С++, метод шаблонного класса как обработчик прерывания Опции

[_pv]

есть базовый класс, пусть будет уарта, которому через шаблон задаётся базовый адрес регистров и размер фифо.
template <int USARTx_BASE, int fifoSize = 32> class UartBase{
void ISRBase();
};

теперь делаем классы под каждый uart, так как немного разная инициализация (как минимум клоки включаются отдельно), и статический обработчик прерывания.

template <int fifoSize = 32> class Uart0 : UartBase<LPC_USART0_BASE, fifoSize>{
Uart0(){...}
static void ISR() { UartBase<LPC_USART0_BASE, fifoSize>::ISRBase(); }
};

вопрос1: как теперь сделать Uart0::ISR() обработчиком прерывания? с шаблоном-то тип у него тип теперь к размеру FIFO привязан.
void UART0_IRQHandler() { Uart0<?????????>::ISR(); }

кроме как убрать шаблон можно по другому это как-то по-человечески сделать?
class Uart0 : UartBase<LPC_USART0_BASE, UART0_FIFO_SIZE>

вопрос2: метод базового класса UartBase<LPC_USART0_BASE, fifoSize>::ISR(); тоже вызываться не хочет из статического метода.
error: cannot call member function 'void UartBase<USARTx_BASE, fifoSize>::ISR() [with int USARTx_BASE = 1074151424; int fifoSize = 32]' without object

наверняка не раз уже обсуждалось, но что-то сходу не нашлось, ткните как с однотипной периферией на плюсах правильно работать.

[_pv]

помойка нужна для, как мне казалось, упрощения кода.

Uart <UART0> pc;
Uart <UART1, 4> sensor;
Uart <UART2, 100> asdf;
...

sensor.read()
pc.write()

как похожее сделать некрасиво на С с препроцессором представляю
или что при объявлении в конструктор можно передавать указатель на структуру со всей кучей индивидуальных для каждого уарта регистров.

хотелось бы понять как можно сделать на плюсах.

[conan]

помойка нужна для, как мне казалось, упрощения кода.

Uart <UART0> pc;
Uart <UART1, 4> sensor;
Uart <UART2, 100> asdf;
...

sensor.read()
pc.write()

как похожее сделать некрасиво на С с препроцессором представляю
или что при объявлении в конструктор можно передавать указатель на структуру со всей кучей индивидуальных для каждого уарта регистров.

хотелось бы понять как можно сделать на плюсах.

Можно сделать шаблон для общего случая, и к нему специализации:

Код

template<int USARTx_BASE, int FIFO_SIZE>
class Uart
{};

template<int FIFO_SIZE>
class Uart<UART0, FIFO_SIZE>
{};

template<int FIFO_SIZE>
class Uart<UART1, FIFO_SIZE>
{};

...

template<int FIFO_SIZE>
class Uart<UART16, FIFO_SIZE>
{};

Если для какого-то USARTx_BASE нет специализации, то будет использоваться общий вариант. Можно сделать специализации не только по одному аргументу, но и по нескольким:

Код

template<>
class Uart<UART1, 32>
{};

Но типы полученные от одного шаблона с разными значениями шаблонных аргументов -- разные типы. Нельзя объект от Uart<UART0, 16> передать в функцию, которая ждет Uart<UART1, 16>& или Uart<UART, 32>& (но можно сделать функцию тоже шаблонной). Еще есть подход Type erasure

[_pv]

Можно сделать шаблон для общего случая, и к нему специализации:
...
Но типы полученные от одного шаблона с разными значениями шаблонных аргументов -- разные типы.

вот с этим и вопрос, как объявить обработчик прерывания, если тип этого конкретного уарта становится известным только при объявлении из-за шаблона.

Можно проще: базовый абстрактный класс (с несколькими чисто виртуальными методами), от него наследуется шаблонный класс, в котором реализуются эти виртуальные методы из базового класса.

а что делать с обработчиком прерывания? как получить статический метод шаблонного класса?
завести отдельный глобальный указатель на функцию, которая передаётся обработчику прерывания, и в конструкторе pUART0ISRfunc = this->isr

[Forger]

вот с этим и вопрос, как объявить обработчик прерывания, если тип этого конкретного уарта становится известным только при объявлении из-за шаблона.

Опишу схему, которую реализовал для ARM процов (любые cortex).
Перед стартом производится копирование таблицы векторов из флэш в озу.
Копируются только главные вектора, относящиеся к ядру. startup свой, в нем нет обработчиков периферии (не ядра).
В зависимости от семейства таблицы имеют разный размер (2 таблицы, есть еще третья - отладочная, для своих целей).
Для создания класса нужно лишь знать номер вектора обработчика, т.е. индекс, который идет с файлом ARMCMxx.h.

В качестве обработчиков использовать голую С-функцию неинтересно и проблематично (разумеется с допиской extern "C"),
мне важно было при вызове функции обработчика вызывался соотв. класс обработчика (точнее его наследника), т.е. в стек должен класться соотв. this.
Это дает простую возможность наделять класс Interrupt<> таким функционалом, который раньше было сделать крайне геморрно.
Сам класс Interrupt может быть базовым для более высокооуровеных классов (например class SerialPort), либо быть полем в другом классе.

Код

template <class Owner, InterruptIndex INDEX, InterruptPriority PRIORITY = IRQ_DEFAULT_PRIORITY>
class Interrupt : public AbstractInterrupt
{
...
private: static void userVector() { AbstractInterrupt::callVector(INDEX + IRQ_OFFSET); }
...
}

Вот так используется:

Код

        class SerialPort : public Interrupt<CommunicationThread, USART3_IRQn>
        {
        public:
            SerialPort() : Interrupt<CommunicationThread, USART3_IRQn>("USART3") { port = USART3; }

            virtual void initialize();
....

        private:
            virtual void body();
            void doRecieveDataRegisterNotEmptyEvent();
            void doTransmitDataRegisterEmptyEvent();
            void doTransmissionCompleteEvent();
...
            
        } serialPort;

вот так выглядит обработчик:

Код

void SerialPort::body()
{
    doRecieveDataRegisterNotEmptyEvent();
    doTransmitDataRegisterEmptyEvent();
    doTransmissionCompleteEvent();
}

Цена этому - расход озу для хранения таблицы векторов, таблицы указателей на абстрактные классы С++ обработчиков и по мелочи.
И небольшой оверхед, т.к. при вызове обработчика еще вызывается соотв. С++ класс-обертка, т.е. нужно совсем чуть-чуть больше стека.
Делал сравнительные замеры по производительности - никакого криминала не узрел, теперь использую такую схему на всех своих проектах.

В итоге в проекте нет НИ ОДНОГО ГЛОБАЛЬНО ОБЪЕКТА, даже с квалификатором static.
Строгая и полностью контролируемая иерархия классов, никакой самодеятельности

Забыл добавить, что использую полностью вытесняющую модель обработчиков, т. к. это тоже накладывает расходы на main стек.
Еще раз - речь про ARM процы, у которых есть полный доступ к регистру VTOR.