libc: FILE* v2 — буферизация потоков (вариант B+)

- единый ленивый буфер BUFSIZ=512 на чтение и запись с автопереключением направления (_F_DIROUT, _file_sync: запись сбрасывается write()-ом, readahead откатывается lseek-ом) - статическая таблица OPEN_MAX=8 слотов вместо malloc для FILE; _fclosall через atexit — exit() сбрасывает несброшенную запись - fread/fwrite: мелкое через буфер (memcpy), блоки >= BUFSIZ — мимо буфера одним syscall; горячие пути fgetc/fputc и сканер строк fgets (LDI до '\n') — на asm, SDCC на эти цепочки генерит ~90 инструкций с IX-фреймом - новое: ungetc (1 байт через hold, работает и на stdin), fprintf/vfprintf (vsprintf+fwrite), fflush(NULL) = все потоки - фиксы stdio-review: fwrite ставит _F_ERROR при короткой записи (issue 3), fgets(n=1) возвращает пустую строку (issue 4) - замер (MAME, HDD, 100 КБ): небуферизованная оценка ~144 с → fgetc 5 с (×29), fgets ~1 с; дизайн и отвергнутые варианты — docs/file-buffering-design.md Co-Authored-By: Claude Fable 5 <noreply@anthropic.com>
2026-07-06 16:09:13 +03:00
parent 4a081501d8
commit 48d552bf3a
27 changed files with 1093 additions and 302 deletions
@@ -0,0 +1,84 @@
+/*
+ * fgets — прочитать строку (до n-1 символов, '\n' сохраняется) из
+ * потока в buf с завершающим NUL.  Возвращает buf или NULL, если EOF
+ * наступил до первого сохранённого символа.  n=1 по стандарту —
+ * валидный вызов: ничего не читает, возвращает пустую строку.
+ *
+ * Быстрый путь: пока строка лежит в readahead-буфере, она копируется
+ * блоком asm-сканером (LDI + сравнение с '\n', ~50 тактов/байт) —
+ * fgetc-на-символ был в ~10 раз медленнее (замер fbench).  Медленные
+ * случаи (консоль, hold от ungetc, режим записи, дозаполнение буфера,
+ * EOF) уходят посимвольно через fgetc.
+ */
+
+#include "_file.h"
+
+/* Копировать из src в dst до max байт, остановившись ПОСЛЕ '\n'.
+ * Возврат: число скопированных байт | 0x8000, если '\n' найден.
+ * max: 1..512 (бит 15 счётчика свободен). */
+static uint16_t fgets_scan(uint8_t *dst, const uint8_t *src,
+                           uint16_t max) __naked
+{
+    (void)dst; (void)src; (void)max;
+    __asm
+        ;; HL = dst, DE = src, max на стеке (callee чистит).
+        pop   iy                    ; адрес возврата
+        pop   bc                    ; BC = max (> 0)
+        ex    de, hl                ; HL = src, DE = dst
+        push  bc                    ; max понадобится для подсчёта
+    _fgs_loop:
+        ld    a, (hl)
+        cp    a, #0x0A              ; сравнить ДО ldi: LDI не трогает Z,
+        ldi                         ; но выставляет P/V по BC ((DE)<-(HL))
+        jr    Z, _fgs_found         ; Z — от cp
+        jp    PE, _fgs_loop         ; P/V — от LDI: BC != 0
+        ;; max исчерпан, '\n' нет: count = max
+        pop   de
+        jp    (iy)
+    _fgs_found:
+        ;; count = max - BC, бит 15 = флаг '\n' (count <= 512 — безопасно)
+        pop   hl                    ; HL = max
+        ld    a, l
+        sub   a, c
+        ld    e, a
+        ld    a, h
+        sbc   a, b
+        or    a, #0x80
+        ld    d, a
+        jp    (iy)
+    __endasm;
+}
+
+char *fgets(char *buf, int n, FILE *fp)
+{
+    if (!buf || n < 1 || !fp) return NULL;
+    uint8_t *dst = (uint8_t *)buf;
+    int space = n - 1;
+
+    while (space > 0) {
+        if (fp->level && !(fp->flags & _F_DIROUT) && fp->hold == EOF) {
+            /* Быстрый блок: сканировать readahead до '\n'. */
+            uint16_t take = fp->level;
+            if (take > (uint16_t)space) take = (uint16_t)space;
+            uint16_t got = fgets_scan(dst, fp->curp, take);
+            uint16_t cnt = got & 0x7FFF;
+            fp->curp  += cnt;
+            fp->level -= cnt;
+            dst   += cnt;
+            space -= (int)cnt;
+            if (got & 0x8000) break;         /* строка закончена */
+            continue;                        /* буфер иссяк — дозаполнить */
+        }
+        /* Медленные случаи + refill/EOF — посимвольно. */
+        int c = fgetc(fp);
+        if (c == EOF) {
+            if (dst == (uint8_t *)buf) return NULL;
+            break;
+        }
+        *dst++ = (uint8_t)c;
+        space--;
+        if (c == '\n') break;
+    }
+    *dst = '\0';
+    return buf;
+}