为什么来自 /dev/null 的 ioctl FIONREAD 在 Mac OS X 上返回 0 而在 Linux 上返回随机数？答案

【问题标题】：Why does ioctl FIONREAD from /dev/null return 0 on Mac OS X and a random number on Linux?为什么来自 /dev/null 的 ioctl FIONREAD 在 Mac OS X 上返回 0 而在 Linux 上返回随机数？
【发布时间】：2018-09-25 03:22:44
【问题描述】：

在我正在处理的项目中添加测试时，我遇到了一些看起来很奇怪的事情 - 我一直在使用 /dev/null 作为串行端口，并且不希望有任何数据可供读取。

然而，在 LINUX 上总是有可用的数据，而在 Mac OS X 上，调用 srand() 后就有可用的数据。

有人可以帮助解释这种行为吗？

这是一个最小可行的 C++ 测试

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>

int open_serial(const char *device) {
    speed_t bd = B115200;
    int fd;
    int state;
    struct termios config;

    if ((fd = open(device, O_NDELAY | O_NOCTTY | O_NONBLOCK | O_RDWR)) == -1)
        return -1;

    fcntl(fd, F_SETFL, O_RDWR);
    tcgetattr(fd, &config);
    cfmakeraw(&config);
    cfsetispeed(&config, bd);
    cfsetospeed(&config, bd);

    config.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
    config.c_cflag &= ~(CSTOPB | CSIZE | PARENB);
    config.c_cflag |= CS8;
    config.c_lflag &= ~(ECHO | ECHOE | ICANON | ISIG);
    config.c_oflag &= ~OPOST;
    config.c_cc[VMIN] = 0;
    config.c_cc[VTIME] = 50; // 5 seconds reception timeout

    tcsetattr(fd, TCSANOW, &config);
    ioctl(fd, TIOCMGET, &state);
    state |= (TIOCM_DTR | TIOCM_RTS);
    ioctl(fd, TIOCMSET, &state);

    usleep(10000);    // Sleep for 10 milliseconds
    return fd;
};

int serial_data_available(const int fd) {
    int result;
    ioctl(fd, FIONREAD, &result);
    return result;
};

int main() {
    int fd = open_serial("/dev/null");
    printf("Opened /dev/null - FD: %d\n", fd);
    printf("Serial data available : %d\n", serial_data_available(fd));
    printf("Serial data available : %d\n", serial_data_available(fd));
    printf("Calling srand()\n");
    srand(1234);
    printf("Serial data available : %d\n", serial_data_available(fd));
    printf("Serial data available : %d\n", serial_data_available(fd));
    return 0;
}

在 Mac OS X 下输出如下：-

Opened /dev/null - FD: 3
Serial data available : 0
Serial data available : 0
Calling srand()
Serial data available : 148561936
Serial data available : 0

在 Linux 上，我得到以下信息：-

Opened /dev/null - FD: 3
Serial data available : 32720
Serial data available : 32720
Calling srand()
Serial data available : 32720
Serial data available : 32720

两个问题-

/dev/null 不应该总是有 0 个字节可供读取吗？
为什么在 Mac OS X 上调用 srand() 会导致可从 /dev/null 读取的字节发生变化？

【问题讨论】：

标签： macos serial-port ioctl srand dev-null

【解决方案1】：

问题很明显（事后看来！） - 结果 int 未初始化，因此当 ioctl 出现错误时，该函数返回一个非零整数，即使数据可能不可用。

int serial_data_available(const int fd) {
    int result;
    ioctl(fd, FIONREAD, &result);
    return result;
};

正确的代码应该是

int serial_data_available(const int fd) {
    int result = 0;
    ioctl(fd, FIONREAD, &result);
    return result;
};

【讨论】：