Compare commits
10 Commits
threadsafe
...
master
Author | SHA1 | Date |
---|---|---|
Ondřej Hruška | 3d96951ce3 | 2 years ago |
Ondřej Hruška | 73e0d601db | 2 years ago |
Ondřej Hruška | 338a22cf62 | 2 years ago |
Ondřej Hruška | 24840cdd0c | 9 years ago |
Ondřej Hruška | 4b297bc4dc | 9 years ago |
Ondřej Hruška | 891c07f5fb | 9 years ago |
Ondřej Hruška | a6f31599c6 | 9 years ago |
Ondřej Hruška | 82ad58edc5 | 9 years ago |
Ondřej Hruška | 9984962b98 | 9 years ago |
Ondřej Hruška | 2f352b653f | 9 years ago |
@ -0,0 +1,22 @@ |
|||||||
|
The MIT License (MIT) |
||||||
|
|
||||||
|
Copyright (c) 2015 Ondřej Hruška |
||||||
|
|
||||||
|
Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy |
||||||
|
of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal |
||||||
|
in the Software without restriction, including without limitation the rights |
||||||
|
to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell |
||||||
|
copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is |
||||||
|
furnished to do so, subject to the following conditions: |
||||||
|
|
||||||
|
The above copyright notice and this permission notice shall be included in all |
||||||
|
copies or substantial portions of the Software. |
||||||
|
|
||||||
|
THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR |
||||||
|
IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, |
||||||
|
FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE |
||||||
|
AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER |
||||||
|
LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, |
||||||
|
OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE |
||||||
|
SOFTWARE. |
||||||
|
|
@ -1,44 +1,16 @@ |
|||||||
Circular byte buffer |
Buffers |
||||||
==================== |
======= |
||||||
|
|
||||||
This is a circular buffer implementation, useful mainly for embedded systems (buffer for UART RX/TX queues etc). |
This is a collection of useful buffer modules for C programs. |
||||||
|
|
||||||
It should be reliable with producent / consumer threads (no race conditions, as no length variable is used). |
- **circbuf** - generic circular buffer, queue, stack |
||||||
|
- **matcher** - pattern matcher for character streams |
||||||
|
- **meanbuf** - averaging (smoothing) buffer. |
||||||
|
|
||||||
|
*Please see READMEs in the project folders for more details.* |
||||||
|
|
||||||
Usage |
The buffers were developed for embedded microcontrollers (STM32, AVR), |
||||||
----- |
but can be used anywhere, they are fully portable - only requirement is `malloc()`. |
||||||
|
If you don't have malloc, you'll have to customize the init routines. |
||||||
```c |
|
||||||
#include <stdint.h> |
|
||||||
#include "circbuf.h" |
|
||||||
|
|
||||||
circbuf_t cb; // buffer instance |
|
||||||
|
|
||||||
void main() |
|
||||||
{ |
|
||||||
char c; |
|
||||||
cbuf_init(&cb, 32); // init the buffer |
|
||||||
|
|
||||||
// now it's ready for use! |
|
||||||
|
|
||||||
cbuf_write(&cb, 'A'); |
|
||||||
|
|
||||||
if (cbuf_read(&cb, &c)) { |
|
||||||
printf("%c", c); |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
cbuf_deinit(&cb); // free the backing array (in embedded system you don't usually need to, allocate once and keep it) |
|
||||||
} |
|
||||||
``` |
|
||||||
|
|
||||||
Most functions return a success flag (true - success), so make sure to check the return values. |
|
||||||
|
|
||||||
False is returned on buffer overflow / underflow. See the header file for details. |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
License |
|
||||||
------- |
|
||||||
|
|
||||||
I don't care, public domain (I guess). |
|
||||||
|
|
||||||
|
Pull requests to add new buffers or improve the current ones are welcome! |
||||||
|
@ -1,95 +0,0 @@ |
|||||||
#include <stdint.h> |
|
||||||
#include <stdbool.h> |
|
||||||
#include <string.h> |
|
||||||
#include <malloc.h> |
|
||||||
|
|
||||||
#include "circbuf.h" |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void cbuf_init(circbuf_t *inst, uint16_t length) |
|
||||||
{ |
|
||||||
inst->buffer = malloc(length); |
|
||||||
inst->capacity = length; |
|
||||||
|
|
||||||
cbuf_clear(inst); |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void cbuf_deinit(circbuf_t *inst) |
|
||||||
{ |
|
||||||
if (inst->buffer != NULL) { |
|
||||||
free(inst->buffer); |
|
||||||
} |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
bool cbuf_full(circbuf_t *inst) |
|
||||||
{ |
|
||||||
if (inst->read_pos == 0) { |
|
||||||
return inst->write_pos == inst->capacity - 1; |
|
||||||
} else { |
|
||||||
return inst->write_pos == inst->read_pos; |
|
||||||
} |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
bool cbuf_empty(circbuf_t *inst) |
|
||||||
{ |
|
||||||
if (inst->write_pos == 0) { |
|
||||||
return inst->read_pos == inst->capacity - 1; |
|
||||||
