termios/stdlib 中的奇怪缓冲行为

Question

我正在尝试禁用程序输入/输出的缓冲，以便尽快传输和接收字符，但根据我在 stdio 和termios 文档。这是一个小例子来解释我的意思：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>

int trapState;

void sigInt(int blah) {
    trapState++;
    if (trapState == 5) exit(EXIT_FAILURE);
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    int b = 0;
    trapState = 0;
    
    signal(SIGINT, &sigInt);
    
    while (1) {
        getchar();
        
        if (trapState > b) puts("boop\n");
        
        b = trapState;
    }
}

直截了当：当你点击 ^C 时，它应该打印一个字符串，然后第五次保释，对吧？

然而，奇怪的是，除非您按 ENTER，否则输出不会显示在终端上；此外，如果您在按 ENTER 之间多次按 ^C，只会打印一条消息， 这意味着 getchar() 一直阻塞到行尾，并且 SIGINT 处理程序正在递增 b 每次迭代不止一次，即使getchar() 在没有输入的情况下应该返回 EOF。 SIGINT 处理程序在它应该运行的时候运行，因为它会在第五次左右立即转储，但程序一直在等待getchar()，直到行缓冲区被填满。

所以，好吧，让我们 A. 尝试解决 stdio 和 B. 上的缓冲问题。考虑多个中断，看看会发生什么：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>

int trapState;

void sigInt(int blah) {
    trapState++;
    if (trapState == 5) exit(EXIT_FAILURE);
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    int b = 0;
    trapState = 0;
    
    setbuf(stdout, NULL);
    setbuf(stdin, NULL);
    
    signal(SIGINT, &sigInt);
    
    while (1) {
        while (trapState > b) {
            puts("boop\n");
            b++;
        }
        
        fflush(stdout);
        
        getchar();
    }
}

现在会打印多条消息，但仍仅在按下 ENTER 后才打印，这意味着 getchar() 仍处于阻塞状态，尽管在 stdin 上禁用了缓冲。 （并且我们无法在调用 getchar() 之前检查 EOF，因为 feof() 只能保证在 last 操作之后反映流的状态。）

但 TTY 驱动程序也默认设置了行缓冲区。是不是挂在里面了？让我们找出答案：

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

int trapState;
struct termios t, z;

void sigInt(int blah) {
    trapState++;
    if (trapState == 5) exit(EXIT_FAILURE);
}

void dump() {
    tcsetattr(fileno(stdin), TCSANOW, &z);
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    int b = 0;
    trapState = 0;
    
    setbuf(stdout, NULL);
    setbuf(stdin, NULL);
    
    tcgetattr(fileno(stdin), &z);
    
    tcgetattr(fileno(stdin), &t);
    t.c_lflag &= ~(ICANON);
    t.c_cc[VMIN] = 0;
    t.c_cc[VTIME] = 0;
    tcsetattr(fileno(stdin), TCSAFLUSH, &t);
    fflush(stdout);
    
    signal(SIGINT, &sigInt);
    atexit(&dump);
    
    while (1) {
        while (trapState > b) {
            puts("boop\n");
            b++;
        }
        
        fflush(stdout);
        
        getchar();
        
        tcflush(fileno(stdin), TCIOFLUSH);
    }
}

相同的结果。我有一个 heck 时间来解决这个问题 - getchar() 曾经 从标准输入返回 EOF 吗？或者它只是阻塞直到读取一个字符，无限期地？这种行为似乎是标准的——我在 Linux 系统和 BSD 系统上得到了相同的结果——但根据我正在阅读的文档所说的，它的行为方式并不像我期望的那样。我在这里错过了什么？

Answer 1

这应该禁用缓冲：

setvbuf(stdout, nullptr, _IONBF, (size_t) 0);