C 中 printf() 函数的核心

Question

有没有办法深入到 printf 的核心？我需要尽可能快的 USB 输出，但是

printf()

非常慢，所以我想摆脱函数内部发生的所有格式化。 printf 在哪里声明的？它很可能在标准输出库中，但是我在哪里可以找到它（我正在使用 Visual Studio 代码）。

背景（使用 SDK lib 在 Raspberry Pi Pico 上工作 - 但与此问题无关）：

我想从 SPI1 读取 16 位十六进制值，并在中断中“实时”将它们写入 USB。所以我的程序有点像这样：

Do nothing until SPI Interrupt triggers
Read data from SPI1
Write data to COM19 on PC via USB

来自主机的 SPI 数据以 4MHz 的速率传入，数据字之间有约 480ns 的间隙。一个数据包大约需要 4.5us（从字 1 的位 1 到字 2 的位 1 测量）。意味着中断的最大时间不应大于4,5us。带有

printf()

的中断函数大约需要9us来处理，所以速度太慢并且有些数据没有被捕获。

Write()

能够在一个周期的时间内处理完毕，只需要大约2us。问题在于，数据在 COM 端口 (Putty) 上以 ASCII 形式打印。我禁用了很多 SDK 功能来优化运行时，我想知道我可以对

printf()

做同样的事情吗？必须可以直接写入 TX 寄存器并将其发送到 PC，但我在研究中找不到有关此主题的任何内容。

我需要加快

printf()

功能的速度，或者找到一些替代方案，因为它显然会减慢我的程序速度。

Answer 1

这速度怎么样..

char *hex = "0123456789ABCDEF";
char buf[4];
buf[3] = hex[n >> 0 & 0xF];
buf[2] = hex[n >> 4 & 0xF];
buf[1] = hex[n >> 8 & 0xF];
buf[0] = hex[n >>12 & 0xF];
write( fd, buf, sizeof buf ); 

需要考虑“字节顺序”，但无法想象你可以比这更快......

Answer 2

由于您尚未指定所有要求和环境条件，因此此列表仅收集想法。有些可能有效，有些则无效。这完全取决于您在问题中未提供的条件。如果某些术语对您来说是新的，请将它们用作研究的起点。

1. 按照其他人的建议，使用一个或多个表从二进制转换为 ASCII。这只会加快转换速度。

2. 不传输ASCII，发送二进制值。您可能使用的 ASCII 十六进制值至少需要 5 个字符，其中 4 个字符用于数字，1 个分隔符。与二进制相同的值只有 2 个字节。此外，您不需要任何转换。

3. 将数据的获取与传输分离。例如，您可以使用足够大的循环缓冲区来处理平均吞吐量。请注意，您有多个线程，请仔细设计您的软件。

无论如何，请确保接收机器可以处理该数据速率。众所周知，PC 依赖于负载，甚至一次又一次地“睡眠”，因为它们的操作系统不是实时操作系统。