} else { |
|
||||||
return inst->read_pos == inst->write_pos - 1; |
|
||||||
} |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
bool cbuf_write(circbuf_t *inst, uint8_t b) |
|
||||||
{ |
|
||||||
if (cbuf_full(inst)) return false; |
|
||||||
|
|
||||||
inst->buffer[inst->write_pos] = b; |
|
||||||
inst->write_pos++; |
|
||||||
|
|
||||||
// wrap
|
|
||||||
if (inst->write_pos >= inst->capacity) { |
|
||||||
inst->write_pos = 0; |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
return true; |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
bool cbuf_read(circbuf_t *inst, uint8_t *b) |
|
||||||
{ |
|
||||||
if (cbuf_empty(inst)) return false; |
|
||||||
|
|
||||||
inst->read_pos++; |
|
||||||
|
|
||||||
// wrap
|
|
||||||
if (inst->read_pos >= inst->capacity) { |
|
||||||
inst->read_pos = 0; |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
*b = inst->buffer[inst->read_pos]; |
|
||||||
|
|
||||||
// zero out the read byte (for debug)
|
|
||||||
//inst->buffer[inst->read_pos] = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
return true; |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
bool cbuf_peek(circbuf_t *inst, uint8_t *b) |
|
||||||
{ |
|
||||||
if (cbuf_empty(inst)) return false; |
|
||||||
|
|
||||||
*b = inst->buffer[inst->read_pos]; |
|
||||||
return true; |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void cbuf_clear(circbuf_t *inst) |
|
||||||
{ |
|
||||||
inst->read_pos = inst->capacity - 1; |
|
||||||
inst->write_pos = 0; |
|
||||||
} |
|
@ -1,50 +0,0 @@ |
|||||||
#pragma once |
|
||||||
#include <stdint.h> |
|
||||||
#include <stdbool.h> |
|
||||||
|
|
||||||
// Circular Character Buffer implementation
|
|
||||||
|
|
||||||
typedef struct { |
|
||||||
uint8_t *buffer; |
|
||||||
uint16_t capacity; |
|
||||||
uint16_t read_pos; |
|
||||||
uint16_t write_pos; |
|
||||||
} circbuf_t; |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/** Init a buffer */ |
|
||||||
void cbuf_init(circbuf_t *inst, uint16_t length); |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/** Deinit a buffer (free the memory) */ |
|
||||||
void cbuf_deinit(circbuf_t *inst); |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/** Test for full buffer */ |
|
||||||
bool cbuf_full(circbuf_t *inst); |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/** Test for empty buffer */ |
|
||||||
bool cbuf_empty(circbuf_t *inst); |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/** Write a byte to buffer, returns success */ |
|
||||||
bool cbuf_write(circbuf_t *inst, uint8_t b); |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* Read a byte from the buffer, return susccess. |
|
||||||
* If `b` is NULL, the read byte is discarded. |
|
||||||
*/ |
|
||||||
bool cbuf_read(circbuf_t *inst, uint8_t *b); |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* Get byte at the read cursor, without incrementing it. |
|
||||||
* False on empty. |
|
||||||
*/ |
|
||||||
bool cbuf_peek(circbuf_t *inst, uint8_t *b); |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
/** Remove all data from buffer */ |
|
||||||
void cbuf_clear(circbuf_t *inst); |
|
@ -0,0 +1,9 @@ |
|||||||
|
Circular buffer |
||||||
|
=============== |
||||||
|
|
||||||
|
This is a C implementation of a circular buffer, which can also be used |
||||||
|
as a queue or stack. |
||||||
|
|
||||||
|
To achieve thread safety (to some extent) in a producent-consumer situation, |
||||||
|
there is no length variable, only write pointers. Due to not using a length variable, |
||||||
|
one element in the buffer is always left unused. |
@ -0,0 +1,197 @@ |
|||||||
|
#include <stdint.h> |
||||||
|
#include <stdbool.h> |
||||||
|
#include <string.h> |
||||||
|
|
||||||
|
#include "circbuf.h" |
||||||
|
|
||||||
|
// --- Circbuf data structure ----
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Offset in void* buffer */ |
||||||
|
#define PV_OFFS(pvBuf, elem_size, index) ((uint8_t*)(pvBuf) + ((elem_size)*(index))) |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Write data to a CircBuf slot |
||||||
|
* @param cb : circbuf |
||||||
|
* @param index : slot index |
||||||
|
* @param source : data source |
||||||
|
*/ |
||||||
|
static void write_buffer(CircBuf *cb, circbuf_size_t index, const void *source) |
||||||
|
{ |
||||||
|
memcpy(PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, index), source, cb->elem_size); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Copy data from a CircBuf slot to a buffer |
||||||
|
* @param cb : circbuf |
||||||
|
* @param index : slot index |
||||||
|
* @param dest : destination buffer |
||||||
|
*/ |
||||||
|
static void read_buffer(const CircBuf *cb, circbuf_size_t index, void *dest) |
||||||
|
{ |
||||||
|
