Linux內核的格式化打印函數是printk()，它與printf()函數是類似的，都是根據格式字符串把可變參數列表轉化成字符序列，然后輸出到控制臺。

printf()是打印到標準輸出stdout。

printk()是打印到控制臺終端。在使用串口線連接嵌入式硬件時，就是打印到電腦的串口終端軟件，例如minicom。

轉化可變參數列表這一步，這兩個函數是一樣的，都是調用vsnprintf()函數。

區別是內核沒法調用C庫，只能另外寫一個簡單的實現。

vsnprintf()的實現，依靠的是C語言處理可變參數的類型valist，以及使用它的三個宏：vastart，vaarg，vaend。

它們都定義在頭文件里。

我在電腦上調試時，直接把siskavalist定義為了C庫的valist，如上圖。

5-10行注釋掉的部分，是32位C語言的valist定義。

snprintf的代碼就這么幾行，使用vastart獲取參數列表的開頭，然后調用vsnprintf()打印出來，最后使用vaend。

對格式串的解析在vsnprintf()里，帶n的printf系列函數可以標示緩沖區的大小，避免字符串溢出。

vsnprintf()的實現：

buf，緩沖區的地址。

size，緩沖區的大小。

fmt，格式串。

ap，可變參數列表，開始時指向它的第1個元素。

先把字符的計數設置為0，size -1是為了給末尾的'\0'留一個位置，然后遍歷格式串fmt。

130-133，不是%則直接打印到緩沖區。

135-139，是%則查看下一個，如果也是%則打印到緩沖區，所以%%會打印%。

141-145，查看是否是十六進制的前綴。

147-151，查看是否是長整型的前綴。

153開始的switch語句是對格式參數的解析：

154，c表示打印1個字符，它是按照int存儲在參數里的，所以vaarg的類型選int。

157-162，根據是否有前綴選擇普通整型或長整型，有符號的。

163-168，同上，無符號的。

169-181，十六進制的整數，根據格式參數選擇是否打印0x前綴，是否長整型。

183，p表示打印指針，其中空指針會打印null。

185-188，浮點數，全按double處理。

190，字符串，它的內容也是一個'\0'結尾的char*字符列表。

197，移動到格式串的下一個字符，繼續判斷while條件。

這時無論格式串到了末尾'\0'，還是緩沖區只剩了最后1個'\0'的空間，都會退出while循環，避免緩沖區越界。

200行，填充結尾的'\0'，返回轉化的字符總數。

siskaulong2a()函數，是把無符號長整型轉換為字符串的函數，普通的整型也用它轉換，編譯器會自動把unsigned int類型升級到unsigned long。

打印字符會改變當前緩沖區的字符計數，所以參數傳了int* pn，即計數的指針。它既是輸入參數，也是輸出參數。

num %10先獲取個位數，然后 num /10去掉個位數，下一次就是獲取十位數，以此類推，直到為0。具體的字符要加上'0'。

這么打印出來的數字字符串是反著的，低位先被打印，所以19-23行的while再把它正過來。我們在第6行提前記錄了這串字符的起始位置。

siskalong2a()，有符號的打印除了負數時要先打印1個負號之外，其他的與無符號的一樣。

siskadouble2a()，浮點數都是有符號的，負數也要先打印1個負號，然后先取整數部分，再取小數部分，把它們都當整數打印，中間打印小數點。

小數部分這里用了6位有效數字。

siskahex2a()，十六進制的都按無符號處理，除了從10的余數變成16的余數之外，與unsigned long的區別只有67行，即大于9的從'a'開始顯示，9以內的加上'0'顯示。

x -10+ 'a'，就是10-15要顯示的字符，10對應'a'，15對應'f'。

如果帶前綴打印十六進制，就先打印0x，占2個字符的空間。

siskap2a()，指針都帶0x前綴，按十六進制打印，空指針顯示null。

siskastr2a()，字符串按原樣打印。

main()函數，和測試結果。

下圖第2張是緩沖區不足時的打印，第1張是緩沖區1024字節的打印。

Linux使用bochs模擬BIOS讀磁盤

先調用這個函數把數據轉化到緩沖區里，然后通過串口線打印出來，就是printk()。

如果通過標準輸出stdout打印出來，就是printf()。

如果通過FILE* fp 文件句柄打印出來，就是fprintf()。

還可以繼續添加格式字符，讓它支持更多的數據類型。

但在linux內核里，實際上連浮點數都盡量不用，支持有符號和無符號的整數以及字符串，基本就夠用了。

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PS：在32位的堆棧傳參模式下，格式串const char* fmt后面就是參數列表，所以只要取格式串的地址&fmt，加上4字節就是下一個參數的地址，然后根據格式串里%之后的類型字符依次打印就行。

32位是按4字節對齊，char、short這種不到4字節的類型也是轉化為4字節壓棧，double、long long這種按8字節壓棧。

64位是用寄存器傳前6個參數，多于6個的按堆棧傳參，而且還是整數與浮點數分開傳，整數使用rdi、rsi、rdx、rcx、r8、r9，浮點數使用xmm0、xmm1、xmm2，一直到xmm7。

如果參數是printf("%d,%f\n",1,2.71)這樣，rdi是格式串，rsi是整數1，xmm0是浮點數2.71。

如果自己實現vastart，vaarg的話，需要讓printf()函數先調用自己實現的printf()，這樣才能自己控制寄存器參數的存放順序，然后在printf()里在調用vsnprintf()。

否則，只能依賴gcc提供的valist，vastart，vaarg，vaend，因為寄存器參數在這種情況下怎么保存，是編譯器的權限范圍。

而寄存器參數的保存方式，則關系到valist的實現。

總結

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