如何在S32K144中优雅地输出调试信息

1.前言

前两天在CSDN上面刷到一些介绍开源项目log.c的文章，称赞log.c是一款轻量级日志库，使用简单。笔者怀着兴趣去log.c的github仓库学习了一下，地址如下：

GitHub - rxi/log.c: A simple logging library implemented in C99

从log.c的源码看，非常适合用在嵌入式Linux系统中，但是在MCU中却没法直接使用。因此，笔者对log.c的源码进行修改，使其能够用在MCU中，并保留原本log.c开源项目的大部分功能，下文称此项目为log.c for mcu。

2.功能

log.c for mcu主要实现的功能如下：

• 基础log输出功能
• 增加颜色识别
• 增加log输出静默功能
• 增加低等级log输出屏蔽功能
• 增加查询log等级对应的字符串名称的功能

2.1 基础打印功能

原本的log.c项目实现了六种log输出等级，如下所示,本质上都是对void log_log(int level, const char *file, int line, const char *fmt, ...)的简单封装，log.c for mcu也要实现该功能。

#define log_trace(...) log_log(LOG_TRACE, __FILE__, __LINE__, __VA_ARGS__)
#define log_debug(...) log_log(LOG_DEBUG, __FILE__, __LINE__, __VA_ARGS__)
#define log_info(...)  log_log(LOG_INFO,  __FILE__, __LINE__, __VA_ARGS__)
#define log_warn(...)  log_log(LOG_WARN,  __FILE__, __LINE__, __VA_ARGS__)
#define log_error(...) log_log(LOG_ERROR, __FILE__, __LINE__, __VA_ARGS__)
#define log_fatal(...) log_log(LOG_FATAL, __FILE__, __LINE__, __VA_ARGS__)
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其中，

• __FILE__ 代表log输出函数所在的文件
• __LINE__ 代表log输出函数所在的行号
• __VA_ARGS__ 传输log_trace(...)等宏的括号内的字符串或者可变参数

2.2 增加颜色识别

log.c中增加宏定义LOG_USE_COLOR即可实现几种log以不同颜色输出，显示效果如下：

受宏定义LOG_USE_COLOR影响的主要代码如下：

#ifdef LOG_USE_COLOR
static const char *level_colors[] = {
  "\x1b[94m", "\x1b[36m", "\x1b[32m", "\x1b[33m", "\x1b[31m", "\x1b[35m"
};
#endif

static void stdout_callback(log_Event *ev) {
  char buf[16];
  buf[strftime(buf, sizeof(buf), "%H:%M:%S", ev->time)] = '\0';
#ifdef LOG_USE_COLOR
  fprintf(
    ev->udata, "%s %s%-5s\x1b[0m \x1b[90m%s:%d:\x1b[0m ",
    buf, level_colors[ev->level], level_strings[ev->level],
    ev->file, ev->line);
#else
  fprintf(
    ev->udata, "%s %-5s %s:%d: ",
    buf, level_strings[ev->level], ev->file, ev->line);
#endif
  vfprintf(ev->udata, ev->fmt, ev->ap);
  fprintf(ev->udata, "\n");
  fflush(ev->udata);
}
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这段代码使用的fprintf函数以及vfprintf函数在MCU中并不实用，在log.c for mcu中会修改成printf函数和vprintf函数。

需要注意的是，"\x1b[94m"这些配置打印信息显示不同颜色的方式，只有在putty这些终端工具才能产生效果，普通的串口工具如sscom不会产生效果。

2.3 增加log输出静默功能

log.c使用函数void log_set_quiet(bool enable)进行静默使能，按如下方式调用即可关闭log输出功能。

log_set_quiet(true);
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2.4 增加低等级log输出屏蔽功能

log.c使用函数void log_set_level(int level)进行低等级log输出屏蔽,低于该函数设置的等级的log输出会被屏蔽。默认屏蔽等级设置为LOG_TRACE，即最低的等级0，所以所有log函数都可以输出。

2.5 增加查询log等级对应的字符串名称的功能

log.c使用函数const char* log_level_string(int level)返回log等级对应的字符串名称，可以方便的了解LOG_DEBUG等字符串对应的log等级，和函数void log_set_level(int level)配合使用。

2.6 其他功能

log.c还有三个功能函数，在MCU裸机中没有用武之地，所以就不移植了。

int log_add_callback(log_LogFn fn, void *udata, int level);
int log_add_fp(FILE *fp, int level);
void log_set_lock(log_LockFn fn, void *udata);
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3.源代码修改

3.1 修改

1. 对结构体log_Event进行删减，剔除不需要用的成员；同时删除不需要用的typedef自定义的数据类型。
   
2. 删除用不到的函数
   

3.2 修改

1. 删除不需要用的typedef自定义的数据类型,对结构体L进行删减。
   
2. 修改函数static void stdout_callback(log_Event *ev)的内部实现，使其能够在MCU中运行使用。
   
3. 修改函数void log_log(int level, const char *file, int line, const char *fmt, ...)的内部实现，和第2点是主要的修改点。
   
4. 删除如下不需要使用的函数。

• static void file_callback(log_Event *ev)
• static void lock(void)
• static void unlock(void)
• void log_set_lock(log_LockFn fn, void *udata)
• int log_add_callback(log_LogFn fn, void *udata, int level)
• int log_add_fp(FILE *fp, int level)
• static void init_event(log_Event *ev, void *udata)

4.测试

将上述章节描述的修改之后的log.c和log.h文件添加到实现串口标准打印输出的程序，同时在main函数中调用相关函数即可，最后基于S32K144EVB-Q100开发板进行测试。

关于实现串口标准打印输出的程序，可以参考如下文章的1.3.3章节。

基于S32K144平台实现两种软件定时器_Auto FAE进阶之路的博客-CSDN博客

4.1 测试基础log输出功能

4.1.1 main函数编写

基础功能的main函数编写如下：

4.1.2 测试情况

使用普通串口工具打印的信息如下：

4.2 测试颜色识别功能

4.2.1 代码修改

在中增加如下宏定义：

#define LOG_USE_COLOR
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4.2.2 测试情况

使用putty终端工具打印的信息如下：

4.3 测试log输出静默功能

因为正常情况下，MCU串口打印很少使用putty，所以后面的功能演示会取消颜色识别功能。

4.3.1 main函数编写

注释宏定义LOG_USE_COLOR，并修改main函数如下：

4.3.2 测试情况

使用普通串口工具打印的信息如下：

4.4 测试低等级log输出屏蔽功能

4.4.1 main函数编写

main函数修改如下：

4.4.2 测试情况

使用普通串口工具打印的信息如下：

4.5 测试查询log等级对应的字符串名称的功能

4.5.1 main函数编写

main函数修改如下：

4.5.2 测试情况

使用普通串口工具打印的信息如下：

5.例程分享

相关例程已上传百度网盘，链接如下：

• 链接：https://pan.baidu.com/s/1aSYqoXwDROoX0gMfQvBHtQ
• 提取码：j3av

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