memcpy(dest, PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, index), cb->elem_size); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void cbuf_init(CircBuf *cb, void *buf, circbuf_size_t capacity, circbuf_size_t elem_size) |
||||||
|
{ |
||||||
|
cb->buf = buf; |
||||||
|
|
||||||
|
// set capacity, clear state
|
||||||
|
cb->elem_size = elem_size; |
||||||
|
cb->cap = capacity; |
||||||
|
|
||||||
|
cbuf_clear(cb); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Check if cbuf is full */ |
||||||
|
bool cbuf_full(const CircBuf *cb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
return (cb->lr == cb->nw); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Check if cbuf is empty */ |
||||||
|
bool cbuf_empty(const CircBuf *cb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL) { |
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
return ((cb->lr + 1) % cb->cap) == cb->nw; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
bool cbuf_push(CircBuf *cb, const void *source) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || source == NULL || cbuf_full(cb)) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
write_buffer(cb, cb->nw, source); |
||||||
|
|
||||||
|
// increment
|
||||||
|
cb->nw++; |
||||||
|
if (cb->nw == cb->cap) { cb->nw = 0; } |
||||||
|
|
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
bool cbuf_pop(CircBuf *cb, void *dest) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || dest == NULL || cbuf_empty(cb)) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
// increment
|
||||||
|
if (cb->nw == 0) { |
||||||
|
cb->nw = cb->cap - 1; |
||||||
|
} else { |
||||||
|
cb->nw--; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
read_buffer(cb, cb->nw, dest); |
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef CIRCBUF_ZERO_FREE_SLOTS |
||||||
|
memset(PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, cb->nw), 0, cb->elem_size); |
||||||
|
#endif |
||||||
|
|
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
bool cbuf_peek(const CircBuf *cb, void *dest) { |
||||||
|
if (cb == NULL || dest == NULL || cbuf_empty(cb)) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
circbuf_size_t index = cb->nw; |
||||||
|
if (index == 0) { |
||||||
|
index = cb->cap - 1; |
||||||
|
} else { |
||||||
|
index--; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
read_buffer(cb, index, dest); |
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
bool cbuf_push_back(CircBuf *cb, const void *source) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || source == NULL || cbuf_full(cb)) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
write_buffer(cb, cb->lr, source); |
||||||
|
|
||||||
|
// move lr back
|
||||||
|
if (cb->lr == 0) { |
||||||
|
cb->lr = cb->cap - 1; // wrap to the end
|
||||||
|
} else { |
||||||
|
cb->lr--; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
bool cbuf_peek_back(const CircBuf *cb, void *dest) { |
||||||
|
if (cb == NULL || dest == NULL || cbuf_empty(cb)) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
circbuf_size_t index = cb->lr; |
||||||
|
if (index == cb->cap - 1) { |
||||||
|
index = 0; |
||||||
|
} else { |
||||||
|
index++; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
read_buffer(cb, index, dest); |
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
bool cbuf_pop_back(CircBuf *cb, void *dest) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || dest == NULL || cbuf_empty(cb)) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
// increment
|
||||||
|
cb->lr++; |
||||||
|
if (cb->lr == cb->cap) { |
||||||
|
cb->lr = 0; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
read_buffer(cb, cb->lr, dest); |
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef CIRCBUF_ZERO_FREE_SLOTS |
||||||
|
memset(PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, cb->lr), 0, cb->elem_size); |
||||||
|
#endif |
||||||
|
|
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void cbuf_clear(CircBuf *cb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL) { |
||||||
|
return; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
cb->lr = cb->cap - 1; |
||||||
|
cb->nw = 0; |
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef CIRCBUF_ZERO_FREE_SLOTS |
||||||
|
memset(PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, 0), 0, cb->cap * cb->elem_size); |
||||||
|
#endif |
||||||
|
} |
@ -0,0 +1,124 @@ |
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file circbuf.h |
||||||
|
* @author Ondřej Hruška, 2016,2023 |
||||||
|
* |
||||||
|
* Circular buffer / queue / stack. |
||||||
|
* |
||||||
|
* The buffer may be used as a stack, event queue or a simple buffer. |
||||||
|
* |
||||||
|
* ------------------------------------- |
||||||
|
* |
||||||
|
* NW LR |
||||||
|
* append -> [][][][] -> pop |
||||||
|
* <- push |
||||||
|
* |
||||||
|
* NW - next write pointer (stack base) |
||||||
|
* LR - last read position (stack top) |
