uprintf mit Festkomma

printf ist prinzipiell nicht so toll für kleine Mikrocontroller geeignet. Es ist für Programme mit Betriebssystemumgebung gemacht („hosted“), nicht für Programme ohne Betriebssystem („freestanding“).

Nervig ist:

• Die schiere Größe der drei mit avr-gcc mitgelieferten printf-Implementierungen
• Die Gleitkommabibliothek, die man nur für die Anzeige braucht, und die Umstände via sprintf, um das Komma einzupopeln
• Das Punkt-Komma-Problem

Wünschenswert ist:

• Geringe Größe der printf-Funktion, ohne externe Referenzen
• Festkommazahlenausgabe wahlweise mit Punkt oder Komma
• printf und printf_P in einer Funktion
• String-Alternativen der Form "%{falsch|wahr}", d.h. '{' als neues Formatierungszeichen.
  Dies wurde hier nicht implementiert. Sondern bei (m)einem Raspberry-Programm.
• Freie Wahl der Zeichenausgabefunktion

Die Funktion vuprintf ist nur von Assembler aus aufrufbar.

• Parameter-Eingabe und externe Symbole:
  • Z = Formatstring-Zeiger im RAM oder (+0x8000) im Flash
  • Y = Parameterliste, wie sie bei printf auf den Stack gelangt, wie va_list
  • X = freies Zeigerregister für chrout
  • chrout = Funktion zur Zeichenausgabe in Assembler oder Inline-Assembler.
    • Parameter-Eingabe:
      • R24 = auszugebendes Zeichen
      • X = Zeigerregister
    • Parameter-Ausgabe:
      • X = (ggf. verändertes) Zeigerregister
    • Muss retten:
      • Zusätzlich zu gcc-ABI Z und W18 (=R19:R18)
  • read_byte_pp = Funktion zum Byte-Lesen von einer von-neumannisierten Adresse. Bereits eingebaut, aber wer will kann ja noch EEPROM-Zugriff u.ä. einbauen!
    • Parameter-Eingabe:
      • Z = Zeigerregister
    • Parameter-Ausgabe:
      • R0 = gelesenes Byte
      • Z = vorgerücktes Zeigerregister (je nach Logik nicht unbedingt um 1 vonnöten)
    • Muss retten:
      • Alle Register
• Parameter-Ausgabe
  • Z = vorgerückter Formatstring-Zeiger hinter '\0' (da könnte der nächste Formatstring stehen)
  • Y = vorgerückter Zeiger in Parameterliste
  • X = ggf. von chrout vorgerücktes Zeigerregister
• Versaut:
  • R16..R25, zurzeit (ohne long-Unterstützung) W20 nicht. R17 = 0.

Die Funktion uprintf, ein Wrapper für vuprintf, ist ganz normal von C/C++ aufrufbar.

Die Funktion chrout muss selbst geschrieben werden und ist nicht Teil der Assemblerroutine. Mit dem Zeigerregister X ist viel Flexibilität gegeben, etwa:

• Der Wert 0 routet das Zeichen zur seriellen Schnittstelle,
• Der Wert 1 routet das Zeichen zum HD44780-kompatiblen Display,
• Jeder andere Wert schreibt in den RAM und wird inkrementiert, dadurch entsteht sprintf,
• Oder X ist ein Funktionszeiger, oder eine Lambdafunktion ohne Capture
• Oder X adressiert eine struct mit einem Ausgabemethodenzeiger, faktisch eine Lambdafunktion mit Capture,
• Oder X adressiert ein abgeleitetes Objekt einer virtuellen Basisklasse, ähnlich Lambdafunktion mit Capture aber noch eine weitere Indirektion mittels VMT.