linux开发打印及格式化

在进行android或者linux开发的过程中，打印和格式化使我们经常使用的函数，有时候有某种想法，可是不知道有哪些函数可以去实现，就算你知道是有函数的，但你可能记不住名字，参数个数，以及顺序，快年底了，趁现在有空，赶紧整理出来，我可能侧重内核空间部分，但对于内核空间和用户空间的打印、格式化一般都有一一对应的函数的，可能就是名字稍微不一样罢了，比如内核空间打印用printk，而用户空间用printf。

内核空间打印：

1. printk

kernel\kernel\printk.c

kernel\include\linux\printk.h

printk是内核中最主要的打印函数了，其他的一些打印基本都是基于此的，对应于用户空间的printf，参数区别在于，printk多了个打印等级。

原型： int printk(const char *fmt, ...)；返回值为打印的长度

例如，printk(KERN_INFO  "%s[%d]\n",__FUNCTION__,__LINE__) ;

在printk.h中有定义等级：

#define KERN_EMERG"<0>"/* system is unusable*/#define KERN_ALERT"<1>"/* action must be taken immediately*/#define KERN_CRIT"<2>"/* critical conditions*/#define KERN_ERR"<3>"/* error conditions*/#define KERN_WARNING"<4>"/* warning conditions*/#define KERN_NOTICE"<5>"/* normal but significant condition*/#define KERN_INFO"<6>"/* informational*/#define KERN_DEBUG"<7>"/* debug-level messages*//* printk's without a loglevel use this.. */#define DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL CONFIG_DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL/* We show everything that is MORE important than this.. */#define MINIMUM_CONSOLE_LOGLEVEL 1 /* Minimum loglevel we let people use */#define DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL 7 /* anything MORE serious than KERN_DEBUG */int console_printk[4] = {DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL,/* console_loglevel */DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL,/* default_message_loglevel */MINIMUM_CONSOLE_LOGLEVEL,/* minimum_console_loglevel */DEFAULT_CONSOLE_LOGLEVEL,/* default_console_loglevel */};

其中console_printk数组，
数组第一项：为控制台打印级别，更高优先级（数值更小的）将被输出到控制台
数组第二项：为默认消息打印级别，即printk不指定级别时的打印级别值
数组第三项：为控制台打印级别可设置的最小值（最高优先级）
数组第四项：为控制台打印缺省级别值

这数组四项默认值为7,4,1,7  
通过 cat /proc/sys/kernel/printk 
能够获取当前的4个值，一般你的printk没有打印出来，就是要echo改第一个值即可，当然如果你的printk没有设置打印级别，你也可以调整第二值
我的设备获取的值为6,6,1,7,由于第一个值为6，那么小于6的打印才能输出，debug，info的打印就不会输出了。

所有的printk打印实际上都是放到ring buffer中的，这个环形buffer大小默认是64K，当然可以编译的时候在General setup  --->Kernel log buffer size中修改，默认是16，即2^16=64K，或者在启动参数中增加log_buf_len=2M。当打印超出比如64K，后面的内容会把最先打印的从buffer中挤出去，类似于FIFO。

cat  /proc/kmsg和dmesg打印的内容实际上就是从ring buffer中获取，所以不存在打印级别的限制，打印级别限制只是在console上才会有效。console我们先肤浅的当做就是所谓的串口吧（串口要register_console才能算console，而且能在串口中输入shell命令，而如果没有注册console的串口是不会相应你的shell命令的）

比如编译user版本安卓系统时，内核打印就是无权限的，kmsg和dmesg无权限反馈如下

/system/bin/sh: cat: /proc/kmsg: Permission denied
klogctl: Operation not permitted

只有root权限的才能看内核打印。

2. dev_xxx

设备打印也是8个类型，对应于8种打印级别，且这8个函数都是基于printk打印的。我们先说前7个，最后一个事DEBUG级别，下面单独说明。

int dev_emerg(const struct device *dev, const char *fmt, ...);
int dev_alert(const struct device *dev, const char *fmt, ...);
int dev_crit(const struct device *dev, const char *fmt, ...);
int dev_err(const struct device *dev, const char *fmt, ...);
int dev_warn(const struct device *dev, const char *fmt, ...);
int dev_notice(const struct device *dev, const char *fmt, ...);
int dev_info(const struct device *dev, const char *fmt, ...);

实质上这7个函数先调用的是

int __dev_printk(const char *level, const struct device *dev,
struct va_format *vaf)
{
if (!dev)
return printk("%s(NULL device *): %pV", level, vaf);
return printk("%s%s %s: %pV",
     level, dev_driver_string(dev), dev_name(dev), vaf);
}

然后__dev_printk调用printk

这7个函数是直接用的，只要包含linux\device.h即可，但是能否通过console打印出来，要看/proc/sys/kernel/printk的默认console打印级别了。这7个函数唯一需要说明的就是第二个参数dev，这个参数是你当前设备指针（可能是自己自定义的结构体或者平台结构体）展开到struct device的指针，那么这个参数会打印出什么呢？dev是这样处理的

drv = ACCESS_ONCE(dev->driver);
return drv ? drv->name :
(dev->bus ? dev->bus->name :
(dev->class ? dev->class->name : " "));

即驱动名>设备总线名>设备类名，从这个优先级中取出一个作为打印字符串

那么dev_xxx打印的字段依次为：打印级别，驱动名，设备名，格式化的字符串

接下来得说说dev_dbg，因为它要打印出来，还有DEBUG开关的。必须在直接或者间接包含linux\device.h之前定义DEBUG才能使用

比如：

#define ....

