「Hello World」中的「bug」

选自sunfishcode博客
作者:sunfishcode
机器之心编译
机器之心编辑部

Hello World 可能是许多人编写的第一个程序 。 这么简单的程序按理说应该没有 bug 吧?一位叫「sunfishcode」的开发者给出了令人意外的结论 。
C 语言中的 Hello World
用 C 语言写 Hello World 有很多种不同的方式 , 比如维基百科里记录的版本、K&R book 中介绍的版本 , 甚至还有 1974 年的原始版本 。
「Hello World」中的「bug」
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这里展示一个 ANSI C 的版本:
/* Hello World in C, Ansi-style */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
puts("Hello World!");
return EXIT_SUCCESS;}
【「Hello World」中的「bug」】这个版本使用 (void) 来确保 main 是一个新型的声明 。 它使用 EXIT_SUCCESS 宏 , 而不是假设平台使用 0 表示 success , 根据 C 的标准 , 这是不必要的 。 但我们在这里不会冒任何风险 。 它使用适当的头文件以避免隐式声明 puts 。
这个版本试图把每件事都做好 , 但它仍然有一个缺陷 。
上面提到的所有版本都有一个 bug 。
bug 在哪儿?
Linux 有一个有趣的设备文件 , 叫做「/dev/full」 , 就像它更著名的表亲「/dev/null」一样 。 但是当你写入「/dev/full」时 , 它不会丢弃数据 , 而是会失败 。 它的作用就像文件系统中一个刚刚耗尽空间的文件:
$ echo "Hello World!" > /dev/full
bash: echo: write error: No space left on device
$ echo $?
1
这是一个很好的小工具 , 用于测试程序能否正确处理 I/O 错误 。 如果没有剩余的空间 , 或者磁盘出现故障 , 那么创建实际的文件系统是很不方便的 , 但是让一个程序将其输出写入「/dev/full」 , 然后看看会发生什么 , 这是非常容易的 。
让我们测试一下上面的 C 语言例子:
$ gcc hello.c -o hello$
./hello > /dev/full$
echo $?
0
与在上面的 shell 中使用 echo 不同 , 这里没有输出 , 退出状态为零 。 这意味着 hello 程序报告了成功执行 。 然而 , 它实际上并没有成功 。 我们可以通过使用 strace 确认它遇到了故障 。
$ strace -etrace=write ./hello > /dev/full
write(1, "Hello World!\n", 13) = -1 ENOSPC (No space left on device)
+++ exited with 0 +++
操作系统报告了「No space」错误 , 但没关系 , 程序默默地接受它并返回 0 , 这是成功的代码 。 这是一个 bug!
这个 bug 有多严重?可以说 , hello world 在任何地方都不会是安全的 。 然而 , hello world 确实做了一些现实世界的程序所做的事情:打印到标准输出 , 这可能会被重定向到一个文件 。 在现实世界中 , 文件可能会耗尽空间 。 如果一个程序没有检测到这种错误并通过其返回代码报告该错误 , 那么它的父进程将不知道子进程失败了 , 并且将继续运行 , 就像没有任何错误一样 , 即使它期望产生的输出已经悄悄地丢失了数据 。
例如 , 考虑一个将 yaml 文件打印到标准输出的程序 。 如果标准输出耗尽空间 , 则输出可能会在某个任意点被截断 , 尽管它可能仍然是有效的 yaml 。 因此 , 我们应该期待程序能够检测和报告这种情况 。
如果换成其他语言呢?
在前面的内容中 , 我们重点看了 bash 和 C , 那如果换成 Python 呢?Python 处理错误的原则可是「Errors should never pass silently」 。 以下是 Python 2 的情况:
$ python2 hello.py > /dev/full
close failed in file object destructor:

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