实现自己的printf函数

在嵌入式开发中，常常会通过串口打印一些信息到PC终端，这就需要实现自己的printf函数。

我们先通过man 3 printf来看一下printf函数的声明:
int printf(const char *format, ...);
format:固定参数
…   :可变参数(变参) 下面解析printf函数的使用：

x86平台VC6.0编译器中，stdarg.h头文件内变参宏定义如下，本次实现也printf函数也采用此定义：

变参宏根据堆栈生长方向和参数入栈特点，从最靠近第一个可变参数的固定参数开始，依次获取每个可变参数的地址。

typedef char * va_list;

#define _INTSIZEOF(n)       ( (sizeof(n)+sizeof(int)-1) & ~(sizeof(int)-1) )

#define va_start(ap,v)        ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )

#define va_arg(ap, type)    ( *(type *)((ap += _INTSIZEOF(type)) - _INTSIZEOF(type)) )

#define va_end(ap)             ( ap = (va_list)0 )

各宏的含义如下：
①_INTSIZEOF宏考虑到某些系统需要内存地址对齐。从宏名看应按照sizeof(int)即堆栈粒度对齐，即参数在内存中的地址均为sizeof(int)=4的倍数。例如，若在1≤sizeof(n)≤4，则_INTSIZEOF(n)＝4；若5≤sizeof(n)≤8，则_INTSIZEOF(n)=8。
为便于理解，简化该宏为:

#define _INTSIZEOF(n)  ((sizeof(n) + x) & ~(x))

x = sizeof(int) - 1 = 3 = 0b’0000 0000 0000 0011

~x = 0b’1111 1111 1111 1100

一个数与(~x)相与的结果是sizeof(int)的倍数，即_INTSIZEOF(n)将n圆整为sizeof(int)的倍数。

② va_start宏根据(va_list)&v得到第一个可变参数前的一个固定参数在堆栈中的内存地址，加上_INTSIZEOF(v)即v所占内存大小后，使ap指向固定参数后下个参数(第一个可变参数地址)。
固定参数的地址用于va_start宏，因此不能声明为寄存器变量(地址无效)或作为数组类型(长度难定)。
③va_arg宏取得type类型的可变参数值。首先ap+=_INTSIZEOF(type)，即ap跳过当前可变参数而指向下个变参的地址；然后ap-_INTSIZEOF(type)得到当前变参的内存地址，类型转换后返回当前变参值。
va_arg宏的等效实现如下:

#define va_arg(ap,t)    (ap = ap + _INTSIZEOF(t), *(t *)(ap - _INTSIZEOF(t)))

④va_end宏使ap指针指向空，防止野指针

代码下载地址：https://gitee.com/zgdy/0_printf

my_printf.c函数的实现在注释中已经很清晰了。

一、在PC端来测试：

①：pc机中有操作系统所以测试时，my_printf.h中使用stdio.h中的putchar函数

#ifndef _MY_PRINTF_H
#define _MY_PRINTF_H

//#include "uart.h"
#include "stdio.h"
#define  __out_putchar  putchar


#define  MAX_NUMBER_BYTES  64

extern int my_printf_test(void);
int printf(const char *fmt, ...);

#endif /* _MY_PRINTF_H */

② main.c:

#include "my_printf.h"

int main(int argc,char **argv)
{
    printf("CZG~n")；
    my_printf_test();
    return 0;

}

结果：

二、在JZ2440上面来测试：

关于为什么要加lib1funcs.S文件说明：
 http://blog.csdn.net/czg13548930186/article/details/78797744

①由于ARM裸机中没有操作系统环境，所以要自己实现putchar函数(并在uart.h中声明)：

② 将lib1funcs.S和my_printf.c放在Makefile中一同编译进去:

结果：