Язык программирования Си. Издание 3-е, исправленное

Ритчи Деннис М.

Хотя в деталях ввод-вывод здесь не рассматривается, мы все же привели полное определение putc. Сделано это, чтобы показать, что она действует во многом так же, как и getc, вызывая функцию _flushbuf, когда буфер полон. В тексте имеются макросы, позволяющие получать доступ к флажкам ошибки и конца файла, а также к его дескриптору.

Теперь можно написать функцию fopen. Большая часть инструкций fopen относится к открытию файла, к соответствующему его позиционированию и к установке флажковых битов, предназначенных

для индикации текущего состояния. Сама fopen не отводит места для буфера; это делает _fillbuf при первом чтении файла.

#include <fcntl.h>

#include "syscalls.h"

#define PERMS 0666 /* RW для собственника, группы и проч. */

/* fopen: открывает файл, возвращает файловый указатель */

FILE *fopen(char *name, char *mode)

{

 int fd;

 FILE *fp;

 if (*mode != 'r' && *mode != 'w' && *mode != 'a'

return NULL;

 for (fp = _iob; fp < _iob + OPEN_MAX; fp++)

if ((fp->flag & (_READ | _WRITE)) == 0)

break; /* найдена свободная позиция */

 if (fp >= _iob + OPEN_MAX) /* нет свободной позиция */

return NULL;

 if (*mode == 'w')

fd = creat(name, PERMS);

 else if (*mode == 'a') {

if ((fd = open(name, O_WRONLY, 0)) == -1)

fd = creat(name, PERMS);

lseek(fd, 0L, 2);

 } else

fd = open(name, O_RDONLY, 0);

 if (fd == -1) /* невозможен доступ по имени name */

return NULL;

 fp->fd = fd;

 fp->cnt = 0;

 fp->base = NULL;

 fp->flag = (*mode == 'r') ? _READ : _WRITE;

 return fp;

}

Приведенная здесь версия fopen реализует не все режимы доступа, оговоренные стандартом; но, мы думаем, их реализация в полном объеме не намного увеличит длину программы. Наша fopen не распознает буквы b, сигнализирующей о бинарном вводе-выводе (поскольку в системах UNIX это не имеет смысла), и знака +, указывающего на возможность одновременно читать и писать.

Для любого файла в момент первого обращения к нему с помощью макровызова getc счетчик cnt равен нулю. Следствием этого будет вызов _fillbuf. Коли выяснится, что файл на чтение не открыт, то функция _fillbuf немедленно возвратит EOF. В противном случае она попытается запросить

память для буфера (если чтение должно быть с буферизацией).

После получения области памяти для буфера _fillbuf обращается к read, чтобы его наполнить, устанавливает счетчик и указатели и возвращает первый символ из буфера. В следующих обращениях _fillbuf обнаружит, что память для буфера уже выделена.

#include "syscalls.h"

/* _fillbuf: запрос памяти и заполнение буфера */

int _fillbuf(FILE *fp)

{

 int bufsize;

 if ((fp->flag & ( _READ | _EOF | _ERR )) != _READ)

return EOF;

 bufsize = (fp->flag & _UNBUF) ? 1 : BUFSIZ;

 if (fp->base == NULL) /* буфера еще нет */

if ((fp->base = (char *) malloc(bufsize)) == NULL)

return EOF; /* нельзя получить буфер */

 fp->ptr = fp->base;

 fp->cnt = read(fp->fd, fp->ptr, bufsize);

 if (--fp->cnt < 0) {

if (fp->cnt == -1)

fp->flag |= _EOF;

else

fp->flag |= _ERR;

fp->cnt = 0;

return EOF;

 }

 return (unsigned char) *fp->ptr++;

}

Единственное, что осталось невыясненным, - это каким образом организовать начало счета. Массив _iob следует определить и инициализировать так, чтобы перед тем как программа начнет работать, в нем уже была информация о файлах stdin, stdout и stderr.

FILE _iob[OPEN_MAX] = { /* stdin, stdout, stderr: */

 { 0, (char *) 0, (char *) 0, _READ, 0 },

 { 0, (char *) 0, (char *) 0, _WRITE, 1 },

 { 0, (char *) 0, (char *) 0, _WRITE | _UNBUF, 2 }

};

Инициализация flag как части структуры показывает, что stdin открыт на чтение, stdout– на запись, а stderr– на запись без буферизации.

Упражнение 8.2. Перепишите функции fopen и _fillbuf, работая с флажками как с полями, а не с помощью явных побитовых операций. Сравните размеры и скорости двух вариантов программ.

Упражнение 8.3. Разработайте и напишите функции _flushbuf, fflush и fclose.

Упражнение 8.4. Функция стандартной библиотеки

int fseek(FILE *fp, long offset, int origin)