嵌入式 C 語言錯誤處理全攻略：從返回值到異常模擬

錯誤分類

• 嚴重性：致命性（無法恢復，只能記錄日誌並終止）vs 非致命性（多為暫時性，可延遲重試）。
• 交互性：用戶錯誤（提示用戶操作失誤）vs 內部錯誤（供開發者調試，含敏感數據）。

錯誤處理五步驟

1. 運行時發生錯誤（含硬件映射的軟件錯誤）。
2. 生成錯誤指示符（整數、結構體等）記錄原因與上下文。
3. 檢測錯誤（讀取指示符或回調上報）。
4. 決策處理方式（忽略、部分處理、完全處理）。
5. 恢復或終止執行。

主流錯誤傳遞機制

1. 返回值 + 回傳參數

最常用，但存在可讀性差、錯誤信息有限、成功/失敗定義不統一、調用者可忽略等問題。建議：Get 類函數用返回值攜帶結果，Set 類用返回值+回傳參數。統一定義狀態碼枚舉與解析宏。

2. 全局狀態標志 errno

Unix 系統調用與 C 庫函數失敗時設置 errno。注意：成功時可能修改 errno，必須先檢查返回值再讀 errno；多線程下為線程局部存儲；使用 strerror/perror 格式化輸出。可自定義類 errno 機制。

3. 局部跳轉 goto

破壞結構但適合集中錯誤處理。偽代碼模式：多個調用失敗統一 goto ErrHandle。

4. 非局部跳轉 setjmp/longjmp

跨函數跳轉，模擬異常機制。setjmp 保存棧環境，longjmp 恢復並返回非零值。注意：必須先調用 setjmp；longjmp 必須在 setjmp 作用域內；自動變量需加 volatile 保證一致性；大型項目不建議濫用，增加認知負擔。

5. 信號 signal/raise

處理除零等硬件異常。信號處理函數中可用 sigsetjmp/siglongjmp 跳過故障指令。整型除零不可恢復會循環觸發，需設置默認處理或跳轉。

程序終止與斷言

• exit：正常終止，調用 atexit 登記函數，刷新 I/O 流。
• _exit/_Exit：直接進入內核，不刷新流。
• abort：發送 SIGABRT，異常終止。
• assert：僅 Debug 生效，條件失敗輸出文件/行/函數/表達式並 abort。不可用於檢查合法的運行時錯誤（如文件不存在）。

封裝建議

1. 封裝高頻系統調用（如 Fork），內部處理錯誤並退出。
2. 封裝錯誤輸出（參考 err_doit/err_ret），支持變長參數、syslog、線程安全。