4 改善FIFO緩沖區(qū)（harib04d）

能不能開發(fā)一個不需要數(shù)據(jù)移送操作的FIFO型緩沖區(qū)呢？答案是可以的。因為我們有個技巧可以用。

這個技巧的基本思路是，不僅要維護下一個要寫入數(shù)據(jù)的位置，還要維護下一個要讀出數(shù)據(jù)的位置。這就好像數(shù)據(jù)讀出位置在追著數(shù)據(jù)寫入位置跑一樣。這樣做就不需要數(shù)據(jù)移送操作了。數(shù)據(jù)讀出位置追上數(shù)據(jù)寫入位置的時候，就相當于緩沖區(qū)為空，沒有數(shù)據(jù)。這種方式很好嘛！

但是這樣的緩沖區(qū)使用了一段時間以后，下一個數(shù)據(jù)寫入位置會變成31，而這時下一個數(shù)據(jù)讀出位置可能已經(jīng)是29或30什么的了。當下一個寫入位置變成32的時候，就走到死胡同了。因為下面沒地方可以寫入數(shù)據(jù)了。

如果當下一個數(shù)據(jù)寫入位置到達緩沖區(qū)終點時，數(shù)據(jù)讀出位置也恰好到達緩沖區(qū)的終點，也就是說緩沖區(qū)正好變空，那還好說。我們只要將下一個數(shù)據(jù)寫入位置和下一個數(shù)據(jù)讀出位置都再置為0就行了，就像轉(zhuǎn)回去從頭再來一樣。

但是總還是會有數(shù)據(jù)讀出位置沒有追上數(shù)據(jù)寫入位置的情況。這時，又不得不進行數(shù)據(jù)移送操作。原來每次都要進行數(shù)據(jù)移送，而現(xiàn)在不用每次都做，當然值得高興，但問題是這樣一來，用戶會說：“有時候操作系統(tǒng)的反應(yīng)不好。這系統(tǒng)不行啊。”嗯，我們還是想盡可能避免所有的數(shù)據(jù)移送操作。

如果將緩沖區(qū)擴展到256字節(jié)，的確可以減少移位操作的次數(shù)，但是不能從根本上解決問題。

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仔細想來，當下一個數(shù)據(jù)寫入位置到達緩沖區(qū)最末尾時，緩沖區(qū)開頭部分應(yīng)該已經(jīng)變空了（如果還沒有變空，說明數(shù)據(jù)讀出跟不上數(shù)據(jù)寫入，只能把部分數(shù)據(jù)扔掉了）。因此如果下一個數(shù)據(jù)寫入位置到了32以后，就強制性地將它設(shè)置為0。這樣一來，下一個數(shù)據(jù)寫入位置就跑到了下一個數(shù)據(jù)讀出位置的后面，讓人覺得怪怪的。但這無關(guān)緊要，沒什么問題。

對下一個數(shù)據(jù)讀出位置也做同樣的處理，一旦到了32以后，就把它設(shè)置為從0開始繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。這樣32字節(jié)的緩沖區(qū)就能一圈一圈地不停循環(huán)，長久使用。數(shù)據(jù)移送操作一次都不需要。打個比方，這就好像打開一張世界地圖，一直向右走的話，會在環(huán)繞地球一周后，又從左邊出來。這樣一來，這個緩沖區(qū)雖然只有32字節(jié)，可只要不溢出的話，它就能夠持續(xù)使用下去。

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如果不是很理解以上說明的話，可以看看程序，一看就能會明白。

bootpack.h節(jié)選

struct KEYBUF {
    unsigned char data[32];
    int next_r, next_w, len;
};

變量len是指緩沖區(qū)能記錄多少字節(jié)的數(shù)據(jù)。

int.c節(jié)選

void inthandler21(int ＊esp)
{
    unsigned char data;
    io_out8(PIC0_OCW2, 0x61); /＊ 通知IRQ-01已經(jīng)受理完畢 ＊/
    data = io_in8(PORT_KEYDAT);
    if (keybuf.len < 32) {
        keybuf.data[keybuf.next_w] = data;
        keybuf.len++;
        keybuf.next_w++;
        if (keybuf.next_w == 32) {
            keybuf.next_w = 0;
        }
    }
    return;
}

以上無非是將我們的說明寫成了程序而已，并沒什么難點。倒不如這樣說，正是因為看了以上程序，大家才能搞清楚筆者想要說什么。讀出數(shù)據(jù)的程序如下：

for (; ; ) {
    io_cli();
    if (keybuf.len == 0) {
        io_stihlt();
    } else {
        i = keybuf.data[keybuf.next_r];
        keybuf.len——;
        keybuf.next_r++;
        if (keybuf.next_r == 32) {
            keybuf.next_r = 0;
        }
        io_sti();
        sprintf(s, "%02X", i);
        boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 0, 16, 15, 31);
        putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 16, COL8_FFFFFF, s);
    }
}

看吧，沒有任何數(shù)據(jù)移送操作。這個緩沖區(qū)可以記錄大量數(shù)據(jù)，執(zhí)行速度又快，真是太棒啦。我們測試一下，運行“make run”，當然能正常運行。耶！