<kbd id="afajh"><form id="afajh"></form></kbd>
<strong id="afajh"><dl id="afajh"></dl></strong>
    <del id="afajh"><form id="afajh"></form></del>
        1. <th id="afajh"><progress id="afajh"></progress></th>
          <b id="afajh"><abbr id="afajh"></abbr></b>
          <th id="afajh"><progress id="afajh"></progress></th>

          優(yōu)雅地用宏實(shí)現(xiàn)環(huán)形緩沖區(qū)

          共 11720字,需瀏覽 24分鐘

           ·

          2021-09-27 20:20

          之前寫的環(huán)行緩沖區(qū)文章


          柔性數(shù)組和環(huán)形隊(duì)列之間的故事

          C語言,環(huán)形隊(duì)列


          循環(huán)緩沖區(qū)是嵌入式軟件工程師在日常開發(fā)過程中的關(guān)鍵組件。

          多年來,互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)了許多不同的循環(huán)緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)和示例。我非常喜歡這個(gè)模塊,可以GitHub上找到這個(gè)開源的 CBUF.h 模塊。

          地址:https://github.com/barraq/BRBrain/blob/master/firmware/CBUF.h

          CBUF.h 模塊使用宏實(shí)現(xiàn)循環(huán)緩沖區(qū),具體源碼如下所示;

          #if !defined( CBUF_H )
          #define CBUF_H       /**< Include Guard                          */

          /* ---- Include Files ---------------------------------------------------- */

          /* ---- Constants and Types ---------------------------------------------- */

          /**
          *   Initializes the circular buffer for use.
          */
           

          #define CBUF_Init( cbuf )       cbuf.m_getIdx = cbuf.m_putIdx = 0

          /**
          *   Returns the number of elements which are currently contained in the 
           *  circular buffer.
          */


          #define CBUF_Len( cbuf )        ((typeof( cbuf.m_putIdx ))(( cbuf.m_putIdx ) - ( cbuf.m_getIdx )))

          /**
          *   Appends an element to the end of the circular buffer
          */


          #define CBUF_Push( cbuf, elem ) (cbuf.m_entry)[ cbuf.m_putIdx++ & (( cbuf##_SIZE ) - 1 )] = (elem)

          /**
          *   Retrieves an element from the beginning of the circular buffer
          */


          #define CBUF_Pop( cbuf )        (cbuf.m_entry)[ cbuf.m_getIdx++ & (( cbuf##_SIZE ) - 1 )]

          /**
          *   Retrieves the i'th element from the beginning of the circular buffer
          */


          #define CBUF_Get( cbuf, idx )        (cbuf.m_entry)[( cbuf.m_getIdx + idx ) & (( cbuf##_SIZE ) - 1 )]

          /**
          *   Retrieves the i'th element from the end of the circular buffer
          */


          #define CBUF_GetEnd( cbuf, idx )        (cbuf.m_entry)[( cbuf.m_putIdx - idx - 1 ) & (( cbuf##_SIZE ) - 1 )]

          /**
          *   Determines if the circular buffer is empty
          */


          #define CBUF_IsEmpty( cbuf )    ( CBUF_Len( cbuf ) == 0 )

          /**
          *   Determines if the circular buffer is full.
          */


          #define CBUF_IsFull( cbuf )     ( CBUF_Len( cbuf ) == ( cbuf##_SIZE ))

          /**
          *   Determines if the circular buffer is currenly overflowed or underflowed.
          */


          #define CBUF_Error( cbuf )      ( CBUF_Len( cbuf ) > cbuf##_SIZE )

          #if defined( __cplusplus )

          template < class IndexTypeunsigned Sizeclass EntryType >
          class CBUF
          {

          public:

              CBUF()
              {
                  m_getIdx = m_putIdx = 0;
              }

              IndexType Len() const   return m_putIdx - m_getIdx; }

              bool IsEmpty() const    return Len() == 0; }
              bool IsFull() const     return Len() == Size; }
              bool Error() const      return Len() > Size; }

              void Push( EntryType val )   
              
