printf в микроконтроллерах STM32. Часть 2: Clang/LLVM
Ремонтируем printf для работы в коде скомпилированном Clang. Реализуем syscalls и ещё немного магии.
Не так давно я писал о том как перешел на Clang/LLVM и Visual Studio Code. Есть ещё один минус ко всему прочему, так как теперь используются либы от gcc не работает printf, запуск которого я описывал в статье "printf в микроконтроллере STM32 и других".
Для решения проблемы необходимо изменить определение нашиф функций fputc
и fgetc
следующим образом:
#ifdef __GNUC__
int __io_putchar(int ch)
#else
int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
{
...
}
#ifdef __GNUC__
int __io_getchar(void)
#else
int fgetc(int ch, FILE *f)
#endif
{
...
}
Что это даёт? Универсальность, если определен макрос __GNU__
функция будет определена одинм образом, во всех остальных случаях другим, то есть данный код можно скормить и GCC
, и Clang
, и Arm Compiler
.
Выглядит всё просто, но это ещё не все. Запустить таким образом не получилось, библиотека libnosys
из arm-none-eabi-gcc
не дала нужного результата (но может у меня руки кривые).
Пришлось реализовать несколько функций, что бы printf
всё-таки заработал:
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/times.h>
extern int errno;
extern int __io_putchar(int ch) __attribute__((weak));
extern int __io_getchar(void) __attribute__((weak));
register char * stack_ptr __asm("sp");
char *__env[1] = { 0 };
char **environ = __env;
void initialise_monitor_handles()
{
}
int _getpid(void)
{
return 1;
}
int _kill(int pid, int sig)
{
errno = EINVAL;
return -1;
}
void _exit (int status)
{
_kill(status, -1);
while (1) {}
}
__attribute__((weak)) int _read(int file, char *ptr, int len)
{
int DataIdx;
for (DataIdx = 0; DataIdx < len; DataIdx++)
{
*ptr++ = __io_getchar();
}
return len;
}
__attribute__((weak)) int _write(int file, char *ptr, int len)
{
int DataIdx;
for (DataIdx = 0; DataIdx < len; DataIdx++)
{
__io_putchar(*ptr++);
}
return len;
}
caddr_t _sbrk(int incr)
{
extern char end __asm("end");
static char *heap_end;
char *prev_heap_end;
if (heap_end == 0)
heap_end = &end;
prev_heap_end = heap_end;
if (heap_end + incr > stack_ptr)
{
errno = ENOMEM;
return (caddr_t) -1;
}
heap_end += incr;
return (caddr_t) prev_heap_end;
}
int _close(int file)
{
return -1;
}
int _fstat(int file, struct stat *st)
{
st->st_mode = S_IFCHR;
return 0;
}
int _isatty(int file)
{
return 1;
}
int _lseek(int file, int ptr, int dir)
{
return 0;
}
int _open(char *path, int flags, ...)
{
return -1;
}
int _wait(int *status)
{
errno = ECHILD;
return -1;
}
int _unlink(char *name)
{
errno = ENOENT;
return -1;
}
int _times(struct tms *buf)
{
return -1;
}
int _stat(char *file, struct stat *st)
{
st->st_mode = S_IFCHR;
return 0;
}
int _link(char *old, char *new)
{
errno = EMLINK;
return -1;
}
int _fork(void)
{
errno = EAGAIN;
return -1;
}
int _execve(char *name, char **argv, char **env)
{
errno = ENOMEM;
return -1;
}
Данный код так же можно найти в папке с примерами от ST
например здесь:
\Examples\UART\UART_Printf\SW4STM32\syscalls.c
Но нужно немного его изменить. Везде где встречается asm("...")
нужно написать __asm("...")
.
Вот и всё.
UPD
На самом деле нет.
Это будет работать только если у вас нет операционной системы, если есть - увы. А именно будет сбоить функция _sbrk
. Всё потому, что в регистре указателя стека всегда будет значение меньше чем конец кучи, что обусловленно работой операционки.
Значит необходимо изменить эту функцию, подсунув ей для проверки правильный адрес, например так.
caddr_t _sbrk(int incr)
{
extern char end __asm("end");
static char *heap_end;
char *prev_heap_end;
if (heap_end == 0)
heap_end = &end;
prev_heap_end = heap_end;
if (heap_end + incr > (char*)(0x20020000-0x400)) // <<===
{
errno = ENOMEM;
return (caddr_t) -1;
}
heap_end += incr;
return (caddr_t) prev_heap_end;
}
Но лучше конечно получить это значение из скрипта линкера.
Вот теперь всё.