|
本帖最后由 QianFan 于 2015-10-29 15:30 编辑 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。 struct ringbuffer { uint8_t *bf; int len; int count; int putidx; /* read index and put index */ int getidx; }; 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]; \ struct ringbuffer name = { \ name##_buff,len,0,0,0 } 提供的接口函数： #define rbcount(prb) ((prb)->count) #define rbfull(prb) ( (prb)->count==(rb)->len ) #define rbempty(prb) ( (prb)->count==0 ) /* if ringbuffer is full,return 0.else return 1 */ int rbput(struct ringbuffer *prb,uint8_t add); /* if ringbuffer is empty,return -1.else return bf[tail] */ int rbget(struct ringbuffer *prb); 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： #include "ringbuffer.h" int rbput(struct ringbuffer *rb,uint8_t add) { int curidx=rb->putidx; if(rbfull(rb)) return 0; rb->bf[curidx]=add; rb->putidx=(curidx+1)%rb->len; rb->count++; return 1; } int rbget(struct ringbuffer *rb) { int result; int curidx=rb->getidx; if(rbempty(rb)) return -1; result=rb->bf[curidx]; rb->getidx=(curidx+1)%rb->len; rb->count--; return result; } 串口中断+ringbuffer 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 */ USART_Handler() { if(USART_GetITStatus(USART,USART_IT_RXNE)==SET){ rbput(&rb_usart,USART_ReceiveData(USART)); } } 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); int __io_putchar(int ch) { while(USART_GetFlagStatus(USART,USART_FLAG_TXE)!=SET); USART_SendData(USART,ch); return ch; } int __io_getchar(void) { signed char ch; while(rb_usart.count==0) continue; ch=rbget(&rb_usart); switch(ch) { case '\r':ch='\n';break; case 0x1b:ch=' ';break; default: break; } /* echo it */ return __io_putchar(ch); } 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 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。 int main(void) { const char *str="Try to enter something...\n"; const char *tmp=str; for(;*tmp!='\0';tmp++) __io_putchar(*tmp); while(1) __io_getchar(); } void _exit(int status) { const char *exit_str="GoodBye!\n"; const char *tmp=exit_str; for(;*tmp!='\0';tmp++) __io_putchar(*tmp); for(;;) continue; } 下载到FLASH中运行 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。 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。 
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。 在gdb串口使用tar连接远程终端。如下图所示： 
tar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。
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。 
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。 
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。 
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。） 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。 bug1 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。 
问题已经成功解决。更正之后的代码在serial_v2.zip bug2 bug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。 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。 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 ) #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。 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; return 1; } int rbget(struct ringbuffer *rb) { int result; if(rbempty(rb)) return -1; result=rb->bf[rb->getidx]; rb->getidx=(rb->getidx+1)%rb->len; 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) { signed char ch; while(rbempty(&rb_usart)) continue; ch=rbget(&rb_usart); switch(ch) { case '\r':ch='\n';break; case 0x1b:ch=' ';break; default: break; } /* echo it */ return __io_putchar(ch); } 更新之后的代码在附件serial_v3.zip中。 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。 |
微信公众号
手机版
考虑:
rb->count--执行到一半,
此时进入中断rbput里rb->count++
可能会导致rb->count计算不对
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。
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？
全局量要加互斥锁的吧
用过之后就好了。。。
一开始接触到ringbuffer的时候，也是看到了Arduino的代码才知道的。
只不过加了一个DECLARE_RB而已
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。
http://www.cnblogs.com/l00l/p/4115001.html