Тема открыта по горячим следам недавней острой дискуссии.

В ней одним из участников (defunct) была приведена программа, в которой использовался циклический буфер для работы с последовательным портом МК AT90S2313. На взгляд автора программа написана достаточно грамотно, но как-то слишком размашисто, без учёта мизерности ресурсов данного МК. Предлагаю участникам поделиться примерами и приёмами использования циклического буфера в программных разработках.

Для затравки предлагаю следующие фрагменты.

А. Запись байта из регистра AL в циклический буфер

Код

      mov     xl,qhead    ;указатель на запись
      st      x+,al       ;запишем байт
      cp      xl,qend     ;конец буфера?
      brne    .+2         ;нет, обходим
      ldi     xl,buffer   ;да, установим начало

Б. Чтение байта из циклического буфера в регистр AL

Код

      mov     xl,qtail    ;указатель на чтение
      ld      al,x+       ;прочитаем байт
      cp      xl,qend     ;конец буфера?
      brne    .+2         ;нет, обходим
      ldi     xl,buffer   ;да, установим начало

Если использовать буфер не произвольной длины, а кратный степени 2, и размещать его в памяти не произвольно, а начиная с адресов, кратных длине буфера, то размер кода можно немного сократить. Например.

В. Запись байта из регистра AL в циклический буфер длиной 32

Код

      mov     xl,qhead    ;указатель на запись
      st      x+,al       ;запишем байт
      cbr     xl,0xE0     ;держим указатель в предписанных рамках

Г. Чтение байта из циклического буфера длиной 32 в регистр AL

Код

      mov     xl,qtail    ;указатель на чтение
      ld      al,x+       ;прочитаем байт
      cbr     xl,0xE0     ;держим указатель в предписанных рамках

Здесь qhead, qtail, qend – регистровые переменные, содержащие адреса-указатели ячеек в озу для записи, чтения и конца буфера соответственно.

Если вы хотели услышать отзыв о вашем способе, то вот он:
Хороший способ. Особо хорошо подходит для задач где требуется выделить некий "под-поток" внутри потока. Другими словами для организации "probation" периода.

Такой метод (посредством урезания операцией "AND") организации кольцевых буферов с длиной и начальным адресом, кратными 2^N, весьма удобен и эффективен - недаром он широко применяется аж с 80-х годов. Эффективнее него - только аппаратные кольцевые буфера, реализованные в некоторых DSP, а также в dsPIC.

=GM= молодец - очень полезно время от времени напоминать широким массам о том, что Волга впадает именно в Каспийское море, а не в Северное

Сообщение отредактировал =AVR= - Aug 25 2007, 06:01

IMHO, обсуждение циклических буферов в привязке к архитектуре имеет смысл только при использовании ассемблера и всвязи с нюансами соблюдения атомарности операций. Ну и, как заметил =AVR=, при наличии аппаратной реализации в соответствующих камнях.

ИМХО, выделять регистровые переменные под хранение начала-конца для тонких АВР весьма тоскливо. Если прально понял, то всё это богацтво хранится вечно, бо чтение ЦБ осусчествляется в одном месте, запись - в другом...
Регистр, опять-же, ИМХО, гораздо дороже ячейки в ОЗУ...Хотя...

Код

   .dseg
qhead:    .byte   1
buffer:    .byte   N
qend:
other_data:

   ...
      lds     xl,qhead;указатель на запись
      st      x+,al;запишем байт
      cpi      xl,qend;конец буфера?
      brne      no_cycled;нет, обходим
      ldi     xl,buffer;да, установим начало
no_cycled:
           sts    qhead,xl

в пассиве три такта, два слова и лишний указатель в ОЗУ. Но зато есть лишний регистер и ничего не остаётся в регистрах надолго.

Но, как правило, в ЦБ кто-то пишет/читает постепенно и одновремено. Могут столкнуться и перетолкнуться, значит надо есчо и указатели контролировать.

Код

   .dseg
qread:    .byte   1
qwrite:    .byte   1
buffer:    .byte   N
qend:
other_data:

   ...
      lds     xl,qwrite;указатель на запис
      lds    r0,qread;на чьтение
      cp     xl,r0
      brne  pointers_ok
;
;ой, мля, чё делать-то?!!
;
pointers_ok:
      st      x+,al;запишем байт
      cpi      xl,low(qend);конец буфера?
      brne      no_cycled;нет, обходим
      ldi     xl,low(buffer);да, установим начало
no_cycled:
           sts    qwrite,xl
    ...

