非缓冲标准输入读取

Question

我的测试应用程序是

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char *argv[], char *envp[]) {
  int fd[2];

  if(pipe(fd) < 0) { 
    printf("Can\'t create pipe\n");
    exit(-1); 
  }

  pid_t fpid = fork();
  if (fpid == 0) {
    close(0);
    close(fd[1]);
    char *s = (char *) malloc(sizeof(char));
    while(1) if (read(fd[0], s, 1)) printf("%i\n", *s);
  }
  close(fd[0]);
  char *c = (char *) malloc(sizeof(char));
  while (1) {
    if (read(0, c, 1) > 0) write(fd[1], c, 1);
  }
  return 0;
}

我希望能在每输入一个字符后看到其字符编码。但实际上，*s 只有在控制台中出现 '\n' 后才被打印。因此，似乎 stdin（文件描述符为 0）是带缓冲的。但是 read 函数是无缓冲的，不是吗？我错在哪里了。

更新：我使用的是 Linux。

因此，解决方案是：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>

int main(int argc, char *argv[], char *envp[]) {
  int fd[2];

  if(pipe(fd) < 0) { 
    printf("Can\'t create pipe\n");
    exit(-1); 
  }

  struct termios term, term_orig;

  if(tcgetattr(0, &term_orig)) {
    printf("tcgetattr failed\n");
    exit(-1); 
  }

  term = term_orig;

  term.c_lflag &= ~ICANON;
  term.c_lflag |= ECHO;
  term.c_cc[VMIN] = 0;
  term.c_cc[VTIME] = 0;

  if (tcsetattr(0, TCSANOW, &term)) {
    printf("tcsetattr failed\n");
    exit(-1);
  }

  pid_t fpid = fork();
  if (fpid == 0) {
    close(0);
    close(fd[1]);
    char *s = (char *) malloc(sizeof(char));
    while(1) if (read(fd[0], s, 1)) printf("%i\n", *s);
  }
  close(fd[0]);
  char *c = (char *) malloc(sizeof(char));
  while (1) {
    if (read(0, c, 1) > 0) write(fd[1], c, 1);
  }
  return 0;
} 

- Ximik

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请注意，这与缓冲无关。 - Šimon Tóth

代码在退出之前，应该将父进程的终端属性重置为“term_orig”吗？你可能还应该让子进程在某个时候退出——在父进程关闭后，它将不断从“read()”中获得0。然而，父进程也处于无限循环中；进程只有在被信号通知时才会结束。你真的需要一个信号处理程序，用主要信号的原始终端值调用“tcsetattr()”，这些信号可能会被处理：HUP、INT、QUIT或许、PIPE和TERM是一个不错的集合。当然，你无法对KILL或STOP做任何事情。 - Jonathan Leffler

Answer 1

很遗憾，使用标准的ANSI C是无法实现您所需的行为的。UNIX终端I/O的默认模式是面向行的，这意味着您始终需要输入\n字符才能检索输入。您需要使用终端I/O工具，在非规范模式下编程，以便每个按键触发一个事件。在Linux/UNIX上，您可以查看<termios.h>头文件或ncurses库。

- Charles Salvia

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@Ximik，是的，他们没有使用标准 ANSI C。他们大多数使用外部库，如ncurses或termcap。 - Charles Salvia

Answer 2

在我看来，你的解决方案有点复杂。仍然不明白为什么需要管道和两个进程。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>

int main(int argc, char *argv[], char *envp[]) {
  struct termios term, term_orig;

  if(tcgetattr(0, &term_orig)) {
    printf("tcgetattr failed\n");
    exit(-1);
  }

  term = term_orig;

  term.c_lflag &= ~ICANON;
  term.c_lflag |= ECHO;
  term.c_cc[VMIN] = 0;
  term.c_cc[VTIME] = 0;

  if (tcsetattr(0, TCSANOW, &term)) {
    printf("tcsetattr failed\n");
    exit(-1);
  }

  char ch;
  while (1) {
    if (read(0, &ch, 1) > 0) 
      printf(" %d\n", ch);
  }
  return 0;
}

- Sam Toliman

Answer 3

Unix在内核中缓冲您的tty字符，部分原因是程序不必单独处理行编辑，除非他们想要这样做。

您可以指示tty驱动程序立即提供字节。有各种库可使此比使用原始ioctl更容易一些。 您可以从termios(3)开始。

- DigitalRoss

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可惜没人花时间改进这个内核级别的行编辑器，使其真正可用... 原则上它可以和 readline 一样好用。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE