如何为单字符 i/o 定义 getc 和 putc 函数，并提供适当的 i/o 操作缓冲 MIPS

Posted 2023-02-19

【中文标题】如何为单字符 i/o 定义 getc 和 putc 函数，并提供适当的 i/o 操作缓冲 MIPS

【英文标题】：How to define getc and putc functions for single character i/o, and provide proper buffering of i/o operations MIPS

【发布时间】：2021-07-30 13:30:19

【问题描述】：

(MIPS) 如何为单字符 i/o 定义 getc 和 putc 函数，提供适当的缓冲 strong> 具有 512 字节缓冲区的输入和输入操作。 -火星4.5

【问题讨论】：

您必须分享您正在使用的系统或模拟器。

我在 MARS 4.5 中编写程序集

您是否要像int getc(FILE *stream); 一样提供FILE 类型？是的，这意味着您可能还需要fopen/fclose 才能获得FILE *。

缓冲部分相当简单——只是编程的问题，以及缓冲区的一些数据空间。问题是你打算如何完成 C 的 stdio 的实现？

我要写结果。但它需要提供适当的缓冲。不必一次打印出每个字符。

【参考方案1】：

好的，您实际上并不需要getc/putc，只需要一些执行缓冲 I/O 的函数和在某些情况下（例如退出程序）刷新 I/O 的操作。

（目前假设此缓冲不会用于控制台 I/O，即仅文件 I/O — 控制台 I/O 是交互式的，并且在使用 getc 时需要 putc 缓冲区刷新。进一步为简单起见，您只希望能够一次写入一个文件，一次读取一个文件，尽管混合 put/get ok。）

提供两个全局缓冲区，一个用于putc，一个用于getc。与每个缓冲区相关联的还有一个全局变量end，它可以是一个计数或指针，以及一个值max，它可以是编译时间常数或变量，它指示缓冲区大小。此外，putc 和getc 中的每一个都是文件描述符变量。 （对于max 的概念，Getc 需要一个真正的变量。）

---

putc 函数只接受一个参数，即要放置的字符；它应该将字符输入其缓冲区并增加相关联的end — 如果end 达到max，则使用带有参数 putc 文件描述符（全局）、putc 缓冲区（全局) 和 putc max (缓冲区大小)。您选择如何处理错误（使用消息退出程序（可能更简单），或者将错误返回给调用者？）。然后在返回调用者之前将end重置为开头，b/c缓冲区现在是空的。

---

getc 函数不接受任何参数并返回一个字符或 EOF 指示符，如果缓冲区不为空，则从缓冲区中获取字符以返回，并推进 end 位置。返回之前，如果达到max，则重置到开头。

但是，如果缓冲区为空（即end 位于开头），则使用系统调用#14 使用 getc 文件描述符、getc 缓冲区和 getc 缓冲区大小进行读取。如果该读取调用出错，则再次调用是否将错误打印到控制台并退出程序，或将错误代码返回给用户（前者可能更简单）。如果它返回 0，这意味着 EOF，所以将它（可能是 -1）返回给调用者而不是一个字符。

如果它得到一个非零字符数，则设置max该字符数，并将字符加载到end位置（如果您在这里，则在开头）以返回并增加end 的位置。如果end 的位置是max，则在返回之前将其重置为开头。

---

初始化：客户端消费者需要将文件描述符放入getc 和putc 的全局文件描述符中，以便它们与其他全局变量一起使用。

您还需要提供flush 类型的调用，main 或其他调用者应将其用作终止程序之前的最终操作。此刷新操作将使用系统调用 #15 来写入缓冲区中当前有许多字符（如果超过 0，并将指示器重置为空缓冲区）。

客户端还应该关闭 getc/putc 之外的文件，也许还应该清除文件描述符。 （您可以考虑提供执行这些操作的退出调用。）