用C代码实现环形缓冲区(ring buf)

2024-04-11 04:04

本文主要是介绍用C代码实现环形缓冲区(ring buf),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

用C代码实现环形缓冲区(ring buf)

  • 概述
  • 环境介绍
    • launch.json(没改)
    • tasks.json
    • 注意
  • 代码
    • ringbuf.c
    • ringbuf.h
    • main.c
  • 测试说明
    • 工程代码下载

概述

因嵌入式项目需要,串口接收的数据有很高的周期性发送频率,原方式通过查询接收标志再接收会导致数据丢失和硬件buf溢出等问题,因此考虑开足够大的环形缓冲区(ring buf)实现,接收中断中仅实时的进行buf写操作,应用程序进行循环查询处理,将数据处理和数据接收解耦合,本文采用VS Code + Gcc编译器编写了测试验证程序,对ringbuf进行了测试,参考文章链接,并非照抄,而是在原文基础上进行了改进,并封装成单独的.c文件。

环境介绍

本文测试代码时在VS Code环境下进行了编写和调试,编译工具用的mingw64,详细配置方法就不做介绍了,主要介绍我遇到的一个问题:单个C程序可正常编译,但多个C程序编译报错(未定义的函数名),主要问题是launch.json 和 tasks.json 不对,参考文章,我的配置如下:

launch.json(没改)

 {// 使用 IntelliSense 了解相关属性。 // 悬停以查看现有属性的描述。// 欲了解更多信息,请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387"version": "0.2.0","configurations": []
}

tasks.json

该文件主要修改了 “ f i l e " 参数为: " {file}" 参数为:" file"参数为:"{cwd}\*.c”,以编译当前工程目录下的所有C文件

{"version": "2.0.0","tasks": [{"type": "cppbuild","label": "C/C++: gcc.exe 生成活动文件","command": "C:\\mingw64\\bin\\gcc.exe","args": ["-fdiagnostics-color=always","-g",//"${file}", //默认仅编译当前打开的单个文件"${cwd}\\*.c",//编译当前目录下的所有C文件"-o","${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe"],"options": {"cwd": "${fileDirname}"},"problemMatcher": ["$gcc"],"group": "build","detail": "编译器: C:\\mingw64\\bin\\gcc.exe"}]
}

