1. 如图4.13.1所示，P0端口接动态数码管的字形码笔段，P2端口接动态数码管的数位选择端，P1.7接一个开关，当开关接高电平时，显示“12345”字样;当开关接低电平时，显示“HELLO”字样。 2. 电路原理图 图4.13.1 3. 系...
1. 如图4.3.1所示，AT89S51单片机的P1.0-P1.3接四个发光二极管L1-L4，P1.4-P1.7接了四个开关K1-K4，编程将开关的状态反映到发光二极管上。(开关闭合，对应的灯亮，开关断开，对应的灯灭)。 2. 电路原理图 图4.3.1...
一、提高CPU使用效率 话说我只要见到满篇都是delay_ms()的程序就会头疼，动辄十几个ms几十个ms的软件延时是对CPU资源的巨大浪费，宝贵的CPU时间都浪费在了NOP指令上。 那种为了等待一个管脚电平跳变或者一个串口数据，让整个程序都不动的情况也让我非常纠结，如果事件一直不发生电平跳变，你要等到世界末日么？ 如果应用状态机编程思想，程序只需要用全局变量记录下工作状态，就可以转头去干别的工作了，当然忙完那些活儿之后要再看看工作状态有没有变化。 只要目标事件(定时未到、电平没跳变、串口数据没收完)还没发生，工作状态就不会改变，程序就一直重复着“查询—干别的—查询—干别的”这样的循环，这样CPU就闲不下来了。 这种处理方法的实质就是在程序等待事件的过程中间隔性地插入一些有意义的工作，好让CPU不是一直无谓地等待。 二、逻辑完备性 逻辑完备性是状态机编程最大的优点。 不知道大家有没有用C语言写过计算器的小程序，我很早以前写过，写出来一测试，那个惨不忍睹啊！ 当我规规矩矩的输入算式的时候，程序可以得到正确的计算结果，但要是故意输入数字和运算符号的随意组合，程序总是得出莫名其妙的结果。 后来我试着思维模拟一下程序的工作过程，正确的算式思路清晰，流程顺畅，可要碰上了不规矩的式子，走着走着我就晕菜了，那么多的标志位，那么多的变量，变来变去，最后直接分析不下去了。 很久之后我认识了状态机，才恍然明白，当时的程序是有逻辑漏洞的。 如果把这个计算器程序当做是一个反应式系统，那么一个数字或者运算符就可以看做一个事件，一个算式就是一组事件组合。 对于一个逻辑完备的反应式系统，不管什么样的事件组合，系统都能正确处理事件，而且系统自身的工作状态也一直处在可知可控的状态中。 反过来，如果一个系统的逻辑功能不完备，在某些特定事件组合的驱动下，系统就会进入一个不可知不可控的状态，与设计者的意图相悖。 状态机就能解决逻辑完备性的问题。 状态机是一种以系统状态为中心，以事件为变量的设计方法，它专注于各个状态的特点以及状态之间相互转换的关系。 状态的转换恰恰是事件引起的，那么在研究某个具体状态的时候，我们自然而然地会考虑任何一个事件对这个状态有什么样的影响。 这样，每一个状态中发生的每一个事件都会在我们的考虑之中，也就不会留下逻辑漏洞。 这样说也许大家会觉得太空洞，实践出真知，某天如果你真的要设计一个逻辑复杂的程序，会觉得状态机真香！ 三、程序结构清晰 用状态机写出来的程序的结构是非常清晰的。 程序员最痛苦的事儿莫过于读别人写的代码，如果代码不是很规范，而且手里还没有流程图，读代码会让人晕了又晕，只有顺着程序一遍又一遍的看，很多遍之后才能隐约地明白程序大体的工作过程。 有流程图会好一点，但是如果程序比较大，流程图也不会画得多详细，很多细节上的过程还是要从代码中理解。 相比之下，用状态机写的程序要好很多，拿一张标准的UML状态转换图，再配上一些简明的文字说明，程序中的各个要素一览无余。 程序中有哪些状态，会发生哪些事件，状态机如何响应，响应之后跳转到哪个状态，这些都十分明朗，甚至许多动作细节都能从状态转换图中找到。 可以毫不夸张的说，有了UML状态转换图，程序流程图写都不用写。
我彻底服了,大牛讲解信号与系统(通俗易懂) (2015-10-13 21:22:36) 转载▼ 分类： 电力电子技术 第一课什么是卷积卷积有什么用什么是傅利叶变换什么是拉普拉斯变换 引子 很多朋友和我一样，工科电子类专业，学了一堆...
