2.12 FreeRTOS_RingBuff 环形缓存数组的使用

前面我博客写了一篇《STM32 串口传输最佳处理方式 FreeRTOS+队列+DMA+IDLE（一）》就是利用RingBuff环形缓存数组来存数据，大家可以看着那边代码来看。
详细描述一下里面的原理：看一下入队函数

static uint16_t ps_tbwr_Blue=0;//缓存所在指针//入队的结构体
typedef struct
{uint16_t start_addr;  //入队开始位置uint16_t len;    // 入队长度
}BufferLoopData_Typedefvoid USART1_SendData(uint8_t *ps,uint16_t len)
{uint16_t i;        BufferLoopData_Typedef buffer_loop;buffer_loop.start_addr = ps_tbwr_Blue;buffer_loop.len = len;for (i=0;i<len;i++){if (ps_tbwr_Blue >= MAX_FRAME_COMM_BUFFER_SIZE){ps_tbwr_Blue = 0;}        txbuf_Blue_DMA[ps_tbwr_Blue] = *(ps+i);//txbuf_Blue_DMA为ps_tbwr_Blue++;        }xQueueSendToBack(xQueue_Blue_tx,(void *)&buffer_loop,portMAX_DELAY);
}

大家注意了，buffer_loop.start_addr 是循环数组入队地址，buffer_loop.start_addr是在ps_tbwr_Blue累加之前的被赋值。所以，它每次入队都是上一次缓存完的位置。即出队时，数据取出的位置。ps_tbwr_Blue是一个静态变量，会一直递增过去。

出队函数如下：

void USART1_SendTask(void const * argument)
{uint16_t i;BufferLoopData_Typedef buffer_loop;extern uint8_t txbuf_Blue_tmp[MAX_FRAME_COMM_LEN];   for (;;){xQueueReceive(xQueue_Blue_tx,&buffer_loop,portMAX_DELAY);  //SCB_CleanDCache();for (i=0;i<buffer_loop.len;i++){if (buffer_loop.start_addr >= MAX_FRAME_COMM_BUFFER_SIZE){buffer_loop.start_addr = buffer_loop.start_addr - MAX_FRAME_COMM_BUFFER_SIZE;}txbuf_Blue_tmp[i] = txbuf_Blue_DMA[buffer_loop.start_addr];buffer_loop.start_addr += 1;}   //SCB_CleanInvalidateDCache();Uart1_DMASend_Start(&txbuf_Blue_tmp[0],buffer_loop.len);//通过DMA发送xSemaphoreTake(BinarySem_UART1_tx_finish_Handle,portMAX_DELAY); //等待DMA发送成功taskYIELD();  }
}

工作如下：

第一次入队时,addr1，lenth1。
此时addr=0；ps=lenth1
第二次入队时addr2，lenth2。
此时addr2=ps=lenth1； ps=lenth1+lenth2
第三次入队时addr3，lenth3。
此时addr3=ps=lenth1+len2； ps=lenth1+lenth2+lenth2.
……
所以说，就想上面说的。addr是在ps累加之前被赋值了。它就是这样一个循环的过程。
上面是环形缓存数组的一种方法，有一点点拗口，但是非常的简介，实用。
出来上面方法还有一种利用链表的方法。具体如下

方法二：
利用链表`

/** 环形缓存区数据结构 */
typedef struct {size_tt rbCapacity;//空间大小uint8_t  *rbHead; //头uint8_t  *rbTail; //尾uint8_t  *rbBuff; //数据首地址
}rb_t;//第一步，创建环形队列，Wifi_rb_tx就是上面环形结构体
rbCreate(&Wifi_rb_tx,Wifi_RingBuff,Wifi_TX_FRAME_MAX_SIZE);//源码：
void rbCreate(rb_t* rb,uint8_t *Buff,uint32_t BuffLen)
{if(NULL == rb){printf("ERROR: input rb is NULL\n");return;}rb->rbCapacity = BuffLen;rb->rbBuff = Buff;rb->rbHead = rb->rbBuff;rb->rbTail = rb->rbBuff;
//第二步，向环形队列写入数据
rbWrite(&Wifi_rb_tx, data+1024*idx, (size_tt) 1024);
//源码：
int32_t rbWrite(rb_t *rb, const void *data, size_tt count)
{int tailAvailSz = 0;if(NULL == rb){printf("ERROR: rb is empty \n");return -1;}if(NULL == data){printf("ERROR: data is empty \n");return -1;}if (count >= rbCanWrite(rb)){printf("ERROR: no memory \n");return -1;}if (rb->rbHead <= rb->rbTail){tailAvailSz = rbCapacity(rb) - (rb->rbTail - rb->rbBuff);if (count <= tailAvailSz){memcpy(rb->rbTail, data, count);rb->rbTail += count;if (rb->rbTail == rb->rbBuff+rbCapacity(rb)){rb->rbTail = rb->rbBuff;}return count;}else{memcpy(rb->rbTail, data, tailAvailSz);rb->rbTail = rb->rbBuff;        return tailAvailSz + rbWrite(rb, (char*)data+tailAvailSz, count-tailAvailSz);}}else {memcpy(rb->rbTail, data, count);rb->rbTail += count;return count;}
}
}//第三步骤：从环形队列读出数据
rbRead((rb_t*)&Wifi_rb_tx,Wifi_TxRing_Temp,buffer_loop.len);
//源码
int32_t rbRead(rb_t *rb, void *data, size_tt count)
{int copySz = 0;if(NULL == rb){printf("ERROR: input rb is NULL\n");return -1;}if(NULL == data){printf("ERROR: input data is NULL\n");return -1;}if (rb->rbHead < rb->rbTail){copySz = min(count, rbCanRead(rb));memcpy(data, rb->rbHead, copySz);rb->rbHead += copySz;return copySz;}else {if (count < rbCapacity(rb)-(rb->rbHead - rb->rbBuff)){copySz = count;memcpy(data, rb->rbHead, copySz);//rb->rbHead += copySz;return copySz;}else{copySz = rbCapacity(rb) - (rb->rbHead - rb->rbBuff);memcpy(data, rb->rbHead, copySz);rb->rbHead = rb->rbBuff;copySz += rbRead(rb, (char*)data+copySz, count-copySz);return copySz;}}
}

配合FreeRTOS队列操作，只需将长度入队，出队即可。上面方法模块性强，更为复杂，但逻辑上更为简单，可作为模块化调用。

好了，总上所述。上面两种RingBuff各有所长。萝卜青菜各有所爱；两个都爱，一起拿走。

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