RT-Thread串口接收的BUG(DMA缓存区太小)

RT-Thread串口接收的问题(ringbuffer溢出)

• 问题描述
• 问题是怎么发生的
• 目前的解决方式

问题描述

串口+DMA接收数据,发送数据一般会用到缓存区.这几天使用UART+DMA+ringbuff+缓存区的方式处理json数据时,发现程序会跑飞,也就是ringbuffer溢出.
按理说,官方的代码应该不会有什么问题,但问题就是在这,不清楚是中断的问题,还是缓存区的问题.

问题是怎么发生的:

• 首先,如下代码:

#define RT_SERIAL_RB_BUFSZ      128

RT_SERIAL_RB_BUFSZ这个宏决定了DMA的buffer大小和serial的ringbuffer大小.

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• 配置 DMA buffer 大小的代码如下:

/* enable interrupt */
if (flag == RT_DEVICE_FLAG_DMA_RX)
{
    rx_fifo = (struct rt_serial_rx_fifo *)serial->serial_rx;
    /* Start DMA transfer */
    if (HAL_UART_Receive_DMA(&(uart->handle), rx_fifo->buffer, serial->config.bufsz) != HAL_OK)
    {
        /* Transfer error in reception process */
        RT_ASSERT(0);
    }
    CLEAR_BIT(uart->handle.Instance->CR3, USART_CR3_EIE);
    __HAL_UART_ENABLE_IT(&(uart->handle), UART_IT_IDLE);
}

• 分配 serial 的 ringbuffer 大小的代码如下:

struct rt_serial_rx_fifo* rx_fifo;

rx_fifo = (struct rt_serial_rx_fifo*) rt_malloc (sizeof(struct rt_serial_rx_fifo) + serial->config.bufsz);
RT_ASSERT(rx_fifo != RT_NULL);
rx_fifo->buffer = (rt_uint8_t*) (rx_fifo + 1);
rt_memset(rx_fifo->buffer, 0, serial->config.bufsz);
rx_fifo->put_index = 0;
rx_fifo->get_index = 0;
rx_fifo->is_full = RT_FALSE;
serial->serial_rx = rx_fifo;
/* configure fifo address and length to low level device */
serial->ops->control(serial, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, (void *) RT_DEVICE_FLAG_DMA_RX);

通过RT-Thread的源码可知 DMA buffer 和 serial 的 ringbuffer 公用一个 buffer.

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我发送的数据长度为129,发送间隔>250ms(就是象征性表示这个速度不快),连续发几帧(没摸到规律,一般是4帧有时候也不一定),就会出现这个问题.
当然之前发送的是192+bytes的数据,现象一样的.

hard fault on handler

bus fault:
SCB_CFSR_BFSR:0x04 IMPRECISERR

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• 串口的回调函数为

rt_err_t uart2_input(rt_device_t device, size_t size)
{
    rt_mb_send(&serial2_rx_mb, size);
    return RT_EOK;
}

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• 这是线程中读取的代码,使用的邮箱来阻塞线程.

rt_uint8_t buffer[512] = {0};
/* 省略一部分无关代码 */
result = rt_mb_recv(&serial2_rx_mb, &length, RT_WAITING_FOREVER);
/* 省略一部分无关代码 */
result = rt_device_read(device,0,buffer,length);
LOG_D("r_len:%d", result);
i = i+result;

通过LOG_D输出result,length这俩变量的值.

上面这个图没有加入这段代码:

cjson_ptr = cJSON_Parse((char *)json_buffer);
LOG_I("%s", cJSON_GetErrorPtr());
if(cjson_ptr == NULL)
{
    LOG_I("cJSON_Parse failed");
    continue;
}

加入这段cJSON的防错代码之后.

目前的解决方式:

增加DMA buffer的大小RT_SERIAL_RB_BUFSZ

#define RT_SERIAL_RB_BUFSZ      256

目的是确保一帧数据(这里就是一帧JSON报文),小于这个RT_SERIAL_RB_BUFSZ.
这样,就可以在1帧/100ms的速度下,可以稳定的运行,不出现错误.