可能觉得使用串口很简单，无非就是初始化GPIO，初始化串口。接着发送---检测是否成功。表面上看来是很简单的问题。然而，我要说的并不是这些。我要说的是volatile和中断向量表的问题。在其中配合一点gdb调试。

使用ringbuffer
这里的串口使用非缓冲发送，ringbuffer中断缓冲接收的方式。先来看看ringbuffer。ringbuffer是一个特殊的队列，FIFO。
3 L0 G/ ]/ I8 Z3 |8 b* M2 xstruct ringbuffer
{
    uint8_t *bf;
    int len;
' |$ I% m# M' I( {. R: r   
    int count;
5 z3 Q, q+ v  W: ]% g    int putidx; /* read index and put index */
9 s1 h! j) k$ `* C    int getidx;
) w( i* u8 F! p7 s5 e9 ?) A$ P};
struct ringbuffer对一个数组中的数据进行管理。数组的字节个数是len。更加详细的细节请大家尽情Google。写了一个宏，用来声明一个ringbuffer用来管理内存，准确的说叫做定义更好一些。
#define DECLARE_RB(name,len) \
    uint8_t name##_buff[len]; \
1 ~- L. K% K2 P0 V: Z: ~* {    struct ringbuffer name = { \
        name##_buff,len,0,0,0 }
提供的接口函数：
  Z# ~5 Y" r; p; W! ^) _: s#define rbcount(prb) ((prb)->count)
( `, @1 U9 m+ j+ h#define rbfull(prb) ( (prb)->count==(rb)->len )
#define rbempty(prb) ( (prb)->count==0 )
1 |+ A% _: J7 e0 O) i1 f! O2 _
/* if ringbuffer is full,return 0.else return 1 */
% X3 [) R. E3 Y0 D8 I8 Yint rbput(struct ringbuffer *prb,uint8_t add);
  K5 I1 q4 @+ e; T) \7 l* S/* if ringbuffer is empty,return -1.else return bf[tail] */
) R  W# W$ }+ K) [2 g3 Y* N% qint rbget(struct ringbuffer *prb);
. g+ x# w, R; U5 H. k
rbput是往ringbuffer中添加一个数据。rbget是从ringbuffer中读取一个数据。相关的源代码：
* s' L3 X& D# k#include "ringbuffer.h"

; T. m: h3 N# C1 Iint rbput(struct ringbuffer *rb,uint8_t add)
{
; `" h- J5 U8 J! T    int curidx=rb->putidx;
5 l6 z( g" a; \( X9 i    if(rbfull(rb)) return 0;
0 j, v4 k; }8 a. c    rb->bf[curidx]=add;
2 O. k; |/ _0 Q    rb->putidx=(curidx+1)%rb->len;
    rb->count++;
    return 1;
}

4 Q$ f6 l* n+ g& _int rbget(struct ringbuffer *rb)
{
# Z7 |$ C$ O4 J( `" ?    int result;
2 E4 Z; |4 `; r0 V4 _    int curidx=rb->getidx;
    if(rbempty(rb)) return -1;
( U# P3 }/ Q+ v1 g    result=rb->bf[curidx];
    rb->getidx=(curidx+1)%rb->len;
% X* P. A" Q- v! w    rb->count--;
    return result;
% c! Y1 h' q- [! z( m) G}
+ L4 `7 f: ]7 F* C1 S5 W
: f% e1 h$ K! l# {串口中断+ringbuffer
8 M! O5 }6 S# \2 _( H% s在串口的初始化的时候，打开串口中断以及RXNE中断。在中断代码中将接受到的字符rbput到ringbuffer中。
/* USART interrupt handler */
, M  V2 J  B- F8 D. iUSART_Handler()
{
1 t: b* v' u. m- c    if(USART_GetITStatus(USART,USART_IT_RXNE)==SET){
) S- j' C( [( v; A) R; c- r( P        rbput(&rb_usart,USART_ReceiveData(USART));
) \( e: c1 x) o% j( S/ t* N    }
" S0 p* g8 q% b2 g' J}
编写__io_getchar() __io_putchar()函数。用于发送和读取一个数据。
DECLARE_RB(rb_usart,USART_RD_BUF_LEN);

