外部 RAM 中的动态矢量分配

Dynamic vector allocation in external RAM

本文关键字：分配 动态 RAM 外部      更新时间：2023-10-16

我目前正在使用GCC进行C++STM32F7 cortex-m7微控制器的大型项目。我需要在外部 SDRAM (16 MB) 中存储一个宽数组，其中包含音符结构的向量(每个 12 字节)。我已经创建了一个有效的FMC和一个自定义RAM区域

/* Specify the memory areas */
MEMORY
{
RAM (xrw)       : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 512K
FLASH (rx)      : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 1024K
SDRAM (xrw)     : ORIGIN = 0xC0000000, LENGTH = 16M
}
/* Define output sections */
SECTIONS
{
/* Section créée pour l'allocation dans la SDRAM externe*/
.fmc :
{
. = ALIGN(8);
*(.fmc)        
*(.fmc*)
. = ALIGN(8);
} >SDRAM

我的数组是这样声明的：

std::vector<SequencerNoteEvent> NotesVectorArray[kMaxPpqn] __attribute__((section(".fmc")));

到目前为止还好。我在外部RAM中创建了一个矢量数组。我怎样才能继续创建我的向量元素

NotesVectorArray[position].push_back(note);

动态地发生在同一个外部RAM中？我目前只能使用__attribute__(section)声明静态数据

我读了很多关于C++分配器、内存池的东西，但我不明白分配在矢量代码中发生的位置以及我应该如何替换它......我"只是"需要拥有与平时相同的分配系统，但在我记忆的另一部分是这种精确的类型。

似乎可以有多个堆。分散文件和有效内存分配之间的连接在哪里？

提前感谢，

本

我遇到了同样的问题，并通过重新定义operator new得到了一个可行的解决方案。与使用自定义分配器相比，这样做的好处是所有动态分配将自动在 SDRAM 中，因此您可以自由使用 std：：function 或任何需要堆的 STL 容器，而不必每次都传递自定义分配器参数。

我做了以下工作：

  1. 通过将-nostdlib添加到编译标志来删除标准库。我还将其添加到链接器标志中。此外，从编译器和链接器标志中删除和--specs=...。奖励：您将节省~60-80k的代码空间！

  2. 编写自己的替换operator new，operator delete。我创建了一个名为new.cpp添加了以下内容的新文件：(取自 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); }
    在
  1. 链接器脚本中定义一个对应于最低 SDRAM 地址(堆的开始)的变量。这不是绝对必要的，因为您可以在步骤 4 中的代码中使用常量 (0xC0000000)，但它使将 SDRAM 地址保存在一个位置变得更加容易。只需添加一行：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
  1. new的新实现将直接调用malloc()，当堆中需要内存块时，它会调用_sbrk()。 因此，您必须定义_sbrk()来跟踪堆指针，并且只需在链接器脚本中刚刚定义的最低 SDRAM 地址处启动指针。 这是我所做的：
//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;
}
  1. 此时，如果您尝试编译，可能会收到许多链接器错误。确切的错误将取决于您的项目使用的标准库的哪些部分，而不仅仅是新建和删除。就我而言，我正在使用std::function，编译器抱怨它没有__throw_bad_function_call()。您可能还会看到诸如_init()和_fini()和__errno之类的错误。基本策略是为每个函数创建自己的空函数存根或变量声明。值得快速搜索一下其中的每一个，看看它们有什么用途，你可能会发现你的项目或你包含的库正在使用一些你不知道的功能！创建存根时，需要正确匹配函数签名，因此也需要搜索互联网。许多存根用于处理错误/异常，因此您可以决定如何在函数体中处理它(或忽略错误)。

例如，下面是有关(过时但必需的)_init()和_fini()函数的一些信息：https://tldp.org/HOWTO/Program-Library-HOWTO/miscellaneous.html

以下是有关__dso_handle的一些信息： https://lists.debian.org/debian-gcc/2003/07/msg00057.html

__cxa_pure_virtual()： __cxa_pure_virtual的目的是什么？

以下是我的项目需要工作的内容：

//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

完成所有这些之后，它最终将编译，如果您使用调试器，您将看到向量的地址从0xC0000000开始！

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