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双缓冲区（DoubleBuffer）

LibXR::DoubleBuffer 是一个嵌入式场景下的双缓冲数据结构，主要用于 DMA、USB 等高速传输中数据的无缝切换与填充控制。支持主动与备用缓冲的数据管理机制，在性能要求高的数据发送任务中尤为适用。

核心特性​

  • 将一块连续内存分为两个缓冲区。
  • 支持主动缓冲（active）与备用缓冲（pending）之间切换。
  • 提供对两个缓冲区的直接访问与数据填充接口。
  • 支持手动切换与自动有效性检测。
  • 可查询备用区是否准备好、已填充长度。

接口概览​

构造函数​

explicit DoubleBuffer(const LibXR::RawData& raw_data);
  • 接收一段连续内存，并自动划分为两个缓冲区。

数据操作接口​

  • uint8_t* ActiveBuffer()：获取当前使用的缓冲区。
  • uint8_t* PendingBuffer()：获取备用缓冲区。
  • bool FillActive(const uint8_t* data, size_t len)：写入当前缓冲区。
  • bool FillPending(const uint8_t* data, size_t len)：写入备用缓冲区。
  • void EnablePending()：手动标记备用区为有效（与 FillActive 配合使用）。
  • bool HasPending() const：是否存在准备切换的缓冲区。
  • void Switch()：切换 active/pending 缓冲。
  • size_t PendingLength() const：获取备用缓冲中的有效数据长度。
  • size_t Size() const：每个缓冲区的容量。

使用示例​

LibXR::RawData mem{malloc(512), 512};
LibXR::DoubleBuffer buf(mem);

// 第一次写入备用缓冲区
buf.FillPending(data1, len1);
if (buf.HasPending()) {
    buf.Switch();  // 切换为新的 active 缓冲
}

// 填充当前 active 区用于初始传输
buf.FillActive(data2, len2);
buf.EnablePending();  // 标记当前 active 将作为 pending 切换

注意事项​

  • 填充备用区后需调用 Switch() 才能激活其数据。
  • 不支持动态分配，内存必须在构造前准备。
  • FillPending 不可重入，调用前应确认 pending 状态为 false。
  • EnablePending() 与 FillActive() 配合实现主动缓存切换。

应用场景​

  • USB CDC / Audio 数据发送
  • DMA 数据流优化
  • 双缓存 ping-pong 通信机制