【printf】搞清楚printf重定位

调用链（典型 newlib / arm-none-eabi 编译器）

printf(...) 
  -> vfprintf(...) 
    -> fwrite/fputc(...)  // 将数据写到 stdout 的缓冲区
      -> 当需要向设备输出（缓冲满或 flush）时
        -> 底层调用系统写函数 _write / sys_write / _write_r
          -> 你在 syscalls.c / retarget.c 中提供的实现被调用
            -> 硬件驱动（UART transmit / tud_cdc_write 等）

 

重要：fputc() 只是写入 FILE 流，只有在 flush / buffer full / 行缓冲遇到 \n（交互终端），或显式调用 fflush() 时，才会触发 _write()

 

fputc、_write、_write_r 之间的关系与差异

• fputc(int ch, FILE *f)：标准库函数，用于写单个字符到 FILE 流（例如 stdout）。它是 C 标准库的一部分。

• _write(int fd, const void *buf, int len)（或 int _write(int file, char *ptr, int len)）：newlib / syscalls 要实现的函数，用于将 fd（通常 0 stdin, 1 stdout, 2 stderr）上的数据写到底层设备。实现它就是重定向 printf 的核心方法。

• _write_r(struct _reent *r, int fd, const void *buf, int len)：newlib 的可重入版本（在使用 reentrant newlib 时）。如果你的 toolchain 使用 reentrant syscalls，需要实现 _write_r 而不是 _write。

• sys_write：有些工程用这个名字替代 _write，再通过宏或链接把它和 _write 绑定。

 

为什么直接重写 fputc() 有时无效或不稳定

• fputc() 写的是 FILE 的缓冲区；如果库/运行时没有立刻 flush（例如你在行缓冲之外、或者 stdout 不是交互式终端），数据可能不会立刻通过 _write() 发出。

• 标准库内部实现很复杂：printf/vfprintf 可能用 fwrite() 绕过 fputc() 的逐字符路径（一次性写大块），所以单独覆盖 fputc() 不一定能拦截所有 printf 输出。

• 因此推荐直接实现 _write()，这是 newlib 设计用于替代操作系统 write 的入口，能统一所有 stdout/stderr 输出。