数据压倒一切。如果选择了正确的数据结构并把一切组织的井井有条，正确的算法就不言自明。编程的核心是数据结构，而不是算法。——Rob Pike 说明 本文基于这样的认识：数据是易变的，逻辑是稳定的。本文例举的编程实现多为代码片段，但不影响描述的完整性。本文例举的编程虽然基于C语言，但其编程思想也适用于其他语言。此外，本文不涉及语言相关的运行效率讨论。 概念提出 所谓表驱动法(Table-Driven Approach)简而言之就是用查表的方法获取数据。此处的“表”通常为数组，但可视为数据库的一种体现。 根据字典中的部首检字表查找读音未知的汉字就是典型的表驱动法，即以每个字的字形为依据，计算出一个索引值，并映射到对应的页数。相比一页一页地顺序翻字典查字，部首检字法效率极高。 具体到编程方面，在数据不多时可用逻辑判断语句（if…else或switch…case）来获取值；但随着数据的增多，逻辑语句会越来越长，此时表驱动法的优势就开始显现。 例如，用36进制(A表示10，B表示11，…)表示更大的数字，逻辑判断语句如下： if(ucNum < 10) { ucNumChar = ConvertToChar(ucNum); } else if(ucNum == 10) { ucNumChar = 'A'; } else if(ucNum == 11) { ucNumChar = 'B'; } else if(ucNum == 12) { ucNumChar = 'C'; } //... ... else if(ucNum == 35) { ucNumChar = 'Z'; } 当然也可以用 switch…case 结构，但实现都很冗长。而用表驱动法(将numChar 存入数组)则非常直观和简洁。如： CHAR aNumChars[] = {'0', '1', '2', /*3~9*/'A', 'B', 'C', /*D~Y*/'Z'}; CHAR ucNumChar = aNumChars[ucNum % sizeof(aNumChars)]; 像这样直接将变量当作下数组下标来读取数值的方法就是直接查表法。 注意，如果熟悉字符串操作，则上述写法可以更简洁： CHAR ucNumChar = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"[ucNum]; 使用表驱动法时需要关注两个问题：一是如何查表，从表中读取正确的数据；二是表里存放什么，如数值或函数指针。前者参见1.1节“查表方式”内容，后者参见1.2节“实战示例”内容。 查表方式 常用的查表方式有直接查找、索引查找和分段查找等。 直接查找 即直接通过数组下标获取到数据。如果熟悉哈希表的话，可以很容易看出这种查表方式就是哈希表的直接访问法。 如获取星期名称，逻辑判断语句如下： if(0 == ucDay) { pszDayName = "Sunday"; } else if(1 == ucDay) { pszDayName = "Monday"; } //... ... else if(6 == ucDay) { pszDayName = "Saturday"; } 而实现同样的功能，可将这些数据存储到一个表里： CHAR *paNumChars[] = {"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday"}; CHAR *pszDayName = paNumChars[ucDay]; 类似哈希表特性，表驱动法适用于无需有序遍历数据，且数据量大小可提前预测的情况。 对于过于复杂和庞大的判断，可将数据存为文件，需要时加载文件初始化数组，从而在不修改程序的情况下调整里面的数值。 有时，访问之前需要先进行一次键值转换。如表驱动法表示端口忙闲时，需将槽位端口号映射为全局编号。所生成的端口数目大小的数组，其下标对应全局端口编号，元素值表示相应端口的忙闲状态。 索引查找 有时通过一次键值转换，依然无法把数据(如英文单词等)转为键值。此时可将转换的对应关系写到一个索引表里，即索引访问。 如现有100件商品，4位编号，范围从0000到9999。此时只需要申请一个长度为100的数组，且对应2位键值。但将4位的编号转换为2位的键值，可能过于复杂或没有规律，最合适的方法是建立一个保存该转换关系的索引表。采用索引访问既节省内存，又方便维护。比如索引A表示通过名称访问，索引B表示通过编号访问。 分段查找 通过确定数据所处的范围确定分类(下标)。有的数据可分成若干区间，即具有阶梯性，如分数等级。此时可将每个区间的上限(或下限)存到一个表中，将对应的值存到另一表中，通过第一个表确定所处的区段，再由区段下标在第二个表里读取相应数值。注意要留意端点，可用二分法查找，另外可考虑通过索引方法来代替。 如根据分数查绩效等级： #define MAX_GRADE_LEVEL (INT8U)5 DOUBLE aRangeLimit[MAX_GRADE_LEVEL] = {50.0, 60.0, 70.0, 80.0, 100.0}; CHAR *paGrades[MAX_GRADE_LEVEL] = {"Fail", "Pass", "Credit", "Distinction", "High Distinction"}; static CHAR* EvaluateGrade(DOUBLE dScore) { INT8U ucLevel = 0; for(; ucLevel < MAX_GRADE_LEVEL; ucLevel++) { if(dScore < aRangeLimit[ucLevel]) return paGrades[ucLevel]; } return paGrades[0]; } 上述两张表(数组)也可合并为一张表(结构体数组)，如下所示： typedef struct{ DOUBLE aRangeLimit; CHAR *pszGrade; }T_GRADE_MAP; T_GRADE_MAP gGradeMap[MAX_GRADE_LEVEL] = { {50.0, "Fail"}, {60.0, "Pass"}, {70.0, "Credit"}, {80.0, "Distinction"}, {100.0, "High Distinction"} }; static CHAR* EvaluateGrade(DOUBLE dScore) { INT8U ucLevel = 0; for(; ucLevel < MAX_GRADE_LEVEL; ucLevel++) { if(dScore < gGradeMap[ucLevel].aRangeLimit) return gGradeMap[ucLevel].pszGrade; } return gGradeMap[0].pszGrade; } 该表结构已具备的数据库的雏形，并可扩展支持更为复杂的数据。其查表方式通常为索引查找，偶尔也为分段查找；当索引具有规律性(如连续整数)时，退化为直接查找。 