gd32e230_uart_ring_buffer/Src/uart_ring_buffer.c
2025-08-12 00:07:49 +08:00

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C
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/**
* @file uart_ring_buffer.c
* @brief 字节环形接收缓冲区的实现。
* @details 适用于中断接收(写)与主循环解析(读)的典型串口场景;
* 采用“预留一格”区分空/满,最大可用容量为 UART_RX_BUFFER_SIZE-1。
* @ingroup RingBuffer
*/
#include "uart_ring_buffer.h"
static volatile uint8_t uart_rx_buffer[UART_RX_BUFFER_SIZE];
static volatile uint8_t write_index = 0;
static volatile uint8_t read_index = 0;
static volatile uint32_t dropped_bytes = 0;
/**
* @brief 重置环形缓冲区状态。
* @details 将读指针、写指针与丢弃计数清零,不清空数据区内容。
* @note 内部工具函数;对外请优先使用 uart_ring_buffer_init()/uart_ring_buffer_clear()。
* @ingroup RingBuffer
*/
static void uart_ring_buffer_reset_state(void) {
write_index = 0;
read_index = 0;
dropped_bytes = 0;
}
/**
* @brief 初始化环形缓冲区。
* @details 调用内部重置逻辑,复位读写索引与丢弃计数,准备接收数据。
* @note 若在中断环境使用,初始化前建议关闭相关接收中断以避免并发竞争。
* @ingroup RingBuffer
*/
void uart_ring_buffer_init(void) {
uart_ring_buffer_reset_state();
}
/**
* @brief 获取当前可读的字节数。
* @details 通过读/写指针的快照计算可读长度,范围为 [0, UART_RX_BUFFER_SIZE-1]。
* @return uint8_t 可读字节数。
* @note 预留一个空槽区分“空/满”,因此满时返回 UART_RX_BUFFER_SIZE-1。
* @ingroup RingBuffer
*/
uint8_t uart_ring_buffer_available(void) {
/* 使用快照减少并发不一致窗口 */
uint8_t w = write_index;
uint8_t r = read_index;
return (uint8_t)((w + UART_RX_BUFFER_SIZE - r) % UART_RX_BUFFER_SIZE);
}
/**
* @brief 从环形缓冲区读取一个字节。
* @details 若缓冲区非空,返回队头字节并推进读指针;若为空,返回 -1。
* @return int 读取到的字节0..255),或 -1 表示缓冲区为空。
* @ingroup RingBuffer
*/
int uart_ring_buffer_get(void) {
if (read_index == write_index) return -1; // 空
uint8_t data = uart_rx_buffer[read_index];
read_index = (read_index + 1) % UART_RX_BUFFER_SIZE;
return data;
}
/**
* @brief 向环形缓冲区写入一个字节。
* @details 尝试写入一个新字节;若缓冲区已满则丢弃并计数。
* @param data 待写入的字节。
* @return bool 是否写入成功。
* @retval true 写入成功。
* @retval false 写入失败(缓冲区已满,数据被丢弃并计数)。
* @note 如需“覆盖写入”策略,可在满时先推进读指针再写入。
* @ingroup RingBuffer
*/
bool uart_ring_buffer_put(uint8_t data) {
uint8_t next = (write_index + 1) % UART_RX_BUFFER_SIZE;
if (next != read_index) { // 缓冲区未满
uart_rx_buffer[write_index] = data;
write_index = next;
return true;
} else {
/* 缓冲区已满,丢弃新字节并计数 */
dropped_bytes++;
return false;
}
}
/**
* @brief 清空环形缓冲区。
* @details 复位读写索引与丢弃计数,相当于逻辑上丢弃所有已接收数据,不擦除数据区内容。
* @ingroup RingBuffer
*/
void uart_ring_buffer_clear(void) {
uart_ring_buffer_reset_state();
}
/**
* @brief 获取因满而被丢弃的字节累计数量。
* @details 写入时缓冲区满会丢弃新字节并累加计数;该计数在 init/clear 时清零。
* @return uint32_t 丢弃的累计字节数。
* @ingroup RingBuffer
*/
uint32_t uart_ring_buffer_drop_count(void) {
return dropped_bytes;
}