||||||
|
* |
||||||
|
* ------------------------------------- |
||||||
|
* |
||||||
|
* MIT license |
||||||
|
*/ |
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef CIRCBUF_H |
||||||
|
#define CIRCBUF_H |
||||||
|
|
||||||
|
#include <stdint.h> |
||||||
|
#include <stdbool.h> |
||||||
|
#include <stdlib.h> |
||||||
|
|
||||||
|
// Enable to zero a freed slots after pop, useful for debugging
|
||||||
|
#define CIRCBUF_ZERO_FREE_SLOTS |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef uint32_t circbuf_size_t; |
||||||
|
|
||||||
|
/** Instance structure - public to allow static allocation, but consider the structure internal matter */ |
||||||
|
struct circbuf_struct { |
||||||
|
void *buf; |
||||||
|
circbuf_size_t elem_size; |
||||||
|
circbuf_size_t cap; |
||||||
|
circbuf_size_t lr; // last read pos
|
||||||
|
circbuf_size_t nw; // next write pos
|
||||||
|
}; |
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct circbuf_struct CircBuf; |
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Initialize a circular buffer |
||||||
|
* |
||||||
|
* @param[in,out] cb - pointer to the buffer to init, can be statically or dynamically allocated |
||||||
|
* @param buf : backing buffer, can be statically or dynamically allocated |
||||||
|
* @param capacity : buffer capacity |
||||||
|
* @param elem_size : size of one element |
||||||
|
*/ |
||||||
|
void cbuf_init(CircBuf *cb, void *buf, circbuf_size_t capacity, circbuf_size_t elem_size); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Test for full buffer */ |
||||||
|
bool cbuf_full(const CircBuf *cb); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Test for empty buffer */ |
||||||
|
bool cbuf_empty(const CircBuf *cb); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Push to front |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param source : pointer to a value (will be copied) |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_push(CircBuf *cb, const void *source); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Pop from front |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param dest : read destination. If NULL, value is discarded. |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_pop(CircBuf *cb, void *dest); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Push to end |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param source : pointer to a value (will be copied) |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_push_back(CircBuf *cb, const void *source); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Pop from end |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param dest : read destination. If NULL, value is discarded. |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_pop_back(CircBuf *cb, void *dest); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Copy the frontmost element without changing the buffer |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param dest : read destination |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_peek(const CircBuf *cb, void *dest); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Copy the backmost element without changing the buffer |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param dest : read destination |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_peek_back(const CircBuf *cb, void *dest); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** @brief Remove all data from buffer */ |
||||||
|
void cbuf_clear(CircBuf *cb); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif // CIRCBUF_H
|
@ -0,0 +1,10 @@ |
|||||||
|
Circular buffer (enhanced) |
||||||
|
========================== |
||||||
|
|
||||||
|
This variant of a circular buffer uses static allocation. |
||||||
|
|
||||||
|
This buffer is not meant for producer-consumer synchronization, it's geared towards use cases where the buffer is accessed from a single thread, such as to keep a running average. |
||||||
|
|
||||||
|
The full capacity is utilized thanks to internally storing its length. The buffer has both front and back sets of push/pop/peek functions, as well as a way to iterate and mutate its elements. |
||||||
|
|
||||||
|
See the header for usage details. |
@ -0,0 +1,260 @@ |
|||||||
|
#include <stdint.h> |
||||||
|
#include <stdbool.h> |
||||||
|
#include <string.h> |
||||||
|
|
||||||
|
#include "circbuf.h" |
||||||
|
|
||||||
|
// --- Circbuf data structure ----
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Offset in void* buffer */ |
||||||
|
#define PV_OFFS(pvBuf, elem_size, index) ((uint8_t*)(pvBuf) + ((elem_size)*(index))) |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Write data to a CircBuf slot |
||||||
|
* @param cb : circbuf |
||||||
|
* @param index : slot index |
||||||
|
* @param source : data source |
||||||
|
*/ |
