详解U-Boot中printf函数的实现

本文详细介绍了U-Boot中printf函数的实现原理及调用流程,包括fputc、putc、serial_printf、fprintf、vprintf和printf等函数的具体工作方式,并分析了va_start、va_end和vsprintf宏的作用。

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详解U-Boot中printf函数的实现

一、printf函数调用关系


1.1fputc和srial_putc的关系

/*
 * Output a single byte to the serial port.
 */
void serial_putc (const char c)//发送数据
{
	S3C24X0_UART * const uart = S3C24X0_GetBase_UART(UART_NR);
#ifdef CONFIG_MODEM_SUPPORT
	if (be_quiet)
		return;
#endif

	/* wait for room in the tx FIFO */
	while (!(uart->UTRSTAT & 0x2));

#ifdef CONFIG_HWFLOW
	/* Wait for CTS up */
	while(hwflow && !(uart->UMSTAT & 0x1))
		;
#endif

	uart->UTXH = c;

	/* If \n, also do \r */
	if (c == '\n')
		serial_putc ('\r');
}
serial_putc函数是直接和控制相关的,通过UTXH寄存器发送数据。

void fputc (int file, const char c)
{
	if (file < MAX_FILES)
		stdio_devices[file]->putc (c);
}

这是在console_init_r中设置stdio_devices[]后才有的,其他的是类似的。

1.2putc和fputc的关系

void putc (const char c)
{
#ifdef CONFIG_SILENT_CONSOLE
	if (gd->flags & GD_FLG_SILENT)
		return;
#endif

	if (gd->flags & GD_FLG_DEVINIT) {
		/* Send to the standard output */
		fputc (stdout, c);
	} else {
		/* Send directly to the handler */
		serial_putc (c);
	}
}

这是console_init_r中设置gd->flags & GD_FLG_DEVINIT,也就是串口设备完全初始化之后才有这种关系,其他的函数是类似的。

二、serial_printf (const char *fmt, ...)

serial_printf函数是通过一个宏va_start把所有的可变参数放到了由args指向的一块内存中,vsprintf将变参列表args中的变量按照fmt中规定的格式保存到临时缓冲printbuffer中,最后调用serial_puts函数将临时缓冲中的字符串数据打印到终端中去。
void serial_printf (const char *fmt, ...)
{
	va_list args;
	uint i;
	char printbuffer[CFG_PBSIZE];

	va_start (args, fmt);

	/* For this to work, printbuffer must be larger than
	 * anything we ever want to print.
	 */
	i = vsprintf (printbuffer, fmt, args);
	va_end (args);

	serial_puts (printbuffer);
}

三、fprintf(int file, const char *fmt, ...)

fprintf函数是通过一个宏va_start把所有的可变参数放到了由args指向的一块内存中,vsprintf将变参列表args中的变量按照fmt中规定的格式保存到临时缓冲printbuffer中,最后调用fputs函数将临时缓冲中的字符串数据打印到终端中去。

void fprintf (int file, const char *fmt, ...)
{
	va_list args;
	uint i;
	char printbuffer[CFG_PBSIZE];

	va_start (args, fmt);

	/* For this to work, printbuffer must be larger than
	 * anything we ever want to print.
	 */
	i = vsprintf (printbuffer, fmt, args);
	va_end (args);

	/* Send to desired file */
	fputs (file, printbuffer);
}

四、vprintf(const char *fmt, va_list args)

vprintf函数是通过一个宏va_start把所有的可变参数放到了由args指向的一块内存中,vsprintf将变参列表args中的变量按照fmt中规定的格式保存到临时缓冲printbuffer中,最后调用puts函数将临时缓冲中的字符串数据打印到终端中去。

void vprintf (const char *fmt, va_list args)
{
	uint i;
	char printbuffer[CFG_PBSIZE];

	/* For this to work, printbuffer must be larger than
	 * anything we ever want to print.
	 */
	i = vsprintf (printbuffer, fmt, args);