注意

这2个文件不是自己编写的,生成方法如下:
打开项目文件夹->终端->配置默认生成任务->选择gcc,之后会自动生成,我们只需要修改部分内容即可

代码

三个文件,main.c为主程序,ringbuf.c和ringbuf.h

ringbuf.c


#include "ringbuf.h"/* ******************************************
* 环形缓冲区初始化函数 InitRingBuff函数参数说明:
*   参数1 buf :指向ringbuf的结构体指针
*   参数2 size :buf大小,单位字节
*   参数3 over_mode :写入覆盖模式
*        0-   当buf满时阻塞写,并丢弃最新数据
*        1-   当buf满时覆盖写,并丢弃最早的数据
***************************************** */
void InitRingBuff(ringfifo *buf, unsigned int size,int over_mode)
{buf->pHead = (char *)malloc(size * sizeof(char));memset(buf->pHead, 0, size);buf->pValidRead = buf->pHead;buf->pValidWrite = buf->pHead;buf->pTail = buf->pHead + size;buf->used_space = 0;buf->free_space = size;buf->overwrite = over_mode; printf("pread is %d \t pwrite is %d \t used_space is %d \n",buf->pValidRead,buf->pValidWrite,buf->used_space);
}// 向缓冲区写数据
int WriteRingBuff(ringfifo *buf,char *pdata, unsigned int len)
{if (buf->pHead == NULL ){printf("WriteRingBuff: RingBuff is not Init!\n");return -2;}if (len > buf->pTail - buf->pHead){printf("WriteRingBuff: ring buf is too small\n");//每次写入数据不能超过buf总长度,否则认为buf开的不够return -1;}if ((len > buf->free_space) && (buf->overwrite != 1)){printf("WriteRingBuff: New add data is too long\n");//只有在覆盖模式才可写入超过剩余空间的数据,否则无法写入return -1;}// 若新增的数据长度大于写指针和尾指针之间的长度if (buf->pValidWrite + len > buf->pTail){int PreLen = buf->pTail - buf->pValidWrite;int LastLen = len - PreLen;memcpy(buf->pValidWrite, pdata, PreLen);memcpy(buf->pHead, pdata + PreLen, LastLen);buf->pValidWrite = buf->pHead + LastLen; // 新环形缓冲区尾地址}else{memcpy(buf->pValidWrite, pdata, len); // 将新数据内容添加到缓冲区buf->pValidWrite += len;              // 新的有效数据尾地址}if ((len > buf->free_space) && (buf->overwrite == 1))//覆盖写{buf->pValidRead = buf->pValidWrite;buf->used_space = buf->pTail - buf->pHead; buf->free_space = 0;}else{//未覆盖buf->used_space += len; buf->free_space -= len;}return 1;
}// 从缓冲区读数据
int ReadRingBuff(ringfifo *buf, char *pdata, unsigned int len)
{if (buf->pHead == NULL ){printf("ReadRingBuff: RingBuff is not Init!\n");return -2;}if (len > buf->used_space){printf("ReadRingBuff: Read data is too long\n");return -1;}if (len == 0){return 1;}if (buf->pValidRead + len > buf->pTail){int PreLen = buf->pTail - buf->pValidRead;int LastLen = len - PreLen;memcpy(pdata, buf->pValidRead, PreLen);memcpy(pdata + PreLen, buf->pHead, LastLen);buf->pValidRead = buf->pHead + LastLen;}else{memcpy(pdata, buf->pValidRead, len);buf->pValidRead += len;}buf->used_space -= len;buf->free_space +=len;return len;
}

ringbuf.h

#ifndef __RINGBUF_H_
#define __RINGBUF_H_#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>typedef struct
{char *pHead;       // 环形缓冲区首地址char *pValidRead;  // 已使用环形缓冲区首地址char *pValidWrite; // 已使用环形缓冲区尾地址char *pTail;       // 环形缓冲区尾地址unsigned int used_space;  //环形缓冲区有效数据个数unsigned int free_space; //环形缓冲区剩余空间int overwrite;// 1- overwrite
} ringfifo;void InitRingBuff(ringfifo *buf, unsigned int size,int over_mode);
int WriteRingBuff(ringfifo *buf,char *pdata, unsigned int len);
int ReadRingBuff(ringfifo *buf, char *pdata, unsigned int len);#endif

main.c


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include "ringbuf.h"int main()
{char c;int len;int readLen = 1;char readBuffer[10];int i = 0;ringfifo buf1;int r;char* strbuff = (char*)malloc(100 * sizeof(char));buf1.overwrite = 1;InitRingBuff(&buf1,10,1);printf("Please enter a character,VER 0.4\n");while (1){fgets(strbuff,100,stdin);printf("strlen is %d\n",strlen(strbuff)-1);if(strlen(strbuff)>1){switch (*strbuff){case 'R':r = ReadRingBuff(&buf1,readBuffer, readLen);if (r > 0){for (i = 0; i < readLen; i++){printf("%c ", (char)readBuffer[i]);}printf("\n");printf("pread is %d \t pwrite is %d \t used_space is %d free space is %d BUF:",buf1.pValidRead,buf1.pValidWrite,buf1.used_space,buf1.free_space);for (i = 0; i < buf1.pTail - buf1.pHead; i++){printf("%c ", (char)*(buf1.pHead+i));}printf("\n");}break;default:WriteRingBuff(&buf1,strbuff, strlen(strbuff)-1);printf("pread is %d \t pwrite is %d \t used_space is %d free space is %d BUF:",buf1.pValidRead,buf1.pValidWrite,buf1.used_space,buf1.free_space);for (i = 0; i < buf1.pTail - buf1.pHead; i++){printf("%c ", (char)*(buf1.pHead+i));}printf("\n");break;}}};return 0;
}

