Размещение динамических векторов во внешней оперативной памяти

Я столкнулся с той же проблемой и получил рабочее решение, переопределив operator new. Преимущество этого перед использованием настраиваемого распределителя заключается в том, что все динамические выделения будут автоматически находиться в SDRAM, поэтому вы можете использовать std :: function или любой контейнер STL, для которого требуется куча, без необходимости каждый раз передавать настраиваемый аргумент распределителя.

Я сделал следующее:

1. Удалите стандартную библиотеку, добавив -nostdlib к флагам компиляции. Я также добавил это во флаги компоновщика. Также удалите и --specs=... из флагов компилятора и компоновщика. Бонус: вы сэкономите ~ 60-80 КБ кода!

2. Напишите свою замену для operator new, operator delete. Я создал новый файл с именем new.cpp и добавил следующее: (взято из https://arobenko.gitbooks.io/bare_metal_cpp/content/compiler_output/dyn_mem.html)

//new.cpp
#include <cstdlib>
#include <new>

void *operator new(size_t size) noexcept { return malloc(size); }
void operator delete(void *p) noexcept { free(p); }
void *operator new[](size_t size) noexcept { return operator new(size); }
void operator delete[](void *p) noexcept { operator delete(p); }
void *operator new(size_t size, std::nothrow_t) noexcept { return operator new(size); }
void operator delete(void *p, std::nothrow_t) noexcept { operator delete(p); }
void *operator new[](size_t size, std::nothrow_t) noexcept { return operator new(size); }
void operator delete[](void *p, std::nothrow_t) noexcept { operator delete(p); }

3. Определите в сценарии компоновщика переменную, которая соответствует наименьшему адресу SDRAM (началу кучи). В этом нет строгой необходимости, поскольку вы можете использовать константу (0xC0000000) в своем коде на шаге 4, но это упрощает хранение адреса SDRAM в одном месте. Просто добавьте одну строку: PROVIDE( _fmc_start = . );

//linker script

 [snip]

  /* Section créée pour l'allocation dans la SDRAM externe*/
  .fmc :
  {
    . = ALIGN(8);
    PROVIDE( _fmc_start = . );
    *(.fmc)     
    *(.fmc*)
    . = ALIGN(8);
  } >SDRAM

4. Новая реализация new будет напрямую вызывать malloc(), который вызовет _sbrk(), когда ему понадобится блок памяти в куче. Таким образом, вы должны определить _sbrk(), чтобы отслеживать указатель кучи, и просто запустить указатель с наименьшего адреса SDRAM, который вы только что определили в сценарии компоновщика. Вот что я сделал:

//sbrk.cpp, or append this to new.cpp
#include <cstdlib>

extern "C" size_t _sbrk(int incr)
{
    extern char _fmc_start; // Defined by the linker
    static char *heap_end;
    char *prev_heap_end;

    if (heap_end == 0)
        heap_end = &_fmc_start;
    prev_heap_end = heap_end;
    //Optionally can check for out-of-memory error here
    heap_end += incr;
    return (size_t)prev_heap_end;
}

5. На этом этапе, если вы попытаетесь скомпилировать, вы, вероятно, получите много ошибок компоновщика. Точные ошибки будут зависеть от того, какие части стандартной библиотеки использует ваш проект, помимо новых и удаленных. В моем случае я использовал std::function, и компилятор пожаловался, что у него нет __throw_bad_function_call(). Вероятно, вы также увидите ошибку для таких вещей, как _init(), _fini() и __errno. Основная стратегия - создать собственную пустую заглушку функции или объявление переменной для каждого из них. Стоит выполнить быстрый поиск каждого из них, чтобы увидеть, для какой цели они служат. Возможно, вы обнаружите, что ваш проект или библиотека, которую вы включаете, используют некоторые функции, о которых вы не знали! Когда вы создаете заглушку, вам необходимо правильно сопоставить сигнатуру функции, поэтому для этого также потребуется поиск в Интернете. Многие заглушки предназначены для обработки ошибок / исключений, поэтому вы можете решить, как обрабатывать их в теле функции (или игнорировать ошибки).

Например, вот некоторая информация о (устаревших, но обязательных) функциях _init() и _fini(): https://tldp.org/HOWTO/Program-Library-HOWTO/miscellaneous.html

Вот некоторая информация о __dso_handle: https://lists.debian.org/debian-gcc/2003/07/msg00057.html

__cxa_pure_virtual (): Какова цель __cxa_pure_virtual?

Вот что требовалось моему проекту для работы:

//syscalls.cpp
extern "C" {
void _init(void) {}
void _fini(void) {}
int __errno;
void *__dso_handle = (void *)&__dso_handle;
}
namespace std
{
//These are error handlers. They could alternatively restart, or log an error
void __throw_bad_function_call() { while (1); }
void __cxa_pure_virtual() { while (1); }
} // namespace std

После всего этого он наконец-то скомпилируется, и если вы воспользуетесь отладчиком, вы увидите, что адреса ваших векторов начинаются с 0xC0000000!