||||||
|
static inline void write_buffer(CircBuf *cb, circbuf_size_t index, const void *source) |
||||||
|
{ |
||||||
|
memcpy(PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, index), source, cb->elem_size); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Copy data from a CircBuf slot to a buffer |
||||||
|
* @param cb : circbuf |
||||||
|
* @param index : slot index |
||||||
|
* @param dest : destination buffer |
||||||
|
*/ |
||||||
|
static inline void read_buffer(const CircBuf *cb, circbuf_size_t index, void *dest) |
||||||
|
{ |
||||||
|
memcpy(dest, PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, index), cb->elem_size); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
/** Get index of the front position (for write) */ |
||||||
|
static inline circbuf_size_t front_writepos(const CircBuf *cb) { |
||||||
|
return (cb->back + cb->num_used) % cb->cap; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void cbuf_init(CircBuf *cb, void *buf, circbuf_size_t capacity, circbuf_size_t elem_size) |
||||||
|
{ |
||||||
|
// allocate the buffer
|
||||||
|
cb->buf = buf; |
||||||
|
|
||||||
|
// set capacity, clear state
|
||||||
|
cb->elem_size = elem_size; |
||||||
|
cb->cap = capacity; |
||||||
|
|
||||||
|
cbuf_clear(cb); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Check if cbuf is full */ |
||||||
|
bool cbuf_full(const CircBuf *cb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
return cb->num_used == cb->cap; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Check if cbuf is empty */ |
||||||
|
bool cbuf_empty(const CircBuf *cb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL) { |
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
return cb->num_used == 0; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Get the max capacity of the buffer */ |
||||||
|
circbuf_size_t cbuf_capacity(const CircBuf *cb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
return cb->cap; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Get the current number of items in the buffer */ |
||||||
|
circbuf_size_t cbuf_count(const CircBuf *cb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
return cb->num_used; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Push one element to the front_writepos */ |
||||||
|
bool cbuf_push(CircBuf *cb, const void *source) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || source == NULL || cb->num_used == cb->cap) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
write_buffer(cb, front_writepos(cb), source); |
||||||
|
|
||||||
|
// increment
|
||||||
|
cb->num_used++; |
||||||
|
|
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Pop one element from the front_writepos */ |
||||||
|
bool cbuf_pop(CircBuf *cb, void *dest) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || cb->num_used == 0) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
cb->num_used--; |
||||||
|
|
||||||
|
circbuf_size_t f = front_writepos(cb); |
||||||
|
|
||||||
|
if (dest != NULL) { |
||||||
|
read_buffer(cb, f, dest); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef CIRCBUF_ZERO_FREE_SLOTS |
||||||
|
memset(PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, f), 0, cb->elem_size); |
||||||
|
#endif |
||||||
|
|
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Peek at the front_writepos element */ |
||||||
|
bool cbuf_peek(const CircBuf *cb, void *dest) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || dest == NULL || cb->num_used == 0) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
circbuf_size_t f = (cb->back + cb->num_used - 1) % cb->cap; |
||||||
|
read_buffer(cb, f, dest); |
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void * cbuf_ptr(const CircBuf *cb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || cb->num_used == 0) { |
||||||
|
return NULL; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
circbuf_size_t f = (cb->back + cb->num_used - 1) % cb->cap; |
||||||
|
return PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, f); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Peek at the nth element (counted from back) */ |
||||||
|
bool cbuf_nth(const CircBuf *cb, circbuf_size_t num, void *dest) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || dest == NULL || num > cb->num_used) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
circbuf_size_t index = (cb->back + num) % cb->cap; |
||||||
|
read_buffer(cb, index, dest); |
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void *cbuf_ptr_nth(const CircBuf *cb, circbuf_size_t num) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || num > cb->num_used) { |
||||||
|
return NULL; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
circbuf_size_t index = (cb->back + num) % cb->cap; |
||||||
|
return PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, index); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Push one element to the back */ |
