c++重定向后恢复_【STM32CubeIDE】重定向printf

文章导读

本文主要内容为在CubeIDE中（也可以说基于HAL库或CubeMX）实现printf函数重定向问题。具体包括重定向printf的重要性、原理、方法、可能遇到的问题等。

关键词：HAL库，STM32CubeIDE，重定向printf到串口，浮点数%f无法打印，可变参数宏封装printf函数，非阻塞模式下的DMA辅助串口自动发送。

为什么写此文

接触过嵌入式的小伙伴对于STM32必定不陌生，在STM32Cube生态系统推出之前，大家更多地使用MDK平台来开发STM32，当然现在也有很多人在继续使用MDK，因此很多开发中遇到的问题以及解决方法不能在其他平台完美解决。

ST极力推广STM32Cube生态系统，致力于使STM32的开发变的更简单；ST发布了HAL库和LL库并宣布停止维护STD库，可见以后ST的决心和日后的发展方向。

正文

一、重定向printf的重要性

printf大法好 ，printf函数可以输出各种格式化信息，xio习C语言的第一课就是printf("Hello Worldrn");这句话一直印象深刻啊...我们在开发STM32中也同样需要输入输出很多信息，为了方便调试，有时候printf暴力输出也不是一个很差的方法。

二、重定向printf的原理

C语言中不同库的函数可以同名，而printf函数在系统库中，C语言链接库时先链接到哪个函数就用哪个，因此我们重定向一个函数就相当于重写一遍函数的实现。而重新实现printf比较麻烦，一般不可取，所以我们找到了它的“儿子”，就是基本字符输入输出函数，如putchar，_write等，只负责字符的读写，不管其具体格式化过程。

三、重定向printf的方法

本文是基于HAL库和STM32CubeIDE来实现重定向printf的，基于STD库和MDK平台可以参考别人的文章，链接如下：

mculover666：【STM32Cube_09】重定向printf函数到串口输出的多种方法​

上述链接的文章末尾表示，重写putchar函数在GCC编译器中不可行，而是需要重写_write函数或者__io_putchar函数。如何判断自己的编译器是不是GCC，可以用下面代码做判断

#ifdef __GNUC__#endif

因此重定向printf的代码框架我们可以写成

#include <stdio.h>#ifdef __GNUC__int __io_putchar(int ch){return ch;}#elseint fputc(int ch, FILE *stream){return ch;}#endif

其实重定向printf应该被称为重定向putchar。到这就为止就可以完全走自己的路了，我们可以重定printf函数向到串口，到DMA，到任何内存空间或IO设备。

通常我们只需要重定向输出到串口，为了实现起来简单易懂，很多方法都是直接在putchar函数体中把字符发出去，代码可参考下面链接文章

ZHOU：STM32 HAL库 添加printf 串口重定向​

到此可以解决大部分人重定向printf输出到串口的方法。

下面我分享一个我遇到的问题：

在STM32CubeIDE中使用重定向的printf输出，测试%d，%x等都很正常，但唯独%f没有任何输出，也不报错或者乱码，查了很多网页，终于有人解答了这个浮点数打印问题，就一张图片我就明白了一切...真是气死了。图片我放出来了，链接也在下面。

STM32CubeIDE使用sprintf/printf发送浮点数失败 - ST MCU单片机论坛 - ST（意法半导体）MCU官方技术论坛 - 中国电子网技术论坛​

其实这才是我写这篇文章的主要原因...我在知乎上查找了很多也没找到关于这个问题的回答和文章，所以我现在解决了也顺便分享一下，这对于刚接触STM32CubeIDE的人真的一点也不知道还有这两个选项！！！

此外，我想分享一下我个人重定向printf到串口的方法，注意不是重定向printf的方法；

上述重定向printf到串口是直接把字符一个一个地发出去，这貌似在HAL库中只能使用阻塞模式发送，即使用HAL_UART_Transmit函数。我jio得此方法效率略低，因为printf函数必须等待串口一个一个地把字符发出去才能让后面地代码执行。

我想用DMA辅助串口自动发送可行？当然！但是需要初始化外设和DMA，完整代码如下

/** uart_debug.h** Created on: Mar 9, *Author: AngBluCat*/#ifndef INC_UART_DEBUG_H_#define INC_UART_DEBUG_H_#include "main.h"void UART_Debug_Printf(const char* format, ...);void UART_Debug_Remap(UART_HandleTypeDef *huart);void UART_Debug_HAL_Status(HAL_StatusTypeDef status);#endif /* INC_UART_DEBUG_H_ */

如果采用非阻塞模式发送，就要考虑用可变参数宏封装printf一下：执行格式化字符串解析后，再一同把解析后的ASCII码串 用串口发出去。

/** uart_debug.c** Created on: Mar 9, *Author: AngBluCat*/#include "uart_debug.h"/* COED BEGIN UART_DEBUG */#include "usart.h"#include "stdio.h"#include "stdarg.h"/* UART 发送缓冲 */#define UART_DEBUG_BUFF_SIZE 500static uint8_t UART_Debug_Buff[UART_DEBUG_BUFF_SIZE];static uint32_t UART_Debug_BuffIndex;/* 重定向printf */#ifdef __GNUC__#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)#else#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *stream)#endifPUTCHAR_PROTOTYPE{UART_Debug_Buff[UART_Debug_BuffIndex] = (uint8_t) ch;UART_Debug_BuffIndex ++;return ch;}/* UART句柄，用于DEBUG输出，需要初始化映射，调用UART_Debug_Remap函数 */UART_HandleTypeDef *UART_Debug_Handle = &huart1;/* 在此处修改，如果使用UART传输的其他API *///#define UART_DEBUG_TRANSMIT() HAL_UART_Transmit(UART_Debug_Handle, UART_Debug_Buff, UART_Debug_BuffIndex, 0xFFFF)#define UART_DEBUG_TRANSMIT() HAL_UART_Transmit_DMA(UART_Debug_Handle, UART_Debug_Buff, UART_Debug_BuffIndex)//#define UART_DEBUG_TRANSMIT() HAL_UART_Transmit_IT(UART_Debug_Handle, UART_Debug_Buff, UART_Debug_BuffIndex)/** @brief 串口调试输出API，用法类似printf* @param format 格式化字串* @param ... 可变参数* @retval 无*/void UART_Debug_Printf(const char *format, ...){/* 等待串口状态 */while(UART_Debug_Handle->gState != HAL_UART_STATE_READY) ;/* 初始缓存下标 */UART_Debug_BuffIndex = 0;/* 调用vprintf解析格式化字符串 */va_list args_list;va_start(args_list, format);vprintf(format, args_list);va_end(args_list);UART_DEBUG_TRANSMIT();}/** @brief 调试输出的串口映射* @param 串口句柄* @retval 无*/inline void UART_Debug_Remap(UART_HandleTypeDef *huart){UART_Debug_Handle = huart;}/** @brief 串口调试输出HAL status值* @param HAL status* @retval 无*/void UART_Debug_HAL_Status(HAL_StatusTypeDef status){switch (status) {case HAL_OK:UART_Debug_Printf("HAL_OKrn");break;case HAL_ERROR:UART_Debug_Printf("HAL_ERRORrn");break;case HAL_BUSY:UART_Debug_Printf("HAL_BUSYrn");break;case HAL_TIMEOUT:UART_Debug_Printf("HAL_TIMEOUTrn");break;default:UART_Debug_Printf("HAL_UNDEFINEDrn");}}/* COED END UART_DEBUG */

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