45940 (665245), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

CHAR *CALLOC();

IF((FR->_FLAG&_READ)==0\!\!(FP->_FLAG&(EOF\!_ERR))\!=0

RETURN(EOF);

WHILE(FP->_BASE==NULL) /*FIND BUFFER SPACE*/

IF(FP->_FLAG & _UNBUF) /*UNBUFFERED*/

FP->_BASE=&SMALLBUF[FP->_FD];

ELSE IF((FP->_BASE=CALLOC(_BUFSIZE,1))==NULL)

FP->_FLAG \!=_UNBUF; /*CAN'T GET BIG BUF*/

ELSE

FP->_FLAG \!=_BIGBUF; /*GOT BIG ONE*/

FP->_PTR=FP->_BASE;

FP->_CNT=READ(FP->_FD, FP->_PTR,

FP->_FLAG & _UNBUF ? 1 : _BUFSIZE);

FF(--FP->_CNT<0) \(

IF(FP->_CNT== -1)

FP->_FLAG \! = _EOF;

ELSE

FP->_FLAG \! = _ ERR;

FP->_CNT = 0;

RETURN(EOF);

\)

RETURN(*FP->_PTR++ & 0377); /*MAKE CHAR POSITIVE*/

)

При первом обращении к GETC для конкретного файла счетчик

оказывается равным нулю, что приводит к обращению к

_FILEBUF. Если функция _FILEBUF найдет, что этот файл не от-

крыт для чтения, она немедленно возвращает EOF. В противном

случае она пытается выделить большой буфер, а если ей это не

удается, то буфер из одного символа. При этом она заносит в

_FLAG соответствующую информацию о буферизации.

Раз буфер уже создан, функция _FILEBUF просто вызывает

функцию READ для его заполнения, устанавливает счетчик и

указатели и возвращает символ из начала буфера.

Единственный оставшийся невыясненным вопрос состоит в

том, как все начинается. Массив _IOB должен быть определен и

инициализирован для STDIN, STDOUT и STDERR:

• 176 -

FILE _IOB[NFILE] = \(

(NULL,0,_READ,0), /*STDIN*/

(NULL,0,NULL,1), /*STDOUT*/

(NULL,0,NULL,_WRITE \! _UNBUF,2) /*STDERR*/

);

Из инициализации части _FLAG этого массива структур видно,

что файл STDIN предназначен для чтения, файл STDOUT - для

записи и файл STDERR - для записи без использования буфера.

Упражнение 8-3.

Перепишите функции FOPEN и _FILEBUF, используя поля

вместо явных побитовых операций.

Упражнение 8-4.

Разработайте и напишите функции _FLUSHBUF и FCLOSE.

Упражнение 8-5.

Стандартная библиотека содержит функцию

FSEEK(FP, OFFSET, ORIGIN)

которая идентична функции LSEEK, исключая то, что FP являет-

ся указателем файла, а не дескриптором файла. Напишите

FSEEK. Убедитесь, что ваша FSEEK правильно согласуется с бу-

феризацией, сделанной для других функций библиотеки.

8.6. Пример - распечатка справочников

Иногда требуется другой вид взаимодействия с системой

файлов - определение информации о файле, а не того, что в

нем содержится. Примером может служить команда LS (“список

справочника”) системы UNIX. По этой команде распечатываются

имена файлов из справочника и, необязательно, другая инфор-

мация, такая как размеры, разрешения и т.д.

Поскольку, по крайней мере, на системе UNIX справочник

является просто файлом, то в такой команде, как LS нет ниче-

го особенного; она читает файл и выделяет нужные части из

находящейся там информации. Однако формат информации опреде-

ляется системой, так что LS должна знать, в каком виде все

представляется в системе.

Мы это частично проиллюстрируем при написании программы

FSIZE. Программа FSIZE представляет собой специальную форму

LS, которая печатает размеры всех файлов, указанных в списке

ее аргументов. Если один из файлов является справочником, то

для обработки этого справочника программа FSIZE обращается

сама к себе рекурсивно. если же аргументы вообще отсутству-

ют, то обрабатывается текущий справочник.

Для начала дадим краткий обзор структуры системы файлов.

