环形缓冲区【转】

本文转载自：http://blog.csdn.net/u013904227/article/details/51168398

1、什么是环形缓冲区

环形缓冲区，顾名思义就是一个环状的存储数据的区域，其空间使用数组进行构造（链表也可以）。环形缓冲区特点是读和写可以是分开的，写入数据之后可以先不去读取，等到需要读取的时候再去读取，并且数据一经读取之后下次就不能再去读取（当然也可以实现重复读取的效果，不过大多用作一次性读取），等于说是一次性的读取。
假设一个长度为256字节的数组，构建出一个环形缓冲区，当写操作进行到数组的第256项之后，再一次写入就会回到第0个进行写入；同样读操作是读取到数组的第256项时，再一次进行读取就会回到数组的第一项。是谓环形缓冲

2、环形缓冲区的作用

用作需要大量写入并且大量一次性读写的数据缓存区

比如视频的写入读取：在视频播放的时候需要不断的进行写入读取操作，而且数据一经读出就会显示出来，下次就不再需要已经读出的数据了。使用环形缓冲区可以满足这个要求，并且实现读写分别进行，而且节省了空间。

用作进程间通信，减少加锁开销

由于环形缓冲区的读写分开特性，当两个线程进行通信的时候，可以采用环形缓冲区进行交流，一个进程读取，一个进程写入，由于读写的位置不同，并不需要加锁进行并发控制，也就减少了锁的时间开销

3、程序编写测试（基于嵌入式linux的kmesg方式建立）

/* 使用printk函数打印调试信息，调试信息写到proc里面，形成一个环形缓冲区 */
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/proc_fs.h>

#include <asm/uaccess.h>

/* proc的文件结构体 */
struct proc_dir_entry *entry;

#define MAX_COUNT 1024  //缓冲区长度
static char proc_buffer[MAX_COUNT]; //缓冲区数组
static int empty_flag = 0;  //是否为空，0表示为空
static int last_r_pos = 0;
static int mymsg_r = 0; //读位置
static int mymsg_w = 0; //写位置

/* 判断是否为空 */
static int is_empty_mymsg(void)
{
    if(((mymsg_w % MAX_COUNT)  == (mymsg_r % MAX_COUNT)) && (empty_flag == 0)){
        return 1;   //Is empty
    }

    return 0;   //Is not empty
}

/* 判断是否为满 */
static int is_full_mymsg(void)
{
    if(((mymsg_w % MAX_COUNT) == (mymsg_r % MAX_COUNT)) && (empty_flag != 0)){
        return 1;   //Is full
    }

    return 0;   //Is not full
}

/* 读取一个字节 */
static int read_onebyte_mymsg(char *buf_p)
{
    if(is_empty_mymsg()){
        return 0;   //empty buffer can't read
    }

    *buf_p = proc_buffer[mymsg_r % MAX_COUNT];
    mymsg_r = (mymsg_r + 1) % MAX_COUNT;
    empty_flag --;  //每读取一个字节空标志减去1

    return 1;
}

/* 写入一个字节 */
static void write_onebyte_mymsg(char byte)
{
    proc_buffer[mymsg_w % MAX_COUNT] = byte;
    if(is_full_mymsg()){
        mymsg_r = (mymsg_r + 1) % MAX_COUNT;
        empty_flag --;
    }

    mymsg_w = (mymsg_w + 1) % MAX_COUNT;
    empty_flag ++;  //每写入一个字节，空标志加一
}

/* 执行cat命令的时候会调用到，直到返回为空的时候cat才会返回 */
static ssize_t printk_drv_read(struct file *f_name, char __user *buf, size_t cont, loff_t *lof)
{
    char byte_to_user;

    cont = read_onebyte_mymsg(&byte_to_user);
    __put_user(byte_to_user, buf);

    return cont;
}

/* 自建打印函数，另带有往环形缓冲区里面写入数据的功能 */
int myprintk(const char *fmt, ...)
{
    va_list args;
    int r;

    va_start(args, fmt);
    r = vprintk(fmt, args);
    va_end(args);

    while(r --){
        write_onebyte_mymsg(*fmt++);
    }

    return r;
}

EXPORT_SYMBOL(myprintk);

const struct file_operations proc_mymsg_operations = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .read = printk_drv_read,
};

static int printk_drv_init(void)
{   
    int i = 0;

    /* 打印测试 */
    for(i = 0; i < MAX_COUNT; i++){
        myprintk("F");
    }
    /* 边界测试 */
    for(i = 0; i < 5; i++){
        myprintk("Y");
    }
//  myprintk("Function printk_drv_init is running\n");

    entry = create_proc_entry("mymsg", S_IRUSR, &proc_root);
    if (entry)
        entry->proc_fops = &proc_mymsg_operations;

//  myprintk("Function printk_drv_init finished\n");

    return 0;
}

static void printk_drv_exit(void)
{
    remove_proc_entry("mymsg", &proc_root);
}

module_init(printk_drv_init);
module_exit(printk_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

4、测试结果

insmod myprintk.ko FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFYYYYY cat /proc/mymsg FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFYYYYY //开始的5个F被清除掉了 cat /proc/mymsg 空

5、判断环形缓冲区的空或者满

设置额外的标志位

例如上面例子中的empty_flag，写的时候加上1，读的时候减去1，当满足读等于写并且empty_flag为0，则说明缓冲区空了。如果满足读等于写并且empty_flag不为0，说明缓冲区满了。

环形缓冲区始终空出一个值

例如:

/* 判断是否为空 */
static int is_empty_mymsg(void)
{
    //if(((mymsg_w % MAX_COUNT)  == (mymsg_r % MAX_COUNT)) && (empty_flag == 0)){
    if(((mymsg_w % MAX_COUNT)  == (mymsg_r % MAX_COUNT))){
        return 1;   //Is empty
    }

    return 0;   //Is not empty
}

/* 判断是否为满 */
static int is_full_mymsg(void)
{
    //if(((mymsg_w % MAX_COUNT) == (mymsg_r % MAX_COUNT)) && (empty_flag != 0)){
    if((((mymsg_w + 1) % MAX_COUNT) == (mymsg_r % MAX_COUNT))){
        return 1;   //Is full
    }

    return 0;   //Is not full
}

这样就会导致在read位置前面的一个字节始终不能够写入数据，但是却很轻易的区分出来缓冲区是满还是空

posted @ 2017-08-01 14:32 请给我倒杯茶阅读(430) 评论(0) 编辑收藏举报

会员力量，点亮园子希望

刷新页面返回顶部

请给我倒杯茶

做自己喜欢做的事情