小printf大作用（用日志打印的方式调试程序）

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我是靠谱客的博主淡定发卡，最近开发中收集的这篇文章主要介绍小printf大作用（用日志打印的方式调试程序），觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

转载自蜗窝科技，www.wowotech.net。

前言

一般来说，初学编程者所写的第一个程序，就是使用printf打印“Hello world”。其实printf的功效远不只这些，在程序调试方面，printf也有非常大的用处。

“蜗蜗”在接触Linux driver开发之前，学习过桌面程序开发（如Turbo C、Visual C等），也从事了一段时间的嵌入式软件开发。这些开发有一个共同点，对调试工具非常依赖，如桌面程序的Debugger（调试器）、嵌入式开发的仿真器（JTAG等）。还依稀记得，刚工作时，为了插空使用仿真器，不得不趁周末别人不工作时加班使用。直到后来从事Linux driver开发、见识到了printk的魅力之后，多年来，就再也没有使用过仿真器或者调试器了。

下面我就总结一下使用日志打印辅助debug的心得。

日志打印的注意事项

在编写程序后，我们可以随手在需要的地方加入打印信息，同时需要考虑如下事项：

1. 日志输出是有代价的，特别是在嵌入式系统，或者对执行时序要求较高的应用场景。因此

a) 只有在需要的地方加入，不能滥用

b) 一定要有一个全局的开关，在不需要或者产品发布的时候，关闭输出，或者降低日志输出的频率

2. 日志输出需要有优先级控制，例如：发生错误时的日志优先级最高，一般都要输出；一些重要的提示，优先级中等，可能会在debug版的软件中打开；一些不重要的提示，可能只会在需要的时候（例如跟踪bug）打开

3. 不要直接使用printf（或者printk）。日志输出的目标是多样的，例如通过printf输出到屏幕、通过串口输出到串口调试助手、通过文件操作写入到文件等等。要通过重定义的方式，将所有的日志输出指令定义到合适的输出路径，当需要修改输出路径的时候，只要修改重定义的部分即可。否则需要在整个代码中修改，就麻烦了

4. 最好为每个软件模块提供单独的日志输出开关，以增加调试的灵活性

5. 很多时候，日志输出语句，可以部分代替代码注释的功能

日志打印的实现

结合上面的注意事项，我们可以按照如下步骤实现一个小型的日志输出系统。

Step1. 新建debug.h（如果只是在PC上使用printf，则只需要一个头文件即可。如果有需要文件或者串口操作，可以在这个基础上增加debug.c，这里暂时不再描述）

Step2. 定义一个宏开关，用于控制日志输出的开关


/*
 * debug control, you can switch on (delete 'x' suffix)
 * to enable log output and assert mechanism
 */
#define CONFIG_ENABLE_DEBUG

Step3. 定义ERR、INFO、DEBUG三个日志级别


/*
 * debug level,
 * if is DEBUG_LEVEL_DISABLE, no log is allowed output,
 * if is DEBUG_LEVEL_ERR, only ERR is allowed output,
 * if is DEBUG_LEVEL_INFO, ERR and INFO are allowed output,
 * if is DEBUG_LEVEL_DEBUG, all log are allowed output,
 */
enum debug_level {

DEBUG_LEVEL_DISABLE = 0,

DEBUG_LEVEL_ERR,

DEBUG_LEVEL_INFO,

DEBUG_LEVEL_DEBUG
};

Step4. 如果使用系统的printf，需要包含stdio.h，并将printf重定义为PRINT（无论是Windows还是Linux，皆是如此，如果是嵌入式平台，可以自定义PRINT接口）


/* it can be change to others, such as file operations */
#include <stdio.h>
#define PRINT
printf

Step5. 定义一个宏，用于定义日志输出级别


/*
 * the macro to set debug level, you should call it
 * once in the files you need use debug system
 */
#define DEBUG_SET_LEVEL(x)
static int debug = x

需要在每一个需要日志输出的C文件中调用，如下：


/*
 * define the debug level of this file,
 * please see 'debug.h' for detail info
 */
DEBUG_SET_LEVEL(DEBUG_LEVEL_ERR);

Step6. 定义ASSERT、ERR、INFO、DEBUG等宏


#define ASSERT()
do {

PRINT("ASSERT: %s %s %d",

__FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

while (1);
} while (0)
 
#define ERR(...)
do {

if (debug >= DEBUG_LEVEL_ERR) {

PRINT(__VA_ARGS__);

}
} while (0)
 
…

Step7. 在需要日志输出的C文件中，包含debug.h，并定义所需的日志级别。就可以在需要的时候输出日志信息了


debug_test.c
-----------------------------------------------------
#include "debug.h"
 
/*
 * define the debug level of this file,
 * please see 'debug.h' for detail info
 */
DEBUG_SET_LEVEL(DEBUG_LEVEL_ERR);
 
int main(void) {

ERR("This is a error messagen");

INFO("This is a info messagen");

DEBUG("This is a debug messagen");
 

ASSERT();
return 0;
}