chdir后mkdir失败？权限或路径问题如何排查？

Question

在Shell脚本或C程序中，调用`chdir()`切换目录后执行`mkdir()`创建子目录时，偶现失败。常见原因包括：目标路径不存在、父目录无写权限、相对路径因`chdir`导致解析异常。需检查`chdir()`返回值确认切换成功，验证路径权限（`access()`或`ls -ld`），优先使用绝对路径规避歧义。结合`strace`或`errno`输出（如`EACCES`、`ENOENT`）精准定位问题根源。

Answer 1

Shell脚本与C程序中 chdir() 后 mkdir() 偶现失败的深度剖析

1. 问题现象与背景

在自动化部署、日志归档或临时目录管理等场景中，开发者常通过 chdir() 切换当前工作目录后调用 mkdir() 创建子目录。然而，在某些情况下，该操作偶发失败，表现为返回错误码或创建目录不存在。

此类问题具有非确定性，难以复现，但一旦发生可能导致后续文件写入失败、服务启动异常等连锁反应。

2. 常见失败原因分类

• EACCES (权限拒绝)：目标路径父目录无写权限或执行权限缺失
• ENOENT (文件不存在)：chdir() 指定的目录本身不存在
• 相对路径歧义：使用相对路径时，chdir() 改变了当前工作目录上下文，导致后续路径解析出错
• 并发竞争条件：多进程/线程同时操作同一目录结构
• 挂载点异常：目标路径位于NFS、tmpfs等特殊文件系统上，状态不稳定

3. 分析流程图（Mermaid）

graph TD
    A[开始] --> B{调用 chdir(path)}
    B -- 成功? --> C{调用 mkdir(subdir)}
    B -- 失败 --> D[检查 errno: ENOENT/EACCES]
    C -- 成功? --> E[目录创建完成]
    C -- 失败 --> F[输出 errno 并使用 strace 跟踪]
    D --> G[验证路径是否存在及权限]
    F --> G
    G --> H[改用绝对路径重试]
    H --> I[结合 access() 预检权限]
    I --> J[定位根本原因]
    

4. Shell脚本中的典型错误示例

#!/bin/bash
TARGET_DIR="/opt/app/logs"
SUB_DIR="2024-04-05"

chdir $TARGET_DIR   # 错误：应为 cd
mkdir $SUB_DIR      # 若 cd 失败，则在此处创建于原目录
    

正确做法：

cd "$TARGET_DIR" || { echo "Failed to change dir"; exit 1; }
mkdir -p "$SUB_DIR" || { echo "mkdir failed: $!"; exit 1; }
    

5. C语言实现的安全模式代码

步骤	函数调用	检查项
1	chdir(abs_path)	返回值 == 0？
2	access(".", W_OK)	当前目录可写？
3	mkdir("subdir", 0755)	errno 是否被设置？
4	strerror(errno)	输出具体错误信息

6. 实际调试手段对比

1. 使用 strace 跟踪系统调用：

   strace -e trace=chdir,mkdir,access ./your_program

2. 在C中打印 errno 解析结果：

   if (mkdir("data", 0755) == -1) {
       fprintf(stderr, "mkdir error: %s\n", strerror(errno));
   }

3. 预检路径有效性：

   if (access("/target", F_OK) == -1) {
       perror("Target directory missing");
   }

7. 最佳实践建议

• 始终校验 chdir() 返回值，不可假设切换成功
• 优先使用绝对路径避免上下文依赖
• 在调用 mkdir() 前使用 access(path, W_OK) 验证写权限
• 对关键目录操作添加重试机制与日志记录
• 避免在共享目录中进行无锁创建操作
• 考虑使用 mkdir -p 或 mkdir() 配合递归逻辑处理中间路径缺失
• 在容器化环境中注意卷挂载权限映射问题
• 定期审计目录权限模型，防止ACL策略变更引发隐性故障

8. 进阶排查工具链整合

构建自动化诊断脚本框架：

diagnose_dir_op() {
    local target=$1
    local subdir=$2

    cd "$target" || { echo "chdir failed: $(ls -ld "$target")"; return 1; }
    
    if ! access . W_OK >/dev/null; then
        echo "No write permission on $(pwd)"
        return 1
    fi

    strace -o /tmp/mkdir_trace -e mkdir mkdir "$subdir" || {
        grep mkdir /tmp/mkdir_trace
        echo "Error: $?"
    }
}