Sun's Blog
在我们进行嵌入式开发时，难免要移植一些现有的成熟代码库，这些库大部分要借助C标准库中的输入输出接口、内存分配函数等。这也就产生了库函数重定向的问题。我们最常用重定向库函数为printf函数，重定向的方法为：
AC5:
#ifndef __MICROLIB //不勾选微库的话需要关闭半主从模式
#pragma import(__use_no_semihosting)
#endif
int fputc(int ch, FILE *f){
//ch为要发送的字符
return HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 100)==HAL_OK?ch:-1;
}
AC6:
#ifndef __MICROLIB //不勾选微库的话需要关闭半主从模式
__asm(".global __use_no_semihosting\n\t")
#endif
int fputc(int ch, FILE *f){
//ch为要发送的字符
return HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 100)==HAL_OK?ch:-1;
}
有时我们需要重定向malloc、free等内存分配函数，不使用C库的内存分配，这在使用rtos时很常见，重定向malloc、free的方法为：
AC5
#pragma import(__use_no_heap_region) //声明不使用C库的堆
void *malloc (size_t size){
return OS_Malloc(size);
}
void free(void* p){
OS_Free(p);
}
void *realloc(void* p,size_t want){
return OS_Realloc(p,want);
}
void *calloc(size_t nmemb, size_t size){
return OS_Calloc(nmemb,size);
}
AC6:
__asm(".global __use_no_heap_region\n\t"); //声明不使用C库的堆
void *malloc (size_t size){
return OS_Malloc(size);
}
void free(void* p){
OS_Free(p);
}
void *realloc(void* p,size_t want){
return OS_Realloc(p,want);
}
void *calloc(size_t nmemb, size_t size){
return OS_Calloc(nmemb,size);
}
有的时候我们需要重定向C库的文件IO，如在移植LUA解释器时，源码中会调用C库的fopen、fread等函数，需要对这些IO重定向，这里以FATFS为例实现重定向。 最后给出AC5与AC6均适用的例子，包含重定向printf、重定向malloc、free、重定向io，这里需要注意的是，一定要将前面的fputc注释掉，因为在编译时fputc的优先级要大于_sys_write，这就导致printf、fwirte都会重定向到fputc中。
#include <rt_sys.h>
#include <stdio.h>
#define SUPPORT_FILE_SYSTEM 0
#define SUPPORT_MALLOC 1
#include "stm32h7xx_hal.h"
extern UART_HandleTypeDef huart1;
//约定返回值为1函数执行成功，0函数执行失败
#define MESSAGE_PRINT(BUF,LEN) HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)BUF,LEN, 100)==HAL_OK
#define MESSAGE_SCANF(BUF,LEN) 0
#define OS_Malloc(SIZE) NULL
#define OS_Free(P)
#define OS_Calloc(N,SIZE) NULL
#define OS_Realloc(P,SIZE) NULL
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
#include "ff.h"
#endif
#if defined(__clang__)
__asm(".global __use_no_semihosting\n\t");
#if SUPPORT_MALLOC
__asm(".global __use_no_heap_region\n\t");
#endif
#elif defined(__CC_ARM)
#pragma import(__use_no_semihosting)
#if SUPPORT_MALLOC
#pragma import(__use_no_heap_region)
#endif
#endif
#if defined(__MICROLIB)
#if defined(__clang__)
__asm(".global __use_full_stdio\n\t");
#elif defined(__CC_ARM)
#pragma import(__use_full_stdio)
#endif
#endif
#define STDIN 0
#define STDOUT 1
#define STDERR 2
#define IS_STD(fn) ((fn)>=0&&(fn)<=2)
/*
* These names are used during library initialization as the
* file names opened for stdin, stdout, and stderr.
* As we define _sys_open() to always return the same file handle,
* these can be left as their default values.
