C - UNIXシステム・インタフェース (_flushbuf, fflush, fcloseの設計)

プログラミング言語C 第2版 ANSI規格準拠
B.W. カーニハン D.M. リッチー (著)
石田 晴久 (翻訳)

開発環境

• OS X Lion - Apple(OS)
• Emacs、BBEdit - Bare Bones Software, Inc. (Text Editor)
• プログラミング言語: C
• Clang (コンパイラ)

プログラミング言語C 第2版 ANSI規格準拠 (B.W. カーニハン D.M. リッチー (著)、 石田 晴久 (翻訳)、共立出版)の第8章(UNIXシステム・インタフェース)、8.4(ランダム・アクセス - Lseek)、8.5(例 - Fopen と Getc の実現)の演習8-3を解いてみる。

その他参考書籍

• プログラミング言語Cアンサー・ブック 第2版 (クロビス・L．トンド、スコット・E．ギンペル(著)、矢吹 道郎(翻訳))

演習 8-3.

コード

sample.c

#define NULL 0
#define EOF (-1)
#define BUFSIZ 1024
#define OPEN_MAX 20

typedef struct _iobuf {
    int cnt;
    char *ptr;
    char *base;
    int flag;
    int fd;
} FILE;
FILE _iob[OPEN_MAX];

#define stdin (&_iob[0])
#define stdout (&_iob[1])
#define stderr (&_iob[2])

enum _flags {
    _READ = 01,
    _WRITE = 02,
    _UNBUF = 04,
    _EOF = 010,
    _ERR = 020
};

FILE _iob[OPEN_MAX] = {
    { 0, (char *) 0, (char *) 0, _READ, 0},
    { 0, (char *) 0, (char *) 0, _WRITE, 1},
    { 0, (char *) 0, (char *) 0, _WRITE | _UNBUF, 2}
};

int _fillbuf(FILE *);
int _flushbuf(int, FILE *);

#define feof(p) (((p)->flag & _EOF) != 0)
#define ferror(p) (((p)->flag & _ERR) != 0)
#define fileno(p) ((p)->fd)

#define getc(p) (--(p)->cnt >= 0 \
               ? (unsigned char) *(p)->ptr++ : _fillbuf(p))
#define putc(x,p) (--(p)->cnt >= 0 \
               ?  *(p)->ptr++ = (x) : _flushbuf((x), p))

#define getchar() getc(stdin)
#define putchar(x) putc((x), stdout)

#include <fcntl.h>
#define PERMS 0666

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;
    if (fp >= _iob + OPEN_MAX)
        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)
        return NULL;
    fp->fd = fd;
    fp->cnt = 0;
    fp->base = NULL;
    fp->flag = (*mode == 'r') ? _READ : _WRITE;
    return fp;
}

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)
        if ((fp->base = (char *) malloc(bufsize)) == NULL)
            return EOF;
    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++;
}

int _flushbuf(int a, FILE *fp)
{
    int bufsize;
    unsigned n;
    if (fp < _iob || fp >= _iob + OPEN_MAX)
        return EOF;
    if ((fp->flag & (_WRITE | _ERR)) != _WRITE)
        return EOF;
    bufsize = (fp->flag & _UNBUF) ? 1 : BUFSIZ;
    if (fp->base == NULL) {
        if ((fp->base = (char *) malloc(bufsize)) == NULL)
            fp->flag |= _ERR;
            return EOF;
    } else {
        n = fp->ptr - fp->base;
        if (write(fp->fd, fp->base, n) != n)
            fp->flag |= _ERR;
            return EOF;
    }
    fp->cnt = bufsize - 1;
    fp->ptr = fp->base;
    *fp->ptr++ = (char) a;
    return a;
}

int fclose(FILE *fp)
{
    int rc;
    if((rc = fflush(fp)) != EOF) {
        fp->cnt = 0;
        fp->ptr = NULL;
        free(fp->base);
        fp->base = NULL;
        fp->flag &= ~(_READ | _WRITE);
    }
    close(fp->fd);
    return rc;
}

int fflush(FILE *fp)
{
    int rc = 0;
    
    if (fp < _iob || fp >= _iob + OPEN_MAX)
        return EOF;
    if (fp->flag & _WRITE)
        rc = _flushbuf(0, fp);
    fp->cnt = (fp->flag & _UNBUF) ? 1 : BUFSIZ;
    fp->ptr = fp->base;
    
    return rc;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *fp;
    char error[1000] = "error";
    int c;
    int i;
    if ((fp = fopen(*++argv, "r")) != NULL) {
        while ((c = getc(fp)) != EOF)
            putchar(c);
        fclose(fp);
    } else
        for (i = 0; error[i] != '\0'; i++)
            putchar(c);
    
    return 0;
}

入出力結果(Terminal)

$ ./a.out sample.txt
??$ ./a.out sample.txt
$ ./a.out sample.txt
$ ./a.out sample.txt
??$ ./a.out sample.txt
$

??と出力されたり、何も出力されなかったり、期待通りに動かなかった。getcのあたりがおかしいことは分かったけど、修正方法が分からず。。>_<

とりあえず次に進むことに！