(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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