使用分段查找法时应注意边界，将每一分段范围的上界值都考虑在内。 找出所有不在最高一级范围内的值，然后把剩下的值全部归入最高一级中。有时需要人为地为最高一级范围添加一个上界。 同时应小心不要错误地用“<”来代替“<=”。要保证循环在找出属于最高一级范围内的值后恰当地结束，同时也要保证恰当处理范围边界。 实战示例 本节多数示例取自实际项目。表形式为一维数组、二维数组和结构体数组；表内容有数据、字符串和函数指针。基于表驱动的思想，表形式和表内容可衍生出丰富的组合。 字符统计 问题：统计用户输入的一串数字中每个数字出现的次数。 普通解法主体代码如下： INT32U aDigitCharNum[10] = {0}; /* 输入字符串中各数字字符出现的次数 */ INT32U dwStrLen = strlen(szDigits); INT32U dwStrIdx = 0; for(; dwStrIdx < dwStrLen; dwStrIdx++) { switch(szDigits[dwStrIdx]) { case '1': aDigitCharNum[0]++; break; case '2': aDigitCharNum[1]++; break; //... ... case '9': aDigitCharNum[8]++; break; } } 这种解法的缺点显而易见，既不美观也不灵活。其问题关键在于未将数字字符与数组aDigitCharNum下标直接关联起来。 以下示出更简洁的实现方式： for(; dwStrIdx < dwStrLen; dwStrIdx++) { aDigitCharNum[szDigits[dwStrIdx] - '0']++; } 上述实现考虑到0也为数字字符。该解法也可扩展至统计所有ASCII可见字符。 月天校验 问题：对给定年份和月份的天数进行校验(需区分平年和闰年)。 普通解法主体代码如下： switch(OnuTime.Month) { case 1: case 3: case 5: case 7: case 8: case 10: case 12: if(OnuTime.Day>31 || OnuTime.Day<1) { CtcOamLog(FUNCTION_Pon,"Don't support this Day: %d(1~31)!!!\n", OnuTime.Day); retcode = S_ERROR; } break; case 2: if(((OnuTime.Year%4 == 0) && (OnuTime.Year%100 != 0)) || (OnuTime.Year%400 == 0)) { if(OnuTime.Day>29 || OnuTime.Day<1) { CtcOamLog(FUNCTION_Pon,"Don't support this Day: %d(1~29)!!!\n", OnuTime.Day); retcode = S_ERROR; } } else { if(OnuTime.Day>28 || OnuTime.Day<1) { CtcOamLog(FUNCTION_Pon,"Don't support this Day: %d(1~28)!!!\n", OnuTime.Day); retcode = S_ERROR; } } break; case 4: case 6: case 9: case 11: if(OnuTime.Day>30 || OnuTime.Day<1) { CtcOamLog(FUNCTION_Pon,"Don't support this Day: %d(1~30)!!!\n", OnuTime.Day); retcode = S_ERROR; } break; default: CtcOamLog(FUNCTION_Pon,"Don't support this Month: %d(1~12)!!!\n", OnuTime.Month); retcode = S_ERROR; break; } 以下示出更简洁的实现方式： #define MONTH_OF_YEAR 12 /* 一年中的月份数 */ /* 闰年：能被4整除且不能被100整除，或能被400整除 */ #define IS_LEAP_YEAR(year) ((((year) % 4 == 0) && ((year) % 100 != 0)) || ((year) % 400 == 0)) /* 平年中的各月天数，下标对应月份 */ INT8U aDayOfCommonMonth[MONTH_OF_YEAR] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}; INT8U ucMaxDay = 0; if((OnuTime.Month == 2) && (IS_LEAP_YEAR(OnuTime.Year))) ucMaxDay = aDayOfCommonMonth[1] + 1; else ucMaxDay = aDayOfCommonMonth[OnuTime.Month-1]; if((OnuTime.Day < 1) || (OnuTime.Day > ucMaxDay) { CtcOamLog(FUNCTION_Pon,"Month %d doesn't have this Day: %d(1~%d)!!!\n", OnuTime.Month, OnuTime.Day, ucMaxDay); retcode = S_ERROR; } 名称构造 问题：根据WAN接口承载的业务类型(Bitmap)构造业务类型名称字符串。 普通解法主体代码如下： void Sub_SetServerType(INT8U *ServerType, INT16U wan_servertype) { if ((wan_servertype & 0x0001) == 0x0001) { strcat(ServerType, "_INTERNET"); } if ((wan_servertype & 0x0002) == 0x0002) { strcat(ServerType, "_TR069"); } if ((wan_servertype & 0x0004) == 0x0004) { strcat(ServerType, "_VOIP"); } if ((wan_servertype & 0x0008) == 0x0008) { strcat(ServerType, "_OTHER"); } } 以下示出C语言中更简洁的实现方式： /* 获取var变量第bit位，编号从右至左 */ #define GET_BIT(var, bit) (((var) >> (bit)) & 0x1) const CHAR* paSvrNames[] = {"_INTERNET", "_TR069", "_VOIP", "_OTHER"}; const INT8U ucSvrNameNum = sizeof(paSvrNames) / sizeof(paSvrNames[0]); VOID SetServerType(CHAR *pszSvrType, INT16U wSvrType) { INT8U ucIdx = 0; for(; ucIdx < ucSvrNameNum; ucIdx++) { if(1 == GET_BIT(wSvrType, ucIdx)) strcat(pszSvrType, paSvrNames[ucIdx]); } } 新的实现将数据和逻辑分离，维护起来非常方便。