C printf到自定义硬件[关闭]

Question

我有带有各种调试消息的现有代码。我们的嵌入式系统没有终端的外部连接。我想修改 printf 使其输出到内存位置，而不是映射到 FIFO 的 STDOUT。我想我需要找到写我自己的outbyte/outnum。只是似乎找不到我可以抓取东西的 GNU 代码。

我在 Xilinx FPGA 中运行 microblaze 处理器。所有打印语句都用于调试。我们正在运行 GNU 工具（Xilinx SDK）。为了开发，能够在设计中粘贴一个 UART，并将 UART 连接到几个测试点。

当我们准备好部署时，我将不再有这种可见性。我们确实有一个 USB-to-Serial 连接，但它看起来像一个 fifo，而不是嵌入式系统的串行端口。我们有一个通过此链接发送消息的协议。我正在考虑向我们的协议添加调试消息。我想将我的打印语句重定向到一个缓冲区，然后处理这个缓冲区。

我试图通过重写 outbyte 代码来获取现有的 printf (xil_printf) 并创建我自己的 cc_printf，但只是无法深入研究代码以了解如何操作。 （坦率地说，我是 VHDL/硬件专家）。

总体代码大小为数万行 C 代码。我的部分可能是 3-4 千行代码。基本操作是系统的软件/硬件更新通过 USB 端口进入并移动到 FLASH 存储器。我的代码解析来自 USB 到串行链路的传入数据包。基本上有一个位告诉我在接收缓冲区中有一个准备好的数据包。我处理数据包并写入闪存。作为协议的一部分，有 ACK/NACKs/Aborts。我目前使用 printf 将状态打印到我的实验台版本的系统。

如上所述，我想将这些打印输出嵌入到我们的协议中。我没有与 printf 结婚，并且会使用其他一些打印功能。我想打印出消息和数据。如果其他东西会是一个更好的起点，我可以接受。对我来说，最大的问题似乎是获取打印的输出并将其指向何处。

Answer 1

不要直接使用printf，用于调试目的。

使用宏，可能类似于

#define DEBUGPRINTF(Fmt,...) do \
   {printf("%s:%d: " Fmt "\n", __FILE__, __LINE__,  __VA_ARGS__);} while(0)

然后，一旦您将所有调试 printf（只有这些）转换为 DEBUGPRINTF，您只需更改该宏的定义（例如，在嵌入式系统上，可能使用 snprintf ...） .

因此，在您的其余代码中，将printf("debugging x=%d\n", x); 替换为DEBUGPRINTF("debugging x=%d", x);，但仅在调试 打印时这样做。 BTWK 4KLOC（对您而言）非常小，甚至 200KLOC（对整个事物而言）也足够小，可以“手动”进行替换（例如 Emacs“以交互方式查找和替换”）。

^{（我猜你是先在笔记本电脑上开发一小段代码——几千行——然后将其移植到嵌入式系统中）}

一旦您将所有 debug printf 转换为 DEBUGPRINTF（并且只有调试打印！）您可以重新定义该宏，也许是 inspired 通过

#define DEBUGPRINTF(Fmt,...) do \
  {snprintf(debugbuffer, sizeof(debugbuffer), Fmt, __VA_ARGS__); } while(0)

^{（我想您需要在该宏中添加更多内容 - 可能在右括号之前 - 以实际 发送 调试输出 - 这是 debugbuffer 的内容- 某处，但如何做到这一点是实施和系统特定的）}

但您更有可能会禁用调试 printf

#define DEBUGPRINTF(Fmt,...) do{}while(0)

顺便说一句，嵌入式目标系统甚至可能没有任何snprintf ...

如果您想研究一些可读 C 标准库实现（在 Linux 上），请考虑查看 musl-libc 源代码。您需要了解 system calls 是什么。

实际上，您实际上应该在笔记本电脑上编写和调试代码（例如运行 Linux），并且只在嵌入式系统上放置您认为没有错误的东西。在实践中，避免使用调试 printfs 部署代码（或提前考虑更好的东西）。另见this。

似乎对我来说最大的问题是获取打印的输出并将其指向何处。

可能使用snprintf，然后使用适当的原语将debugbuffer“发送”到适当的位置。使用snprintf，您知道消息的大小（例如，使用来自snprintf 的返回值和/或在格式控制字符串中使用%n）。或者拥有自己的日志记录或调试variadic function（使用<stdarg.h> 和va_start 等......）

不要将调试消息与logging 消息混淆。如果您想要记录，请仔细设计。但调试消息可能应该在部署时删除。

Answer 2

Posix 函数fmemopen 允许您像打开文件一样打开内存缓冲区并返回一个FILE *，该FILE * 可以与标准IO 函数一起使用，例如fprintf。至于打印到不是串行端口的设备，我不知道您正在运行什么操作系统（任何操作系统），但如果存在，您可以为该自定义设备编写流设备驱动程序并设置您的 stdout 和stderr（也许是stdin）到那个。如果您在没有操作系统的情况下运行，那么某个地方有人创建了一个FILE 结构，以某种方式与串行端口连接，而printf 正在使用它。