Циклический буфер на AVR, (Примеры применения) Опции

[=GM=]

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.

[alcosar]

Вот одна из возможных реализаций. Имеется индекс чтения, количество занятых ячеек, флаг состояния переполнения и сам буфер.
Запрет прерывания при чтении нужен, если запись в буфер происходит в прерываниях.

Внимание! Программа не тестировалась в реальной работе. Если есть косяки, буду признателен за поправки. Опыт работы с AVR очень маленький.

Код

.dseg

.equ    BUF_SIZE = 64    ; размер буфера, может быть n^2 <= 256


buf:    .byte    3 + BUF_SIZE; счетчик занятых ячеек, индекс чтения, состояние буфера, буфер

.cseg


;------------------------------------------------
init_buf:
;------------------------------------------------
; инициализация буфера
; используются r16, r28, r29

; в Y адрес структуры, задающей буфер    
    mov    YL, LOW(buf)
    mov    YH, HIGH(buf)
    clr    r16
    std    Y, r16
    std    Y+1, r16
    std    Y+2, r16
    ret


;------------------------------------------------
write_buf:
;------------------------------------------------
; в r16 байт для записи
; используются регисты r17, r18, r28, r29

; в Y адрес структуры, задающей буфер    
    mov    YL, LOW(buf)
    mov    YH, HIGH(buf)

; если буфер полный не записывать, установить флаг переполнения
    ld    r17, Y
    cpi    r17, BUF_SIZE - 1
    brcs    L1
    ldi    r17, 1
    std    Y+2, r17
    ret
L1:    
; определить индекс для записи
; i = (rindex + count) & (BUF_SIZE - 1)
    ld    r18, Y + 1
    add    r18, r17
    andi    r18, BUF_SIZE-1
    
; увеличить счетчик занятых ячеек в буфере
; count++
    inc    r17
    st    Y, r17

; buf[i] = data;
    clr    r17
    add    YL, r18
    adc    YH, r17
    std    Y+3, r16
    ret

;------------------------------------------------
read_buf:
;------------------------------------------------
; возвращает байт в r16
; используются регисты r16, r17, r28, r29

; в Y адрес структуры, задающей буфер    
    mov    YL, LOW(buf)
    mov    YH, HIGH(buf)

; c = buf[rindex]
    ldd    r16, Y+3

    cli

; count--
    ld    r17, Y
    dec    r17
    st    Y, r17
    
; rindex = (rindex + 1) & BUF_SIZE - 1
    ldd    r17, Y+1
    dec    r17
    andi    r17, BUF_SIZE-1
    std    Y+1, r16
    sei
    ret

Сообщение отредактировал alcosar - Aug 31 2007, 12:40

[=GM=]

Код

; в Y адрес структуры, задающей буфер    
    mov    YL, LOW(buf)
    mov    YH, HIGH(buf)
; c = buf[rindex]
    ldd    r16, Y+3

Здесь логическая ошибка, вы всё время читаете из одной и той же ячейки памяти. Идея сделать отдельный счётчик на заполнение буфера мне кажется здравой, надо обдумать на досуге.

Для загрузки непосредственных данных в регистр применяется команда ldi, а не mov.

[alcosar]

[quote name='=GM=' date='Aug 31 2007, 18:12' post='289675']
Здесь логическая ошибка, вы всё время читаете из одной и той же ячейки памяти. Идея сделать отдельный счётчик на заполнение буфера мне кажется здравой, надо обдумать на досуге.
[quote]

Спасибо за поправку. Вроде бы теперь правильно.

Код

;------------------------------------------------
read_buf:
;------------------------------------------------
; возвращает байт в r16
; используются регисты r16, r17, r26, r27, r28, r29

; в Y адрес структуры, задающей буфер    
    ldi    YL, LOW(buf)
    ldi    YH, HIGH(buf)

    mov    XL, YL
    mov    XL, YL
        
    clr      r17
    ld     r16, Y+1
    add    XL, r16
    adc    XH, r17

; c = buf[rindex]
    ldd    r16, X

    cli

; count--
    ld    r17, Y
    dec    r17
    st    Y, r17
    
; rindex = (rindex + 1) & BUF_SIZE - 1
    ldd    r17, Y+1
    dec    r17
    andi    r17, BUF_SIZE-1
    std    Y+1, r16
    sei
    ret

Сообщение отредактировал alcosar - Sep 2 2007, 19:17