只要逻辑(规则)不变，则唯一可能的改动就是数据(paSvrNames)。 值名解析 问题：根据枚举变量取值输出其对应的字符串，如PORT_FE(1)输出“Fe”。 //值名映射表结构体定义，用于数值解析器 typedef struct{ INT32U dwElem; //待解析数值，通常为枚举变量 CHAR* pszName; //指向数值所对应解析名字符串的指针 }T_NAME_PARSER; /****************************************************************************** * 函数名称: NameParser * 功能说明: 数值解析器，将给定数值转换为对应的具名字符串 * 输入参数: VOID *pvMap :值名映射表数组，含T_NAME_PARSER结构体类型元素 VOID指针允许用户在保持成员数目和类型不变的前提下， 定制更有意义的结构体名和/或成员名。 INT32U dwEntryNum :值名映射表数组条目数 INT32U dwElem :待解析数值，通常为枚举变量 INT8U* pszDefName :缺省具名字符串指针，可为空 * 输出参数: NA * 返回值 : INT8U *: 数值所对应的具名字符串 当无法解析给定数值时，若pszDefName为空，则返回数值对应的16进制格式 字符串；否则返回pszDefName。 ******************************************************************************/ INT8U *NameParser(VOID *pvMap, INT32U dwEntryNum, INT32U dwElem, INT8U* pszDefName) { CHECK_SINGLE_POINTER(pvMap, "NullPoniter"); INT32U dwEntryIdx = 0; for(dwEntryIdx = 0; dwEntryIdx < dwEntryNum; dwEntryIdx++) { T_NAME_PARSER *ptNameParser = (T_NAME_PARSER *)pvMap; if(dwElem == ptNameParser->dwElem) { return ptNameParser->pszName; } //ANSI标准禁止对void指针进行算法操作；GNU标准则指定void*算法操作与char*一致。 //若考虑移植性，可将pvMap类型改为INT8U*，或定义INT8U*局部变量指向pvMap。 pvMap += sizeof(T_NAME_PARSER); } if(NULL != pszDefName) { return pszDefName; } else { static INT8U szName[12] = {0}; //Max:"0xFFFFFFFF" sprintf(szName, "0x%X", dwElem); return szName; } } 以下给出NameParser的简单应用示例： //UNI端口类型值名映射表结构体定义 typedef struct{ INT32U dwPortType; INT8U* pszPortName; }T_PORT_NAME; //UNI端口类型解析器 T_PORT_NAME gUniNameMap[] = { {1, "Fe"}, {3, "Pots"}, {99, "Vuni"} }; const INT32U UNI_NAM_MAP_NUM = (INT32U)(sizeof(gUniNameMap)/sizeof(T_PORT_NAME)); VOID NameParserTest(VOID) { INT8U ucTestIndex = 1; printf("[%s] Result: %s!\n", __FUNCTION__, ucTestIndex++, strcmp("Unknown", NameParser(gUniNameMap, UNI_NAM_MAP_NUM, 0, "Unknown")) ? "ERROR" : "OK"); printf("[%s] Result: %s!\n", __FUNCTION__, ucTestIndex++, strcmp("DefName", NameParser(gUniNameMap, UNI_NAM_MAP_NUM, 0, "DefName")) ? "ERROR" : "OK"); printf("[%s] Result: %s!\n", __FUNCTION__, ucTestIndex++, strcmp("Fe", NameParser(gUniNameMap, UNI_NAM_MAP_NUM, 1, "Unknown")) ? "ERROR" : "OK"); printf("[%s] Result: %s!\n", __FUNCTION__, ucTestIndex++, strcmp("Pots", NameParser(gUniNameMap, UNI_NAM_MAP_NUM, 3, "Unknown")) ? "ERROR" : "OK"); printf("[%s] Result: %s!\n", __FUNCTION__, ucTestIndex++, strcmp("Vuni", NameParser(gUniNameMap, UNI_NAM_MAP_NUM, 99, NULL)) ? "ERROR" : "OK"); printf("[%s] Result: %s!\n", __FUNCTION__, ucTestIndex++, strcmp("Unknown", NameParser(gUniNameMap, UNI_NAM_MAP_NUM, 255, "Unknown")) ? "ERROR" : "OK"); printf("[%s] Result: %s!\n", __FUNCTION__, ucTestIndex++, strcmp("0xABCD", NameParser(gUniNameMap, UNI_NAM_MAP_NUM, 0xABCD, NULL)) ? "ERROR" : "OK"); printf("[%s] Result: %s!