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buff分析
阅读量:4055 次
发布时间:2019-05-25

本文共 4650 字,大约阅读时间需要 15 分钟。

1. 位置

使用时包含头文件:

#include "buffer.h"

2. 数据结构

2.1. struct buffer

struct buffer

/* 缓存头 */struct buffer{  struct buffer_bucket *head; /* 指向第一个数据块头 */  struct buffer_bucket *tail; /* 指向最后一个数据块头 */  u_int32_t alloc;     /* 已分配的数据块个数 */  u_int32_t size;      /* 数据块的数据域大小 */  struct buffer_bucket *unused_head; /* 未使用 */  struct buffer_bucket *unused_tail; /* 未使用 */  u_int32_t length;    /* 实际数据总长度 */};

struct buffer_bucket2.2. struct buffer_bucket

/* 数据块头 */struct buffer_bucket{  struct buffer *parent;  /* 未使用 */  struct buffer_bucket *next;  struct buffer_bucket *prev;  u_char *data;  /* 数据域指针 */  u_int32_t cp;  /* 写位置(current pointer) */  u_int32_t sp;  /* 读位置(start pointer) */};

3. 设计思路

· 缓存头:即struct buffer,用来管理数据块。

· 数据块:由数据块头和数据域组成。

· 数据块头:即struct buffer_bucket,以双向链表组织。

· 数据域:size大小的一块内存。

· 数据:各数据域中的有效部分(spcp之间的部分)。

· 缓存:由缓存头和n个数据块组成(n ≥ 0)。

· 数据块的写位置和读位置会随读写操作发生改变。

· data+sp表示数据块的读指针;data+cp表示数据块的写指针;如果cp的值为size,表示该数据块已经写满。

· 写数据时,往最后一个数据块的数据域中追加数据(从cp的位置);如果使用完,将自动以固定大小(缓存头中的size)分配数据块并继续追加。

· 读数据时,从第一个数据块的数据域中开始读取(从sp的位置);将读取的数据写入一个指定fd中,已被完全读取的数据块将被释放。

· 缓存示意图:

4. 接口

4.1. 缓存管理接口

4.1.1. buffer_new

· 原型

     struct buffer *buffer_new (u_int32_t size)

· 功能

     创建一个缓存头并初始化。

· 参数

     size:数据块的大小

· 返回

     NULL:缓存头指针
     NULL:申请空间失败

4.1.2. buffer_free

· 原型

     void buffer_free (struct buffer *b)  

· 功能

     释放所有数据块,然后释放缓存。

· 参数

     b:缓存头指针 

4.1.3. buffer_empty

· 原型

     int buffer_empty (struct buffer *b)  

· 功能

     判断一个缓存是否为空。

· 参数

     b:缓存头指针

· 返回

     1:缓存为空(缓存中没有数据块,或数据块中没有数据)

     0:缓存不为空

4.1.4. buffer_reset

· 原型

     void buffer_reset (struct buffer *b)  

· 功能

     清空一个缓存(释放所有数据块)。

· 参数

     b:缓存头指针

4.1.5. buffer_add

· 原型

     struct buffer_bucket *buffer_add (struct buffer *b) 

· 功能

     分配一个数据块,并添加到缓存尾部。

· 参数

     b:缓存头指针

· 返回

     NULL:新数据块指针

     NULL:申请空间失败

· 说明

     写数据前不需要调用此函数,因为写入数据时,会根据需求动态添加数据块。
     可改为static类型

4.2. 数据操作接口

4.2.1. buffer_write

· 原型

     u_int32_t buffer_write (struct buffer *b, const char *ptr, u_int32_t size)  

· 功能

     向缓存中写入指定大小的数据。

· 参数

     b:缓存头指针

     ptr:源数据指针

     size:要写入的字节数

· 返回

     实际写入的字节数

· 说明

     如果数据块不够,该函数内部会动态添加(可能会添加失败)。

4.2.2. buffer_putc

· 原型

     u_int32_t buffer_putc (struct buffer *b, char c) 

· 功能

     向缓存中写入一个字符。

· 参数

     b:缓存头指针

     c:字符

· 返回

     1:写入成功

     0:写入失败

· 说明

     该函数实际调用的是buffer_write函数。

4.2.3. buffer_flush_all

· 原型

     int buffer_flush_all (struct buffer *b, pal_sock_handle_t fd)  

