“printf”的原理[关闭]答案

【问题标题】：Principle of 'printf' [closed]“printf”的原理[关闭]
【发布时间】：2014-11-04 14:06:48
【问题描述】：

我想知道的是编译器和程序是如何工作的。

例如，在“Hello, world!”中举个例子，比如说 hello.c，大家都知道它是这样的：（使用 GNU gcc）

$ gcc -o hello hello.c
$ ./hello

世界你好！

我刚收到一个问题，printf 这个最简单、最熟悉的函数之一是如何定义或使用的。

为了自己找答案，我找到了stdio.h中包含的整个头文件，包含在包含的一个中，包含在包含的一个中。 stdio.h 中包含近 80 个头文件。我会查找每个文件是否包含“printf”这个词。头文件有3个。

stdio.h（本身）

位/stdio2.h

位/stdio-ldbl.h

我不完全了解预处理器语法，但我很确定这些文件中的文本不足以定义printf 函数。例如，在 stdio.h 中，printf 大致是这样引用的：

...
namespace std{
...
extern int printf (const char *__restrict__format, ...);
...
}
...

我知道它说的是语法和声明类型，但我认为它不是printf 的定义或构建。

所以我认为内心深处有一些东西可以回答我的问题，我希望你们中的一些人有一个。

【问题讨论】：

我在这里看不到一个问题。你问定义在哪里？它在图书馆中，您可能有也可能没有来源；你可以看到它here。
如果您正在寻找printf 的源代码，您的问题与此问题重复：stackoverflow.com/questions/4867229/… 否则我不确定我是否完全理解您在寻找什么。 printf 的“原则”（原则？）？你这是什么意思？

标签： c gcc c-preprocessor

【解决方案1】：

你是对的，头文件中的声明只是一个前向声明。

这包含函数签名，这是编译器调用函数所需的一切。调用约定、每个参数的类型（因此它可以执行对该类型的隐式转换）等。

实际定义根本不参与编译过程。相反，它是由 C 标准库提供的，称为 libc.a 或 msvcrt.lib。链接器负责确保代码中的函数调用（由编译器转换为 CALL 指令）使用库函数实现的正确地址。

要查看实现的源代码，您需要找出您正在使用的运行时库并下载其源代码。 Visual C++ 的付费版附带 CRT 源代码，它也是用于 Windows 的 mingw 版 gcc 编译器使用的运行时。在 Linux 上，您要下载 glibc 源代码。对于 cygwin，请查看 newlib。嵌入式设备经常使用uclibc 对于一些异国情调的环境，C 库可能是闭源的，尽管这确实会妨碍调试，所以即使许可证有限制，大部分时间源代码也是可用的。

【讨论】：

【解决方案2】：

头文件通常包含函数声明，而不是定义。函数的定义将放置在您的平台的标准 C 库中[例如，在 linux 的情况下为 glibc]。您必须为此下载并分析源代码。

供大家参考，可以参考printf的源码在arch/x86/boot/printf.cinside kernel code [3.17]。了解printf()的实现逻辑背后的想法。

【讨论】：

很确定他使用的不是内核版本，而是libc版本。
当然，这不是非内核程序使用的定义。
@BenVoigt 正在编辑我的答案。谢谢。

【解决方案3】：

让我们特别限制C99（不是C++）。

printf 是variadic function。您可以使用stdarg(3) 定义自己的可变参数函数。

printf 也是托管 C99 中的一个标准函数。当您拥有#include<stdio.h> 时，允许编译器对其进行专门优化。 GCC 正在这样做。见this answer。

顺便说一句，C 标准也定义了vprintf(3)。

最后，存在standard libc 的free software 实现。值得注意的是GNU glibc 和musl-libc。你可以研究他们对printf 的实现（对于musl-libc：参见文件src/stdio/printf.c 然后src/stdio/vfprintf.c）

你可以研究一下生成的汇编代码hello.s（用一些编辑器或寻呼机看里面）

 gcc -Wall -O -fverbose-asm -S hello.c

【讨论】：