[=GM= 0]

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

      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

      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

      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

      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.

[defunct 0]

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.

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.

[Гость =AVR=]

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 :)

Изменено 25 августа, 2007 пользователем =AVR=

[sensor_ua 0]

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.

[mse 0]

      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

...

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...

   .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.

   .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?

[SapegoAL 0]

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 :)

 

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

 

    .cseg
    .org    (pc & $ff80)+$80

 

Приведу пример буфера несколько сложнее организованного

 

;****************************************************************
;*   Вывод символа (wl) в буфер вывода. При выводе контроли-    *
;* руется заполнение буфера. При переполнении буфера вывод тор-    *
;* мозится, и подпрограмма не завершится, пока он не закончится.*
;*   Две точки входа: outwl и outwlsZ;                *
;*   Портятся tmph, Z.    (для outwl)                *
;*   Портятся tmph.    (для outwlsZ)                *
;****************************************************************

outwl:
    mov    tmph,    TBH
    sub    tmph,    TBE
    brcc    outw1
    subi    tmph,    -lBuf
outw1:    cpi    tmph,    2
    breq    outwl
    mov    Zl,    TBE
    ldi    ZH,    high(TxBuf)
    st    Z+,    wl
    cpi    Zl,    lBuf
    brne    outw2
    clr    Zl
outw2:    mov    TBE,    Zl
    ret

 

Приём

 

;****************************************************************
;*         Прерывание на приём данных.            *
;*                                *
;*   Принятый байт размещается в кольцевом буфере RxBuf. Размер *
;* кольцевого буфера lBuf байт. В случае когда до заполнения     *
;* буфера осталось 16 байт снимается готовность модема. (Аппа-    *
;* ратным или програмным способом. При освобождении буфера на     *
;* половину готовность опять включается в голове.        *
;*   Используются регистры RBH и RBE как мл. байт адреса указа-    *
;* телей на голову и хвост буфера соответственно. Портятся ре-    *
;* гистр wp и регистровая пара X.                *
;* Максимальное время выполнения: 31 такт.            *
;****************************************************************

RxUART:
    in    tmpsreg,    sreg
    mov    Xl,    RBE; Поместить его в регистровую пару X
    clr    Xh
    in    wp,    udr; Прочитать принятый байт и
    st    X+,    wp; поместить его в буфер
    cpi    Xl,    RxBuf+lBuf; Конец буфера?
    brne    RxU1    ; если нет, то дальше
    ldi    Xl,    RxBuf; а иначе в начало буфера
RxU1:    mov    RBE,    Xl; и сохранить
    mov    Xl,    RBH; Определить объём свободного места
    sub    Xl,    RBE; в буфере
    brcc    RxU2
    subi    Xl,    -lBuf; Откорректировать при перехлёсте
RxU2:    cpi    Xl,    16; Осталось меньше 16 байт?
    brsh    RxUE    ; если нет, то выйти

    sbi    portd,    CTS; Сбросить готовность модема

RxUE:    lds    Xl,    s2
    cp    wp,    Xl
    brne    plclr
    tst    nplusC
    brne    plinc
    tst    ms20
    breq    plinc
plclr:    clr    nplusC
        rjmp    plset
plinc:    inc    nplusC
plset:    lds    ms20,    s12; сбросить задержку
    out    sreg,    tmpsreg
    reti

 

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

[adnega 11]

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. :-)

command.rar

[=GM= 0]

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.

Кстати возможно автоматическое размещение буфера на границу по типу применяемой мной привязки таблицы данных

    .cseg
    .org    (pc & $ff80)+$80

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

;*   Две точки входа: outwl и outwlsZ;                *
;*   Портятся tmph, Z.    (для outwl)                *
;*   Портятся tmph.    (для outwlsZ)                *
;****************************************************************
outwl:    mov    tmph,    TBH
    sub    tmph,    TBE
    brcc    outw1
    subi    tmph,    -lBuf
outw1:    cpi    tmph,    2
    breq    outwl
    ret

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(:-).

[WHILE 0]

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.

[SapegoAL 0]

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.

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. :)

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

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.

 

;****************************************************************
;*   Вспомогательная. Выводит в буфер вывода цифру согласно би-    *
;* ту Т. Потом выводит "пробел".                *
;*   Портится tmph,wl и Z.                    *
;****************************************************************

outwlt:    clr    wl
    bld    wl,    0


;****************************************************************
;*   Вспомогательная. Выводит в буфер вывода цифру согласно ре-    *
;* гистра wl. Потом выводит "пробел".                *
;*   Портится tmph,wl и Z.                    *
;****************************************************************

outwlr:    andi    wl,    3
    ori    wl,    $30
    rcall    outwl
    ldi    wl,    $20


;****************************************************************
;*   Вывод символа (wl) в буфер вывода. При выводе контроли-    *
;* руется заполнение буфера. При переполнении буфера вывод тор-    *
;* мозится, и подпрограмма не завершится, пока он не закончится.*
;*   Две точки входа: outwl и outwlsZ;                *
;*   Портятся tmph, Z.    (для outwl)                *
;*   Портятся tmph.    (для outwlsZ)                *
;****************************************************************

outwl:
    mov    tmph,    TBH
    sub    tmph,    TBE
    brcc    outw1
    subi    tmph,    -lBuf
outw1:    cpi    tmph,    2
    breq    outwl
    mov    Zl,    TBE
    ldi    ZH,    high(TxBuf)
    st    Z+,    wl
    cpi    Zl,    lBuf
    brne    outw2
    clr    Zl
outw2:    mov    TBE,    Zl
    ret


outwlsZ:
    push    Zl
    push    Zh
    rcall    outwl
    pop    Zh
    pop    Zl
    ret

[Гость =AVR=]

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):

 

; For AVR Assembler 2 only
.macro    align
    .org    @0+PC-PC%@0
.endm

.dseg
    align    (32+SRAM_START)

ringb1:    .byte    32; @ 0x0080
ringb2:    .byte    32; @ 0x00A0

 

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

[=GM= 0]

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.

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.

 

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?

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.

[zltigo 1]

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;

[=GM= 0]

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

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

 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

[SapegoAL 0]

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.