c语⾔打印字符的函数参数,C语⾔格式化打印函数
vsnprintf()的实现
Linux内核的格式化打印函数是printk(),它与printf()函数是类似的,都是根据格式字符串把可变参数列表转化成字符序列,然后输出到控制台。
printf()是打印到标准输出stdout。
printk()是打印到控制台终端。在使⽤串⼝线连接嵌⼊式硬件时,就是打印到电脑的串⼝终端软件,例如minicom。
转化可变参数列表这⼀步,这两个函数是⼀样的,都是调⽤vsnprintf()函数。
区别是内核没法调⽤C库,只能另外写⼀个简单的实现。
vsnprintf()的实现,依靠的是C语⾔处理可变参数的类型valist,以及使⽤它的三个宏:vastart,vaarg,vaend。
它们都定义在头⽂件⾥。
我在电脑上调试时,直接把siskavalist定义为了C库的valist,如上图。
5-10⾏注释掉的部分,是32位C语⾔的valist定义。
snprintf的代码就这么⼏⾏,使⽤vastart获取参数列表的开头,然后调⽤vsnprintf()打印出来,最后使⽤vaend。
对格式串的解析在vsnprintf()⾥,带n的printf系列函数可以标⽰缓冲区的⼤⼩,避免字符串溢出。
vsnprintf()的实现:
buf,缓冲区的地址。
size,缓冲区的⼤⼩。
fmt,格式串。
ap,可变参数列表,开始时指向它的第1个元素。
先把字符的计数设置为0,size -1是为了给末尾的'\0'留⼀个位置,然后遍历格式串fmt。
130-133,不是%则直接打印到缓冲区。
135-139,是%则查看下⼀个,如果也是%则打印到缓冲区,所以%%会打印%。
141-145,查看是否是⼗六进制的前缀。
fprintf格式147-151,查看是否是长整型的前缀。
153开始的switch语句是对格式参数的解析:
154,c表⽰打印1个字符,它是按照int存储在参数⾥的,所以vaarg的类型选int。
157-162,根据是否有前缀选择普通整型或长整型,有符号的。
163-168,同上,⽆符号的。
169-181,⼗六进制的整数,根据格式参数选择是否打印0x前缀,是否长整型。
183,p表⽰打印指针,其中空指针会打印null。
185-188,浮点数,全按double处理。
190,字符串,它的内容也是⼀个'\0'结尾的char*字符列表。
197,移动到格式串的下⼀个字符,继续判断while条件。
这时⽆论格式串到了末尾'\0',还是缓冲区只剩了最后1个'\0'的空间,都会退出while循环,避免缓冲区越界。
200⾏,填充结尾的'\0',返回转化的字符总数。
siskaulong2a()函数,是把⽆符号长整型转换为字符串的函数,普通的整型也⽤它转换,编译器会⾃动把unsigned int类型升级到unsigned long。
打印字符会改变当前缓冲区的字符计数,所以参数传了int* pn,即计数的指针。它既是输⼊参数,也是输出参数。
num %10先获取个位数,然后 num /10去掉个位数,下⼀次就是获取⼗位数,以此类推,直到为0。具体的字符要加上'0'。
这么打印出来的数字字符串是反着的,低位先被打印,所以19-23⾏的while再把它正过来。我们在第6⾏提前记录了这串字符的起始位置。
siskalong2a(),有符号的打印除了负数时要先打印1个负号之外,其他的与⽆符号的⼀样。
siskadouble2a(),浮点数都是有符号的,负数也要先打印1个负号,然后先取整数部分,再取⼩数部分,把它们都当整数打印,中间打印⼩数点。
⼩数部分这⾥⽤了6位有效数字。
siskahex2a(),⼗六进制的都按⽆符号处理,除了从10的余数变成16的余数之外,与unsigned long的区别只有67⾏,即⼤于9的从'a'开始显⽰,9以内的加上'0'显⽰。
x -10+ 'a',就是10-15要显⽰的字符,10对应'a',15对应'f'。
如果带前缀打印⼗六进制,就先打印0x,占2个字符的空间。
siskap2a(),指针都带0x前缀,按⼗六进制打印,空指针显⽰null。
siskastr2a(),字符串按原样打印。
main()函数,和测试结果。
下图第2张是缓冲区不⾜时的打印,第1张是缓冲区1024字节的打印。
Linux使⽤bochs模拟BIOS读磁盘
先调⽤这个函数把数据转化到缓冲区⾥,然后通过串⼝线打印出来,就是printk()。
如果通过标准输出stdout打印出来,就是printf()。
如果通过FILE* fp ⽂件句柄打印出来,就是fprintf()。
还可以继续添加格式字符,让它⽀持更多的数据类型。
但在linux内核⾥,实际上连浮点数都尽量不⽤,⽀持有符号和⽆符号的整数以及字符串,基本就够⽤了。
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PS:在32位的堆栈传参模式下,格式串const char* fmt后⾯就是参数列表,所以只要取格式串的地址&fmt,加上4字节就是下⼀个参数的地址,然后根据格式串⾥%之后的类型字符依次打印就⾏。
32位是按4字节对齐,char、short这种不到4字节的类型也是转化为4字节压栈,double、long long这种按8字节压栈。
64位是⽤寄存器传前6个参数,多于6个的按堆栈传参,⽽且还是整数与浮点数分开传,整数使⽤rdi、rsi、rdx、rcx、r8、r9,浮点数使⽤xmm0、xmm1、xmm2,⼀直到xmm7。
如果参数是printf("%d,%f\n",1,2.71)这样,rdi是格式串,rsi是整数1,xmm0是浮点数2.71。
如果⾃⼰实现vastart,vaarg的话,需要让printf()函数先调⽤⾃⼰实现的printf(),这样才能⾃⼰控制寄存器参数的存放顺序,然后在printf()⾥在调⽤vsnprintf()。
否则,只能依赖gcc提供的valist,vastart,vaarg,vaend,因为寄存器参数在这种情况下怎么保存,是编译器的权限范围。
⽽寄存器参数的保存⽅式,则关系到valist的实现。

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