测试说明

程序运行后输入除了”R“以外的任意字符,按回车后写入buf,输入R时从buf读取1个字节,初始化buf时需设置覆盖/阻塞模式,测试结果如下:
在这里插入图片描述

工程代码下载

这篇关于用C代码实现环形缓冲区(ring buf)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/893029

相关文章

golang版本升级如何实现

《golang版本升级如何实现》:本文主要介绍golang版本升级如何实现问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录golanwww.chinasem.cng版本升级linux上golang版本升级删除golang旧版本安装golang最新版本总结gola

SpringBoot中SM2公钥加密、私钥解密的实现示例详解

《SpringBoot中SM2公钥加密、私钥解密的实现示例详解》本文介绍了如何在SpringBoot项目中实现SM2公钥加密和私钥解密的功能,通过使用Hutool库和BouncyCastle依赖,简化... 目录一、前言1、加密信息(示例)2、加密结果(示例)二、实现代码1、yml文件配置2、创建SM2工具

Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)

《Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)》MySQL分区表的四种类型(范围、哈希、列表、键值),主要介绍了范围分区的创建、查询、添加、删除及重组织操作,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解... 目录一、mysql分区表分类二、范围分区(Range Partitioning1、新建分区表:2、分

MySQL 定时新增分区的实现示例

《MySQL定时新增分区的实现示例》本文主要介绍了通过存储过程和定时任务实现MySQL分区的自动创建,解决大数据量下手动维护的繁琐问题,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... mysql创建好分区之后,有时候会需要自动创建分区。比如,一些表数据量非常大,有些数据是热点数据,按照日期分区MululbU

MySQL中查找重复值的实现

《MySQL中查找重复值的实现》查找重复值是一项常见需求,比如在数据清理、数据分析、数据质量检查等场景下,我们常常需要找出表中某列或多列的重复值,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录技术背景实现步骤方法一:使用GROUP BY和HAVING子句方法二:仅返回重复值方法三:返回完整记录方法四:

IDEA中新建/切换Git分支的实现步骤

《IDEA中新建/切换Git分支的实现步骤》本文主要介绍了IDEA中新建/切换Git分支的实现步骤,通过菜单创建新分支并选择是否切换,创建后在Git详情或右键Checkout中切换分支,感兴趣的可以了... 前提:项目已被Git托管1、点击上方栏Git->NewBrancjsh...2、输入新的分支的

Python实现对阿里云OSS对象存储的操作详解

《Python实现对阿里云OSS对象存储的操作详解》这篇文章主要为大家详细介绍了Python实现对阿里云OSS对象存储的操作相关知识,包括连接,上传,下载,列举等功能,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录一、直接使用代码二、详细使用1. 环境准备2. 初始化配置3. bucket配置创建4. 文件上传到os

关于集合与数组转换实现方法

《关于集合与数组转换实现方法》:本文主要介绍关于集合与数组转换实现方法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录1、Arrays.asList()1.1、方法作用1.2、内部实现1.3、修改元素的影响1.4、注意事项2、list.toArray()2.1、方

使用Python实现可恢复式多线程下载器

《使用Python实现可恢复式多线程下载器》在数字时代,大文件下载已成为日常操作,本文将手把手教你用Python打造专业级下载器,实现断点续传,多线程加速,速度限制等功能,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录一、智能续传:从崩溃边缘抢救进度二、多线程加速:榨干网络带宽三、速度控制:做网络的好邻居四、终端交互

java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式

《java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式》:本文主要介绍java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录1. 前 言2. 编写工具类2.1 引入依赖包2.2 使用当前服务器的docker环境推送镜像2.2