// io/inbuf1.hpp
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <streambuf>

extern "C" {
    int read (int fd, char* buf, int num);
}

class inbuf : public std::streambuf {
  protected:
    /* Буфер данных:
     * - до четырех символов в области возврата,
     * - до шести символов в обычном буфере ввода.
     */
    static const int bufferSize = 10;    // Размер буфера данных
    char buffer[bufferSize];             // Буфер

  public:
    /* Конструктор
     * - Инициализация пустого буфера
     * - без области возврата
     * => принудительный вызов underflow()
     */
    inbuf() {
        setg (buffer+4,     // Начало области возврата
              buffer+4,     // Текущая позиция
              buffer+4);    // Конечная позиция
    }

  protected:
    // Вставка новых символов в буфер
    virtual int_type underflow () {

        // Текущая позиция чтения предшествует концу буфера?
        if (gptr() < egptr()) {
            return traits_type::to_int_type(*gptr());
        }

        /* Обработка размера области возврата
         * - использовать количество прочитанных символов,
         * - но не более 4
         */
        int numPutback;
        numPutback = gptr() - eback();
        if (numPutback > 4) {
            numPutback = 4;
        }

        /* Копирование до четырех ранее прочитанных символов
         * в область возврата (первые четыре символа)
         */
        std::memmove (buffer+(4-numPutback), gptr()-numPutback,
                      numPutback);

        // Чтение новых символов
        int num;
        num = read (0, buffer+4, bufferSize-4);
        if (num <= 0) {
            // ОШИБКА или EOF
            return EOF;
        }

        // Сброс указателей
        setg (buffer+(4-numPutback),   // Начало области возврата
              buffer+4,                // Текущая позиция чтения
              buffer+4+num);           // Конец буфера

        // Вернуть следующий символ
        return traits_type::to_int_type(*gptr());
    }
};