Вроде нигде не накосячил...А?

1) К сожалению не всегда применимо.
2) При написании программы - реализация кольцевого буфера - единицы %. Поэтому я за написание данного участка "размашисто". Зато нет необходимости лично контролировать размещение самого буфера.

Я тоже применял сначала такой метод. Кстати возможно автоматическое размещение буфера на границу по типу применяемой мной привязки таблицы данных



Приведу пример буфера несколько сложнее организованного



Приём



Это реализация старая 2003 года последние изменения. Сейчас вообще буфер большой. В байт не влазит. На мелочи не обращать внимание просто по живому вырезалось.

Доброго дня!

Мне вот очень интересно применение кольцевых буферов для реализации консоли.
Со временем "написались" некоторые участки кода, которые позволяют в общем виде сделать реакцию на команды. Юзаю повсеместно. Хотелось бы услышать отзывы и предложения по данной проблеме. :-)

Привет всем! Отъезжал ненадолго, тут праздник местный был (summer bank holiday), теперь будем смотреть ответы и отвечать по мере сил-возможностей(:-)

1) To SasaVitebsk. Как всегда, приведен добротный код. Есть только мелкие вопросики. Фрагмент ниже непонятен, вроде бы надо буфер разместить в озу, а у вас стоит пзу.

Трудно разобраться с передачей, метка outwl указана дважды, а метки outwlsZ нет вовсе.

2) Как обычно ничем не удивил и не порадовал широкоизвестный в узких кругах эникейщик =AVR=, вроде бы и похвалил, вроде бы и пожурил в одно и то же время, но что такое "аппаратные кольцевые буфера" и чем они отличаются от address mode осталось тайной(:-).

Господин учитель информатики раздает слонов за итоговую работу по теме "кольцевые буферы".
Вы бородку клинышком и пенсне не носите случаем?Если нет-подумайте на эту тему,имхо вам должно
пойти.

Да. Я так и написал. Просто вырвал кусочек использованный для объявления таблицы автоматически выровненной на границу. Что-нибудь подобное можно и для озу придумать. Чтобы вместо ORG.

Метка outwl указана 1 раз и является вызываемой. Второй раз использована метка outw1. Просто на том шрифте этого не видно. Если текст перенесёте, то увидите. Написано это где-то в 1994-95 примерно. Я тогда так принял локальные метки изменять для себя 1,2,3... Короче что-то по типу символа "_" у defunct. Кстати применение символа "_" используется некоторыми компиляторами для организации локальных меток. Иногда при макросах также делается. Так что наезд на defunct некорректен. Считаю его подход правильным. Просто когда я писал ещё не сложилось ничего (у меня). Да и вообще человек постоянно меняется оставаясь самим собой. Наверное было бы любопытно поболтать с собой самим лет 20 тому назад. Ну, безусловно избегая фраз типа: "придурок правее бери".

А что не хватает, - так ведь выхвачено было по живому. Оно же там всё повязано. Там нет ничего любопытного.

Аппаратные буфера отличаются от address mode тем же, чем summer bank holiday от аристократической и загадочной команды cbr xl,0xE0. То есть, простите, Sir, от плебейской и понятной команды andi xl,0x1F - ну, Вы, смею надеяться, поняли, а остальным не обязательно, а то опять засмеют Вас, как тогда с этим 24-канальным ШИМом - помните? Ну и славненько.

И аппаратные кольцевые буфера, Sir, в DSP не делаются, а имеются - вернее, имеется их поддержка, которая активируется установкой битиков в соответствующих регистриках - размерчик там буферочка, направление заполнения, флажочки разные удобные - если маразм склероз замучил, то прочитайте DS на какой-нибудь DSP или даже, не побоюсь этого слова, dsPIC - там Вам постараются объяснить это два раза и медленно, тщательно проговаривая слова. Нам, эникейщикам, в наших узких кругах такое практически недоступно - все урывками да слухами, никакого, панимаишь, информационного бума - один свист. Кстати, не Вы ли свистели, эсквайр? Ай-я-яй, как некультурно!