4 Q+ \3 Z; g! ]; K, ?$ q9 oint __io_putchar(int ch)
{
    while(USART_GetFlagStatus(USART,USART_FLAG_TXE)!=SET);
" K7 m0 Y7 j9 a5 h- I    USART_SendData(USART,ch);
    return ch;
) {% W5 x8 @2 X1 M}

1 {9 K; v; x9 `4 u) R- E: ]! S2 |9 mint __io_getchar(void)
{
    signed char ch;
    while(rb_usart.count==0) continue;
    ch=rbget(&rb_usart);
    switch(ch)
    {
4 L6 J' b; M8 |( m( z# o. @# S$ `        case '\r':ch='\n';break;
+ P( R3 t: B% W! ?* M/ O* L0 ^        case 0x1b:ch=' ';break;
; N- d1 d& s% ~  N        default: break;
7 Y8 _! s7 l8 Y( T. Y" E    }
   
! s/ a; v1 ~; n0 J- K" f" c1 D+ _    /* echo it */
    return __io_putchar(ch);
}
' e3 b# f, ~, U# ]9 W, H; K当在使用minicom发送特殊的按键，比如Up,Down,Left,Right按键的时候，会发送以0x18开始的三个或者若干字符。对于这些，我们只显示0x18之后的字符。
由于使用minicom，putty一类的串口，发送的数据并不能回显。因此，要想有回显，只能在读取的时候进行回显。在中断中回显并不是一个好的方法，会占用一定的中断时间。因此我将回显放在__io_getchar函数中。

在主函数中一直读取字符
( Z% t0 L, c5 @4 ^0 m5 i我们的主函数中什么也不做，一直在读取字符。由于读取的时候会有回显，所以不论我们按下什么按键，都会实时回显。
4 q' g; D) F# F! k$ |7 P9 d# mint main(void)
5 O! d/ v' S* W9 t{
4 i: [/ K8 I, y. S, w& y9 |: z    const char *str="Try to enter something...\n";
2 }4 S1 Q& V  X% c8 ]   
0 }( j  J. V4 T! T    const char *tmp=str;
    for(;*tmp!='\0';tmp++)
        __io_putchar(*tmp);
4 Y7 D, T, |2 v7 B4 t        
0 X: L) A2 x4 g  b7 [1 }. J' {) X    while(1) __io_getchar();
* V0 d: _& C( W5 a+ ~9 O}

void _exit(int status)
{
    const char *exit_str="GoodBye!\n";
* D. S* ~( N' W6 ]) x    const char *tmp=exit_str;
( l! t( `% a" n) w$ ?3 ^, V7 s    for(;*tmp!='\0';tmp++)
( M7 h" k9 z7 k9 K8 e+ C        __io_putchar(*tmp);
2 p8 G- a9 W* H" y3 ~   
    for(;;) continue;
; N1 D, ]& H2 Q0 V* X* A4 ]5 R* U}

下载到FLASH中运行
: B( s: l* V7 d% E: P) E6 p目前所有的代码都在serial_v1.zip中，大家可以自行下载测试。
试着使用make all，make burn将代码下载至FLASH中。发现Try to enter something...这几个字符确实能够输出，但是不管我们按下什么按键都不能回显。暂时先不要使用make sram, make burns .
不管什么原因，至少能够显示也是好的。
+ g7 e# K/ D1 v# W' H7 Z- t3 o
使用gdb调试代码
新建一个控制台窗口，输入sudo st-util。连接st-link与stm32。st-util会监听4242端口。使用这个端口可以与arm-none-eabi-gdb进行通信。
) Y$ p; t) m: u; E
在当前目录下启动控制台窗口，输入arm-none-eabi-gdb blink.elf。由于使用了上一个例子的Makefile,所以文件名字blink.elf并没有更改。
6 O" Z% n) b2 G在gdb串口使用tar连接远程终端。如下图所示：
2 G) l/ H! Z1 }" C/ g' o8 W
5 }' Q3 q, L. p, Star连接完毕之后，使用load命令将代码下载至单片机内。

至于没有回显字符，我首先想到的原因是串口RXNE中断没有进去。我可以在串口中断里面设置一个断点。当进入串口中断的时候自动停止。设置断点需要使用break命令+行号。为了查看usart.c的内容，可以使用list命令。list命令（可以简写成l，小写的L，不是数字1）有几种形式。