#define DEBUG    1 
#include <linux/platform_device.h> 

......

dev_dbg(.....);

......

另外还有一个冗余打印dev_vdbg，实质上他就是dev_dbg函数，要是使用dev_vdbg，需要在直接或者间接包含linux\device.h之前定义DEBUG和VERBOSE_DEBUG

#define DEBUG
#define VERBOSE_DEBUG

...

#include <linux/device.h>

...

内核空间格式化

1. sprintf/snprintf

int sprintf(char *, const char *, ...);//函数先执行buff[0]='\0';返回值为实际输出到buffer中的长度，包括'\0'

int snprintf(char *, size_t n,const char *, ...);

//不会执行buff[0]='\0';可以多次使用snprintf进行格式化字串的连接，返回值为应该填充到buffer中的字串长度，当返回值大于等于sizeof(buffer),说明buffer长度不够，格式化串被截断了（buffer填充长度最多到n）。

比如：

    len_3 = snprintf(tlist_3,10,"this is a overflow test!\n");

    printf("len_3 = %d,tlist_3 = %s\n",len_3,tlist_3);//结果是len_3=25，但是tlist_3="this is a"

可变参数跟printf一样用，sprintf如果buff数组空间不够，有可能会溢出，造成程序崩溃，而snprintf很好的解决了这个问题，推荐优先使用，第二个参数n限制了格式化后填充的buffer最大长度，一般取值为sizeof(buff)。在驱动中一般在设备属性attr的show函数中经常使用，比如show的最后一句一般都是return snprintf(info->bus_info, sizeof(info->bus_info), "PCMCIA 0x%lx", dev->base_addr);。在show函数中，buff允许存放的长度最大值为一页，一般为4096，也就是说n的大小不要超过一页4096。

此处提一下strlcpy和strlcat问题，但是这2个函数不是标准的c函数，但是linux是支持的，使用优先级strcpy<strncpy<strlcpy，strncpy有性能问题，strcpy有越界问题，strlcpy最优先用，strlcat类同。具体详情见文章《Strlcpy和strlcat——一致的、安全的字符串拷贝和串接函数》

2. sscanf

int sscanf (const char * buf, const char * fmt, ... ...);

返回值为Unformat 参数的个数。详细见《C语言函数sscanf的用法》，能执行复杂的去格式转换，简单的一次去格式转换下面会有介绍。

例如sscanf(buf, "%x", &parsed_rate);//将buf还原为16进制整数。返回值为1

　　sscanf("iios/12DDWDFF@122", "%*[^/]/%[^@]", buf);
　　printf("%s\n", buf);
　　结果为：12DDWDFF

3. strtoxxx

unsigned long simple_strtoul(const char *cp, char **endp, unsigned int base) ;

返回：返回转换后数据。

参数：cp指向字符串的开始，endp指向分析的字符串末尾的位置，base为要用的基数（进制数），base为0表示通过cp来自动判断基数，函数自动可识别的基数：‘0x’表示16进制，‘0’表示8进制，其它都认定为10进制。函数可转换成数字的有效字符为：[0，f]。

举例：cp = “0x12str”,base = 0，则返回unsigned long long为18，*endp = “str”。对于待处理字符串没有严格的要求。

此类函数有以下几种：

unsigned long simple_strtoul(const char *,char **,unsigned int);long simple_strtol(const char *,char **,unsigned int);unsigned long long simple_strtoull(const char *,char **,unsigned int);long long simple_strtoll(const char *,char **,unsigned int);

在linux\kernel.h中有这么一句：/* Obsolete, do not use.  Use kstrto<foo> instead */说明上述simple_strtoxx函数在内核中已经不推荐使用了，将来应该会踢出linux中的，又有#define strict_strtoulkstrtoul ，它的替代者是strict_strtoxxx。

int strict_strtoul(const char *cp, unsigned int base, unsigned long *res)
功能：将一个字符串转换成unsigend long型。
返回：转换成功返回0，否则返回负。res指向转换后的unsigned long数据。
说明：该函数对cp指向的字符串严格要求，cp指向的字符串必须为真正的unsigned long形式的字符串。字符串必须以“0x”、“0”、[0,f]开始，中间全部为有效的字符[0,f]，否则返回为负。它会处理字符串最后的“\n”字符。

此类函数有以下几种：

<span style="font-size:14px;">int strict_strtoul(const char *cp, unsigned int base, unsigned long *res)    int strict_strtol(const char *cp, unsigned int base, long *res)    int strict_strtoull(const char *cp, unsigned int base, unsigned long long *res)    int strict_strtoll(const char *cp, unsigned int base, long long *res) </span>

用户空间打印

用户空间的打印无非就是printf了，没什么可说的。

用户空间的格式转化

如atoi，它对应于内核空间的simple_strtoul或者strict_strtoul

linux好像没有itoa函数，如果你要使用itoa,ltoa,ultoa这类意义的函数去将各种整形转换为字符串，只要用sprintf就通吃了。

字符串转化为数

/*字符串转化为数*/#inclue <stdlib.h>//跳过前面空格，从遇到数字或符号开始转换，再次碰到非数字或者'\0'停止。atof等价于strtod(const char *start, NULL)double atof(const char *str);int atoi(const char *str);//atol等价于strtol(const char *start, NULL, 10);long atol(const char *str);double strtod(const char *start, char **end);long int strtol(const char *start, char **end, int radix);unsigned long int strtoul(const char *start, char **end, int radix);