2021年02月09日 | 基于S3C6410的ARM11学习（十八） 移植printf和scanf

在学c语言的时候，经典的hello world程序，是通过printf函数实现了。有了这个函数，就可以随意的向屏幕打印数据了。在嵌入式中，其实也是可以用printf函数的，不过需要稍微麻烦点的移植。毕竟，在嵌入式中，所有实现的都要自己来弄，不在向PC程序开发一样，很多库函数，操作系统已经搞好，就用就行了。

首先，是要去下载能实现printf的源代码。这里用的是国嵌提供的。有两个文件夹，一个include，里面一些头文件，另外一个lib，实现printf的需要的额外的程序。

中间的是inlcude中的头文件，下边是lib中的文件。

在lib中有一个Makefile。这个Makefile就是用来编译这些代码的，将所有的代码生成.o文件。供主函数链接使用。

可以发现，怎么没有printf.c文件了。那是因为这个printf.c文件是要我们自己来编写的。也就是printf函数和scanf函数要我们自己来写的，不过写的时候，可以使用lib中的一些函数来简化编写。

以上是printf的代码，使用一个数组来保存最终转化出来的字符串，大小是1024个字节。根据需要，这个大小可以更改。

函数的主要部分就是变参的处理。Printf是一个变参的函数，即函数的参数是不固定的。但是第一个参数是知道的，是一个字符串，通过这个字符串，可以知道有几个参数，从而在对这些参数进行处理。

va_start。提取字符串中的参数，即看%d,%c这些。知道有哪些参数。然后将这些参数保存在args中。

vsprintf。通过原始字符串和参数，转换后写入到新的字符串outbuf中。

va_end。这个是固定的。目前不知道有什么用。

通过上面三个函数，就实现了pritf的输入字符串的处理了。下面就调用putc函数，将转换后的字符串依次发送到串口即可了。

以上是scanf的函数。和printf函数类似，不过是先接收串口接收的数据，然后再对数据进行处理。

最后就是关键的地方了，代码写好了，怎么编译了。这个时候就要用到lib中提供的Makefile了。

这个Makefile实现了对lib文件下的各个c代码编译。最终生成lib.o供外部调用。${CFLAGS}这个是外部定义的变量。

剩下就要修改外部的总的Makefile了。

第一行：定义一些目标，就是一些.o文件。链接的时候，就链接这些文件。一个start.o，对应之前写的bootloader的start.S。main.o就对应main.c。device/dev.o这个对应外设驱动的代码集合，如LED，外部中断，串口等等这些。lib/lib.o这个就对应上面说到在lib下生成的lib.o，集合了printf和scanf。

第二行：定义一个参数CFLAGS，这个参数供调用的Makefile使用的。Makefile也是可以调用其他makefile的，这个时候，上层的makefile可以定义参数供下层的makefile使用。定义的这个参数是编译选项用的，-fno-builtin是说函数不是内建的函数，有可能我们写的函数和编译器的内建函数的名字是一样的。-I指的是搜索的头文件的目录，这里指定include目下，因为在实现printf的时候，有调用include中的头文件，所以需要告诉编译器这些头文件在什么地方。使用-I参数。$(shell pwd)这个是shell中的一些用法，调用pwd命令，返回的值就是这个$(shell pwd)的值。

第三行：将定义的参数CFLAGS导出去，这样外部的makefile就可以使用这个参数了。在lib下的makefile中是有用到这个参数的。

5-16行：实现编译链接。

18-19行： 执行device下的makefile。make –C device指的是跳转到device目录下去执行makefile。后面的all是具体执行makefile的目标

21-22行：和上面的一样，跳转到lib目录下，执行makefile命令，目标是all。

25-29行：伪目标，清除文件使用的。

以上是主目录的结构。只有main，makefile，链接脚本，start四个代码。其他代码都给弄到对应的文件下去了。

在device下，是各个外设驱动的代码。里面也有一个makefile。

以上是内容，就是将各个外设的代码给编译链接成dev.o文件，供外部使用。

这样，只需在主目录下，执行make命令。需要的.bit就生成了。是不是很方便了。

这样，就可以在程序中直接使用printf和scanf函数了。下面就来做一个简单的控制台。

上面的东西比较熟悉吧，下载程序，或者执行一些操作的时候，就有这个界面了。然后我们输入不同的选择，开发板就执行对应的操作。下面就来实现这个简单的串口控制台。

假设有5个选项。

1、  LED亮

2、  LED灭

3、  发送，hello world

4、  发送，weiqi7777

5、  发送，chinaaet

输入其他选项的话，就发送，WRONG。

执行的效果。

这是不是有点uboot的雏形了。当然这个控制台还做得比较简单。只有简单的几个命令。学到后面可以加更多的命令。

当输入不同的命令，会执行对应的操作。

 这样，一个简单的控制台就做好了，同时也移植好了printf和scanf了。

对比STM32

在STM32中也是可以使用printf和scanf函数的。不过移植起来就简单多了，因为MDK将这个实现printf和scanf的库给提供了，我们只要使用即可，不过还是需要简单的修改，因为printf默认是输出到屏幕的，但是嵌入式中哪有屏幕，所以需要重定向到串口。

在STM32中，要加入stdio.h头文件，这个头文件是不是很熟悉啊，那是当然了，在c语言学习中，这个库可是基本每个程序都有了，因为里面包括了printf和scanf啊。

当然这个stdio头文件和我们学c语言的那个头文件不一样，这个是为嵌入式用的。在MDK中修改，选择使用MicroLIB。

最后，重写fputc函数。

因为printf函数，最终是调用fputc函数，将字符串发出去的，所以我们重写fputc函数，就将数据通过串口发送出去了。

至于scanf，目前没有用到过，所以还不知道。有知道的，麻烦请告知下。

以上，就实现了最重要的一个函数printf和scanf函数的移植了。对于移植，我们只需要把别人做好的代码拿来，稍微修改即可了。