• list function_name 用于显示一个函数附近的代码。如list main.
• list file_name.c:line_number 用于显示一个源文件的第line_number行。
• list 在只输入list的情况下，可以从当前代码的位置继续往下显示代码。
  4 {& O/ y/ }" Y) [

使用list usart.c:1显示usart.c文件的代码。继续输入list显示其他代码。找到串口中断的代码。

8 f; s( O% N& z1 Z8 l: s5 _在第33行，也就是进入RXNE中断处设置一个断点。如果想查看所有已经设置的断点，可以使用info break查看。想删除断点，先使用info break查看对应断点的序号，在使用delete删除即可。

/ U3 K2 d5 `# l. N
在设置完断点之后，可以输入continue（或者c）。继续运行。直到遇到断点停止。
, h. d; m, U* b# g9 x+ q7 J" {  p/ R) v

在continue之后，可以看见确实通过串口把数据输出了。这时候，可以试着在minicom中输入一个字符。我随便点了一个c。这时候，可以看到gdb中停在了中断的位置。

) f* G+ ?& L& ^- M  R1 S在试着随便输入几个字符。（没输入一个字符需要在gdb中输入continue。）
6 K/ b0 K! O; Q当gdb停在断点处的时候，使用print输出一下结构体rb_usart中的值。（或者使用print rb_usart.count查看结构体中的任意值）


我们的rb_usart结构体中确实存放了数值。但为什么不能读取呢？可以在gdb中按下Ctrl+c结束程序运行，使用frame查看当前程序死在什么地方。

使用frame之后，发现程序死在rb_usart.count==0这句。可是我们使用gdb查看，rb_usart.count明明是2，为什么这一句还过不去呢？初步感觉是volatile的事情。由于我们编译命令开启了-Os，使用了优化，可能这个rb_usart.count被优化到寄存器中去了。而while判断的时候，并没有实际读取内存，而是直接从寄存器中读取。所以造成数据不同步的原因。

如果想退出gdb的时候，先按下Ctrl+c，让程序停止运行。在输入q，并按y就能够退出了。
( b: C4 u8 {+ v  d6 Q* K; b, w3 r
; m# T, _. u3 t

3 |7 t" L& `; s. {  R5 g7 J6 ~bug1
4 O: @0 T9 C( U% ^如果只是volatile的原因的话，那么改正很简单。只要在相关变量中添加volatile就行了。
重新make all，make burn测试。
5 q1 ?. E2 }6 h1 m  _2 F
问题已经成功解决。更正之后的代码在serial_v2.zip
1 Y8 F* {* z- N1 X& M" k9 x5 o( T
1 C, Q1 |4 ?: ^5 l. ~8 V* Qbug2
! P! C. ^, ]5 U8 R0 h& s4 Q/ Kbug描述请参考下面回复的置顶贴。关于ringbuffer无锁的实现请参考：http://www.cnblogs.com/l00l/p/4115001.html 网址。
9 m5 k& \  E6 o一开始接触到ringbuffer的时候，是阅读Arduino源代码中Hardwareserial的实现。他最开始并没有将ringbuffer单独抽象出来。代码比较难阅读。后来，Arduino sam的源代码将ringbuffer抽象成一个类。
4 ^; h2 o! K3 I7 f在阅读完相关ringbuffer的代码之后，感觉ringbuffer如果只使用两个变量readidx,putidx来记录指针的变化，判断空和满的时候就会变得复杂。像这样：
#define rbfull(prb) ( ((prb)->putidx+1)%(prb)->len == (prb)->getidx )
; Z: t; n, d: A" K#define rbempty(prb) ( (prb)->getidx == (prb)->putidx )
我很大意的给ringbuffer添加了一个count变量，用来记录存储的数据。但是这样的一个变量也破坏了ringbuffer的无锁结构。
9 F  E: l2 J; I) C0 c) L3 n更新之后的两个实现代码：
int rbput(struct ringbuffer *rb,uint8_t add)
{
    if(rbfull(rb)) return 0;
    rb->bf[rb->putidx]=add;
    rb->putidx=(rb->putidx+1)%rb->len;
" z8 f- _% M' p( ]  A) g    return 1;
}
! p3 R* f# B2 |+ w0 C! d
int rbget(struct ringbuffer *rb)
{
    int result;
    if(rbempty(rb)) return -1;
    result=rb->bf[rb->getidx];
" v" T# o' R) d' H% A- {9 C    rb->getidx=(rb->getidx+1)%rb->len;
9 i6 ^2 ]5 q( o- f2 V: E# f0 O: G    return result;
}
由于去掉了count这个变量，在__io_getchar的时候，就不能使用count元素进行判断了。可以使用rbempty这个方法来判断。
int __io_getchar(void)
{
  O6 _+ b, k0 ]' A6 E! Q* {9 B  r    signed char ch;
    while(rbempty(&rb_usart)) continue;
    ch=rbget(&rb_usart);
: q+ M' B5 z  D0 n    switch(ch)
# w) d+ O3 Z% m, t3 G- b& J    {
) g& A+ K1 `0 @: F  d- Y        case '\r':ch='\n';break;
" W0 s6 p1 L  [: X% v        case 0x1b:ch=' ';break;
        default: break;
& y$ t7 _# {7 V* Q& {+ {    }
   
