Форматированная печать в кольцевой буфер

Одним из решений может быть реализация собственного sprintf, который может работать с кольцевыми буферами. К сожалению, это не поможет вам решить более простую проблему: что вы будете делать, если ваш кольцевой буфер заполнен и вы вызовете sprintf?

Если ваша ситуация с памятью может себе это позволить, я бы предложил другое решение этой проблемы:

Идея основана на двух связанных списках буферов (один список для свободных буферов, один список как очередь передачи). Буферы имеют одинаковый размер, поэтому они могут хранить строку длины наихудшего случая. Буферы создают простую кучу, где выделение/освобождение — это только удаление из очереди/постановка в очередь элемента либо из списка свободных, либо из списка передачи.

Наличие буферов одинакового размера гарантирует, что вы не будете страдать от внешних эффектов фрагментации, таких как «шахматная доска», при динамическом выделении памяти. Создание собственной кучи для этого задания также даст вам полный контроль над общим размером буфера, доступным для задач передачи.

Я мог бы представить этот запуск следующим образом:

1. Вы выделяете буфер из свободного списка для рендеринга данных.
2. Используйте свои функции рендеринга (например, sprintf) для рендеринга данных в буфере.
3. Добавьте данные для отправки в очередь передачи (и при необходимости инициируйте передачу)

Для передачи DMA вы обрабатываете IRQ завершения передачи. Там вы перемещаете только что переданный буфер в «свободный список» и настраиваете передачу для следующего буфера в очереди.

Это решение не будет самым эффективным с точки зрения использования памяти, но эффективность времени выполнения будет хорошей, поскольку вы записываете в память только один раз, а выделение/освобождение — это только выборка/сохранение указателя где-то. Конечно, вы должны убедиться, что у вас нет условий гонки между вашим приложением и IRQ для выделения/освобождения.

Возможно, эта идея вдохновит вас на решение ваших задач.

Один из способов приблизиться к этому - выделить буфер printf в 2 раза больше размера вашего кольцевого буфера, а затем использовать первую половину в качестве кольцевого буфера. Обнаружив переполнение, скопируйте переполнение во второй половине назад на передний план (кольцевая часть). Что-то вроде этого:

void xprintf(const char *format, ...)
{
  int written;
  va_list args;
  va_start(args, format);
  written = vsnprintf(buffer, HALF_BUFFER_SIZE, format, args);
  va_end(args);
  if (buffer + written > bufferStart + HALF_BUFFER_SIZE)
  { // time to wrap
    int overflow = (buffer + written) - (bufferStart + HALF_BUFFER_SIZE); 
    memmove(bufferStart, bufferStart + HALF_BUFFER_SIZE, overflow;
    buffer = bufferStart + overflow;
  }
}