· 功能

     把缓存中的数据写入指定fd,然后调用buffer_reset清空缓存。

· 参数

     b:缓存头指针

     fd:文件描述符

· 返回

     大于或等于0:实际写入的字节数(fd非法也返回0
     -1:为iovec分配空间失败

· 说明

     内部使用了iovec结构体和数据块建立一对一的映射,通过pal_sock_writevec实现输出。

     pal_sock_writevec是对writev函数的重命名,writev原型:ssize_t writev(int filedes, const struct iovec *iov, int iovcnt);

     writev以顺序iov[0]iov[iovcnt-1]从缓冲区中聚集输出数据。writev返回输出的字节总数。

4.2.4. buffer_flush_vty

· 原型

     int buffer_flush_vty (struct buffer *b, pal_sock_handle_t fd, int size, 

                                 int erase_flag, int no_more_flag, int force_more) 

· 功能

     把缓存中的数据写入指定fd,然后释放数据已全部输出的数据块。

· 参数

     b:缓存头指针

     fd:文件描述符

     size:要写入的字节

     erase_flag:是否输出擦除状态提示信息标志(1:输出;0:不输出)

     no_more_flag:如果缓存中还有数据,是否输出字符串“--More--”1:不输出;0:输出)

     force_more:如果值为1,则必定输出字符串“--More--”(优先级高于no_more_flag

· 返回

     参数force_more的值

· 说明

     擦除信息字符串和字符串“--More--”各会占用一个iovec,使iov_index的值加1,一次允许输出的最大数据块个数由宏IOV_MAX决定。
     该函数是给buffer_flush_window调用的,可改为static类型

4.2.5. buffer_flush_window

· 原型

     int buffer_flush_window (struct vty *vty, struct buffer *b, pal_sock_handle_t fd,

                                               int width, int height, int erase, int no_more)  

· 功能

     根据窗口大小输出数据到指定fd,然后释放数据已全部输出的数据块。

· 参数

     vty:虚拟终端指针

     b:缓存头指针
     fd:文件描述符
     width:窗口的宽(行宽)

     height:窗口的高(行数)

     erase:是否输出擦除状态提示信息标志(1:输出;0:不输出)

     no_more:如果缓存中还有数据,是否输出字符串“--More--”1:不输出;0:输出)

· 返回

     1:缓存中还有数据
     0:缓存中数据已全部输出

· 说明

     该函数最终调用的是buffer_flush_vty函数。

5. 使用方法

1. 创建缓存:调用buffer_new创建一个缓存头。

2. 写入数据:

a. 调用buffer_write写入指定大小的数据。

b. 调用buffer_putc写入一个字符。

3. 输出数据:

a. 调用buffer_flush_all输出全部数据,同时清空缓存;

b. 调用buffer_flush_window在指定大小的窗口中输出buffer中的数据,同时释放数据已完全输出的数据块。

4. 释放缓存:调用buffer_free释放所有数据块及缓存头。

6. 示例

buffer_demo.c

#include "buffer.h" #define BUFFER_SIZE   32 int main(char argc, char **argv){  struct buffer *b;  struct vty v;  int i, ret, fd, w_bytes;  char str[2][64] = {"hello world!\n",                      "buffer example program.\n"};     /* 创建一个缓存头并初始化 */  b = buffer_new(BUFFER_SIZE);  if (NULL == b)     {      return -1;    }   /* 向缓存中写入指定大小的数据 */  for (i = 0; i < 4; i++)    {      w_bytes = buffer_write(b, str[i%2], strlen(str[i%2]));      printf("%d bytes data has been written.\n", w_bytes);    }   /* 根据窗口大小输出数据到指定fd中 */  fd = 0;  do    {      ret = buffer_flush_window(&v, b, fd, 10, 8, 0, 0);    } while(ret);       return 0;} /*  写入数据时,分配了3个数据块。    第1个数据块中的内容为: hello world!\nbuffer example prog    第2个数据块中的内容为: ram.\nhello world!\nbuffer example    第3个数据块中的内容为:  program.\n  读取数据时,指定窗口大小为10*8,输出到窗口的效果如下:    hello worl    d!    buffer exa    mple progr    am.    hello worl    d!     --More--    buffer exa    mple progr    am. */

 

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