Problem mit FIFO Artikel

[much (Gast)]

Hallo,

ich bin gerade am Nachprogrammieren und Anpassen des Codes aus dem 
µC.net-Artikel FIFO. Ich habe dabei gerade ein Verständnisproblem 
und komme einfach nicht drauf wo mein Denkfehler liegt.
Es geht um folgende Funktion:

uint8_t BufferIn(uint8_t byte)
{
  //if (buffer.write >= BUFFER_SIZE)
  //  buffer.write = 0; // erhöht sicherheit
 
  if (buffer.write + 1 == buffer.read || buffer.read == 0 && buffer.write + 1 == BUFFER_SIZE)
    return FAIL; // voll
 
  buffer.data[buffer.write] = byte;
 
  buffer.write = buffer.write + 1;
  if (buffer.write >= BUFFER_SIZE)
    buffer.write = 0;
  return SUCCESS;
 
}

und hier konkret um die Bedingung:

buffer.read == 0 && buffer.write + 1 == BUFFER_SIZE

Mal angenommen BUFFER_SIZE hat den Wert 3 und die Struktur ist wie im 
Artikel mit {{},0,0} initialisiert. Jetzt möchte ich das gesammte FIFO 
voll schreiben, also alle 3 Felder.
Bricht die Bedingung dann nicht einmal zu früh ab, sodass das letzte 
Feld niemals beschrieben werden kann?

                  FIFO-Einträge   buffer.read   buffer.write
Initialisierung:  [][][]          0             0
Erster Aufruf:    [d0][][]        0             1
Zweiter Aufruf:   [d0][d1][]      0             2
Dritter Aufruf:   //FAIL, da buffer.write + 1 == BUFFER_SIZE

Kann mir bitte jemand meinen Denkfehler aufzeigen?

lg much

[(prx) A. K. (prx)]

Kein Denkfehler. Da bei Puffer voll und Puffer leer gleichermassen 
read==write gälte, kann der Puffer nicht voll genutzt werden, ein 
Element bleibt frei.

Mathematisch betrachtet: read und write können nur N mögliche Zustände 
relativ zueinander einnehmen, ein Puffer der Grösse N hat aber maximal 
N+1 Zustände (0..N).

[(prx) A. K. (prx)]

Gegenüber alternativen Verfahren hat dieses einen Vorteil: Wenn die 
Indizes read und write Maschinenworte darstellen, sie also atomar 
geladen und gespeichert werden (AVR: 8 Bit), dann lässt sich dieses 
Verfahren so implementieren, dass keine Interrupt-Sperre erforderlich 
ist. Siehe
http://msmvps.com/blogs/vandooren/archive/2007/01/05/creating-a-thread-safe-producer-consumer-queue-in-c-without-using-locks.aspx

[much (Gast)]

Danke für die schnelle Antwort!

A. K. schrieb:
> Kein Denkfehler.

na da kann ich heute wohl doch noch ruhig schlafen.

Sehr intuitiv finde ich es in dieser Form allerdings nicht. Da das ganze 
Teil einer lib werden soll möchte ich das ganze ein wenig intuitiver 
gestalten. Am sinnvollsten und einfachsten wird es da wohl sein die 
Struktur wie folgt zu deklarieren:

struct Buffer {
  uint8_t data[BUFFER_SIZE + 1];
  uint8_t read;
  uint8_t write;
} buffer = {{}, 0, 0}

Oder gibt es noch elegantere Möglichkeiten?

[(prx) A. K. (prx)]

much schrieb:
> Am sinnvollsten und einfachsten wird es da wohl sein die
> Struktur wie folgt zu deklarieren:

Kannst du machen. Allerdings musst du natürlich die Tests entsprechend 
anpassen.