	/* Print the string */
	puts (printbuffer);
}

五、printf(const char *fmt, ...)

printf函数是通过一个宏va_start把所有的可变参数放到了由args指向的一块内存中,vsprintf将变参列表args中的变量按照fmt中规定的格式保存到临时缓冲printbuffer中,最后调用puts函数将临时缓冲中的字符串数据打印到终端中去。

void printf (const char *fmt, ...)
{
	va_list args;
	uint i;
	char printbuffer[CFG_PBSIZE];

	va_start (args, fmt);

	/* For this to work, printbuffer must be larger than
	 * anything we ever want to print.
	 */
	i = vsprintf (printbuffer, fmt, args);
	va_end (args);

	/* Print the string */
	puts (printbuffer);
}

六、小结

serial_printf、vprintf和pringf函数基本相同,都是通过一个宏va_start把所有的可变参数放到了由args指向的一块内存中,vsprintf将变参列表args中的变量按照fmt中规定的格式保存到临时缓冲printbuffer中,最后调用不同的串口输出函数将临时缓冲中的字符串数据打印到终端中去。下面我们就来分析一下va_start、va_eng和vsprintf。

<think>好的,我现在需要回答用户关于U-Boot中spi_flash_probe()函数的问题。首先,用户之前询问过如何在U-Boot中读取W25Q64BV的Unique ID,现在他们想了解这个函数的具体细节。 我应该先回顾一下之前的对话,确保回答的一致性。用户可能已经对U-Boot的SPI Flash驱动有一定了解,因此需要详细但不过于基础的解释。 首先,确定spi_flash_probe()的作用。这个函数用于探测并初始化SPI Flash设备,返回一个struct spi_flash指针。需要解释它的参数:总线号、片选号、最大频率和SPI模式。例如,在之前的示例中,用户使用了spi_flash_probe(0, 0, 1000000, SPI_MODE_3),我需要解释每个参数的意义。 然后,需要说明函数的工作流程:SPI总线初始化、设备探测、返回句柄。可能还要提到它内部如何调用厂商特定的驱动,比如Winbond的W25Q64BV。 用户可能想知道如何使用这个函数,以及常见的问题,比如探测失败的原因,如配置错误、硬件连接问题或频率设置不当。在之前的回答中提到了调试关键点,这里可以呼应一下,比如检查SPI模式、频率和CS引脚。 此外,是否需要给出示例代码?用户之前的示例中调用了这个函数,可能可以再次引用,但需要避免重复,而是补充更多细节。例如,解释如何根据硬件调整参数,或者处理不同的SPI控制器。 还应该提到返回值的处理,如果返回NULL如何处理错误,比如打印错误信息并返回。可能还需要指出在U-Boot命令行中使用sf命令时,这个函数可能已经被封装,但自定义代码中需要显式调用。 还要注意U-Boot的配置选项,比如CONFIG_CMD_SF和CONFIG_SPI_FLASH_WINBOND是否启用,这些在之前的回答中已经涉及,这里可能需要简要提及以确保驱动支持。 最后,是否需要对比其他函数,比如spi_get_bus_and_cs(),或者说明spi_flash_probe()的高级用法?可能用户不需要太深入,但简要说明其在整个SPI Flash操作中的角色是有帮助的。 总结,回答结构需要包括函数作用、参数详解、工作流程、示例代码、常见问题及处理,以及相关配置注意事项。需要保持清晰,分点说明,帮助用户逐步理解。</think>--- ### **`spi_flash_probe()` 函数详解** `spi_flash_probe()` 是 U-Boot 中用于初始化和访问 SPI Flash 设备的核心函数,其功能是探测并建立与 SPI Flash 的通信通道,返回一个操作句柄。以下是其详细说明: --- #### **1. 函数原型** ```c struct spi_flash *spi_flash_probe( unsigned int bus, // SPI 总线编号(如 0, 1) unsigned int cs, // SPI 片选信号编号(如 0, 1) unsigned int max_hz, // 最大通信频率(单位:Hz) unsigned int spi_mode // SPI 模式(如 SPI_MODE_0~3) ); ``` --- #### **2. 