转自 草根老师博客（程姚根）
在做裸板开发时，常常需要通过输出或者通过串口输入一些信息。
在有操作系统机器上，我们很少关心输入和输出的问题。因为有很多现成的库函数供我们调用。在做裸板开发时，可没有现成库函数供我们调用，一切都需要我们自己实现。
下面我们通过串口在裸板上实现一个printf和scanf函数。
printf主要用来进行格式化输出，scanf函数主要用来进行格式化输入的。这里个函数都是不定参数函数，这里简单介绍一下不定参函数实现方法。
一、不定参数的造型
function(type arg,...);
一般第一个参数arg指定参数的个数，
int function(3,arg1,arg2,arg3);
这是一种显示的告诉编译器有几个参数，第一个参数3，即代表后面有三个参数。
但也不是唯一的，比如printf的第一个参数是一个字符串，它是通过这个参数来确定有几个参数的.
int printf(const char *format, ...);
例如我们调用的时候printf("%d,%s,%d",i,str,j);
第一个参数是"%d,%s,%d"，通过分析它我们可以知道有几个。
二、函数的参数压栈
1. 固定的参数函数调用过程
一般函数参数入栈是按照从右向左的顺序入栈。这样第一个参数arg1就放在了栈顶的位置。
2.变参函数调用过程
通过上面的参数入栈方式我们可以得到如下结论:
如果想将栈中的参数读出来，我们只需要知道，栈顶元素的地址即第一个参数的地址即可。通过前面变参函数的分析，通过变参函数第一个参数可以知道传递的参数个数。根据参数入栈的顺序，我们可以知道第一个参数是放在栈顶位置的。
总结一下，现在我们已经获得两个条件了:
1.栈中参数的个数
2.栈顶元素的地址
有了这两个条件，我们就可以从栈中读取我们想要的参数了。
当然，每个参数都有自己的类型，还有的就是字节对齐了。在读取参数的时候，这些问题都必须考虑到。
幸运的是这些问题在已经被大牛们解决了，已经封装成相应的宏，我们在操作的时候只需要知道这些宏的含义即可。
三、变参函数常用宏
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,t) (*(t*)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)))
#define va_end(ap) (ap = (va_list)0)
这些宏在不同的操作系统，有不同的实现，想使用的话，只需要包含头文件stdarg.h就可以了。
(1)va_start宏的作用 :
v是第一个参数，通过前面我们知道，第一个参数就是用来表明有几个参数，它不是我们实际需要的参数。我们通过它来计算出，第一个实际参数的地址，主意哦是实际参数，可不是第一个表明参数个数的参数地址，让ap指针变量保存。
(1)va_arg宏的作用:
通过va_start，我们的ap的指针已经指向了第一个实际参数。
可以看到的是ap指针先更新了，然后又减了一个值,最终把这个值返回。这里面的t代表即将获得参数的类型。
可以看出,通过va_arg宏我们获得每个实际参数的值。
(2)va_end宏的作用
将ap指针赋值为NULL，即0
下面我们自己写一个测试程序来看一下，这些宏怎么使用。
- #include <stdio.h>
-
#include <stdlib.h>
-
#include <stdarg.h>
-
int my_printf(char *fmt,...)
-
{
-
char *p;
-
va_list ap;
-
-
//获得第一个实际参数的起始地址
-
va_start(ap,fmt);
-
-
//分析fmt指向的字符串
-
for(p = fmt; *p;p ++)
-
{
-
if(*p == '%')
-
{
-
p ++;
-
switch(*p)
-
{
-
//整形十进制数
-
case 'd':
-
printf("%d",va_arg(ap,int));
-
break;
-
//字符
-
case 'c':
-
//变参传递char类型变量时，编译器在
-
//编译的时候将其提升为int类型
-
printf("%c",va_arg(ap,int));
-
break;
-
//字符串
-
case 's':
-
//地址占用4个字节
-
printf("%s",(char *)va_arg(ap,int));
-
break;
-
//浮点数
-
case 'f':
-
//变参传递float类型变量时，编译器在
-
//编译的时候将其提升为double类型
-
printf("%f",va_arg(ap,double));
-
break;
-
// %
-
case '%':
-
putchar('%');
-
break;
-
}
-
-
}else{
-
putchar(*p);
-
}
-
}
-
//将ap赋值为NULL
-
va_end(ap);
-
return 0;
-
}
-
int main(int argc, const char *argv[])
-
{
-
int a = 123;
-
char b = 'c';
-
float c = 12.38;
-
char buf[] = "hello my_printf";
-
my_printf("a = %d b = %c buf = %s c = %f.n",a,b,buf,c);
-
return 0;
- }
实际上，格式化的转换有现成的函数可以调用，例如:vsprintf()和vsscanf()这些函数的源代码可以从bootloader和内核源码上获得。
四、常用格式转换函数
int vsprintf(char *str, const char *format, va_list ap);
这个函数的功能，就是把输入的格式字符串进行解释，把解释好的字符串放在str。这个函数的源码可以直接在内核中获得。
int vsscanf(const char *str, const char *format, va_list ap);
str中是我们从键盘上输入的一些字符串，format是我们调用scanf的时候输入的格式串。通过这些信息，vsscanf函数解释出每个变量应该赋为什么值。这个函数的源码可以直接在内核中获得。
有了这两个函数后，我们就可以通过串口封装自己的printf和scanf了。
(1)通过串口实现printf函数
- int printf(const char *fmt,...)
-
{
-
int i = 0;
-
va_list args;
-
unsigned int n;
-
char buffer[1024];
-
va_start(args,fmt);
-
n = vsprintf(buffer,fmt,args);
-
va_end(args);
-
//初始化串口
-
void uart_0_init();
-
for(i = 0;i < n;i ++)
-
{
-
//通过串口发送字符
-
send_char(buffer[i]);
-
}
-
return n;
- }
(2)通过串口实现scanf函数
- int scanf(const char *fmt,...)
-
{
-
int i = 0;
-
unsigned char c;
-
va_list args;
-
char buffer[1024];
-
-
//初始化串口
-
void uart_0_init();
-
while(1)
-
{
-
//从串口接收字符
-
c = recv_char();
-
send_char(c);
-
if((c == 0x0d) || (c == 0x0a))
-
{
-
buffer[i] = '';
-
break;
-
}else{
-
buffer[i++] = c;
-
}
-
}
-
va_start(args,fmt);
-
i = vsscanf(buffer,fmt,args);
-
va_end(args);
-
send_char('r');
-
send_char('n');
-
return i;
- }