В: Какова логика вставки Arduino HardwareSerial::_rx_complete_irq() для получения последовательных данных (но НЕ _tx_udr_empty_irq()), и когда это целесообразно?

Из нижней части класса HardwareSerial в HardwareSerial.h:

// Обработчики прерываний - не предназначены для внешнего вызова
inline void _rx_complete_irq(void);  // <======= встроенный!
void _tx_udr_empty_irq(void);        // <======= НЕ встроенный! Почему?

Кроме того, какова логика разработки, стоящая за размещением одного из определений последовательной функции ISR в заголовочном файле, а не в исходном файле? Кроме того, когда это хороший дизайн и каковы компромиссы, а когда это незаконно или не разрешено языком, компилятором или чем-то еще?

Вот точный сценарий, который заставил меня задуматься над этим вопросом:

См. здесь файлы реализации HardwareSerial: https://github.com/arduino/ArduinoCore. -avr/дерево/мастер/ядра/ардуино

Вот основной заголовочный файл. https://github.com/arduino/ArduinoCore-avr/blob/master/ ядра/arduino/HardwareSerial.h

Встроенный ISR _rx_complete_irq():

• Строка 138 файла "HardwareSerial.h" объявляет встроенный ISR для получения последовательных данных:

   inline void _rx_complete_irq(void);
  

  • Этот ISR вызывается всякий раз, когда "в приемном буфере присутствуют непрочитанные данные". (Техническое описание ATmega328 20.7.3 стр.190)

  • Строки 40 и 48–50 файла "HardwareSerial0.cpp" ; здесь настраивается ISR:

       ISR(USART_RX_vect)  // строка 40
       {                   // строка 48
         Serial._rx_complete_irq();  // строка 49
       }                   // строка 50
    

  • Строка 101–121 файла "HardwareSerial_private.h"< /a> реализует встроенную функцию _rx_complete_irq():

      void HardwareSerial::_rx_complete_irq(void)
      {
        if (bit_is_clear(*_ucsra, UPE0)) {
          // Нет ошибки четности, прочитать байт и сохранить его в буфере, если есть
          // номер
          unsigned char c = *_udr;
          rx_buffer_index_t i = (unsigned int)(_rx_buffer_head + 1) % SERIAL_RX_BUFFER_SIZE;
    
          // если мы должны сохранить полученный символ в место
          // как раз перед хвостом (это означает, что голова будет продвигаться к
          // текущее местоположение хвоста), мы вот-вот переполним буфер
          // и поэтому мы не пишем символ и не продвигаем голову.
          if (i != _rx_buffer_tail) {
            _rx_buffer[_rx_buffer_head] = c;
            _rx_buffer_head = i;
          }
        } else {
          // Ошибка четности, прочитать байт, но отбросить его
          *_udr;
        };
      }
    

• Строка 139 файла "HardwareSerial.h" объявляет ISR для передачи последовательных данных: void _tx_udr_empty_irq(void);

  • Этот ISR запускается сообщением "Регистр данных USART пуст" флаг и вызывается всякий раз, когда буфер передачи передал свое значение регистру сдвига и теперь "готов к приему новых данных"; (Техническое описание ATmega328 20.11.2 стр.200)

  • Его реализация находится в строках 89–113 файла "HardwareSerial. .cpp"

       void HardwareSerial::_tx_udr_empty_irq(void)
       {
         // Если прерывания разрешены, на выходе должно быть больше данных
         // буфер. Отправить следующий байт
         unsigned char c = _tx_buffer[_tx_buffer_tail];
         _tx_buffer_tail = (_tx_buffer_tail + 1) % SERIAL_TX_BUFFER_SIZE;
    
         *_udr = c;
    
         // очищаем бит TXC -- "можно очистить, записав в его бит единицу
         // местоположение". Это гарантирует, что flush() не вернется до тех пор, пока байты
         // действительно было написано. Другие биты r/w сохраняются, а нули
         // записывается в остальные.
    
       #ifdef MPCM0
         *_ucsra = ((*_ucsra) & ((1 << U2X0) | (1 << MPCM0))) | (1 << TXC0);
       #else
         *_ucsra = ((*_ucsra) & ((1 << U2X0) | (1 << TXC0)));
       #endif
    
         if (_tx_buffer_head == _tx_buffer_tail) {
           // Буфер пуст, поэтому отключите прерывания
           cbi(*_ucsrb, UDRIE0);
         }
       }
    

В чем разница? Почему встроен один ISR, а не другой?

Опять же, из нижней части класса HardwareSerial в HardwareSerial.h:

// Обработчики прерываний - не предназначены для внешнего вызова
inline void _rx_complete_irq(void);  // <======= встроенный!
void _tx_udr_empty_irq(void);        // <======= НЕ встроенный! Почему?

Почему несколько сложный набор из 3+ файлов? В основном:

• HardwareSerial.h
• HardwareSerial_private.h
• HardwareSerial.cpp

_{Впервые я задокументировал это для себя и задумался об этом 31 января 2018 года, изучая исходный код Arduino. Я хотел бы услышать больше информации по этой теме от других разработчиков.}