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cat 如何在读取端口时暂停？

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cat 如何在读取端口时暂停？

当我们cat调整文本文件的内容时，所有内容都会打印出来并且命令终止。但是，当我们 时cat /dev/ttyS0，命令会挂起并等待新数据的到来。

这次暂停的原因是什么？

答案1

cat在终端中进行试验

cat正在等待更多数据，因为库恩格姆 说。当您输入cat并按下Enter以便其输入是您的终端时，也会发生同样的事情。在终端中，您可以轻松地试验 的行为cat。首先，这里描述了如何做到这一点。

当您在终端中键入Ctrl+时D，终端不会将文字Ctrl+D字符发送到程序。为此，您需要输入Ctrl+V来告诉终端下一个控制字符应该按字面意思处理，然后输入Ctrl+ D。反而：

  • 如果输入缓冲区中有文本——也就是说，您输入了尚未发送到程序的文本——那么缓冲区将被刷新，也就是说它已被发送到程序。该程序将在下次读取时接收它。
  • 如果输入缓冲区中没有文本，则终端向程序指示输入结束，这将导致程序在下一次读取操作时遇到文件结束条件，这（见下文）实际上是当前的读操作，在这种情况下，因为cat已经在读。

按下Enter，除了指示换行符,还Ctrl即使您没有按+ D，也会导致缓冲区被刷新。因此你会观察到：

  • 输入文本并按Enter或Ctrl+D会将cat相同的文本写入您的终端。使用Enter, cat也会写入换行符。

  • Enter在行首按，或按Ctrl+后执行此操作D，会发送一个换行符并cat 写入一个。

  • 在行首按Ctrl+或按+之后（即连续两次）将结束输入。DCtrlD

    当cat看到从最后一个输入源中没有任何内容可读取时（请记住，“cat”代表“catenate”或“concatenate”，这是它接收多个文件名参数时的行为方式），它会退出。

就像cat从控制终端读取数据时等待输入直到输入完成一样，它也会等待来自任何其他文件或设备（包括串行终端）的更多输入（如果您告诉它从中读取）。

Ctrl请注意，与+D和相关的特殊行为Enter会导致您的输入被发送到cat，这是你的终端，而不是cat。特别是，cat它本身并不特殊对待换行符。

等待进程的状态

当cat等待您的输入时，尝试从另一个终端检查其状态。

在大多数类 Unix 操作系统上，您可以通过运行pidof cat或 来查找所有正在运行的 cat 进程的进程 ID pgrep -x cat。至少一其中通常受到支持。或者在正在运行的同一终端中按Ctrl+来暂停它 - 这Zcat实际上挂起进程——然后运行ps以查找其 PID，然后通过运行 来恢复它fg。或者tty在第一个终端中运行以显示终端设备的路径名 - 在 GNU/Linux 中，这可能看起来像/dev/tty2或/dev/pts/4--then run cat，然后在第二个终端中运行，替换ps -t ttyttytty第一个终端的输出。

在第二个终端中，运行您替换的位置ps pidpid与 cat 进程的实际进程 ID。这将列出进程，包括显示其状态的列。 （即使您已经运行了tty -t上面的代码，这在某些系统上也是必要的，包括 GNU/Linux，它们之前不会包含状态列。）

例如，我在 GNU/Linux 系统上这样做：

ek@Io:~$ ps 30196
  PID TTY      STAT   TIME COMMAND
30196 pts/4    S+     0:00 cat

你的可能看起来不同。我建议运行man ps并查找出现在 STAT 或 S 列下的进程状态代码，这些代码在不同系统中略有不同。在那个 GNU/Linux 系统上，附注(1)显示进程的状态已报告为：

               S    interruptible sleep (waiting for an event to complete)


               +    is in the foreground process group

在那个 GNU/Linux 系统上，如果我运行cat然后用Ctrl+暂停它Z，如上所述，S+更改为T：

               T    stopped by job control signal

睡眠可中断，所以有不间断的睡觉？是的：

               D    uninterruptible sleep (usually IO)

当进程正在进行内核不允许取消的 IO 操作时，通常会发生这种情况。处于不间断睡眠状态的进程无法被终止。如果您使用或，一旦操作完成，它就会（分别）收到 TERM 或 KILL 信号。kill pidkill -9 pid

追踪过程

通常要调试程序，您可以在调试器中打开它，例如gdb或lldb。然而，包括 GNU/Linux 在内的一些系统有一个名为strace，您可以使用它来查看什么系统调用一个过程正在发生。当您用来strace运行等待来自终端的输入的进程时，您可以看到阻止其执行的每个read调用，直到更多输入发送到终端上的进程。如果您有 GNU/Linux 系统，例如 Fedora、CentOS、Debian 或 Ubuntu（这些只是示例，还有许多其他系统），请尝试运行以下命令：

strace cat

您将看到一大堆系统调用：首先是那些执行进程的系统调用（如果程序使用共享库，则后面execve是涉及文件名的各种调用，这几乎肯定是这样），然后是为大多数程序运行的系统调用ld.so使 C 库函数可以工作，包括mmapand brk...然后最终它将读取标准输入：

read(0,

这就是 的语法strace。过程cat是不是从字面上看，是在传递参数的过程中read（因为该语法对于以前没有使用过的 C 程序员来说可能看起来很像strace）。相反，它进行了read系统调用，尚未返回。当读取数据或到达输入结束时它将返回。

尝试输入一些内容，例如foo，然后按Enter。然后你会看到类似的内容：

"foo\n", 131072)                = 4
write(1, "foo\n", 4foo
)                    = 4
read(0,

这意味着什么？如果您退出cat（在行首添加Ctrl+ ，或在任意位置添加+ ）并重新运行它，同时通过将其重定向到抑制其输出，您将能够更轻松地看到：DCtrlC/dev/null

strace cat >/dev/null

您仍然可以看到输出，strace因为它被写入标准误并且你只重定向了标准输出。但现在cat自己的输出 -foo以及换行符，正如您所给出的那样 - 没有显示。键入foo并按下后您看到的内容Enter如下所示：

"foo\n", 131072)                = 4
write(1, "foo\n", 4)                    = 4
read(0,

这就是说，read调用完成，读取foo后跟一个换行符，显示为\n。cat然后调用write将相同的字符串写入其输出。其 C 代码中可能cat没有调用。write相反，它可能使用 C 库函数（如fprintf 或 ）fputs来执行写入，这不会显示在 的输出中，strace因为它不是系统调用，并且最终通过使用系统write调用来工作。传递4给它是write为了告诉它——也就是说，告诉内核——应该写入四个字节：f o o \n。

请注意，在调用 后write，再次cat调用read以继续读取输入。您可以继续给它输入并看到它调用write，然后read再次调用。例如，我输入abracadabra并按下Enter：

"abracadabra\n", 131072)        = 12
write(1, "abracadabra\n", 12)           = 12
read(0,

完成后，在输入最后一个内容后按Enter（或Ctrl+ ），然后按+ 。输入结束，退出，并向您显示如下内容：DCtrlDcatstrace

read(0, "", 131072)                     = 0
munmap(0x7f856a591000, 139264)          = 0
close(0)                                = 0
close(1)                                = 0
close(2)                                = 0
exit_group(0)                           = ?
+++ exited with 0 +++

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