如何解决是否有格式处理器来编写我自己的类似 printf 的函数并保留 %d 样式参数，而不使用 sprintf？
我正在为 MCU 编写串行接口，我想知道如何创建类似 printf 的函数来写入串行 UART。我可以写入 UART，但为了节省内存和堆栈空间，并避免临时字符串缓冲区，我更愿意直接写入而不是将 sprintf() 写入字符串，然后通过串行写入字符串。没有内核，也没有文件处理，因此 FILE* 像来自 fprintf() 的那些写入将不起作用（但 sprintf() 可以）。
是否有一些东西可以为每个字符处理格式化的字符串，以便我可以在解析格式字符串并应用相关参数时逐个字符地打印？
解决方法
标准 C printf 函数系列没有“打印到字符回调”类型的功能。大多数嵌入式平台也不支持 fprintf。
首先尝试为您的平台挖掘 C 运行时，它可能有一个内置的解决方案。例如，ESP-IDF 有 ets_install_putc1()，它实质上安装了 printf 的回调（尽管它的 ets_printf 已经打印到 UART0）。
否则，还有其他 printf 实现是专门为嵌入式应用设计的，您可以根据自己的需要进行调整。
例如 mpaland/printf 有一个函数将字符打印机回调作为第一个参数：
int fctprintf(void (*out)(char character,void* arg),void* arg,const char* format,...);
另请参阅此相关问题：Minimal implementation of sprintf or printf。
,你[在你的最高评论中]说过你有 GNU，所以 fopencookie 用于钩子 [我以前成功地使用过它]。
附加到 stdout 可能很棘手，但可行。
注意我们有：FILE *stdout;（即它[只是]一个指针）。因此，只需将其设置为 [newly] 打开的流应该可以工作。
所以，我认为你可以做到，要么（1）：
FILE *saved_stdout = stdout;
或（2）：
fclose(stdout);
那么，（3）：
FILE *fc = fopencookie(...);
setlinebuf(fc); // and whatever else ...
stdout = fc;
您可以[可能]调整顺序以适应（例如先执行fclose等）
我曾寻找过类似于 freopen 或 fdopen 的东西以适合您的情况，但我没有找到任何东西，因此可能选择执行 stdout = ...;。
这很好如果你没有有任何试图直接写入 fd 1 的代码（例如 write(1,"hello\n",6);）。
即使在那种情况下，也可能有办法。
更新：
你知道 FILE*stdout 是否是一个常量吗？如果是这样，我可能需要做一些疯狂的事情，比如 FILE **p = &stdout 然后 *p = fopencookie(...)
你的担心是对的，但不是，正如你所想的那样。继续阅读...
stdout 是可写的但是 ...
在我发布之前，我检查了 stdio.h，它有：
extern FILE *stdout; /* Standard output stream. */
仔细想想，stdout 必须是可写的。
否则，我们永远做不到：
fprintf(stdout,"hello world\n");
fflush(stdout);
另外，如果我们做了一个 fork，那么[在子进程中]如果我们想设置 stdout 去访问一个日志文件，我们需要能够做到：>
freopen("child_logfile","w",stdout);
所以，不用担心......
信任但验证 ...
我说“不用担心”了吗？我可能为时过早;-)
有一个问题。
这是一个示例测试程序：
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#if 1 || DEBUG
#define dbgprt(_fmt...) \
do { \
fprintf(stderr,_fmt); \
fflush(stderr); \
} while (0)
#else
#define dbgprt(_fmt...) \
do { } while (0)
#endif
typedef struct {
int ioport;
} uartio_t;
char *arg = "argument";
ssize_t
my_write(void *cookie,const char *buf,size_t len)
{
uartio_t *uart = cookie;
ssize_t err;
dbgprt("my_write: ENTER ioport=%d buf=%p len=%zu\n",uart->ioport,buf,len);
err = write(uart->ioport,len);
dbgprt("my_write: EXIT err=%zd\n",err);
return err;
}
int
my_close(void *cookie)
{
uartio_t *uart = cookie;
dbgprt("my_close: ioport=%d\n",uart->ioport);
int err = close(uart->ioport);
uart->ioport = -1;
return err;
}
int
main(void)
{
cookie_io_functions_t cookie = {
.write = my_write,.close = my_close
};
uartio_t uart;
printf("hello\n");
fflush(stdout);
