Самые частые грабли при использовании printf в программах под микроконтроллеры

[PqDn]

Честно говоря не совсем понятно, зачем вообще нужно совмещать форматирование строки и отправку её в сеть.
Я бы отдельно занялся бы созданием форматированной строки, например старый добрый sprintf использовал, или другие с++ аналоги (std::stringstream).
А потом бы отдельно отправлял строчку в сеть.

По отдельности эти задачи выглядят в разы проще.

[Vadimatorikda]

Честно говоря не совсем понятно, зачем вообще нужно совмещать форматирование строки и отправку её в сеть.

У меня не стояло задачи отправки строки в сеть. Возможность перепаковывать — просто дополнительный презент.

Я бы отдельно занялся бы созданием форматированной строки, например старый добрый sprintf использовал, или другие с++ аналоги (std::stringstream).

Согласен. Но уже стакнулся, что некоторые библиотеки (особенно бесит, когда данные производителем в бинарном виде), используют printf для логирования данных.

[Kabdim]

Что бы не выделять отдельный буфер для отформатированной строки. И не тратить флеш на стрингстрим, если он нужен только в одном месте. И в целом что бы сохранять больше контроля над тем что происоходит под капотом.

[PqDn]

Что-то сомневаюсь, что на на отсутствии буфера можно что-то вразумительное выиграть.

Как правило в программах узкие места совершенно в других местах

[Vadimatorikda]

Само собой, что это далеко не последняя проблема в проекте. Но, ИМХО, не стоит усугублять оставляя без внимания еще и это.

[nwwind]

Что бы не выделять отдельный буфер для отформатированной строки.

void myPrintf() {
  char buf[размер]; // вот он здесь выделяется в стеке и потом освобождается.

Выделять же буфер размером в 2к наверное это перебор. Здесь требуется разумный подход к буферизации.
В принципе можно использользовать vsnprintf для написания своей myPrintf для вот такого использования:

Serial << "лала=" << myPrintf("%04d",myVar) << ", блабла" << endl;

[Kabdim]

А в стеке у вас бесплатная и безразмерная память? о_О

[Vadimatorikda]

Так в статье так и происходит ведь. Мы набираем в буфер данные по байтам (подменяя как нам хочется \n\r. А то разные библиотеки любят по-разному каретку переводить) и затем вызываем метод объекта, который отправляет всю посылку за раз.

[Amomum]

Спасибо за статью!
Интересно, а каков истинно-верный способ перенаправления printf?
Скажем, в Кейле очень часто используется переопределение fputc, а не _write.

[Vadimatorikda]

Интересно, а каков истинно-верный способ перенаправления printf?

Думаю, тут все на вкус… Keil, на сколько я помню (могу ошибаться) использует свои библиотеки и свой компилятор (который отличается значительно от gcc). Если не прав, то прошу поправить. Так что тут сложно сказать. Давно не работал с keil.

[Amomum]

Компилятор и библиотека, конечно, свои, но стандартная библиотека на то и стандартная. Должны же, наверное, быть заранее предусмотренные места для переопределения.

[Vadimatorikda]

Не совсем. В статье я упоминал, что "… если вы используете newlib-nano...". Интерфейсы верхнего уровня — да. Одинаковые (в большинстве своем). А вот «внизу», каждый как сам захочет (на сколько мне известно, это не регламентируется).

[Amomum]

Просто и _write и fputc вроде как стандартные. Я правда не знаю, кто из них "ниже".

[IgorPie]

Чувствуется опыт, но к подаче есть вопросы:
1) если это tutorial, то чему он меня учит?
2) есть введение, должно быть заключение

Если не нравятся готовые printf.c, xprint и прочие, то в чем сложность написать его самому, если не полный, то лайтовый. Или доработать указанные выше? Плавающая точка, в принципе, несложно делается.

[Vadimatorikda]

1) если это tutorial, то чему он меня учит?

Как запустить то, что работает под «большой ОС» из коробки на МК без лишних затрат и проблем с надежностью.

есть введение, должно быть заключение

Что-то как-то не подумал об этом. Но оно было бы бессмысленно — уровня «я привел самые частые грабли и краткие методы их решения».

Если не нравятся готовые printf.c, xprint и прочие, то в чем сложность написать его самому, если не полный, то лайтовый. Или доработать указанные выше? Плавающая точка, в принципе, несложно делается.

Сами функции всем устраивают. Вообще не люблю велосипеды по возможности писать. Не так давно писал статью о том, как можно запихать как можно больше стандартных библиотек в МК чтобы не писать своего, пусть и в ущерб памяти. Сейчас отрабатываю вариант комфортной отладки без лишней перепрошивки, но удобнее чем в той статье. Опишу, как обнаружу основные изъяны (если таковые будут).