||||||
|
bool cbuf_push_back(CircBuf *cb, const void *source) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || source == NULL || cb->num_used == cb->cap) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
// move lr back
|
||||||
|
if (cb->back == 0) { |
||||||
|
cb->back = cb->cap - 1; // wrap to the end
|
||||||
|
} else { |
||||||
|
cb->back--; |
||||||
|
} |
||||||
|
cb->num_used++; |
||||||
|
|
||||||
|
write_buffer(cb, cb->back, source); |
||||||
|
|
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Pop one element from the back */ |
||||||
|
bool cbuf_pop_back(CircBuf *cb, void *dest) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || cb->num_used == 0) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
if (dest != NULL) { |
||||||
|
read_buffer(cb, cb->back, dest); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef CIRCBUF_ZERO_FREE_SLOTS |
||||||
|
memset(PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, cb->back), 0, cb->elem_size); |
||||||
|
#endif |
||||||
|
|
||||||
|
// increment
|
||||||
|
cb->back++; |
||||||
|
if (cb->back == cb->cap) { |
||||||
|
cb->back = 0; |
||||||
|
} |
||||||
|
cb->num_used--; |
||||||
|
|
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Pop one element from the back */ |
||||||
|
bool cbuf_peek_back(const CircBuf *cb, void *dest) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || dest == NULL || cb->num_used == 0) { |
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
read_buffer(cb, cb->back, dest); |
||||||
|
return true; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void* cbuf_ptr_back(const CircBuf *cb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL || cb->num_used == 0) { |
||||||
|
return NULL; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
return PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, cb->back); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Clear a cbuf */ |
||||||
|
void cbuf_clear(CircBuf *cb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (cb == NULL) { |
||||||
|
return; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
cb->num_used = 0; |
||||||
|
cb->back = 0; |
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef CIRCBUF_ZERO_FREE_SLOTS |
||||||
|
memset(PV_OFFS(cb->buf, cb->elem_size, 0), 0, cb->cap * cb->elem_size); |
||||||
|
#endif |
||||||
|
} |
@ -0,0 +1,151 @@ |
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file circbuf.h |
||||||
|
* @author Ondřej Hruška, 2016,2023 |
||||||
|
* |
||||||
|
* Circular buffer / queue / stack. |
||||||
|
* Slots are pre-allocated, values are copied into the buffer. |
||||||
|
* |
||||||
|
* The buffer may be used as a stack, event queue or a simple buffer. |
||||||
|
* |
||||||
|
* MIT license |
||||||
|
*/ |
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef CIRCBUF_H |
||||||
|
#define CIRCBUF_H |
||||||
|
|
||||||
|
#include <stdint.h> |
||||||
|
#include <stdbool.h> |
||||||
|
#include <stdlib.h> |
||||||
|
|
||||||
|
// Enable to zero a freed slots after pop, useful for debugging
|
||||||
|
#define CIRCBUF_ZERO_FREE_SLOTS |
||||||
|
|
||||||
|
// size_t can be replaced by a more suitable type for circbuf, e.g. uint8_t for tiny buffers
|
||||||
|
typedef uint32_t circbuf_size_t; |
||||||
|
|
||||||
|
/** Instance structure - public to allow static allocation, but consider the structure internal matter */ |
||||||
|
struct circbuf_struct { |
||||||
|
void *buf; |
||||||
|
circbuf_size_t num_used; |
||||||
|
circbuf_size_t elem_size; |
||||||
|
circbuf_size_t cap; |
||||||
|
circbuf_size_t back; |
||||||
|
// circbuf_size_t front;
|
||||||
|
}; |
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct circbuf_struct CircBuf; |
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Initialize a circular buffer |
||||||
|
* |
||||||
|
* @param[in,out] cb - pointer to the buffer to init, can be statically or dynamically allocated |
||||||
|
* @param buf : backing buffer, can be statically or dynamically allocated |
||||||
|
* @param capacity : buffer capacity |
||||||
|
* @param elem_size : size of one element |
||||||
|
*/ |
||||||
|
void cbuf_init(CircBuf *cb, void *buf, circbuf_size_t capacity, circbuf_size_t elem_size); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Test for full buffer */ |
||||||
|
bool cbuf_full(const CircBuf *cb); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Test for empty buffer */ |
||||||
|
bool cbuf_empty(const CircBuf *cb); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Get the max capacity of the buffer */ |
||||||
|
circbuf_size_t cbuf_capacity(const CircBuf *cb); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Get the current number of items in the buffer */ |
||||||
|
