转自  草根老师博客（程姚根） 在做裸板开发时，常常需要通过输出或者通过串口输入一些信息。 在有操作系统机器上，我们很少关心输入和输出的问题。因为有很多现成的库函数供我们调用。在做裸板开发时，可没有现成库函数供我们调用，一切都需要我们自己实现。
下面我们通过串口在裸板上实现一个printf和scanf函数。
printf主要用来进行格式化输出，scanf函数主要用来进行格式化输入的。这里个函数都是不定参数函数，这里简单介绍一下不定参函数实现方法。
一、不定参数的造型
function(type  arg,...); 一般第一个参数arg指定参数的个数，
int function(3,arg1,arg2,arg3); 这是一种显示的告诉编译器有几个参数，第一个参数3，即代表后面有三个参数。
但也不是唯一的，比如printf的第一个参数是一个字符串，它是通过这个参数来确定有几个参数的. int printf(const char *format, ...); 例如我们调用的时候printf("%d,%s,%d",i,str,j); 第一个参数是"%d,%s,%d"，通过分析它我们可以知道有几个。
二、函数的参数压栈
1. 固定的参数函数调用过程




一般函数参数入栈是按照从右向左的顺序入栈。这样第一个参数arg1就放在了栈顶的位置。

2.变参函数调用过程



通过上面的参数入栈方式我们可以得到如下结论:
如果想将栈中的参数读出来，我们只需要知道，栈顶元素的地址即第一个参数的地址即可。通过前面变参函数的分析，通过变参函数第一个参数可以知道传递的参数个数。根据参数入栈的顺序，我们可以知道第一个参数是放在栈顶位置的。
总结一下，现在我们已经获得两个条件了:
1.栈中参数的个数 2.栈顶元素的地址
有了这两个条件，我们就可以从栈中读取我们想要的参数了。 当然，每个参数都有自己的类型，还有的就是字节对齐了。在读取参数的时候，这些问题都必须考虑到。 幸运的是这些问题在已经被大牛们解决了，已经封装成相应的宏，我们在操作的时候只需要知道这些宏的含义即可。
三、变参函数常用宏
typedef   char  * va_list; #define   _INTSIZEOF(n)   ((sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1)) #define   va_start(ap,v)   (ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v)) #define   va_arg(ap,t)     (*(t*)((ap += _INTSIZEOF(t)) -  _INTSIZEOF(t))) #define   va_end(ap)      (ap = (va_list)0)

这些宏在不同的操作系统，有不同的实现，想使用的话，只需要包含头文件stdarg.h就可以了。
(1)va_start宏的作用 : 
v是第一个参数，通过前面我们知道，第一个参数就是用来表明有几个参数，它不是我们实际需要的参数。我们通过它来计算出，第一个实际参数的地址，主意哦是实际参数，可不是第一个表明参数个数的参数地址，让ap指针变量保存。
(1)va_arg宏的作用:
通过va_start，我们的ap的指针已经指向了第一个实际参数。 可以看到的是ap指针先更新了，然后又减了一个值,最终把这个值返回。这里面的t代表即将获得参数的类型。 可以看出,通过va_arg宏我们获得每个实际参数的值。
(2)va_end宏的作用
将ap指针赋值为NULL，即0 下面我们自己写一个测试程序来看一下，这些宏怎么使用。

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <stdarg.h>
   
4. 
   
5. int my_printf(char *fmt,...)
   
6. {
   
7.     char *p;
   
8.     va_list ap;
   
9.     
   
10.     //获得第一个实际参数的起始地址
    
11.     va_start(ap,fmt);
    
12.     
    
13.     //分析fmt指向的字符串
    
14.     for(p = fmt; *p;p ++)
    
15.     {
    
16.         if(*p == '%')
    
17.         {
    
18.             p ++;
    
19.             switch(*p)
    
20.             {
    
21.             //整形十进制数
    
22.             case 'd':
    
23.                 printf("%d",va_arg(ap,int));
    
24.                 break;
    
25. 
    
