分享一款基于C语言实现的FIFO模块：xqueue.
fifo在嵌入式应用的非常广泛，可以说有数据收发的地方，基本就有fifo的存在，今天给大家分享一款基于c语言实现的fifo模块：xqueue.
1. 为什么需要fifo
fifo 是first-in first-out的缩写，它是一个具有先入先出特点的缓冲区。
可以理解成一个大的水池，水对应数据，注水速度对应数据输入的频率，放水速度对应数据处理的速度，当注水速度和放水速度相同时，我们不需要使用水池来缓冲，但是当注水速度大于放水速度，或者注水速度突然变大时（突发），为了保证水池不溢出（数据不丢失），就需要水池（缓冲区）来处理这种突发情况，并设置合理大小的水池空间（fifo的深度）。
或者为了降低cpu负担，提高数据处理效率，可以在积累到一定的数据量之后，再一次性处理。
在fpga中，fifo一般是使用ram存储器作为缓冲区，可以分为同步fifo或异步fio，一般用于数据缓冲，或者不同时钟域之间的数据传递。
在单片机中，一般是基于一维数组和结构体实现的循环队列（queue），或者叫环形队列。
fifo的使用，既可以保证数据的完整性，还可以让数据被及时的处理。
本文介绍，基于c语言的循环队列缓冲区原理、设计与实现。
2. fifo的存取顺序
定义一个一维数组当作存储区，数组长度为6，再定义两个读写指针变量。
初始化时，fifo为空，读写指针相等，并都置为0。
写入一个数据1之后，写指针递增，读指针不变：
再写两个数据2和3，写指针递增，读指针不变：
写了三个数据之后，我们读出一个数据1，写指针不变，读指针递增：
读出一个数据2，再写两个数据4和5，读写指针变化：
再写一个数据6，此时超过数组长度，但是数组头部还有空间，所以写指针回到数组起始地址0：
再写一个数据7，此时判断fifo满：
可能会有朋友疑惑，不是还有一个空位置可以存放数据吗？
如果再存入一个数据之后，读写指针相等，此时可以判断是满状态吗？
显然是不能，因为当fifo为空时，也是读写指针相等，所以这种情况就无法判断满和空。
这里就涉及到fifo设计中，最重要的满和空的判断条件，需要遵循fifo读写的两个规则：
fifo为空时，不能执行读操作
fifo为满时，不能执行写操作
为了避免这种情况发生，我们空出一个元素位置，写指针指向的位置永远为空，这样就会有两种满的情况：
rd wr
对于第一种情况，当(wr + 1) % fifo_size == rd时，可以认为fifo满，fifo_size是指数组长度；
对于第二种情况，当wr + 1 == rd时，可以认为fifo满。
以上两种情况可以合并为一种，即(wr + 1) % fifo_size == rd时，判断fifo满。
所以这种判断方式，会牺牲一个存储位置，实际可以存储的元素个数为fifo_size-1。
同理，获取当前fifo内元素的个数，也可以分为两种情况：
当wr > rd时， count = wr - rd
当wr < rd时，count = wr + fifo_size - rd
3. fifo的代码实现
根据以上fifo存取逻辑，我们可以使用一维数组来构造一个环形缓冲区，读写地址循环递增，分别实现fifo初始化、读写操作、判断空满、获取元素个数等函数，并封装成模块。
xqueue.h
xqueue.c文件
实际应用：
运行结果:
循环队列元素的数据类型，可以根据需要指定，也可以是结构体类型。
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可以理解成一个大的水池，水对应数据，注水速度对应数据输入的频率，放水速度对应数据处理的速度，当注水速度和放水速度相同时，我们不需要使用水池来缓冲，但是当注水速度大于放水速度，或者注水速度突然变大时（突发），为了保证水池不溢出（数据不丢失），就需要水池（缓冲区）来处理这种突发情况，并设置合理大小的水池空间（fifo的深度）。
或者为了降低cpu负担，提高数据处理效率，可以在积累到一定的数据量之后，再一次性处理。
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fifo的使用，既可以保证数据的完整性，还可以让数据被及时的处理。
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2. fifo的存取顺序
定义一个一维数组当作存储区，数组长度为6，再定义两个读写指针变量。
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再写两个数据2和3，写指针递增，读指针不变：
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显然是不能，因为当fifo为空时，也是读写指针相等，所以这种情况就无法判断满和空。
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fifo为空时，不能执行读操作
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为了避免这种情况发生，我们空出一个元素位置，写指针指向的位置永远为空，这样就会有两种满的情况：
rd wr
对于第一种情况，当(wr + 1) % fifo_size == rd时，可以认为fifo满，fifo_size是指数组长度；
对于第二种情况，当wr + 1 == rd时，可以认为fifo满。
以上两种情况可以合并为一种，即(wr + 1) % fifo_size == rd时，判断fifo满。
所以这种判断方式，会牺牲一个存储位置，实际可以存储的元素个数为fifo_size-1。
同理，获取当前fifo内元素的个数，也可以分为两种情况：
当wr > rd时， count = wr - rd
当wr < rd时，count = wr + fifo_size - rd
3. fifo的代码实现
根据以上fifo存取逻辑，我们可以使用一维数组来构造一个环形缓冲区，读写地址循环递增，分别实现fifo初始化、读写操作、判断空满、获取元素个数等函数，并封装成模块。
xqueue.h
xqueue.c文件
实际应用：
运行结果:
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