*/
const char __stdin_name[] = ":tt";
const char __stdout_name[] = ":tt";
const char __stderr_name[] = ":tt";
FILEHANDLE _sys_open(const char *pcFile, int openmode)
{
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
BYTE mode;
FIL *fp;
FRESULT fr;
#endif
if(pcFile==__stdin_name)
return STDIN;
else if(pcFile==__stdout_name)
return STDOUT;
else if(pcFile==__stderr_name)
return STDERR;
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
fp=malloc(sizeof(FIL));
if(fp==NULL){
printf("malloc fail!\r\n");
return -1;
}
/* http://elm-chan.org/fsw/ff/doc/open.html */
if(openmode & OPEN_W){
mode = FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE;
if (openmode & OPEN_PLUS)
mode |= FA_READ;
}
else if(openmode & OPEN_A){
mode = FA_OPEN_APPEND | FA_WRITE;
if (openmode & OPEN_PLUS)
mode |= FA_READ;
}
else{
mode = FA_READ;
if (openmode & OPEN_PLUS)
mode |= FA_WRITE;
}
fr = f_open(fp, pcFile, mode);
if (fr == FR_OK)
return (FILEHANDLE)fp;
free(fp);
#endif
return -1;
}
int _sys_close(FILEHANDLE fh)
{
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
FRESULT fr;
#endif
if(IS_STD(fh))
return 0;
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
fr = f_close((FIL *)fh);
if (fr == FR_OK){
free((void *)fh);
return 0;
}
#endif
return -1;
}
int _sys_write(FILEHANDLE fh, const unsigned char *buf,\
unsigned len, int mode)
{
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
FRESULT fr;
UINT bw;
#endif
if(fh==STDIN)
return -1;
if(fh==STDOUT||fh==STDERR){
return MESSAGE_PRINT(buf,len)?0:-1;
}
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
fr = f_write((FIL *)fh, buf, len, &bw);
if (fr == FR_OK)
return len - bw;
#endif
return -1;
}
int _sys_read(FILEHANDLE fh, unsigned char *buf,\
unsigned len, int mode)
{
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
FRESULT fr;
UINT br;
#endif
if(fh==STDOUT||fh==STDERR){
return -1;
}
if(fh==STDIN){
return MESSAGE_SCANF(buf,len)?0:-1;
}
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
fr = f_read((FIL *)fh, buf, len, &br);
if (fr == FR_OK)
return len - br;
#endif
return -1;
}
void _ttywrch(int ch)
{
char c = ch;
MESSAGE_PRINT(&c,1);
}
int _sys_istty(FILEHANDLE fh)
{
return IS_STD(fh); /* buffered output */
}
int _sys_seek(FILEHANDLE fh, long pos)
{
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
FRESULT fr;
if(!IS_STD(fh)){
fr = f_lseek((FIL *)fh, pos);
if (fr == FR_OK)
return 0;
}
#endif
return -1;
}
long _sys_flen(FILEHANDLE fh)
{
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
if (!IS_STD(fh))
return f_size((FIL *)fh);
#endif
return -1;
}
int _sys_ensure(FILEHANDLE fh){
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
if (!IS_STD(fh)){
if(f_sync((FIL*)fh)==FR_OK)
return 0;
}
#endif
return -1;
}
void _sys_exit(int code){
printf("This Program unexpected exit! err:%d\r\n",code);
while(1);
}
int remove(const char *pcPath){
#if SUPPORT_FILE_SYSTEM
if(pcPath==__stdin_name||pcPath==__stdout_name||pcPath==__stderr_name)
return -1;
if(f_unlink(pcPath)==FR_OK)
return 0;
#endif
return -1;
}
//不清楚如何实现
int _sys_tmpnam(char * name, int sig, unsigned maxlen){
return 0;
}
//重定向内存分配的相关库函数
#if SUPPORT_MALLOC
void *malloc (size_t size){
return OS_Malloc(size);
}
void free(void* p){
OS_Free(p);
}
void *realloc(void* p,size_t want){
return OS_Realloc(p,want);
}
void *calloc(size_t nmemb, size_t size){
return OS_Calloc(nmemb,size);
}
#endif
作者：EnzoSun
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本文出处：http://sunduoze.github.io/post/redefine_fopen_malloc/
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