circbuf_size_t cbuf_count(const CircBuf *cb); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Peek at the nth element (counted from back) */ |
||||||
|
bool cbuf_nth(const CircBuf *cb, circbuf_size_t num, void *dest); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Get a mutable reference to nth element (counted from back) */ |
||||||
|
void *cbuf_ptr_nth(const CircBuf *cb, circbuf_size_t num); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** @brief Remove all data from buffer */ |
||||||
|
void cbuf_clear(CircBuf *cb); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Append a value to the buffer (FIFO) |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param source : pointer to a value (will be copied) |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_push(CircBuf *cb, const void *source); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Read a value from the buffer, return susccess. |
||||||
|
* |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param dest : read destination. If NULL, value is discarded. |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_pop(CircBuf *cb, void *dest); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Copy the frontmost element without changing the buffer |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param dest : read destination |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_peek(const CircBuf *cb, void *dest); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Get a mutable reference to the front element |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param dest : read destination |
||||||
|
* @return reference or NULL |
||||||
|
*/ |
||||||
|
void * cbuf_ptr(const CircBuf *cb); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Push a value into the circbuf (LIFO). |
||||||
|
* |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param source : pointer to a value (will be copied) |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_push_back(CircBuf *cb, const void *source); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Read a value from the buffer, return susccess. |
||||||
|
* |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param dest : read destination. If NULL, value is discarded. |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_pop_back(CircBuf *cb, void *dest); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Copy the backmost element without changing the buffer |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param dest : read destination |
||||||
|
* @return success |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool cbuf_peek_back(const CircBuf *cb, void *dest); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Get a mutable reference to the backmost element |
||||||
|
* @param cb : buffer |
||||||
|
* @param dest : read destination |
||||||
|
* @return reference or NULL |
||||||
|
*/ |
||||||
|
void* cbuf_ptr_back(const CircBuf *cb); |
||||||
|
|
||||||
|
#endif // CIRCBUF_H
|
@ -0,0 +1,14 @@ |
|||||||
|
Character stream pattern matcher |
||||||
|
================================ |
||||||
|
|
||||||
|
Matcher can be used for detecting a pattern in a stream of characters. |
||||||
|
With each incoming character, call `matcher_test()`. |
||||||
|
|
||||||
|
It will return true if the character completed a match. |
||||||
|
|
||||||
|
Applications |
||||||
|
------------ |
||||||
|
|
||||||
|
This buffer was designed for parsing responses to AT commands from ESP8266. |
||||||
|
|
||||||
|
It can be used for any similar purpose. |
@ -0,0 +1,33 @@ |
|||||||
|
#include <stdlib.h> |
||||||
|
#include <stdio.h> |
||||||
|
#include <stdint.h> |
||||||
|
#include <stdbool.h> |
||||||
|
|
||||||
|
#include "matcher.h" |
||||||
|
|
||||||
|
void matcher_reset(matcher_t *m) |
||||||
|
{ |
||||||
|
m->cursor = 0; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Handle incoming char. Returns true if this char completed the match. */ |
||||||
|
bool matcher_test(matcher_t * m, uint8_t b) |
||||||
|
{ |
||||||
|
// If mismatch, rewind (and check at 0)
|
||||||
|
if (m->pattern[m->cursor] != b) { |
||||||
|
m->cursor = 0; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
// Check for match
|
||||||
|
if (m->pattern[m->cursor] == b) { |
||||||
|
// Good char
|
||||||
|
m->cursor++; |
||||||
|
if (m->pattern[m->cursor] == 0) { // end of pattern
|
||||||
|
m->cursor = 0; // rewind
|
||||||
|
return true; // indicate success
|
||||||
|
} |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
return false; |
||||||
|
} |
@ -0,0 +1,39 @@ |
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file matcher.h |
||||||
|
* @author Ondřej Hruška, 2016 |
||||||
|
* |
||||||
|
* String matching utility. |
||||||
|
*
|
||||||
|
* Matcher can be used for detecting a pattern in a stream of characters. |
||||||
|
* With each incoming character, call matcher_test().
