如何假装输入 - Calc1te's Panopticon // Ca1cite的全景敞视

应该是本站第一个正经技术博客，但是离建立这个技术博客站已经过去一年了

起因#

最近在用 C++ 写一个终端放置游戏。既然是游戏，存档功能是刚需。但我很快发现了一个极度破坏体验的地方：存档路径。

肯定不能让用户每次都手写绝对路径，那样也太过分了，于是就有了预留一些输入的需求。用户觉得满意直接按回车，不满意就在此基础上修改。

terminal

之前为了实现基本的游戏功能就写了一个非阻塞的键盘监听

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void InputMonitor::initInput() {
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    struct termios newt = {};
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    tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt);
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    newt = oldt;
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    newt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);
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    tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt);
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    // set non-blocking
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    oldf = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL, 0);
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    fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oldf | O_NONBLOCK);
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}
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void InputMonitor::resetInput() {
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    tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldt);
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    fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oldf);
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}
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int InputMonitor::pollInput() {
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    int ch = getchar();
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    if (ch != EOF) return ch;
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    return -1;
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}

然后理所当然的觉得，既然输入路径是一个长字符串，那直接回归阻塞然后模拟一下输入就可以了。第一版代码大概就是这样：

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game->setHalt(true);
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game->monitor->pause();
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...
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std::string filePath;
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std::filesystem::path cwd = std::filesystem::current_path();
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std::string defaultPath = cwd.string();
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if (!defaultPath.empty() && defaultPath.back() != std::filesystem::path::preferred_separator) {
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    defaultPath += std::filesystem::path::preferred_separator;
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}
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std::getline(std::cin, filePath);

经过一番搜索和考虑一些跨平台的需求，在unix系统上用了TIOCSTI，允许进程向终端注入字符，模拟是用户敲出来的。在windows上则使用很丑陋的模拟keyEvent

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#ifdef _WIN64
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    HANDLE hInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);
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    for (char c : defaultPath) {
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        INPUT inputs[2] = {};
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        inputs[0].EventType = KEY_EVENT;
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        inputs[0].Event.KeyEvent.bKeyDown = TRUE;
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        inputs[0].Event.KeyEvent.uChar.AsciiChar = c;
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        inputs[0].Event.KeyEvent.wRepeatCount = 1;
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        inputs[1].EventType = KEY_EVENT;
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        inputs[1].Event.KeyEvent.bKeyDown = FALSE;
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        inputs[1].Event.KeyEvent.uChar.AsciiChar = c;
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        inputs[1].Event.KeyEvent.wRepeatCount = 1;
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        DWORD written;
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        WriteConsoleInputA(hInput, inputs, 2, &written);
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    }
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#else
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    for (char c : defaultPath) {
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        ioctl(STDIN_FILENO, TIOCSTI, &c);
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    }
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#endif

一言以蔽之TIOCSTI能直接往终端发送字符串，塞进cin的缓冲区里。不过这个设计有很多神秘的问题，比如默认路径/Users/calcite/calcite 会被读成 Users/calcite/calcite

刚开始怀疑是缓冲区没清空之类的问题，索性加了一行清空，然后就变成了/sers/calcite/calcite

只能说是非常神秘，疑似是因为 TIOCSTI 注入的速度极快，且异步于 shell 或程序的 cin 读取。当程序还没准备好接收输入，或者终端驱动在处理特殊字符（如 /）时存在竞争之类的。

经过一番搜索，没找到有类似问题的人，但是找到了这个issue 大概来说，就是这个功能实在是有够危险，所以被很多linux发行版和mac弃用了，既然OS没有明确支持，那感觉也没必要在mac上死磕了。

作者提了bash和zsh可以用shell函数，自然的想到了bash的历史命令功能，按了上键就能改之前的命令。

那么是怎么做到的呢？

搜了一下，大概来说终端其实并没有真的等你输入然后把缓冲区打印出来，只是在按下键盘之后实时的更新了一下缓冲区的字符然后

“假装是打印缓冲区的字符”

基于这个思路写了一个自定义的readLine，不再依赖内核注入，是在用户界面层“伪造”了一个输入过程：

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std::string InputMonitor::readLine(const std::string& prompt, const std::string& defaultInput) {
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    struct termios oldt = {}, newt = {};
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    tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt);
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    newt = oldt;
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    newt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);
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    tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt);
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    std::string buffer = defaultInput;
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    std::cout << prompt << buffer << std::flush;
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    while (true) {
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        char ch;
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        if (read(STDIN_FILENO, &ch, 1) > 0) {
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            if (ch == '\n') { // Enter
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                std::cout << std::endl;
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                break;
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            } else if (ch == 127 || ch == '\b') { // Backspace
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                if (!buffer.empty()) {
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                    buffer.pop_back();
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                    // Move cursor back, overwrite with space, move back again
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                    std::cout << "\b \b" << std::flush;
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                }
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            } else if (static_cast<unsigned char>(ch) >= 32 && ch != 127) {
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                buffer += ch;
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                std::cout << ch << std::flush;
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            }
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        }
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    }
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    tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldt);
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    return buffer;
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}

然后就好了。