posix_fallocate是否与以附加模式打开的文件一起工作？

Question

我试图为文件操作预先分配磁盘空间，但是，我遇到了一个奇怪的问题，当我调用它来为以追加模式打开的文件分配磁盘空间时，posix_fallocate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，"^@“是什么？

信息显示，

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确实可以处理以附加模式打开的文件。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，那么glibc仿真将在追加模式的末尾添加一个0字节。

更多信息

这是个奇怪的故事，让我感到很困惑。我通过使用strace程序找到了答案，该程序显示正在执行哪些系统调用。

看看这个：

假定位(3，0，74,1000) = -1 EOPNOTSUPP (不支持操作) 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库想在这里帮助你。fallocate系统调用显然没有在您的文件系统上实现，所以GLibC是通过使用pwrite在请求的分配结束时写入0字节来模拟它，从而扩展了该文件。

这在正常的写入模式下工作得很好。但是在附加模式下，写入总是在文件的末尾完成，因此pwrite在文件末尾写入一个0字节。

不是故意的。可能是GNU C库的错误。

看起来ext4确实支持fallocate。如果我将文件写入/tmp，它就能工作。它在我的主目录中失败，因为我在Ubuntu中使用了一个加密的主目录，其中包含了ecryptfs文件系统。

Answer 2

每POSIX

如果offset+ len超出了当前文件大小，那么posix_fallocate()将将文件大小调整为offset+ len。否则，不应更改文件大小。

因此，在附加模式下使用posix_fallocate是没有意义的，因为它将扩展文件的大小(填充为空字节)，随后的写入将在那些空字节之后进行，在尚未保留的空间中进行。

至于为什么它只将文件扩展一个字节，您确定这是正确的吗？你量过身了吗？这听起来像是实现中的一个bug。