[原创] st F7 +老人紧急呼救+实现printf 可变参数

首先列举几个宏  __VA_ARGS__ , va_start , va_arg , va_end
__VA_ARGS__  c语言高级宏，描述可变参数


va_list 用来保存宏va_start、va_arg和va_end所需信息的一种类型。为了访问变长参数列表中的参数，必须声明 va_list类型的一个对象      
定义： typedef char *  va_list;


va_start 访问变长参数列表中的参数之前使用的宏，它初始化用va_list声明的对象，初始化结果供宏va_arg和va_end使用；实质上取得可变参数首地址


va_arg 展开成一个表达式的宏，该表达式具有变长参数列表中下一个参数的值和类型。每次调用va_arg都会修改
              用va_list声明的对象，从而使该对象指向参数列表中的下一个参数；即获得可变参数


va_end  该宏使程序能够从变长参数列表用宏va_start引用的函数中正常返回。表示获取参数结束





问题提出

昨天我们在讨论使用printf重定向到串口的时候，只需要重定义fputc函数即可，并勾选使用microlib 库，但是如果想要自己实现呢，该如何去做

在写代码的时候，印象中c语言的参数是固定的，没有重载，参数不可变


但是在使用printf的时候却可以输入几乎任意个参数，是怎么做到的


其中printf函数原型 　int printf( const char* format, ...);


在自己实现printf之前首先介绍一下c语言的可变参数。




可变参数

c 语言参数传递
c语言中，参数传递通过栈来实现，正常情况下的入栈规则为__stdcall ，即参数从右到左，右边的参数先入栈，左边的参数后入栈，结果就是右边的参数在栈底，左边的参数在栈顶。
对于固定参数而言，应该是这样
void func(Int a,int b,int c)
{
...
}
参数排列，（假设向上增长）
a
b
c
对于一般的32位系统而言，栈字节大小应该是4字节
所以这里也就会牵扯到后面的一个4字节对其的问题


这里我们明确知道有几个参数，那么也就知道放在什么地方的是哪个参数，如果是可变参数呢，自然就没有那么顺利了。
传统c语言中允许不带任何固定参数的可变参数函数，真是xxxxx，估计找到参数在个地址都得费劲。还好现在的c要求至少有一个固定参数
，这至少告诉我们参数起始地址。


但编译器怎么知道你到底传入了几个参数？答案是不知道，因此这也给程序的健壮性带来了隐患，可能一不小心就改变其他的内容。

像printf这样，他是根据前面的固定参数来得知有几个参数，经常我们使用的标准输出格式 %c d f g...................

如果你参数个数不匹配，就容易出问题

可变参数的栈结构应该如图所示

高地址|-----------------------------|
|函数返回地址 |
|-----------------------------|
|....... |
|-----------------------------|
|第n个参数(第一个可变参数) |
|-----------------------------|<--va_start后ap指向
|第n-1个参数(最后一个固定参数)|
低地址|-----------------------------|<-- &v



展开上面一开始提到的宏
vs平台下
#define _ADDRESSOF(v)   ( &(v) )
#define _INTSIZEOF(n)   ( (sizeof(&n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )

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

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

#define va_end(ap)      ( ap = (char *)0 )



解释一下 几个宏的意思
_INTSIZEOF 这个就是为了4字节对齐， 如果n是1,2,3个字节，_INTSIZEOF (n)=4；如果是5,6,7则结果为8


现在来小试一下可变参数





现在回到正题
如何实现printf

可以这样设想，按照要求的格式打印到一个字符数组里面，然后使用串口打印出整个字符串不就可以了吗？

这用这些宏，我用不同的方法来实现
1、借助于sprintf
这样就可以直接使用myprintf了，用法跟printf一样，（ps，这里我是在win 模拟，如果在板子上，printf改成串口发送的就可以了）


2、上面那个太简单了，复杂一点，借助 于  int vsprintf(char *string, char *format, va_list param);
va_list 可变参数地址
将参数全部打印好，然后通过串口发送
3、如果想要自己一句话一句话来实现呢，当然可以，不过那些%XXXXX 格式很麻烦
我在百度上找了一个 地址在这



关于可变参数的一些推理证明
网上copy的
对于两个正整数 x, n 总存在整数 q, r 使得
x = nq + r, 其中 0<= r //最小非负剩余
q, r 是唯一确定的。q = [x/n], r = x - n[x/n]. 这个是带余除法的一个简单形式。在 c 语言中， q, r 容易计算出来： q = x/n, r = x % n.
所谓把 x 按 n 对齐指的是：若 r=0, 取 qn, 若 r>0, 取 (q+1)n. 这也相当于把 x 表示为：
x = nq + r', 其中 -n < r' <=0 //最大非正剩余
nq 是我们所求。关键是如何用 c 语言计算它。由于我们能处理标准的带余除法，所以可以把这个式子转换成一个标准的带余除法，然后加以处理：
x+n = qn + (n+r')，其中 0 //最大正剩余
x+n-1 = qn + (n+r'-1), 其中 0<= n+r'-1 //最小非负剩余
所以 qn = [(x+n-1)/n]n. 用 c 语言计算就是：
((x+n-1)/n)*n
若 n 是 2 的方幂, 比如 2^m，则除为右移 m 位，乘为左移 m 位。所以把 x+n-1 的最低 m 个二进制位清 0就可以了。得到：
(x+n-1) & (~(n-1))


最后再加上一个关于调试用的技巧


特别是对于大型程序中，日志是非常重要的，不然问题找都找不到

那么可以利用这几个宏
__FILE__, __LINE__ ,__FUNCTION__


当前文件 当前行 当前函数


可以定义一个这样的宏

• #define myprintf(...) printf("[lch]:File:%s, Line:%d, Function:%s," \  
•      __VA_ARGS__, __FILE__, __LINE__ ,__FUNCTION__);  
  

打印出出错位置，至于打印到哪里，那只是一个流向的问题，流向文件或终端