Справочник - это файл, который содержит список имен файлов и

некоторое указание о том, где они размещаются. Фактически

это указание является индексом для другой таблицы, которую

называют “I - узловой таблицей”. Для файла I-узел - это то,

• 177 -

где содержится вся информация о файле, за исключением его

имени. Запись в справочнике состоит только из двух элемен-

тов: номера I-узла и имени файла. Точная спецификация посту-

пает при включении файла SYS/DIR.H, который содержит

#DEFINE DIRSIZ 14 /*MAX LENGTH OF FILE NAME*/

STRUCT DIRECT /*STRUCTURE OF DIRECTORY ENTRY*/

\(

INO_T&_INO; /*INODE NUMBER*/

CHAR &_NAME[DIRSIZ]; /*FILE NAME*/

\);

“Тип” INO_T - это определяемый посредством TYPEDEF тип,

который описывает индекс I-узловой таблицы. На PDP-11 UNIX

этим типом оказывается UNSIGNED, но это не тот сорт информа-

ции, который помещают внутрь программы: на разных системах

этот тип может быть различным. Поэтому и следует использо-

вать TYPEDEF. Полный набор “системных” типов находится в

файле SYS/TUPES.H.

Функция STAT берет имя файла и возвращает всю содержащу-

юся в I-ом узле информацию об этом файле (или -1, если име-

ется ошибка). Таким образом, в результате

STRUCT STAT STBUF;

CHAR *NAME;

STAT(NAME,&STBUF);

структура STBUF наполняется информацией из I-го узла о файле с именем NAME. Структура, описывающая возвращаемую функцией STAT информацию, находится в файле SYS/STAT.H и выглядит следующим образом:

STRUCT STAT /*STRUCTURE RETURNED BY STAT*/

\(

DEV_T ST_DEV; /* DEVICE OF INODE */

INO_T ST_INO; /* INODE NUMBER */

SHORT ST_MODE /* MODE BITS */

SHORT ST_NLINK; / *NUMBER OF LINKS TO FILE */

SHORT ST_UID; /* OWNER'S USER ID */

SHORT ST_GID; /* OWNER'S GROUP ID */

DEV_T ST_RDEV; /* FOR SPECIAL FILES */

OFF_T ST_SIZE; /* FILE SIZE IN CHARACTERS */

TIME_T ST_ATIME; /* TIME LAST ACCESSED */

TIME_T ST_MTIME; /* TIME LAST MODIFIED */

TIME_T ST_CTIME; /* TIME ORIGINALLY CREATED */

\)

Большая часть этой информации объясняется в комментариях.

Элемент ST.MODE содержит набор флагов, описывающих файл; для

удобства определения флагов также находятся в файле

SYS/STAT.H.

• 178 -

#DEFINE S_IFMT 0160000 /* TYPE OF FILE */

#DEFINE S_IFDIR 0040000 /* DIRECTORY */

#DEFINE S_IFCHR 0020000 /* CHARACTER SPECIAL */

#DEFINE S_IFBLK 0060000 /* BLOCK SPECIAL */

#DEFINE S_IFREG 0100000 /* REGULAR */

#DEFINE S_ISUID 04000 /* SET USER ID ON EXECUTION */

#DEFINE S_ISGID 02000 /* SET GROUP ID ON EXECUTION */

#DEFINE S_ISVTX 01000 /*SAVE SWAPPED TEXT AFTER USE*/

#DEFINE S_IREAD 0400 /* READ PERMISSION */

#DEFINE S_IWRITE 0200 /* WRITE PERMISSION */

#DEFINE S_IEXEC 0100 /* EXECUTE PERMISSION */

Теперь мы в состоянии написать программу FSIZE. Если по-

лученный от функции STAT режим указывает, что файл не явля-

ется справочником, то его размер уже под рукой и может быть

напечатан непосредственно. Если же он оказывается справочни-

ком, то мы должны обрабатывать этот справочник отдельно для

каждого файла; так как справочник может в свою очередь со-

держать подсправочники, этот процесс обработки является ре-

курсивным.

Как обычно, ведущая программа главным образом имеет дело

с командной строкой аргументов; она передает каждый аргумент

функции FSIZE в большой буфер.

#INCLUDE

#INCLUDE /*TYPEDEFS*/

#INCLUDE /*DIRECTORY ENTRY STRUCTURE*/

#INCLUDE /*STRUCTURE RETURNED BY STAT*/

#DEFINE BUFSIZE 256

MAIN(ARGC,ARGV) /*FSIZE:PRINT FILE SIZES*/

CHAR *ARGV[];

\(

CHAR BUF[BUFSIZE];

IF(ARGC==1) \( /*DEFAULT:CURRENT DIRECTORY*/

ATRCPY(BUF,”.”);

FSIZE(BUF);

\) ELSE

WHILE(--ARGC>0) \(

STRCPY(BUF,*++ARGV);

FSIZE(BUF);

\)

\)

Функция FSIZE печатает размер файла. Если однако файл

оказывается справочником, то FSIZE сначала вызывает функцию

DIRECTORY для обработки всех указанных в нем файлов. Обрати-

те внимание на использование имен флагов S_IFMT и _IFDIR из

файла STAT.H.

