Question

请问：关于C语言中getc(stdin) 读取键盘缓冲区中的输入的问题？

C语言中：getc(stdin) 能取得键盘缓冲区中的一个字符：如：#include<stdio.h>void main(void){char a;a=getc(stdin);printf("%c",a);} 以下是stdio.h 中的部分源码：struct _iobuf {char *_ptr;int _cnt;char *_base;int _flag;int _file;int _charbuf;int _bufsiz;char *_tmpfname;};typedef struct _iobuf FILE;_CRTIMP int __cdecl _filbuf(FILE *);#define getc(_stream) (--(_stream)->_cnt >= 0? 0xff & *(_stream)->_ptr++ : _filbuf(_stream)) #define stdin (&_iob[0])#define stdout (&_iob[1])#define stderr (&_iob[2])_CRTIMP int __cdecl getc(FILE *);_CRTIMP extern FILE _iob[]; 从上面我们知道，getc()的参数是 一个可以指向 FILE 类型的变量，同时也知道 getc()的实现也知道 getc(stdin) 中的stdin 是(&_iob[0])。所以我们知道 ：_stream=&_iob[0]; 从上面我们知道_iob[] 是一个FILE数组，a=getc(stdin); 当程序执行到这里时，是怎么确定 _iob[0]._cnt的值的呢？即:问题1： --(_stream)->_cnt >= 0 中(_stream)->_cnt的值是那里来的? 问题2：0xff & *(_stream)->_ptr++，_ptr _ptr值是怎么来的？问题3：_filbuf(_stream)) 是什么意思？主要要问：getc() 是怎么实现从 键盘缓冲区中取得一个字符的？

Answer 1

1、有个叫做PCB的东西，叫做：进程调度表。这张表里维护着每个进程打开的文件、进程的上下文等信息。_iob[]就是存在于PCB中，而PCB又是由内核维护的，内核维护着设备，stdin是标准输入设备文件流指针，虽然_iob[]是存在于用户空间，但是内核会通过一系列的系统调用来维护他们。从(_stream)->_cnt 和getc(_stream)可以看出，_stream实际上就是FILE，通过看头文件中的typedef struct _iobuf FILE可以看出，_stream、FILE、_iobuf实际上是同一个东西，而_cnt就是在FILE指向的结构体里，它表示该缓冲区内有多少个字符。而缓冲区中的字符是内核通过监控输入设备然后copy进去的，所以如果_cnt为0的时候，getc就会调用_fillbuf(_stream)这个系统调用来重新填充缓冲区，也就是向内核请求将用户输入的字符拷贝到用户空间的缓冲区里。
2、_ptr是一个指向缓冲区某一位置的指针，其实，每个缓冲区相当于一个栈，而这个_ptr相当于栈顶指针，因为非服务器PC机操作系统基本上都是小端存取，所以栈指针是向下增长的，每增加一个数据，栈指针就自减，每读取一个数据，栈指针就自增。而0xff&是为了取一个字符，这样做可以忽略_ptr指针的类型，以便以后可以修改_ptr的类型。
3、_fillbuf(_stream)的意思我第1个回答中已经回答了。
4、getc()的流程。如果缓冲区中有字符，那么直接从缓冲区读取，如果没有，那么就调用_fillbuf(_stream)这个系统调用向内核申请，内核会监控标准输入设备，一旦有输入了就立马返回给用户；如果stdin经过了重定向，那么内核就会读取重定向后的文件或者设备。
相信这些已经很详细了，你应该能看懂。

Answer 2

stdin其实表示标准文件描述符的别名，真正的标准输入文件描述符应该与系统有关系
里面的_iob也与具体编译器实现有关系