          {
                  m_entry[ m_putIdx++ & ( Size - 1 )] = val;
              }

              EntryType Pop()
              
          {
                  return m_entry[ m_getIdx++ & ( Size - 1 )];
              }

          private:

              volatile IndexType  m_getIdx;
              volatile IndexType  m_putIdx;
              EntryType           m_entry[ Size ];

          };

          #endif  // __cplusplus

          /* ---- Variable Externs ------------------------------------------------- */
          /* ---- Function Prototypes ---------------------------------------------- */

          /** @} */

          #endif // CBUF_H

          現(xiàn)在一般我不喜歡以這種方式使用宏,但實(shí)現(xiàn)已被證明是快速、高效且工作相對良好的,這是很難爭論的。

          循環(huán)緩沖區(qū)的設(shè)置非常簡單。首先,需要定義循環(huán)緩沖區(qū)的大小。這是通過定義宏 myQ_SIZE 來完成的,同時(shí)記住緩沖區(qū)大小需要是 2 的冪。

          然后通過創(chuàng)建一個(gè) myQ 類型的變量來聲明循環(huán)緩沖區(qū)。例如,如果 myQ_SIZE 定義為 64 字節(jié),則可以定義 UART 的發(fā)送和接收緩沖區(qū),如下面的圖 1 所示。

          圖 1 – 定義循環(huán)緩沖區(qū)

          在此示例中,myQ 被定義為靜態(tài)以限制緩沖區(qū)的范圍并聲明為易失性,因?yàn)樗鼈冊谥袛鄡?nèi)被修改。定義循環(huán)緩沖區(qū)只是第一步。為了分配緩沖區(qū),必須將這些變量傳遞給 CBUF_INIT 宏,如下圖 2 所示。

          圖 2 – 緩沖區(qū)初始化

          除了這個(gè)初始設(shè)置之外,緩沖區(qū)相當(dāng)簡單且易于使用。例如,可以使用 CBUF_PUSH 將通過串行接口接收 UART接收的字符推送到循環(huán)緩沖區(qū),如圖 3 所示。

          圖 3 – 推入緩沖區(qū)

          開發(fā)人員不僅希望將數(shù)據(jù)推送到循環(huán)緩沖區(qū)上,還希望從緩沖區(qū)彈出或獲取數(shù)據(jù)。看到這一點(diǎn)的一個(gè)簡單示例是需要獲取字符并通過 UART 傳輸?shù)拇邪l(fā)送器。圖 4 中可以看到一個(gè)示例傳輸函數(shù)。

          圖 4 – 從緩沖區(qū)彈出數(shù)據(jù)

          在健壯的應(yīng)用程序中,還應(yīng)檢查循環(huán)緩沖區(qū)長度和溢出狀態(tài)。CBUF 模塊確實(shí)提供了能夠檢查這些重要指標(biāo)的宏。

          要記住的一個(gè)重要問題是,如果需要對 CBUF 本身進(jìn)行任何調(diào)試,這是不可能的。無法為宏設(shè)置斷點(diǎn),因此如果出現(xiàn)問題,則需要對模塊進(jìn)行功能化以逐步執(zhí)行和調(diào)試。

          多年來使用這個(gè)模塊雖然我沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。循環(huán)緩沖區(qū)是在嵌入式系統(tǒng)中與串行設(shè)備通信的一個(gè)重要方面。

          循環(huán)緩沖區(qū)也很好理解,應(yīng)該創(chuàng)建它們以便它們可以模塊化并從一個(gè)應(yīng)用程序到下一個(gè)應(yīng)用程序重復(fù)使用。

          到目前為止,CBUF 模塊已被證明是這樣一個(gè)模塊,所以在這里,我強(qiáng)烈推薦一下這個(gè)模塊。好了,今天的文章就到這里,我們下期再見。


          再貼上代碼的注釋部分


          /****************************************************************************
          *
          *   Since this code originated from code which is public domain, I
          *   hereby declare this code to be public domain as well.
          *
          ****************************************************************************/