• 179 -

FSIZE(NAME) /*PRINT SIZE FOR NAME*/

CHAR *NAME;

\(

STRUCT STAT STBUF;

IF(STAT(NAME,&STBUF)== -1) \(

FPRINTF(STDERR,”FSIZE:CAN'T FIND %S\N”,NAME);

RETURN;

\)

IF((STBUF.ST_MODE & S_IFMT)==S_IFDIR)

DIRECTORY(NAME);

PRINTF(“%8LD %S\N”,STBUF.ST_SIZE,NAME);

\)

Функция DIRECTORY является самой сложной. Однако значи-

тельная ее часть связана с созданием для обрабатываемого в

данный момент файла его полного имени, по которому можно

восстановить путь в дереве.

DIRECTORY(NAME) /*FSIZE FOR ALL FILES IN NAME*/

CHAR *NAME;

(

STRUCT DIRECT DIRBUF;

CHAR *NBP, *NEP;

INT I, FD;

NBP=NAME+STRLEN(NAME);

*NBP++='/'; /*ADD SLASH TO DIRECTORY NAME*/

IF(NBP+DIRSIZ+2>=NAME+BUFSIZE) /*NAME TOO LONG*/

RETURN;

IF((FD=OPEN(NAME,0))== -1)

RETURN;

WHILE(READ(FD,(CHAR *)&DIRBUF,SIZEOF(DIRBUF))>0) \(

IF(DIRBUF.D_INO==0) /*SLOT NOT IN USE*/

CONTINUE;

IF(STRCMP (DIRBUF.D_NAME,”.”)==0

\!\! STRCMP(DIRBUF.D_NAME,”..”)==0

CONTINUE; /*SKIP SELF AND PARENT*/

FOR (I=0,NEP=NBP;I

*NEP++=DIRBUF.D_NAME[I];

*NEP++='\0';

FSIZE(NAME);

\)

CLOSE(FD);

*--NBP='\0'; /*RESTORE NAME*/

)

Если некоторая дыра в справочнике в настоящее время не

используется (потому что файл был удален), то в соответству-

ющее I-узловое число равно нулю, и эта позиция пропускается.

Каждый справочник также содержит запись в самом себе, назы-

ваемую “.”, и о своем родителе, “..”; они, очевидно, также

должны быть пропущены, а то программа будет работать весьма

и весьма долго.

• 180 -

Хотя программа FSIZE довольно специализированна, она все

же демонстрирует пару важных идей. во-первых, многие прог-

раммы не являются “системными программами”; они только ис-

пользуют информацию, форма или содержание которой определя-

ется операционной системой. Во-вторых, для таких программ

существенно, что представление этой информации входит только

в стандартные “заголовочные файлы”, такие как STAT.H и

DIR.H, и что программы включают эти файлы, а не помещают

фактические описания внутрь самих программ.

8.7. Пример - распределитель памяти.

В главе 5 мы написали бесхитростный вариант функции

ALLOC. Вариант, который мы напишем теперь, не содержит огра-

ничений: обращения к функциям ALLOC и FREE могут перемежать-

ся в любом порядке; когда это необходимо, функция ALLOC об-

ращается к операционной системе за дополнительной памятью.

Кроме того, что эти процедуры полезны сами по себе, они так-

же иллюстрируют некоторые соображения, связанные с написани-

ем машинно-зависимых программ относительно машинно-независи-

мым образом, и показывают практическое применение структур,

объединений и конструкций TYPEDEF.

Вместо того, чтобы выделять память из скомпилированного

внутри массива фиксированного размера, функция ALLOC будет

по мере необходимости обращаться за памятью к операционной

системе. Поскольку различные события в программе могут тре-

бовать асинхронного выделения памяти, то память, управляемая

ALLOC, не может быть непрерывной. В силу этого свободная па-

мять хранится в виде цепочки свободных блоков. Каждый блок

включает размер, указатель следующего блока и саму свободную

память. Блоки упорядочиваются в порядке возрастания адресов

памяти, причем последний блок (с наибольшим адресом) указы-

вает на первый, так что цепочка фактически оказывается коль-

цом.