uart.ioport = open("uart",O_WRONLY | O_TRUNC | O_CREAT,0644);
FILE *fc = fopencookie(&uart,cookie);
FILE *saved_stdout = stdout;
stdout = fc;
printf("uart simple printf\n");
fprintf(stdout,"uart fprintf\n");
printf("uart printf with %s\n",arg);
fclose(fc);
stdout = saved_stdout;
printf("world\n");
return 0;
}
程序输出：
编译后运行：
./uart >out 2>err
这应该会产生预期的结果。 但是，我们得到（来自head -100 out err uart）：
==> out <==
hello
uart simple printf
world
==> err <==
my_write: ENTER ioport=3 buf=0xa90390 len=39
my_write: EXIT err=39
my_close: ioport=3
==> uart <==
uart fprintf
uart printf with argument
哇！发生了什么？ out 文件应该：
hello
world
而且，uart 文件应该有三行而不是两行：
uart printf
uart simple printf
uart printf with argument
但是，uart simple printf 行转到 out 而不是 [预期的] uart 文件。
再次，哇！发生了什么？！？！
说明：
程序是用 gcc 编译的。使用 clang 重新编译会产生所需的结果！
事实证明，gcc 试图太有帮助。编译的时候就转换了：
printf("uart simple printf\n");
进入：
puts("uart simple printf");
如果我们反汇编可执行文件[或使用 -S 编译并查看 .s 文件]，我们会看到。
puts 函数[显然]绕过 stdout 并使用 glibc 的内部版本：_IO_stdout。
似乎 glibc 的 puts 是 _IO_puts 的弱别名并且使用了 _IO_stdout。
_IO_* 符号不能直接访问。它们是 glibc 所谓的“隐藏”符号——仅对 glibc.so 本身可用。
真正的解决办法：
经过大量的黑客攻击后，我发现了这一点。这些尝试/修复在下面的附录中。
事实证明，glibc 将（例如）stdout 定义为：
FILE *stdout = (FILE *) &_IO_2_1_stdout_;
在内部，glibc 使用该内部名称。因此，如果我们更改 stdout 指向的内容，它会破坏这种关联。
实际上，只有_IO_stdout是隐藏的。版本化符号是全局的，但我们必须知道名称，要么从 readelf 输出或使用一些 __GLIBC_* 宏（即有点混乱） .
因此，我们需要修改保存/恢复代码以不更改 stdout 中的值，而是将 memcpy 中的值更改为 stdout 指向。
所以，在某种程度上，你是对的。它 [有效] const [只读]。
因此，对于上述示例/测试程序，当我们要设置一个新的 stdout 时，我们需要：
FILE *fc = fopencookie(...);
FILE saved_stdout = *stdout;
*stdout = *fc;
当我们想恢复原来的时候：
*fc = *stdout;
fclose(fc);
*stdout = saved_stdout;
所以，问题真的不是gcc。我们开发的原始保存/恢复不正确。但是，它是潜伏的。只有当 gcc 调用 puts 时，错误才会出现。
个人笔记：啊哈！现在我让这段代码工作了，它似乎很熟悉。我有一种似曾相识的体验。我很确定我过去也必须这样做。但是，太久了，我已经完全忘记了。
半有效但更复杂的变通方法/修复：
注意：如前所述，这些变通方法仅用于展示我在之前尝试过的方法，以找到上面的简单修复方法。
一种解决方法是禁用 gcc 从 printf 到 puts 的转换。
最简单的方法可能是[如前所述]用clang编译。但是，有些网页说 clang 与 gcc 的作用相同。它不会对我的 puts 版本进行clang优化 [for x86_64]: 7.0.1 -- YMMV
对于gcc ...
一个简单的方法是用 -fno-builtins 编译。这修复了 printf->puts 问题，但禁用了 memcpy 等的 [理想] 优化。它也未记录 [AFAICT]
另一种方法是强制我们自己的版本的 puts 调用 fputs/fputc。我们会将其放入（例如）puts.c 中，然后对其进行构建和链接：
#include <stdio.h>
int
puts(const char *str)
{
fputs(str,stdout);
fputc('\n',stdout);
}
当我们刚刚这样做时：stdout = fc; 我们欺骗 glibc 有点[实际上，glibc 有点欺骗了我们]，这已经现在回来困扰我们。
“干净”的方法是做 freopen。但是，AFAICT，没有 类似的功能适用于 cookie 流。 可能有，但我没找到。
因此，“脏”方法之一可能是唯一的方法。我认为使用上面的“自定义”puts 函数方法是最好的选择。
编辑：在我重读上面的“欺骗”句子后，我找到了简单的解决方案（即它让我更深入地研究了 glibc 源）。
根据您的标准库实现，您需要编写自己的 fputc 或 _write 函数版本。
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