单字节的FIFO缓存（30天自制操作系统--读书笔记）

     从今天起，写一些读书笔记。最近几个月都在看《30天自制操作系统这本书》，书虽说看的是电子书，但可以花钱买的正版书，既然花费了金钱，就总得有些收获。

     任何人都不能总是固步自封，想要进步就得学习别人的知识，对于程序员而言，最简单的方法即是学习别人的代码。

     今天的标题是“单字节的FIFO缓存”，其实就是做一个FIFO，看名字就知道了。也就4个函数和1个相关结构体，这样的小代码在嵌入式系统中很常用，也会很好用。

     1、相关数据结构体

 struct FIFO8
 {
        unsigned char *buf;     //实际存放数据的内存
        int w_pos,r_pos,size,free_left,flags;
        //w_pos是对缓存写入位置的记录
        //r_pos是对缓存读出位置的记录
        //size是缓存的数据大小
        //free_left是缓存中空出来的可供写入数据的空间大小
        //flags是标志记录
}

      2、初始化一个缓存空间

void fifo8_init(struct FIFO8 *fifo,int size,unsigned char *buf)
{
        fifo->buf = buf;    
        fifo->size = size;
        fifo->w_pos = 0;
        fifo->r_pos = 0;
        fifo->free_left = size;
        fifo->flags = 0;  
} 

     3、向缓存中加入一个数据

int fifo8_put(struct FIFO8 *fifo,unsigned char data)
{
        if(fifo->free_left == 0)
       {
               fifo->flags |= FLAG_OVERRUN;      //define FLAG_OVERRUN 1
               return -1;
       }        
       //free_left的判断标准就是
        //写人一个数据free_left减一，读出一个数据free_left加一，
        //最开始的时候，free_left为缓存大小，也就是整个缓存都是可以被写入的
        fifo->buf[fifo->w_pos] = data;
       fifo->w_pos++;
       if(fifo->w_pos == fifo->size)
       {
           fifo->w_pos = 0;    //对写指针进行位置限定  
        }
       fifo->free_left --;
      
       return 0;
}

    4、从缓存中取出一个数据

int fifo8_get(struct FIFO8 *fifo)
{
       int data;
       if(fifo->free_left == fifo->size)
       {
              return  -1;      //整个缓冲区都是空的，也就没有数据可读 
        }  
        data = fifo->buf[fifo->r_pos];
        fifo->r_pos ++;
        if(fifo->r_pos == fifo->size)
        {
               fifo->r_pos = 0;    //读取位置重定位 
         }
         fifo->free_left++;
         return data;                //注意data是unsigned char型，返回值是int型
}

   5、获取缓存区的状态 （缓存区有无数据可读）

int fifo8_status(struct FIFO8 *fifo)
{
       return (fifo->size - fifo->free_left);
       //缓存大小减去空着的大小，即缓存中存于数据的个数  
}

如何使用上述“单字节的FIFO缓存”代码，这个就很简单了：

1、先初始化

     unsigned char buf_for_fifo[32];//定义缓存本身

     struct FIFO8 testFifo;              //定义缓存结构体

     fifo8_init(&testFifo,32,buf_for_fifo);     //调用此函数即完成了初始化

2、在需要的地方向缓存区中写数据

     ret = fifo8_put(&testFifo,1);     //向缓存区中写数据1

3、在需要的地方查询缓存中有无存放数据，并读取出来

     if(fifo8_status(&testFifo) > 0)

     {

             data = fifo8_get(&testFifo);

             //处理这些数据即可

     }

以上代码设计的要点就是数据结构体设计，另外代码具有良好的可移植性，其关键操作代码中，传入的参数都是其核心数据结构的指针，这一点是不是很像C++中的this指针。

今天到此为止。