При поступлении запроса список свободных блоков просмат-

ривается до тех пор, пока не будет найден достаточно большой

блок. Если этот блок имеет в точности требуемый размер, то

он отцепляется от списка и передается пользователю. Если же

этот блок слишком велик, то он разделяется, нужное количест-

во передается пользователю, а остаток возвращается в свобод-

ный список. Если достаточно большого блока найти не удается,

то операционной системой выделяется новый блок, который

включается в список свободных блоков; затем поиск возобнов-

ляется.

Освобождение памяти также влечет за собой просмотр сво-

бодного списка в поиске подходящего места для введения осво-

божденного блока. Если этот освободившийся блок с какой-либо

стороны примыкает к блоку из списка свободных блоков, то они

объединяются в один блок большего размера, так что память не

становится слишком раздробленной. Обнаружить смежные блоки

просто, потому что свободный список содержится в порядке

возрастания адресов.

• 181 -

Одна из проблем, о которой мы упоминали в главе 5, зак-

лючается в обеспечении того, чтобы возвращаемая функцией

ALLOC память была выровнена подходящим образом для тех

объектов, которые будут в ней храниться. Хотя машины и раз-

личаются, для каждой машины существует тип, требующий наи-

больших ограничений по размещению памяти, если данные самого

ограничительного типа можно поместить в некоторый определен-

ный адрес, то это же возможно и для всех остальных типов.

Например, на IBM 360/370,HONEYWELL 6000 и многих других ма-

шинах любой объект может храниться в границах, соответствую-

щим переменным типа DOUBLE; на PDP-11 будут достаточны пере-

менные типа INT.

Свободный блок содержит указатель следующего блока в це-

почке, запись о размере блока и само свободное пространство;

управляющая информация в начале называется заголовком. Для

упрощения выравнивания все блоки кратны размеру заголовка, а

сам заголовок выровнен надлежащим образом. Это достигается с

помощью объединения, которое содержит желаемую структуру за-

головка и образец наиболее ограничительного по выравниванию

типа:

TYPEDEF INT ALIGN; /*FORCES ALIGNMENT ON PDP-11*/

UNION HEADER \( /*FREE BLOCK HEADER*/

STRUCT \(

UNION HEADER *PTR; /*NEXT FREE BLOCK*/

UNSIGNED SIZE; /*SIZE OF THIS FREE BLOCK*/

\) S;

ALIGN X; /*FORCE ALIGNMENT OF BLOCKS*/

\);

TYPEDEF UNION HEADER HEADER;

Функция ALLOC округляет требуемый размер в символах до

нужного числа единиц размера заголовка; фактический блок,

который будет выделен, содержит на одну единицу больше,

предназначаемую для самого заголовка, и это и есть значение,

которое записывается в поле SIZE заголовка. Указатель, возв-

ращаемый функцией ALLOC, указывает на свободное пространст-

во, а не на сам заголовок.

STATIC HEADER BASE; /*EMPTY LIST TO GET STARTED*/

STATIC HEADER *ALLOCP=NULL; /*LAST ALLOCATED BLOCK*/

CHAR *ALLOC(NBYTES)/*GENERAL-PURPOSE STORAGE ALLOCATOR*/

UNSIGNED NBYTES;

\(

HEADER *MORECORE();

REGISTER HEADER *P, *G;

REGISTER INT NUNITS;

NUNITS=1+(NBYTES+SIZEOF(HEADER)-1)/SIZEOF(HEADER);

IF ((G=ALLOCP)==NULL) \( /*NO FREE LIST YET*/

BASE.S PTR=ALLOCP=G=&BASE;

BASE.S.SIZE=0;

\)

• 182 -

FOR (P=G>S.PTR; ; G=P, P=P->S.PTR) \(

IF (P->S.SIZE>=NUNITS) \( /*BIG ENOUGH*/

IF (P->S.SIZE==NUNITS) /*EXACTLY*/

G->S.PTR=P->S.PTR;

ELSE \( /*ALLOCATE TAIL END*/

P->S.SIZE-=NUNITS;

P+=P->S.SIZE;

P->S.SIZE=NUNITS;

\)

ALLOCP=G;

RETURN((CHAR *)(P+1));

\)

IF(P==ALLOCP) /*WRAPPED AROUND FREE LIST*/

IF((P=MORECORE(NUNITS))==NULL)

RETURN(NULL); /*NONE LEFT*/

\)

\)

Переменная BASE используется для начала работы. Если

Характеристики

Список файлов реферата