    /* echo it */
+ Z% f. v7 Z0 B  \3 G' ^/ K7 B    return __io_putchar(ch);
}
更新之后的代码在附件serial_v3.zip中。
7 y; Y  Z- U0 b  B2 i

4 S; V1 T7 I2 z. a! R更多
在下一节的时候，我们将来解决在SRAM中运行，使用中断的问题。



0 Q. f$ |* {0 W! l8 \

感觉楼主的 rb->count 可能不是安全的.
考虑:
3 c4 c- m0 ?+ }8 Z% Arb->count--执行到一半,
3 B! D  _, Q5 D此时进入中断rbput里rb->count++
可能会导致rb->count计算不对

Mandelbrot_Set 发表于 2015-10-29 09:08
- S, ?2 N6 s, J# a4 O& o5 \感觉楼主的 rb->count 可能不是安全的.
考虑:
+ x* o, A9 d3 s: d) irb->count--执行到一半,

! B7 X% n8 R6 _确实是这样的。之前阅读Arduino的源代码的时候，发现如果只使用head,tail两个变量，在判断空或者满的时候稍微有点麻烦。我索性就加上了一个count。这样实现比较简单。没想到把ringbuffer无锁编程的特性给意外的去掉了。
还需要改改。

学习了。。。

QianFan 发表于 2015-10-29 13:46
把count变量去掉。更改full和empty的实现方法，还是能实现无锁编程的。

9 I5 F# F# ]2 m! H4 B/ E3 P刚开始接触linux，能详细说说怎么实现吗？无锁比有锁有优点吗？

沙发啊。。。这个很有arduino的味道啊。。。

环形队列很有用。

哇，真的是大神呀，这篇帖子，说实话90%没看懂呀

Mandelbrot_Set 发表于 2015-10-29 09:08
感觉楼主的 rb->count 可能不是安全的.
考虑:
rb->count--执行到一半,

6 z9 M8 D3 p7 k! Q全局量要加互斥锁的吧

aabird 发表于 2015-10-29 08:40
3 c. f1 L, {- w) O  o/ Q: c/ M5 @哇，真的是大神呀，这篇帖子，说实话90%没看懂呀

用过之后就好了。。。

Paderboy 发表于 2015-10-28 22:58
沙发啊。。。这个很有arduino的味道啊。。。

一开始接触到ringbuffer的时候，也是看到了Arduino的代码才知道的。

Paderboy 发表于 2015-10-28 22:58
沙发啊。。。这个很有arduino的味道啊。。。

只不过加了一个DECLARE_RB而已

卡德加 发表于 2015-10-29 10:49
全局量要加互斥锁的吧

5 a' _0 Y" a' h8 }8 A( K* B把count变量去掉。更改full和empty的实现方法，还是能实现无锁编程的。

卡德加 发表于 2015-10-29 14:32
刚开始接触linux，能详细说说怎么实现吗？无锁比有锁有优点吗？

; v/ L8 V+ M+ V* ~http://www.cnblogs.com/l00l/p/4115001.html