          /**
          *
          *   @file   CBUF.h
          *
          *   @brief  This file contains global definitions for circular buffer
          *           manipulation.
          *
          *   These macros implement a circular buffer which employs get and put
          *   pointers, in such a way that mutual exclusion is not required
          *   (assumes one reader & one writer).
          *
          *   It requires that the circular buffer size be a power of two, and the
          *   size of the buffer needs to smaller than the index. So an 8 bit index
          *   supports a circular buffer upto ( 1 << 7 ) = 128 entries, and a 16 bit index
          *   supports a circular buffer upto ( 1 << 15 ) = 32768 entries.
          *
          *   The basis for these routines came from an article in Jack Ganssle's
          *   Embedded Muse: http://www.ganssle.com/tem/tem110.pdf
          *
          *   In order to offer the most amount of flexibility for embedded environments
          *   you need to define a macro for the size.
          *
          *   First, you need to name your circular buffer. For this example, we'll
          *   call it myQ.
          *
          *   The size macro that needs to be defined will be the name of the
          *   circular buffer followed by _SIZE. The size must be a power of two
          *   and it needs to fit in the get/put indicies. i.e. if you use an
          *   8 bit index, then the maximum supported size would be 128.
          *
          *   The structure which defines the circular buffer needs to have 3 members
          *   m_getIdx, m_putIdx, and m_entry.
          *
          *   m_getIdx and m_putIdx need to be unsigned integers of the same size.
          *
          *   m_entry needs to be an array of xxx_SIZE entries, or a pointer to an
          *   array of xxx_SIZE entries. The type of each entry is entirely up to the
          *   caller.
          *
          *   #define myQ_SIZE    64
          *   
          *   volatile struct
          *   {
          *       uint8_t     m_getIdx;
          *       uint8_t     m_putIdx;
          *       uint8_t     m_entry[ myQ_SIZE ];
          *
          *   } myQ;
          *
          *   You could then use
          *
          *       CBUF_Push( myQ, 'x' );
          *
          *   to add a character to the circular buffer, or
          *
          *       ch = CBUF_Pop( myQ );
          *
          *   to retrieve an element from the buffer.
          *
          *   If you happen to prefer to use C++ instead, there is a templatized
          *   version which requires no macros. You just declare 3 template parameters:
          *
          *       - The type that should be used for the index
          *       - The size of the circular buffer
          *       - The type that should be used for the entry
          *
          *   For example:
          *
          *       CBUF< uint8_t, 64, char >   myQ;
          *
          ****************************************************************************/





          推薦閱讀:


          專輯|Linux文章匯總
          專輯|程序人生
          專輯|C語言
          我的知識(shí)小密圈

          關(guān)注公眾號(hào),后臺(tái)回復(fù)「1024」獲取學(xué)習(xí)資料網(wǎng)盤鏈接。

          歡迎點(diǎn)贊,關(guān)注,轉(zhuǎn)發(fā),在看,您的每一次鼓勵(lì),我都將銘記于心~
          瀏覽 27
          點(diǎn)贊
          評論
          收藏
          分享

          手機(jī)掃一掃分享

          分享
          舉報(bào)
          評論
          圖片
          表情
          推薦
          點(diǎn)贊
          評論
          收藏
          分享

          手機(jī)掃一掃分享

          分享
          舉報(bào)
          <kbd id="afajh"><form id="afajh"></form></kbd>
          <strong id="afajh"><dl id="afajh"></dl></strong>
            <del id="afajh"><form id="afajh"></form></del>
                1. <th id="afajh"><progress id="afajh"></progress></th>
                  <b id="afajh"><abbr id="afajh"></abbr></b>
                  <th id="afajh"><progress id="afajh"></progress></th>
                  天天夜夜拍拍 | 台湾午夜成人免费影院在线看 | 日本a视频免费 | 什么网站可以看毛片 | 五月婷婷综合91 |