\n", __FUNCTION__, ucTestIndex++, strcmp("NullPoniter", NameParser(NULL, UNI_NAM_MAP_NUM, 0xABCD, NULL)) ? "ERROR" : "OK"); } gUniNameMap在实际项目中有十余个条目，若采用逻辑链实现将非常冗长。 取值映射 问题：不同模块间同一参数枚举值取值可能有所差异，需要适配。 此处不再给出普通的switch…case或if…else if…else结构，而直接示出以下表驱动实现： typedef struct{ PORTSTATE loopMEState; PORTSTATE loopMIBState; }LOOPMAPSTRUCT; static LOOPMAPSTRUCT s_CesLoop[] = { {NO_LOOP, e_ds1_looptype_noloop}, {PAYLOAD_LOOP, e_ds1_looptype_PayloadLoop}, {LINE_LOOP, e_ds1_looptype_LineLoop}, {PON_LOOP, e_ds1_looptype_OtherLoop}, {CES_LOOP, e_ds1_looptype_InwardLoop}}; PORTSTATE ConvertLoopMEStateToMIBState(PORTSTATE vPortState) { INT32U num = 0, ii; num = ARRAY_NUM(s_CesLoop); for(ii = 0; ii < num; ii++) { if(vPortState == s_CesLoop[ii].loopMEState) return s_CesLoop[ii].loopMIBState; } return e_ds1_looptype_noloop; } 相应地，从loopMIBState映射到loopMEState需要定义一个ConvertLoopMIBStateToMEState函数。更进一步，所有类似的一对一映射关系都必须如上的映射(转换)函数，相当繁琐。事实上，从抽象层面看，该映射关系非常简单。提取共性后定义带参数宏，如下所示： /********************************************************** * 功能描述：进行二维数组映射表的一对一映射，用于参数适配 * 参数说明：map -- 二维数组映射表 elemSrc -- 映射源，即待映射的元素值 elemDest -- 映射源对应的映射结果 direction -- 映射方向字节，表示从数组哪列映射至哪列。 高4位对应映射源列，低4位对应映射结果列。 defaultVal -- 映射失败时置映射结果为缺省值 * 示例：ARRAY_MAPPER(gCesLoopMap, 3, ucLoop, 0x10, NO_LOOP); 则ucLoop = 2(LINE_LOOP) **********************************************************/ #define ARRAY_MAPPER(map, elemSrc, elemDest, direction, defaultVal) do{\ INT8U ucMapIdx = 0, ucMapNum = 0; \ ucMapNum = sizeof(map)/sizeof(map[0]); \ for(ucMapIdx = 0; ucMapIdx < ucMapNum; ucMapIdx++) \ { \ if((elemSrc) == map[ucMapIdx][((direction)&0xF0)>>4]) \ { \ elemDest = map[ucMapIdx][(direction)&0x0F]; \ break; \ } \ } \ if(ucMapIdx == ucMapNum) \ { \ elemDest = (defaultVal); \ } \ }while(0) 参数取值转换时直接调用统一的映射器宏，如下： static INT8U gCesLoopMap[][2] = { {NO_LOOP, e_ds1_looptype_noloop}, {PAYLOAD_LOOP, e_ds1_looptype_PayloadLoop}, {LINE_LOOP, e_ds1_looptype_LineLoop}, {PON_LOOP, e_ds1_looptype_OtherLoop}, {CES_LOOP, e_ds1_looptype_InwardLoop}}; ARRAY_MAPPER(gCesLoopMap, tPara.dwParaVal[0], dwLoopConf, 0x01, e_ds1_looptype_noloop); 另举一例： #define CES_DEFAULT_JITTERBUF (INT32U)2000 /* 默认jitterbuf为2000us，而1帧=125us */ #define CES_JITTERBUF_STEP (INT32U)125 /* jitterbuf步长为125us，即1帧 */ #define CES_DEFAULT_QUEUESIZE (INT32U)5 #define CES_DEFAULT_MAX_QUEUESIZE (INT32U)7 #define ARRAY_NUM(array) (sizeof(array) / sizeof((array)[0])) /* 数组元素个数 */ typedef struct{ INT32U dwJitterBuffer; INT32U dwFramePerPkt; INT32U dwQueueSize; }QUEUE_SIZE_MAP; /* gCesQueueSizeMap也可以(JitterBuffer / FramePerPkt)值为索引，更加紧凑 */ static QUEUE_SIZE_MAP gCesQueueSizeMap[]= { {1,1,1}, {1,2,1}, {2,1,2}, {2,2,1}, {3,1,3}, {3,2,1}, {4,1,3}, {4,2,1}, {5,1,4}, {5,2,3}, {6,1,4}, {6,2,3}, {7,1,4}, {7,2,3}, {8,1,4}, {8,2,3}, {9,1,5}, {9,2,4}, {10,1,5}, {10,2,4}, {11,1,5}, {11,2,4}, {12,1,5}, {12,2,4}, {13,1,5}, {13,2,4}, {14,1,5}, {14,2,4}, {15,1,5}, {15,2,4}, {16,1,5}, {16,2,4}, {17,1,6}, {17,2,5}, {18,1,6}, {18,2,5}, {19,1,6}, {19,2,5}, {20,1,6}, {20,2,5}, {21,1,6}, {21,2,5}, {22,1,6}, {22,2,5}, {23,1,6}, {23,2,5}, {24,1,6}, {24,2,5}, {25,1,6}, {25,2,5}, {26,1,6}, {26,2,5}, {27,1,6}, {27,2,5}, {28,1,6}, {28,2,5}, {29,1,6}, {29,2,5}, {30,1,6}, {30,2,5}, {31,1,6}, {31,2,5}, {32,1,6}, {32,2,5}}; /********************************************************** * 