一、打印函数简介

作用:将“给定的内容”按照“指定的格式”输出到“指定目标内”。

打印函数的基本格式:

char print_buf[BUF_SIZE];
void printf(const char *fmt, ...)
{
va_list ap;//定义一个指针变量
unsigned int i;

va_start (ap, fmt);
i = vsprintf (print_buf, sizeof(print_buf),fmt, ap);
va_end (args);

__put_char (print_buf,i);
}
printf(const char *fmt,...)是一个可变参数函数,第一个参数为字符串,后面是格式化输出参数列表。
c语言中函数的参数都是压进栈里的,可变参数函数必须有一个参数表示参数的个数,才能让编译器知道要压进栈多少参数,以及函数返回时弹出多少参数,printf(char *fmt,...)实现这个功能的是fmt字符串,里面有多少'%',就代表后面有多少个参数,所以我们必须提取出fmt字符串中'%'的个数,以及针对'%'后面不同的字符来处理参数。

const char *fmt定义了一个只读字符指针;“...”表示printf的参数是可变的;

va_list ap:定义一个字符型指针变量

va_start(argv,i):初始化argv

c=va_arg(argv,int):在已知变量的情况下,获得下一个变参变量

va_end(argv):结束变参变量操作

其中,__put_char()将字符逐个打印到串口输出寄存器中。

void __put_char(char *p,int num){
while(*p&&num--){
*(volatile unsigned int *)0xd0000020=*p++;
};
}

二、打印函数的实现

、变参函数的实现(宏定义)

()va_list

typedef char * va_list;
va_list ap; //定义一个指针类型
()va_start(ap,fmt) 

#define va_start(ap,fmt) ( ap = (va_list)&fmt + _INTSIZEOF(fmt) )
ap指向函数栈中变参列表第一个参数的首地址;

____________________________
|___________________________|
|                      argn                              |
|                      ........                              |
|                      arg0                              |<----ap(sizeof(int)大小对齐)
|                      fmt                                 |
|                      pc                                  |
|___________________________|

注意:传给宏va_start的参数fmt是可变参数列表中的前一个参数,ap指向变参列表中第一个参数地址。
注意:函数参数压栈时,参数的入栈顺序是从右向左,出栈时是从左向右。函数调用时,先把若干个参数都压入栈中,再压fmt,最后压pc,这样一来,栈顶指针偏移便找到了fmt,通过fmt中的%占位符,取得后面参数的个数,从而正确取得所有参数。

#define _INTSIZEOF(n) ((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int) - 1) )
计算int类型按4字节(int占4字节)对齐后的结果。通过使用_INTSIZEOF(n),可以根据一个变量的类型计算变量在内存中占用的字节数,从而正确定位参数在内存的位置。

对于short、char类型的数据,因为不满一个int类型的内存空间,所以按照int类型对齐;

()va_arg(ap,type)

#define va_arg(ap,type) ( *(type *)((ap += _INTSIZEOF(type)) - _INTSIZEOF(type)) )
指针变量ap本身指向变参列表中的下一个参数地址,va_arg取出的是当前参数的值

()va_end(ap)

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

、vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args)函数实现

函数功能:将变量列表args中的参数按照fmt中规定的格式保存到临时缓存buf中。

int vsprintf(char *buf, canst char *fmt, va_list args)
{
unsigned NUM_TYPE num;
int base;
char*str;
int flags;
int field_width;
int Precision;
int qualifier;
str = bUf;

for (; *fmt ; ++fmt)
{
if (* fmt ! = ' % ' )
{
*str++ = *fmt;
continue;
}

/* process flags */
flags = ;
repeat:
++fmt;/* skip first "%" */

switch(*fmt)
{
case '- ' : flags |= LEFT;goto repeat;
case '+ ' : flags |= PLUS;goto repeat;
...
}
...
;

switch (*fmt){
case 'c':
...
*str++ (unsigned char)va_arg(args,int);
...
continue;

case 's':
str = string(str,va_arg(args, char *),field_width,precision,flags);
continue;
...

case ' X ' :
;
break;

case 'd':

case ' i '
flags |= SIGN;

case 'u':
break;

default:
* str++ ='%';
if (*fmt)
*str++ = *fmt;
else
--fmt ;
continue;
}
str = number (str, num, base, field_width, precision, flags) ;

}
*str == '\0';

return str-buf;
}
三、实现自己的打印函数

int vsnprintf(char *buf, int size, const char *fmt, va_list args){
int num;
char *str, *end, c,*s;
int read;
unsigned ;

str = buf;//临时缓存buf首地址
end = buf + size;//临时缓存buff结束地址

if (end < buf) {
end = (();
size = end - buf;
}

while (*fmt) {
const char *old_fmt = fmt;//保存原来fmt的格式的首地址

read = <strong><span style="color:#ff0000;">format_decode</span></strong>(fmt, &spec);//判断参数的格式,保存到spec中,read为当前参数在字符串中的指针偏移
fmt += read;//指针偏移到本参数格式的下一位字符的地址

if((FORMAT_TYPE(spec))==FORMAT_TYPE_NONE){
int copy = read;
if (str < end) {
if (copy > end - str)//防止buff空间不足越界
copy = end - str;
memcpy(str, old_fmt, copy);//原样拷贝到buff中
}
str += read;//更新字符偏移

