5　整理FIFO缓冲区（hiarib04e）

本来正说着键盘中断的话题，中间却插进来一大段关于FIFO缓冲区基本结构的介绍，不过既然这样，我们就来整理一下，让它具有一些通用性，在别的地方也能发挥作用。所谓“别的地方”，是指什么地方呢？当然是鼠标啦。鼠标只要稍微动一动，就会连续发送3个字节的数据。……事实上这次我们之所以先做键盘的程序，就是想拿键盘来练习一下FIFO和中断。因为如果一上来就做鼠标程序，数据来得太多，又要取出来进行处理，会让人手忙脚乱，不知所措。

首先我们将结构做成以下这样。

  1. struct FIFO8 {
  2.     unsigned char *buf;
  3.     int p, q, size, free, flags;
  4. };

如果我们将缓冲区大小固定为32字节的话，以后改起来就不方便了，所以把它定义成可变的，几个字节都行。缓冲区的总字节数保存在变量size里。变量free用于保存缓冲区里没有数据的字节数。缓冲区的地址当然也必须保存下来，我们把它保存在变量buf里。p代表下一个数据写入地址（next_w），q代表下一个数据读出地址（next_r）。

fifo.c的fifo8_init函数

  1. void fifo8_init(struct FIFO8 *fifo, int size, unsigned char *buf)
  2. /* 初始化FIFO缓冲区 */
  3. {
  4.     fifo->size = size;
  5.     fifo->buf = buf;
  6.     fifo->free = size; /* 缓冲区的大小 */
  7.     fifo->flags = 0;
  8.     fifo->p = 0; /* 下一个数据写入位置 */
  9.     fifo->q = 0; /* 下一个数据读出位置 */
  10.     return;
  11. }

fifo8_init是结构的初始化函数，用来设定各种初始值，也就是设定FIFO8结构的地址以及与结构有关的各种参数。更具体的说明就不用了吧。

fifo.c的fifo8_put函数

  1. #define FLAGS_OVERRUN       0x0001
  3. int fifo8_put(struct FIFO8 *fifo, unsigned char data)
  4. /* 向FIFO传送数据并保存 */
  5. {
  6.     if (fifo->free == 0) {
  7.         /* 空余没有了，溢出 */
  8.         fifo->flags |= FLAGS_OVERRUN;
  9.         return -1;
  10.     }
  11.     fifo->buf[fifo->p] = data;
  12.     fifo->p++;
  13.     if (fifo->p == fifo->size) {
  14.         fifo->p = 0;
  15.     }
  16.     fifo->free--;
  17.     return 0;
  18. }

fifo8_put是往FIFO缓冲区存储1字节信息的函数。以前如果溢出了，就什么也不做。但这次，笔者想：“如果能够事后确认是否发生了溢出，不是更好吗？”所以就用flags这一变量来记录是否溢出。至于其他内容，只是写法上稍有变化而已。

啊，要说这里出现的新东西，可能就是return语句后面跟着数字的写法了吧。如果有人调用以上函数，写出类似于“i = fifo8_put（fifo, data）;”这种语句时，我们就可以通过这种方式指定赋给i的值。为了能够简单明了地确认到底有没有发生溢出，笔者将它设定为-1或0，分别表示有溢出和没有溢出这两种情况。

fifo.c的fifo8_get函数

  1. int fifo8_get(struct FIFO8 *fifo)
  2. /* 从FIFO取得一个数据 */
  3. {
  4.     int data;
  5.     if (fifo->free == fifo->size) {
  6.         /* 如果缓冲区为空，则返回 -1 */
  7.         return -1;
  8.     }
  9.     data = fifo->buf[fifo->q];
  10.     fifo->q++;
  11.     if (fifo->q == fifo->size) {
  12.         fifo->q = 0;
  13.     }
  14.     fifo->free++;
  15.     return data;
  16. }

fifo8_get是从FIFO缓冲区取出1字节的函数。这个应该不用再讲了吧。

fifo.c的fifo8_status函数

  1. int fifo8_status(struct FIFO8 *fifo)
  2. /* 报告一下到底积攒了多少数据 */
  3. {
  4.     return fifo->size - fifo->free;
  5. }

这是附赠的函数fifo8_status，它能够用来调查缓冲区的状态。status的意思是“状态”。

笔者把以上这几个函数总结后写在了程序fifo.c里。

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使用以上函数写成了下面的程序段。

int.c节选

  1. struct FIFO8 keyfifo;
  3. void inthandler21(int *esp)
  4. {
  5.     unsigned char data;
  6.     io_out8(PIC0_OCW2, 0x61);   /* 通知PIC，说IRQ-01的受理已经完成 */
  7.     data = io_in8(PORT_KEYDAT);
  8.     fifo8_put(&keyfifo, data);
  9.     return;
  10. }

这段程序看起来非常清晰，12行变成了5行。在fifo8_put的参数里，有一个“&”符号，这可不是AND运算符，而是取地址运算符，用它可以取得结构体变量的地址值。变量名的前面加上&，就成了取地址运算符。这稍微有点复杂。fifo8_put接收的第一个参数是内存地址，与之匹配，这里调用时传递的第一个参数也要是内存地址。

MariMain函数内容如下所示：

  1. char s[40], mcursor[256], keybuf[32];
  3. fifo8_init(&keyfifo, 32, keybuf);
  5. for (;;) {
  6.     io_cli();
  7.     if (fifo8_status(&keyfifo) == 0) {
  8.         io_stihlt();
  9.     } else {
  10.         i = fifo8_get(&keyfifo);
  11.         io_sti();
  12.         sprintf(s, "%02X", i);
  13.         boxfill8(binfo->vram, binfo->scrnx, COL8_008484, 0, 16, 15, 31);
  14.         putfonts8_asc(binfo->vram, binfo->scrnx, 0, 16, COL8_FFFFFF, s);
  15.     }
  16. }

这段程序简洁而清晰。for语句的内容被精简掉了5行呀。当然，程序运行肯定也没问题。不信的话，可以用“make run”测试一下（当然，信的话更要试试啦）。看，运行正常！