参数详解** - **`bus`** SPI 控制器总线编号,取决于硬件设计。例如,单 SPI 控制器通常为 `0`,多总线系统需根据电路图确定。 - **`cs`** 片选信号编号,对应 Flash 芯片连接的 SPI 控制器的片选引脚(如 CS0、CS1)。例如,若 Flash 接在控制器的 CS0,则 `cs=0`。 - **`max_hz`** SPI 通信的最大时钟频率。需参考 Flash 芯片数据手册设置(如 W25Q64BV 最高支持 104MHz)。 **调试建议**:初始调试时可降低频率(如 1MHz)以确保稳定性。 - **`spi_mode`** SPI 传输模式,定义时钟极性和相位,需与 Flash 芯片匹配: - `SPI_MODE_0`:CPOL=0,CPHA=0 - `SPI_MODE_3`:CPOL=1,CPHA=1(W25Q64BV 常用此模式) **注意**:模式错误会导致数据读写失败。 --- #### **3. 返回值** - **成功**:返回 `struct spi_flash*` 指针,包含 Flash 的容量、厂商、操作函数等元数据。 - **失败**:返回 `NULL`,可能原因包括: - SPI 总线或片选配置错误 - Flash 芯片未响应(硬件连接问题) - 驱动未启用(如未配置 `CONFIG_SPI_FLASH_WINBOND`) --- #### **4. 内部工作流程** 1. **SPI 总线初始化** 根据 `bus` 和 `cs` 绑定 SPI 控制器和片选引脚。 2. **Flash 探测** 发送 JEDEC ID 命令(`0x9F`)读取厂商和容量信息,匹配驱动支持的芯片列表。 3. **驱动绑定** 调用厂商专用驱动(如 `spi_flash_w25q64bv_init()`)初始化读写擦除函数指针。 --- #### **5. 使用示例** ```c // 初始化 SPI Flash(总线0,片选0,频率1MHz,SPI模式3) struct spi_flash *flash = spi_flash_probe(0, 0, 1000000, SPI_MODE_3); if (!flash) { printf("Error: SPI Flash not detected!\n"); return -1; } // 读取 Flash 信息 printf("Manufacturer ID: 0x%02X\n", flash->manufacturer_id); printf("Memory Size: %d MiB\n", flash->size >> 20); // 转换为 MiB ``` --- #### **6. 关键依赖配置** 在 U-Boot 的配置文件(如 `include/configs/board_name.h`)中需启用以下选项: ```c #define CONFIG_SPI // 启用 SPI 子系统 #define CONFIG_CMD_SF // 启用 SPI Flash 命令(如 sf read/write) #define CONFIG_SPI_FLASH_WINBOND // 启用 Winbond 芯片驱动 ``` --- #### **7. 常见问题与调试** 1. **探测失败** - 检查硬件连接(CS、CLK、MOSI、MISO 是否短路/断路)。 - 确认 `spi_mode` 和 `max_hz` 与 Flash 芯片匹配。 - 使用示波器或逻辑分析仪捕获 SPI 波形,验证时序。 2. **读写异常** - 确保 `struct spi_flash` 中的 `read()/write()` 函数已正确绑定。 - 检查 Flash 的写保护(WP)引脚是否被拉高。 --- #### **8. 扩展应用** - **多 Flash 芯片支持**:通过不同 `bus` 和 `cs` 参数初始化多个设备。 - **自定义驱动**:若 Flash 芯片未在 U-Boot 驱动列表中,需实现 `spi_flash_ops` 结构体并注册。 --- 通过 `spi_flash_probe()`,开发者可以快速集成 SPI Flash 功能,为固件更新、环境变量存储等场景提供基础支持。
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