}else if(spec&FORMAT_FLAG_WIDTH){
//do nothing
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_CHAR){//字符类型,直接拷贝
c = (unsigned char) va_arg(args, int);
if (str < end)
*str = c;
++str;
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_STR){//字符串类型,直接拷贝
s = (char *) va_arg(args, char *);
while(str<end&&*s!='\0'){
*str++=*s++;
}
}else{//数值型,进行转换
if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_INT){
num = va_arg(args, int);
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_ULONG){
num = va_arg(args, unsigned long);
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_LONG){
num = va_arg(args, long);
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_SIZE_T){
num = va_arg(args, int);
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_USHORT){
num = (unsigned short) va_arg(args, int);
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_SHORT){
num = (short) va_arg(args, int);
}else{
num = va_arg(args, unsigned int);
}
str=<strong><span style="color:#ff0000;">number</span></strong>(str,num,spec&FORMAT_BASE_MASK,spec);
}
}
) {
if (str < end)
*str = '\0';
else
end[-] = '\0';
}
return str-buf;
}
format_decode(fmt, &spec);//判断参数的格式,保存到spec中,read为当前参数在字符串中的指针偏移
fmt += read;//指针偏移到本参数格式的下一位字符的地址

if((FORMAT_TYPE(spec))==FORMAT_TYPE_NONE){
int copy = read;
if (str < end) {
if (copy > end - str)//防止buff空间不足越界
copy = end - str;
memcpy(str, old_fmt, copy);//原样拷贝到buff中
}
str += read;//更新字符偏移

}else if(spec&FORMAT_FLAG_WIDTH){
//do nothing
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_CHAR){//字符类型,直接拷贝
c = (unsigned char) va_arg(args, int);
if (str < end)
*str = c;
++str;
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_STR){//字符串类型,直接拷贝
s = (char *) va_arg(args, char *);
while(str<end&&*s!='\0'){
*str++=*s++;
}
}else{//数值型,进行转换
if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_INT){
num = va_arg(args, int);
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_ULONG){
num = va_arg(args, unsigned long);
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_LONG){
num = va_arg(args, long);
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_SIZE_T){
num = va_arg(args, int);
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_USHORT){
num = (unsigned short) va_arg(args, int);
}else if(FORMAT_TYPE(spec)==FORMAT_TYPE_SHORT){
num = (short) va_arg(args, int);
}else{
num = va_arg(args, unsigned int);
}
str=number(str,num,spec&FORMAT_BASE_MASK,spec);
}
}
) {
if (str < end)
*str = '\0';
else
end[-] = '\0';
}
return str-buf;
}
()format_decode函数

作用:判断格式化的符号及类型;

flags:第0字节:若为数值,作为数值基数;
           第1字节:格式类型,字符,整形,长整型,短整型等;
           第2字节:若为数值,表示数值符号;

int format_decode(const char *fmt,unsigned int *flags){
const char *start = fmt;

*flags &= ~FORMAT_TYPE_MASK;
*flags |= FORMAT_TYPE_NONE;
for (; *fmt ; ++fmt) {
if (*fmt == '%')
break;
}

if (fmt != start || !*fmt)
return fmt - start;

do{
fmt++;
switch(*fmt){
case 'l':
SET_FORMAT_FLAG(*flags,FORMAT_FLAG_WIDTH);
break;
default:
break;
}
});

SET_FORMAT_BASE(*flags,FORMAT_BASE_D);
switch (*fmt) {
case 'c':
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_CHAR);
break;

case 's':
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_STR);
break;

case 'o':
SET_FORMAT_BASE(*flags,FORMAT_BASE_O);
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_UINT);
break;

case 'x':
case 'X':
SET_FORMAT_BASE(*flags,FORMAT_BASE_X);
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_UINT);
break;

case 'd':
case 'i':
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_INT);
SET_FORMAT_BASE(*flags,FORMAT_BASE_D);
break;
case 'u':
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_UINT);
SET_FORMAT_BASE(*flags,FORMAT_BASE_D);
break;

default:
break;
}
return ++fmt-start;//参数偏移的字节数
}
SET_FORMAT_FLAG(*flags,FORMAT_FLAG_WIDTH);
break;
default:
break;
}
});

SET_FORMAT_BASE(*flags,FORMAT_BASE_D);
switch (*fmt) {
case 'c':
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_CHAR);
break;

case 's':
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_STR);
break;

case 'o':
SET_FORMAT_BASE(*flags,FORMAT_BASE_O);
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_UINT);
break;

case 'x':
case 'X':
SET_FORMAT_BASE(*flags,FORMAT_BASE_X);
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_UINT);
break;

case 'd':
case 'i':
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_INT);
SET_FORMAT_BASE(*flags,FORMAT_BASE_D);
break;
case 'u':
SET_FORMAT_TYPE(*flags,FORMAT_TYPE_UINT);
SET_FORMAT_BASE(*flags,FORMAT_BASE_D);
break;

default:
break;
}
return ++fmt-start;//参数偏移的字节数
}

()number函数

函数功能:根据类型进行数值转换

char *number(char *str, int num,int base,unsigned int flags){
;
;

){
sign=;
num=~num+;
}

do{
numbers[i++]=digits[do_div(num,base)];
});

if(FORMAT_BASE(flags)==FORMAT_BASE_O){
numbers[i++]=';
}else if(FORMAT_BASE(flags)==FORMAT_BASE_X){
numbers[i++]='x';
numbers[i++]=';
}else if(FORMAT_BASE(flags)==FORMAT_BASE_B){
numbers[i++]='b';
numbers[i++]=';
}
if(sign)
numbers[i++]='-';

)
*str++ = numbers[i];
return str;
}

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作者:huofengfeihu
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/u010961173/article/details/79769747
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