26.             //字符
    
27.             case 'c':
    
28.                 //变参传递char类型变量时，编译器在
    
29.                 //编译的时候将其提升为int类型
    
30.                 printf("%c",va_arg(ap,int));
    
31.                 break;
    
32. 
    
33.             //字符串
    
34.             case 's':
    
35.                 //地址占用4个字节
    
36.                 printf("%s",(char *)va_arg(ap,int));
    
37.                 break;
    
38. 
    
39.             //浮点数
    
40.             case 'f':
    
41.                 //变参传递float类型变量时，编译器在
    
42.                 //编译的时候将其提升为double类型
    
43.                 printf("%f",va_arg(ap,double));
    
44.                 break;
    
45.             // %
    
46.             case '%':
    
47.                 putchar('%');
    
48.                 break;
    
49.             }
    
50.         
    
51.         }else{
    
52.             putchar(*p);
    
53.         }
    
54.     }
    
55. 
    
56.     //将ap赋值为NULL
    
57.     va_end(ap);
    
58. 
    
59.     return 0;
    
60. }
    
61. 
    
62. int main(int argc, const char *argv[])
    
63. {
    
64.     int a = 123;
    
65.     char b = 'c';
    
66.     float c = 12.38;
    
67.     char buf[] = "hello my_printf";
    
68. 
    
69.     my_printf("a = %d b = %c buf = %s c = %f.n",a,b,buf,c);
    
70. 
    
71.     return 0;
    
72. }

实际上，格式化的转换有现成的函数可以调用，例如:vsprintf()和vsscanf()这些函数的源代码可以从bootloader和内核源码上获得。
四、常用格式转换函数
 int vsprintf(char *str, const char *format, va_list ap); 这个函数的功能，就是把输入的格式字符串进行解释，把解释好的字符串放在str。这个函数的源码可以直接在内核中获得。

 int vsscanf(const char *str, const char *format, va_list ap); str中是我们从键盘上输入的一些字符串，format是我们调用scanf的时候输入的格式串。通过这些信息，vsscanf函数解释出每个变量应该赋为什么值。这个函数的源码可以直接在内核中获得。 有了这两个函数后，我们就可以通过串口封装自己的printf和scanf了。
(1)通过串口实现printf函数

1. int printf(const char *fmt,...)
   
2. {
   
3.     int i = 0;
   
4.     va_list args;
   
5.     unsigned int n;
   
6.     char buffer[1024];
   
7. 
   
8.     va_start(args,fmt);
   
9.     n = vsprintf(buffer,fmt,args);
   
10.     va_end(args);
    
11. 
    
12.     //初始化串口
    
13.     void uart_0_init();
    
14. 
    
15.     for(i = 0;i < n;i ++)
    
16.     {
    
17.                 //通过串口发送字符
    
18.         send_char(buffer[i]);
    
19.     }
    
20. 
    
21.     return n;
    
22. }

(2)通过串口实现scanf函数

1. int scanf(const char *fmt,...)
   
2. {
   
3.     int i = 0;
   
4.     unsigned char c;
   
5.     va_list args;
   
6.     char buffer[1024];
   
7.         
   
8.     //初始化串口
   
9.     void uart_0_init();
   
10. 
    
11.     while(1)
    
12.     {
    
13.                 //从串口接收字符
    
14.         c = recv_char();
    
15.         send_char(c);
    
16.         if((c == 0x0d) || (c == 0x0a))
    
17.         {
    
18.             buffer[i] = '';
    
19.             break;
    
20.         }else{
    
21.             buffer[i++] = c;
    
22.         }
    
23.     }
    
24. 
    
25.     va_start(args,fmt);
    
26.     i = vsscanf(buffer,fmt,args);
    
27.     va_end(args);
    
28. 
    
29.     send_char('r');
    
30.     send_char('n');
    
31. 
    
32.     return i;
    
33. }