函数名称：CalcQueueSize * 功能描述：根据JitterBuffer和FramePerPkt计算QueueSize * 注意事项：配置的最大缓存深度 * = 2 * JitterBuffer / FramePerPkt * = 2 * N Packet = 2 ^ QueueSize * JitterBuffer为125us帧速率的倍数， * FramePerPkt为每个分组的帧数， * QueueSize向上取整，最大为7。 **********************************************************/ INT32U CalcQueueSize(INT32U dwJitterBuffer, INT32U dwFramePerPkt) { INT8U ucIdx = 0, ucNum = 0; //本函数暂时仅考虑E1 ucNum = ARRAY_NUM(gCesQueueSizeMap); for(ucIdx = 0; ucIdx < ucNum; ucIdx++) { if((dwJitterBuffer == gCesQueueSizeMap[ucIdx].dwJitterBuffer) && (dwFramePerPkt == gCesQueueSizeMap[ucIdx].dwFramePerPkt)) { return gCesQueueSizeMap[ucIdx].dwQueueSize; } } return CES_DEFAULT_MAX_QUEUESIZE; } 版本控制 问题：控制OLT与ONU之间的版本协商。ONU本地设置三比特控制字，其中bit2(MSB)~bit0(LSB)分别对应0x21、0x30和0xAA版本号；且bitX为0表示上报对应版本号，bitX为1表示不上报对应版本号。其他版本号如0x20、0x13和0x1必须上报，即不受控制。 最初的实现采用if…else if…else结构，代码非常冗长，如下： pstSendTlv->ucLength = 0x1f; if (gOamCtrlCode == 0) { vosMemCpy(pstSendTlv->aucVersionList, ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[3] = 0x30; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[4]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[7] = 0x21; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[8]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[11] = 0x20; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[12]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[15] = 0x13; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[16]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[19] = 0x01; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[20]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[23] = 0xaa; } else if (gOamCtrlCode == 1) { vosMemCpy(pstSendTlv->aucVersionList, ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[3] = 0x30; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[4]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[7] = 0x21; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[8]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[11] = 0x20; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[12]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[15] = 0x13; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[16]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[19] = 0x01; } //此处省略gOamCtrlCode == 2~6的处理代码 else if (gOamCtrlCode == 7) { vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[3] = 0x20; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[4]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[7] = 0x13; vosMemCpy(&(pstSendTlv->aucVersionList[8]), ctc_oui, 3); pstSendTlv->aucVersionList[11] = 0x01; } 以下示出C语言中更简洁的实现方式(基于二维数组)： /********************************************************************** * 版本控制字数组定义 * gOamCtrlCode: Bitmap控制字。