[IgorPie]

Во всяких Cortex M0 — велосипеды часто вещь необходимая. Кроме того, не научишься ходить — не научишься бегать. Как говорится, от велосипедов — к велозаводам.

[Vadimatorikda]

Честно сказать, признаю велосипеды только на уровне аппаратных багов периферии. И то стараюсь это в обертки заворачивать. Подменяя стандартные методы. Чтобы было понятно, зачем я пишу «магическую константу» по «магическому адресу». Порой приходится городить целые объекты-агрегаторы, которые пишут «магические массивы» в «магические регистры».

[nwwind]

Из vsprintf можно сделать любой свой printf.
Например, вот для вывода на дисплей LCD в заданных координатах:

#include <stdarg.h>
#define PRINTF_BUF 21
void printAt(int c, int r, const char *s, ...) {
  char buf[PRINTF_BUF];
  va_list ap;
  va_start(ap, s);
  lcd.setCursor(c, r); // Для аурта не нужно
  vsnprintf(buf, sizeof(buf), s, ap);
  lcd.print(buf); // Вот здесь Serial.print(buf) можно поставить.
  va_end(ap);
}

Соответственно, можно сделать SerPrintf(const char *s, ...), которая будет выводить в уарт и не переопределять вообще ничего.

[Vadimatorikda]

Полезная штука, не знал. Спасибо. Однако ее можно применять только в своем коде, при условии, что никакая из библиотек в составе проекта не использует printf (иначе все равно придется переопределять и это теряет всякий смысл). А код библиотек я стараюсь не править, чтобы при любом обновлении без проблем обновить субмодуль с библиотекой.

[kostprof21]

Благодарю за статью! добавил в избранное. Рад на разжевывание со ссылками на примеры и туториалы. Продолжайте в том же духе, буду рад новым статьям.

[Arcanum7]

Так всё такие не понятно? как именно лечить проблему хардфолта при использовании float в задаче FreerRtos?
Дано: stm32f103 + freertos (ide: atollic true studio);
Задача: выводить раз в 10 секунд в UART строку сгенерированную sprintf с float значением. Функция как таск freertos; размер таска стека было от 128 до 1024 (-u_printf_float в линкере прописан);
проблема: либо сразу либо после 5-10 выполнений hard fault МК
Гугление навело на этот пост, но конкретно «как решить» тут нет. Понимаю что проблема со стеком.
Так, как решить?

[Vadimatorikda]

Тут есть несколько вариантов. Не так давно сталкивался с этим снова. На новом arm-none-eabi (9-я версия. Последняя на момент написания комментария).
Убедитесь, что:

1. Стека задачи достаточно (тут я так понял вы используете snprintf. Пишете в буфер и потом буфер отсылаете. Ради интереса можно задать буфер сильно больше нужного.
2. В прерываниях не происходит переполнения стека. Как стека задачи, в которой произошло прерывание, так и соседних задач. Может у вас есть задача, которая сбрасывает wdt, а в ней стек на 128 элементов. Появляется прерывание. Пишет 4 килобайна, вы возвращаетесь в задачу wdt, планировщик меняет задачу на другую и тут все падает.
3. У вас достаточно места в «куче». Имею ввиду не freertos кучу, а та, что «не занятое место» между буферной зоной стека и bss областью. Ее пользует функция _sbrk. Она считает, что место от конца bss области до начала зарезервированного стека (физический конец оперативной памяти) принадлежит ей (функции _sbrk). Тут надо оставить хотя бы 1 кб. Реально используется около 500 байт, когда вы устанавливаете например единый буфер.
4. Можно явно задать буфер, с которым будет работать printf/scanf. setvbuf функцией (помните, что когда вы их вызовите, случится еще дерганье sbrk функции, которая сохъст 500 байт в «куче» (та что не принадлежит freertos). Кстати. Устанавливать буферы надо до запуска планировщика.

Если это соблюдено, то можно попробовать:

[Arcanum7]

Упростил себе задачу: разложил modf децимальную и фрактальную части (до и после точки). Децимальную привёл к инту, а фрактальную умножил на 100 (мне надо два знака) и тоже привёл к инту. и эти две переменные уже вывожу на экран(уарт и т.п).

[aabzel]

Есть ли возможность добавить в текст некоторый ликбез по синтаксису и семантике языка *.ld файла?
Что значат эти точки, звёздочки, :, +=, функции AT() KEEP() ALIGN() > ,{,} и т.п. ?
Как отлаживать *.ld файлы? Как проверять, что *.ld скрипт правильно отработал?