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  • (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cblockclist。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。

     

    getcputc函数分别用来从缓冲区链表中getput 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 ptrNULL(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1byte,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Label3:”处返回即可。

     

    iifirst ptr移出了当前缓冲区边界;

    iiifirst 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。

     

    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,clistlast 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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