(莱昂氏unix源代码分析导读-49) 字符缓冲区
by cszhao1980
同块设备一样,对字符设备的输入输出也是通过缓冲区来进行的。使用缓冲区有个额外
的好处,即以缓冲区为界,函数可分为高低两个层次。低层函数负责与实际设备交互,
而高层函数只与缓冲区打交道,只对缓冲区存取数据,这样可以蔽掉掉底层的许多细节。
对于字符缓冲区,有两个最重要结构,即cblock和clist。前者是缓冲区本身,后者则用作
字符链表(队列)的头结点。莱昂在第23章中详细介绍了这两个struct,并对字符链表的
增删操作作了详细的分析,请您务必仔细阅读第23章的说明。
系统共有NCLIST个缓冲区资源:
8146: struct cblock cfree[NCLIST]
空闲的缓冲区都被链接在cfreelist链表中。
Cinit函数使用头插法建立cfreelist链表,该函数比较令人费解的是第8240行的for循环——该条
语句的作用是,使每个实际使用的缓冲区的起始地址都能够被8整除。莱昂其实已经说明了这
样做的原因,即这样设置之后,可以通过地址模除8的方式来判断clist的头尾指针是否移出了
一个缓冲区边界。
getc和putc函数分别用来从缓冲区链表中get和put char。奇怪的是,unix v6选择使用汇编来实现
这两个函数——也许是出于性能的考虑吧。
getc函数有一个参数,即缓冲区链表的头结点地址。
(1)第936行将first ptr放入r2;
(2) 937行:如果头结点的first ptr为NULL(表示缓冲区已空),则跳到Label 9,返回-1;
(3) 938行:取first ptr指向的一个byte,放入r0(作为返回值);
注意,这里使用的movb指令以byte为单位进行操作,r2会后移1个byte,而不是word。
(4) 940行:将first ptr后移一个byte。
接下来的处理分为3种情况:
i.缓冲区链表已空;
此时,无需后续处理,直接从Label“3:”处返回即可。
ii.first ptr移出了当前缓冲区边界;
iii.first ptr仍在当前缓冲区内;
这两种情况需要后续处理,即调整first ptr,并释放用完的缓冲区。
putc函数有两个参数:
(1) 要放入缓冲区链表的char;
(2) 缓冲区链表头结点地址。
同getc不同,该函数在当前缓冲区链表满时,需要申请空闲缓冲区——当无空闲缓冲区可
用时,操作会失败,会通过Label 9返回非0数据。函数有几个重要的判断:
(1) 976: 当前缓冲链表是否为空(只有头结点);
(2) 978: 系统中是否还有空闲缓冲区;
(3) 984: 当前缓冲区是否已经写满
【注】:从putc函数可知,clist的last ptr指向的其实并不是缓冲链表内最后一个char,而是该
char的下一个byte。如果没有跨越缓冲区边界,则此byte可用于存放下一个char,否则,表示
缓冲链表已满,需要新申请一个缓冲区。
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