'printf'原理

Question

我想知道的是編譯器和程序是如何工作的。

例如，在'你好，世界！'例如有，比方說，hello.c中，它是這樣的大家都知道： （使用GNU GCC）

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

世界，你好！

我剛剛得到了一個問題，如何定義或使用printf，最簡單和熟悉的函數之一。

要自己找到答案，我發現整個頭文件包含在stdio.h中，幷包含在包含的頭文件中，包含在包含的頭文件中。 stdio.h中包含幾乎80個頭文件。我查找每個文件是否包含「printf」這個詞。有3個頭文件。

stdio.h中（本身）

位/ stdio2.h

位/標準輸入輸出，ldbl.h

我不知道預處理器語法完全，但我相當肯定這些文件中的文本不足以定義printf函數。例如，在stdio.h，printf的大致指這樣的：

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

我知道它說的語法和種類的聲明，但我認爲這不是一個定義或printf建設。

所以我覺得有一些內心深處可以回答我的問題，我希望你們中的一些人有一個。

Answer 1

讓我們限制爲C99（不是C++）。

printf是variadic function。你可以用stdarg(3)定義你自己的可變參數函數。

printf也是託管C99中的標準函數。當你有一個#include<stdio.h>編譯器被允許特別優化它。而GCC正在這樣做。請參閱this answer。

順便說一句，C標準還定義了vprintf(3)。

最後，存在free softwarestandard libc的實現。值得注意的是GNU glibc和musl-libc。你可以學習他們實施printf（用於MUSL-libc中：看到文件src/stdio/printf.c然後src/stdio/vfprintf.c）

你可以學習生成的彙編代碼hello.s（看看裏面的一些編輯或尋呼機）由

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

獲得

Answer 2

你是對的，在頭文件中找到的聲明只是一個前向聲明。

這包含函數簽名，這是編譯器調用該函數所需的所有內容。調用約定，每個參數的類型（以便它可以對該類型執行隱式轉換）等。

實際定義根本不涉及編譯過程。相反，它由C標準庫提供，稱爲libc.a或msvcrt.lib。鏈接器負責確保代碼中的函數調用，編譯器將其轉換爲CALL指令，並使用庫函數實現的正確地址。

要查看實現的源代碼，您需要找出正在使用的運行時庫並下載其源代碼。付費版本的Visual C++附帶CRT源代碼，這也是Windows的gcc編譯器的mingw版本所使用的運行時。在Linux上，您需要下載glibc源代碼。對於cygwin，請查看newlib。嵌入式設備通常使用uclibc對於一些特殊的環境，C庫可能是封閉源代碼，儘管這可能會妨礙調試，所以即使許可證是限制性的，大部分時間源代碼都是可用的。

Answer 3

頭文件通常包含函數聲明，而不是定義。該函數的定義將放置在您plarform的標準C庫[例如，linux的glibc]中。你必須下載並分析源代碼。

請參考內核代碼[3.17]中arch/x86/boot/printf.c的printf的源代碼。以獲得printf()的實現邏輯背後的想法。