Bit-X为0时上报对应版本，Bit-X为1时屏蔽对应版本。 * CTRL_VERS_NUM: 可控版本个数。 * CTRL_CODE_NUM: 控制字个数。与CTRL_VERS_NUM有关。 * gOamVerCtrlMap: 版本控制字数组。行对应控制字，列对应可控版本。 元素值为0时不上报对应版本，元素值非0时上报该元素值。 * Note: 该数组旨在实现“数据与控制隔离”。后续若要新增可控版本，只需修改 -- CTRL_VERS_NUM -- gOamVerCtrlMap新增行(控制字) -- gOamVerCtrlMap新增列(可控版本) **********************************************************************/ #define CTRL_VERS_NUM 3 #define CTRL_CODE_NUM (1< u8_t gOamVerCtrlMap[CTRL_CODE_NUM][CTRL_VERS_NUM]
基本上，没有人会将大段的C语言代码全部塞入 main() 函数。更好的做法是按照复用率高、耦合性低的原则，尽可能的将代码拆分不同的功能模块，并封装成函数。C语言代码的组合千变万化，因此函数的功能可能会比较复杂，不同的输入，常常产生不同的输出结果。 C语言函数的返回值 C语言函数可以通过返回值表示输出结果，例如 log() 函数的返回值会根据不同的输入，返回不同的值。再比如，我们定义一个函数 myopen()，用于打开某个文件，那么，这个函数要么能够成功打开文件，要么打开文件失败，这时，可以通过返回值区分“成功”和“失败”。当然，myopen() 函数失败的原因可能很多，但不是本文关注的重点，本文更关心的是，该以何值表示“成功”，何值表示“失败”。按照C语言语法， 0 表示假，非零（常常用 1）表示真，那是否函数也用 0 返回值表示“失败”，1 返回值表示“成功”呢？ 行业“潜规则” C语言函数当然可以使用返回值 0 表示“失败”，用返回值 1 表示“成功”。事实上，C语言函数用什么样的返回值表示成功或者失败，只是一种人为的约定，函数的调用者遵守这个“约定”就可以了。C语言也有“行业潜规则”，不过，对于一般的函数，大多数C语言程序员常常使用返回值 0 表示成功，非零值表示失败。因此，如果希望我们定义的函数能够被大多数人愉快的使用，最好不要反其道而行，遵守“行业潜规则”更好一点。仔细考虑下，其实C语言函数使用返回值 0 表示成功是有原因的。更一般的C语言函数返回值并不一定只有两种可能值（成功/失败），它可能还会返回对应错误原因的返回值。总之，函数成功只有一种可能，函数失败却有多种可能。实数要么是 0，要么非 0，因此可以将 0 看作一个比较特殊的“唯一”数值，使用 0 这个“唯一”的返回值，表示唯一的“成功”，多种非零的返回值，表示多种原因的失败，无疑更好一些。当然，我们也可以说“实数要么是 1，要么非 1”，不过这显然也不是“行业潜规则”。例如我们可以规定，如果 myopen() 函数因为“文件或者目录不存在”的原因失败，返回 -1，如果因为“权限不够”的原因失败，则返回 -2。-1 和 -2 都是“非零值”，而成功作为失败的对立面，也即“非零值”的对立面，myopen() 函数使用返回值 0 表示成功无可厚非。 另一种行业“潜规则” 当然，C语言程序员中还有一种“行业潜规则”。如果定义的函数是个布尔函数，也即返回值显式的使用类似于 bool 关键字定义，或者函数名类似于 is_true()，那么显然此时应该遵守C语言语法，使用“真”值表示成功，“假”值表示失败。 if( is_true() ) printf("true\n"); 请看上面这两行C语言代码，显然，遵守C语言语法的布尔函数更便于程序员写出布尔判断类的代码。 小结 本文主要讨论了C语言程序开发中关于函数返回值的问题。可见，使用什么样的返回值表示成功，什么用的返回值表示失败，其实只是一种人为约定。只不过，如果希望我们编写的代码能够被大多数同行愉快的使用，最好遵守下“行业潜规则”。当然了，若是希望我们的C语言代码应用性更广，则可以使用标准头文件里预先定义好的 EXIT_SUCCESS 和 EXIT_FAILURE 宏。
工程师们似乎认为编写垃圾回收机制是很难的，是一种只有少数智者和Hans Boehm(et al)才能理解的高深魔法。 我认为编写垃圾回收最难的地方就是内存分配，这和阅读 K&R 所写的 malloc 样例难度是相当的。 在开始之前有一些重要的事情需要说明一下： 第一，我们所写的代码是基于Linux Kernel的，注意是Linux Kernel而不是GNU/Linux。 第二，我们的代码是32bit的。 第三，请不要直接使用这些代码。我并不保证这些代码完全正确，可能其中有一些我还未发现的小的bug，但是整体思路仍然是正确的。 好了，让我们开始吧。 1 编写malloc 最开始，我们需要写一个内存分配器(memmory allocator)，也可以叫做内存分配函数(malloc function)。 最简单的内存分配实现方法就是维护一个由空闲内存块组成的链表，这些空闲内存块在需要的时候被分割或分配。 当用户请求一块内存时，一块合适大小的内存块就会从链表中被移除并分配给用户。 如果链表中没有合适的空闲内存块存在，而且更大的空闲内存块已经被分割成小的内存块了或内核也正在请求更多的内存(译者注：就是链表中的空闲内存块都太小不足以分配给用户的情况)。 那么此时，会释放掉一块内存并把它添加到空闲块链表中。 在链表中的每个空闲内存块都有一个头(header)用来描述内存块的信息。我们的header包含两个部分，第一部分表示内存块的大小，第二部分指向下一个空闲内存块。 将头(header)内嵌进内存块中是唯一明智的做法，而且这样还可以享有字节自动对齐的好处，这很重要。 由于我们需要同时跟踪我们“当前使用过的内存块”和“未使用的内存块”，因此除了维护空闲内存的链表外，我们还需要一条维护当前已用内存块的链表(为了方便，这两条链表后面分别写为“空闲块链表”和“已用块链表”)。 我们从空闲块链表中移除的内存块会被添加到已用块链表中，反之亦然。 现在我们差不多已经做好准备来完成malloc实现的第一步了。但是再那之前，我们需要知道怎样向内核申请内存。 动态分配的内存会驻留在一个叫做堆(heap)的地方，堆是介于栈(stack)和BSS(未初始化的数据段－你所有的全局变量都存放在这里且具有默认值为0)之间的一块内存。 堆(heap)的内存地址起始于(低地址)BSS段的边界，结束于一个分隔地址(这个分隔地址是已建立映射的内存和未建立映射的内存的分隔线)。 为了能够从内核中获取更多的内存，我们只需提高这个分隔地址。为了提高这个分隔地址我们需要调用一个叫作 sbrk 的Unix系统的系统调用， 这个函数可以根据我们提供的参数来提高分隔地址，如果函数执行成功则会返回以前的分隔地址，如果失败将会返回－1。 