello, 12);
     close(fid);

     return 0; 
 }

---

预期的结果应该是，

## Test loop 0
## Test loop 1
## Test loop 2
## Test loop 3
## Test loop 4
hello world

然而，上述程序的结果是，

## Test loop 0
## Test loop 1
## Test loop 2
## Test loop 3
## Test loop 4
^@hello world

那么，什么是“^@”？

消息显示，

INFO: sizeof 'append.txt' is 75 Bytes.
INFO: sizeof 'append.txt' is 76 Bytes.

有什么线索吗？

谢谢

Answer 1

快速回答

是的，posix_fallocate 确实可以处理以 APPEND 模式打开的文件。如果您的文件系统支持 fallocate 系统调用。如果您的文件系统不支持它，则 glibc 仿真会在 APPEND 模式下向末尾添加一个 0 字节。

更多信息

这很奇怪，让我很困惑。我通过使用 strace 程序找到了答案，该程序显示了正在进行的系统调用。

检查一下:

fallocate(3, 0, 74, 1000) = -1 EOPNOTSUPP (Operation not supported)
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0664, st_size=75, ...}) = 0
fstatfs(3, {f_type=0xf15f, f_bsize=4096, f_blocks=56777565, f_bfree=30435527, f_bavail=27551380, f_files=14426112, f_ffree=13172614, f_fsid={1863489073, -1456395543}, f_namelen=143, f_frsize=4096}) = 0
pwrite(3, "\0", 1, 1073) = 1

看起来 GNU C 库正试图在此处帮助您。 fallocate 系统调用显然没有在您的文件系统上实现，因此 GLibC 正在通过使用 pwrite 在请求的分配末尾写出 0 字节来模拟它，从而扩展文件。

这在正常写入模式下工作正常。但是在 APPEND 模式下，写入总是在文件末尾完成，因此 pwrite 在末尾写入一个 0 字节。

不是预期的。可能是 GNU C 库错误。

看起来 ext4 确实支持 fallocate。如果我将文件写入/tmp，它就可以工作。它在我的主目录中失败，因为我在 Ubuntu 中使用带有 ecryptfs 文件系统的加密主目录