to SasaVitebsk: .org прекрасно и штатно работает и в ОЗУ, просто для этого нужно использовать его в секциях данных - dseg и/или eseg, Position Counter (PC) у каждой секции свой, и считает такой PC те единицы размещения, которые применяются в данной секции - слова для .code, байты для .dseg и .eseg. Выравнивание по кратной границе удобно делать при помощи (моего) макроса align (если директивы align нет в соответствующем ассемблере):



При размещении буферов в ОЗУ по нужным границам надо не забывать о том, что ОЗУ в разных АВР начинается с разных адресов - где 0x0060, а где и 0x0100. В примере выше адрес начала ОЗУ (SRAM_START, значение определено в .inc-файле) использовано как добавка к параметру align

Хорошо бы вам, уважаемый, не шипеть злобно из-за угла, а сказать что-нибудь ближе к теме ветки, не отклоняясь. Если, конечно, есть чем поделиться. На тему пресловутых циклических буферов, конечно, а не на тему пенсне.


Режим косвенной циклической адресации (indirect circular addressing mode) именно в дсп я знаю хорошо, поскольку каждый божий день применяю:

и такой movl *ar6%++,acc
и такой movl *+xar6[ar1%++]

А вот аппаратного буфера не нахожу, да, склероз-не склероз, свисти-не свисти...нету такого! Эникейщики, они тем и отличаются от обычных кодеров, что неглубоко копают, помните? А ещё они любят навести тень на плетень, сравнить, например, summer bank holiday с командой cbr.

Что касаемо 24-канального программного шима, не надо ля-ля, ваша программа проиграла моей программе по скорости более, чем в ТРИ раза. И никто не смеялся, один вы орали и брызгали слюной, всех задолбали, прямо скажем.

Moderator:
Так, оба двое и присоединившийся к ним совcем уж не по делу WHALE - снижаем накал страстей до уровня соответствующего технической теме а не банальной перепалке во freetalk.

Если уже начали о софтовых кольцевых буферах отдельную тему, то следует как минимум раскрыть тему пошире:
-получении информации о свободном месте в буфере;
-различных стратегиях поведения при переполнении буфера;
-организации небайтовых буферов;

Ищу решение, пока красивого нет. Нашёл вот только наиболее короткий способ чтения из буфера и записи в буфер практически ПРОИЗВОЛЬНОГО размера. Скажем для тайни – от 1 до 64 байт. Для старших моделей 1-256. По-моему, довольно симпатично(:-).

Идея состоит в том, чтобы адрес конца буфера помещался непосредственно перед границей по модулю 2^N. В то же время длина буфера может быть произвольной в пределах этого модуля 2^N. Например, конец буфера для тайни нужно выбрать равным 0xBF. Тогда начало буфера можно выбирать любое в пределах 0x80-0xBE. Полные фрагменты кода на запись/чтение в/из циклического буфера приведены ниже. Фрагменты похожи на реализацию, показанную mse (см. пост #5), но короче на одно слово.

А. Запись байта из регистра data в циклический буфер buffer

Код

bwrite: lds   xl,head       ;указатель
        clr   xh            ;на запись
        st    x+,data       ;запишем байт
        sbrc  xl,6          ;конец буфера?
        ldi   xl,low(buffer);да, установим начало
        sts   head,xl       ;новый указатель

Б. Чтение байта из циклического буфера buffer в регистр data

Код

bread:  lds   xl,tail       ;указатель
        clr   xh            ;на чтение
        ld    data,x+       ;прочитаем байт
        sbrc  xl,6          ;конец буфера?
        ldi   xl,low(buffer);да, установим начало
        sts   tail,xl       ;новый указатель

2 AVR спасибо. До вашего варианта не додумался. Про DSEG, естественно, знаю. Последнее время пишу всё на Си. Думаю что ваш макрос будет полезен многим. Интересные находки всегда любопытны. Я вот всё больше и больше склоняюсь к мысли что необходимо унифицировать некоторые узлы и блоки, процедуры процессоронезависимые и даже переменные и структуры.

Прошу прощения за отход от темы может кто посоветует хорошую книгу в данной области. То есть что-то по типу визуализации/структурирования. Даже не знаю как назвать эту область. Короче выработки единого подхода к написанию прог на Си.