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* It will return true if the character completed a match. |
||||||
|
*
|
||||||
|
* MIT license |
||||||
|
*/ |
||||||
|
|
||||||
|
#pragma once |
||||||
|
|
||||||
|
#include <stdint.h> |
||||||
|
#include <stdbool.h> |
||||||
|
#include <stdlib.h> |
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct { |
||||||
|
const char *pattern; |
||||||
|
size_t cursor; |
||||||
|
} matcher_t; |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** reset match progress */ |
||||||
|
void matcher_reset(matcher_t *m); |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Consume an incoming character. |
||||||
|
* If this char was the last char of the pattern, returns true and resets matcher. |
||||||
|
* |
||||||
|
* If the char is not in the pattern, resets matcher. |
||||||
|
* |
||||||
|
* @returns true if the char concluded the expected pattern. |
||||||
|
*/ |
||||||
|
bool matcher_test(matcher_t * mb, uint8_t b); |
@ -0,0 +1,11 @@ |
|||||||
|
Averaging float buffer |
||||||
|
====================== |
||||||
|
|
||||||
|
*(You can adjust it to use doubles, if you prefer.)* |
||||||
|
|
||||||
|
The `meanbuf_create()` function allocates a buffer. |
||||||
|
|
||||||
|
You can then call `meanbuf_add()` to add a new value into the buffer (and remove the oldest). |
||||||
|
This function returns the current average value. |
||||||
|
|
||||||
|
This buffer can be used for **signal smoothing** (such as from an analogue sensor). |
@ -0,0 +1,64 @@ |
|||||||
|
#include <stdint.h> |
||||||
|
#include <malloc.h> |
||||||
|
|
||||||
|
#include "meanbuf.h" |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
struct meanbuf_struct { |
||||||
|
float * buf; // buffer (allocated at init)
|
||||||
|
size_t cap; // capacity
|
||||||
|
size_t nw; // next write index
|
||||||
|
float mean; // updated on write
|
||||||
|
}; |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Init a buffer */ |
||||||
|
MeanBuf *meanbuf_create(size_t size) |
||||||
|
{ |
||||||
|
MeanBuf *mb = malloc(sizeof(MeanBuf)); |
||||||
|
|
||||||
|
if (size < 1) size = 1; |
||||||
|
|
||||||
|
mb->buf = calloc(size, sizeof(float)); // calloc, so it starts with zeros.
|
||||||
|
mb->cap = size; |
||||||
|
mb->nw = 0; |
||||||
|
mb->mean = 0; |
||||||
|
|
||||||
|
// clean buffer
|
||||||
|
for (uint16_t i = 0; i < size; i++) { |
||||||
|
mb->buf[i] = 0; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
return mb; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void meanbuf_destroy(MeanBuf *mb) |
||||||
|
{ |
||||||
|
if (mb == NULL) return; |
||||||
|
|
||||||
|
if (mb->buf != NULL) { |
||||||
|
free(mb->buf); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
free(mb); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/** Add a value to the buffer. Returns current mean. */ |
||||||
|
float meanbuf_add(MeanBuf *mb, float f) |
||||||
|
{ |
||||||
|
// add sample
|
||||||
|
mb->buf[mb->nw++] = f; |
||||||
|
if (mb->nw == mb->cap) mb->nw = 0; |
||||||
|
|
||||||
|
// calculate average
|
||||||
|
float acc = 0; |
||||||
|
for (size_t i = 0; i < mb->cap; i++) { |
||||||
|
acc += mb->buf[i]; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
acc /= mb->cap; |
||||||
|
|
||||||
|
return mb->mean = acc; |
||||||
|
} |
@ -0,0 +1,31 @@ |
|||||||
|
/**
|
||||||
|
* @file meanbuf.h |
||||||
|
* @author Ondřej Hruška, 2016 |
||||||
|
* |
||||||
|
* Averaging float buffer. (You can adjust it to use doubles, if you prefer.) |
||||||
|
*
|
||||||
|
* The meanbuf_create() function allocates a buffer. |
||||||
|
*
|
||||||
|
* You can then call meanbuf_add() to add a new value into the buffer (and remove the oldest). |
||||||
|
* This function returns the current average value. |
||||||
|
*
|
||||||
|
* This buffer can be used for signal smoothing (such as from an analogue sensor). |
||||||
|
* |
||||||
|
* MIT license |
||||||
|
*/ |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#pragma once |
||||||
|
#include <stdlib.h> |
||||||
|
#include <stdint.h> |
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct meanbuf_struct MeanBuf; |
||||||
|
|
||||||
|
/** Init a buffer */ |
||||||
|
MeanBuf *meanbuf_create(size_t size); |
||||||
|
|
||||||
|
/** Deinit a buffer (free buffer array) */ |
||||||
|
void meanbuf_destroy(MeanBuf *mb); |
||||||
|
|
||||||
|
/** Add a value to the buffer. Returns current mean. */ |
||||||
|
float meanbuf_add(MeanBuf *mb, float f); |
Loading…
Reference in new issue