glibc中的printf如何输出到串口

内核版本：2.6.14

glibc版本：2.3.6

CPU平台：arm

printf的输出不一定是串口，也可以是LCD，甚至是文件等，这里仅以输出到串口为例。本文分析了printf和文件描述符0、1和2以及stdout、stdin和stderr的关系，通过这篇文章可以知道文件描述符0、1和2为什么对应着stdout、stdin和stderr，因为glibc就是这么定义的！！！

首先看glibc中printf函数的定义(glibc-2.3.6/stdio-common/printf.c)：

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1. #undefprintf
3. /*WriteformattedoutputtostdoutfromtheformatstringFORMAT.*/
4. /*VARARGS1*/
5. int
6. printf(constchar*format,...)
7. {
8. va_listarg;
9. intdone;
11. va_start(arg,format);
12. done=vfprintf(stdout,format,arg);//主要是这个函数
13. va_end(arg);
15. returndone;
16. }
18. #undef_IO_printf
19. /*Thisisforlibg++.*/
20. strong_alias(printf,_IO_printf);

strong_alias，即取别名。网上有人提及这个strong alias好像是为了防止c库符号被其他库符号覆盖掉而使用的，如果printf被覆盖了，还有_IO_printf可以用。跟踪vfprintf函数()，我们先给出该函数的声明，如下(glibc-2.3.6/libio/stdio.h)：

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1. externintvfprintf(FILE*__restrict__s,__constchar*__restrict__format,
2. _G_va_list__arg);

printf函数是通过vfprintf将format输出到stdout文件中，stdout是(FILE *)类型。stdout的定义如下(glibc-2.3.6/libio/stdio.h)，顺被也给出stdin和stderr的定义：

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1. /*Standardstreams.*/
2. externstruct_IO_FILE*stdin;/*Standardinputstream.*/
3. externstruct_IO_FILE*stdout;/*Standardoutputstream.*/
4. externstruct_IO_FILE*stderr;/*Standarderroroutputstream.*/
5. /*C89/C99saytheyremacros.Makethemhappy.*/
6. #definestdinstdin
7. #definestdoutstdout
8. #definestderrstderr

继续跟踪stdout(glibc-2.3.6/libio/stdio.c)：

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1. _IO_FILE*stdin=(FILE*)&_IO_2_1_stdin_;
2. _IO_FILE*stdout=(FILE*)&_IO_2_1_stdout_;
3. _IO_FILE*stderr=(FILE*)&_IO_2_1_stderr_;

在继续分析_IO_2_1_stdout_之前，我们先看一下_IO_FILE(FILE和_IO_FILE是一回事，#define FILE _IO_FILE)的定义(glibc-2.3.6/libio/libio.h)：

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1. struct_IO_FILE{
2. int_flags;/*High-orderwordis_IO_MAGIC;restisflags.*/
3. #define_IO_file_flags_flags
5. /*ThefollowingpointerscorrespondtotheC++streambufprotocol.*/
6. /*Note:Tkusesthe_IO_read_ptrand_IO_read_endfieldsdirectly.*/
7. char*_IO_read_ptr;/*Currentreadpointer*/
8. char*_IO_read_end;/*Endofgetarea.*/
9. char*_IO_read_base;/*Startofputback+getarea.*/
10. char*_IO_write_base;/*Startofputarea.*/
11. char*_IO_write_ptr;/*Currentputpointer.*/
12. char*_IO_write_end;/*Endofputarea.*/
13. char*_IO_buf_base;/*Startofreservearea.*/
14. char*_IO_buf_end;/*Endofreservearea.*/
15. /*Thefollowingfieldsareusedtosupportbackingupandundo.*/
16. char*_IO_save_base;/*Pointertostartofnon-currentgetarea.*/
17. char*_IO_backup_base;/*Pointertofirstvalidcharacterofbackuparea*/
18. char*_IO_save_end;/*Pointertoendofnon-currentgetarea.*/
20. struct_IO_marker*_markers;
22. struct_IO_FILE*_chain;
24. int_fileno;//这个就是linux内核中文件描述符fd
25. #if0
26. int_blksize;
27. #else
28. int_flags2;
29. #endif
30. _IO_off_t_old_offset;/*Thisusedtobe_offsetbutitstoosmall.*/
32. #define__HAVE_COLUMN/*temporary*/
33. /*1+columnnumberofpbase();0isunknown.*/
34. unsignedshort_cur_column;
35. signedchar_vtable_offset;
36. char_shortbuf[1];
38. /*char*_save_gptr;char*_save_egptr;*/
40. _IO_lock_t*_lock;
41. #ifdef_IO_USE_OLD_IO_FILE
42. };
43. struct_IO_FILE_plus
44. {
45. _IO_FILEfile;
46. conststruct_IO_jump_t*vtable;//IO函数跳转表
47. };

下面我们看看_IO_2_1_stdout_的定义(glibc-2.3.6/libio/stdfiles.c)，顺便给出_IO_2_1_stdin_和_IO_2_1_stderr_的定义：

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1. #defineDEF_STDFILE(NAME,FD,CHAIN,FLAGS)\
2. struct_IO_FILE_plusNAME\
3. ={FILEBUF_LITERAL(CHAIN,FLAGS,FD,NULL),\
4. &_IO_file_jumps};
7. DEF_STDFILE(_IO_2_1_stdin_,0,0,_IO_NO_WRITES);
8. DEF_STDFILE(_IO_2_1_stdout_,1,&_IO_2_1_stdin_,_IO_NO_READS);
9. DEF_STDFILE(_IO_2_1_stderr_,2,&_IO_2_1_stdout_,_IO_NO_READS+_IO_UNBUFFERED);

从这里我们可以看到，_IO_2_1_stdout_的FD = 0、_IO_2_1_stdin_的FD = 1、_IO_2_1_stder