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 +1,82 @@
+/*
+ * fread — читает nmemb элементов по size байт из потока в ptr
+ * (буферизованно, вариант B+).
+ *
+ * Порядок: hold-байт → хвост буфера (memcpy) → большой остаток
+ * (>= BUFSIZ) одним read() напрямую в ptr мимо буфера → мелкий
+ * остаток через дозаполнение буфера.  Возвращает число ПОЛНЫХ
+ * элементов; короткое чтение ставит _F_EOF, ошибка — _F_ERROR.
+ * Консольный поток — посимвольно через getchar().
+ */
+
+#include <string.h>
+#include <unistd.h>
+#include <errno.h>
+#include "_file.h"
+
+size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *fp)
+{
+    if (!ptr || !fp) return 0;
+    if (size == 0 || nmemb == 0) return 0;
+
+    uint8_t *p    = (uint8_t *)ptr;
+    uint16_t total = size * nmemb;
+    uint16_t got   = 0;
+    uint16_t n;
+    int r;
+
+    if (fp->hold != EOF) {
+        *p++ = (uint8_t)fp->hold;
+        fp->hold = EOF;
+        got = 1;
+    }
+    if (fp->flags & _F_CONIN) {
+        while (got < total) {
+            int c = getchar();
+            if (c == EOF) break;
+            *p++ = (uint8_t)c;
+            got++;
+        }
+        goto done;
+    }
+    if (!(fp->flags & _F_READ)) { errno = EBADF; return 0; }
+    if (fp->flags & _F_DIROUT) {
+        if (_file_sync(fp)) return 0;      /* сброс накопленной записи */
+    }
+
+    /* 1) хвост readahead-буфера */
+    if (fp->level) {
+        n = total - got;
+        if (n > fp->level) n = fp->level;
+        memcpy(p, fp->curp, n);
+        fp->curp  += n;
+        fp->level -= n;
+        p   += n;
+        got += n;
+    }
+
+    n = total - got;
+    if (n == 0) goto done;
+    if (n >= BUFSIZ || !_file_buf(fp)) {
+        /* 2а) большой остаток (или нет буфера) — напрямую мимо буфера */
+        r = read(fp->fd, p, n);
+    } else {
+        /* 2б) мелкий остаток — дозаполнить буфер и скопировать */
+        r = read(fp->fd, fp->buf, BUFSIZ);
+        if (r >= 0) {
+            fp->level = (uint16_t)r;
+            fp->curp  = fp->buf;
+            if ((uint16_t)r < n) n = (uint16_t)r;
+            memcpy(p, fp->curp, n);
+            fp->curp  += n;
+            fp->level -= n;
+            r = (int)n;
+        }
+    }
+    if (r < 0) { fp->flags |= _F_ERROR; goto done; }
+    got += (uint16_t)r;
+    if (got < total) fp->flags |= _F_EOF;
+
+done:
+    return size == 1 ? got : got / size;
+}