利用我们现在知道的知识，我们可以创建两个函数：morecore()和add_to_free_list()。 当空闲块链表缺少内存块时，我们调用morecore()函数来申请更多的内存。由于每次向内核申请内存的代价是昂贵的，我们以页(page-size)为单位申请内存。 页的大小在这并不是很重要的知识点，不过这有一个很简单解释：页是虚拟内存映射到物理内存的最小内存单位。 接下来我们就可以使用add_to_list()将申请到的内存块加入空闲块链表。 现在我们有了两个有力的函数，接下来我们就可以直接编写malloc函数了。 我们扫描空闲块链表当遇到第一块满足要求的内存块(内存块比所需内存大即满足要求)时，停止扫描，而不是扫描整个链表来寻找大小最合适的内存块，我们所采用的这种算法思想其实就是首次适应(与最佳适应相对)。 注意：有件事情需要说明一下，内存块头部结构中size这一部分的计数单位是块(Block)，而不是Byte。 注意这个函数的成功与否，取决于我们第一次使用时是否使 freep = &base 。这点我们会在初始化函数中进行设置。 尽管我们的代码完全没有考虑到内存碎片，但是它能工作。既然它可以工作，我们就可以开始下一个有趣的部分－垃圾回收！ 2 标记与清扫 我们说过垃圾回收器会很简单，因此我们尽可能的使用简单的方法：标记和清除方式。这个算法分为两个部分： 首先，我们需要扫描所有可能存在指向堆中数据(heap data)的变量的内存空间并确认这些内存空间中的变量是否指向堆中的数据。 为了做到这点，对于可能内存空间中的每个字长(word-size)的数据块，我们遍历已用块链表中的内存块。 如果数据块所指向的内存是在已用链表块中的某一内存块中，我们对这个内存块进行标记。 第二部分是，当扫描完所有可能的内存空间后，我们遍历已用块链表将所有未被标记的内存块移到空闲块链表中。 现在很多人会开始认为只是靠编写类似于malloc那样的简单函数来实现C的垃圾回收是不可行的，因为在函数中我们无法获得其外面的很多信息。 例如，在C语言中没有函数可以返回分配到堆栈中的所有变量的哈希映射。但是只要我们意识到两个重要的事实，我们就可以绕过这些东西： 第一，在C中，你可以尝试访问任何你想访问的内存地址。因为不可能有一个数据块编译器可以访问但是其地址却不能被表示成一个可以赋值给指针的整数。 如果一块内存在C程序中被使用了，那么它一定可以被这个程序访问。这是一个令不熟悉C的编程者很困惑的概念，因为很多编程语言都会限制程序访问虚拟内存，但是C不会。 第二，所有的变量都存储在内存的某个地方。这意味着如果我们可以知道变量们的通常存储位置，我们可以遍历这些内存位置来寻找每个变量的所有可能值。 另外，因为内存的访问通常是字(word-size)对齐的，因此我们仅需要遍历内存区域中的每个字(word)即可。 局部变量也可以被存储在寄存器中，但是我们并不需要担心这些因为寄存器经常会用于存储局部变量，而且当函数被调用的时候他们通常会被存储在堆栈中。 现在我们有一个标记阶段的策略：遍历一系列的内存区域并查看是否有内存可能指向已用块链表。编写这样的一个函数非常的简洁明了： 为了确保我们只使用头(header)中的两个字长(two words)我们使用一种叫做标记指针(tagged pointer)的技术。 利用header中的next指针指向的地址总是字对齐(word aligned)这一特点，我们可以得出指针低位的几个有效位总会是0。 因此我们将next指针的最低位进行标记来表示当前块是否被标记。 现在，我们可以扫描内存区域了，但是我们应该扫描哪些内存区域呢？我们要扫描的有以下这些： BBS(未初始化数据段)和初始化数据段。这里包含了程序的全局变量和局部变量。因为他们有可能应用堆(heap)中的一些东西，所以我们需要扫描BSS与初始化数据段，已用的数据块。 当然，如果用户分配一个指针来指向另一个已经被分配的内存块，我们不会想去释放掉那个被指向的内存块。堆栈。因为堆栈中包含所有的局部变量，因此这可以说是最需要扫描的区域了。 我们已经了解了关于堆(heap)的一切，因此编写一个mark_from_heap函数将会非常简单： 幸运的是对于BSS段和已初始化数据段，大部分的现代unix链接器可以导出 etext 和 end 符号。etext符号的地址是初始化数据段的起点(the last address past the text segment，这个段中包含了程序的机器码)，end符号是堆(heap)的起点。 因此，BSS和已初始化数据段位于 &etext 与 &end 之间。这个方法足够简单，当不是平台独立的。 堆栈这部分有一点困难。堆栈的栈顶非常容易找到，只需要使用一点内联汇编即可，因为它存储在 sp 这个寄存器中。但是我们将会使用的是 bp 这个寄存器，因为它忽略了一些局部变量。 寻找堆栈的的栈底(堆栈的起点)涉及到一些技巧。出于安全因素的考虑，内核倾向于将堆栈的起点随机化，因此我们很难得到一个地址。 老实说，我在寻找栈底方面并不是专家，但是我有一些点子可以帮你找到一个准确的地址。 一个可能的方法是，你可以扫描调用栈(call stack)来寻找 env 指针，这个指针会被作为一个参数传递给主程序。 另一种方法是从栈顶开始读取每个更大的后续地址并处理inexorible SIGSEGV。 但是我们并不打算采用这两种方法中的任何一种，我们将利用linux会将栈底放入一个字符串并存于proc目录下表示该进程的文件中这一事实。这听起来很愚蠢而且非常间接。 值得庆幸的是，我并不感觉这样做是滑稽的，因为它和Boehm GC中寻找栈底所用的方法完全相同。 现在我们可以编写一个简单的初始化函数。 在函数中，我们打开proc文件并找到栈底。栈底是文件中第28个值，因此我们忽略前27个值。Boehm GC和我们的做法不同的是他仅使用系统调用来读取文件来避免让stdlib库使用堆(heap)，但是我们并不在意这些。 现在我们知道了每个我们需要扫描的内存区域的位置，所以我们终于可以编写显示调用的回收函数了： 朋友们，所有的东西都已经在这了，一个用C为C程序编写的垃圾回收器。这些代码自身并不是完整的，它还需要一些微调来使它可以正常工作，但是大部分代码是可以独立工作的。 3 总结 一开始就打算编写完整的程序是很困难的，你编程的唯一算法就是分而治之。 先编写内存分配函数，然后编写查询内存的函数，然后是清除内存的函数。最后将它们合在一起。 当你在编程方面克服这个障碍后，就再也没有困难的实践了。你可能有一个算法不太了解，但是任何人只要有足够的时间就肯定可以通过论文或书理解这个算法。 如果有一个项目看起来令人生畏，那么将它分成完全独立的几个部分。 你可能不懂如何编写一个解释器，但你绝对可以编写一个分析器，然后看一下你还有什么需要添加的，添上它。相信自己，终会成功！
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