当您的嵌入式编译器没有operator new 或STL 支持时，您如何执行C++？
https://stackoverflow.com/questions/765459
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12-09-2019 - |
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我正在为我的大学开展一个小组高级项目，在尝试让我的代码运行时遇到了一个重大障碍。
我们的 8 位 Atmel 微控制器的编译器不支持 new 或 delete 运算符，也不支持 C++ STL。我可以用 C 语言对其进行编程，但我必须实现一个我以前从未做过的 A* 算法。虽然我最初尝试过 C，但我很快意识到我以前从未使用过纯 C。尝试使用结构和函数对对象建模会减慢我的速度，因为我已经习惯了更简洁的 C++ 语法。
无论如何，我的编译器缺点的确切措辞可以在这里找到： http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/FAQ.html#faq_cplusplus
为了克服它们并仍然使用 C++，我考虑了以下可能性。1）不分配任何东西，只是使用模板在堆栈上生成固定数组。2）一旦我为对象分配了空间，就分配并找到一些技巧来调用对象的构造函数。放置 new 不是一个选项，因为 new 不是运算符。3）只要用C就可以了，它是一个微控制器，为什么我会喜欢它？4）找到一个更好的编译器，这可能会花费$$$。
第二种选择是最难的，但就我如何编写这段代码而言，它会带来最大的回报。然而，我想如果我弄错了，调试它可能会很痛苦。我正在考虑在堆栈上创建对象，将它们的位复制到分配的空间中，然后将对象中的位清零，这样它就不会调用其析构函数。为此，我将使用无符号字符指针和 sizeof 运算符直接访问这些位以获取字节数。
这听起来很糟糕，我不知道它是否可以可靠地工作，但我正在考虑它。我知道 vtable 可能是一个问题，但我不打算拥有任何 vtable，因为它只是一个 8 位微控制器。
解决方案
只是为了记录在案，在一个对象零位不会影响析构函数是否被调用（除非编译器有一个特殊的怪癖，使这种行为）。只要写在你的析构函数中的一些记录语句测试了这一点。
构建你的程序不分配任何东西可能是系统设计的方式。我没有与嵌入式系统工作过，但我已阅读，鼓励使用动态内存，因为运行时环境具有稀缺数额它的一些经验丰富的嵌入式商店。
不过，如果你一定要，你仍然可以使用新的位置。如果你没有<new>头，这里有相关线路直接从它在我的版本的GCC的：
// Default placement versions of operator new.
inline void* operator new(std::size_t, void* __p) throw() { return __p; }
inline void* operator new[](std::size_t, void* __p) throw() { return __p; }
// Default placement versions of operator delete.
inline void operator delete (void*, void*) throw() { }
inline void operator delete[](void*, void*) throw() { }
粘在由每个源文件包括一个标题文件的某个地方使用放置新/删除。
，测试此示例文件：
#include <cstdio>
#include <new>
int
main(int argc, char** argv)
{
typedef char const* cstr;
char foobar[16];
cstr* str = new (&foobar) cstr(argc > 1 ? argv[1] : "Hello, world!");
std::puts(*str);
str->~cstr();
}
在我的版本GCC的，这并不在所有使用libstdc++（如果使用-fno-exceptions）。
现在，如果你想结合起来，与malloc（如果你的平台提供了这一点），那么你可以这样做：
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
inline void* operator new (std::size_t n) {return std::malloc(n);}
inline void* operator new[](std::size_t n) {return std::malloc(n);}
inline void operator delete (void* p) {std::free(p);}
inline void operator delete[](void* p) {std::free(p);}
int
main(int argc, char** argv)
{
typedef char const* cstr;
cstr* str = new cstr(argc > 1 ? argv[1] : "Hello, world!");
std::puts(*str);
delete str;
}
这允许您使用标准new / delete是你熟悉的，而无需使用libstdc++的。
祝你好运！
其他提示
不打你的工具。如果你有你的嵌入式系统仅有的编译器是C编译器，学习C - 这并不困难。努力生产出两种语言的一些bastardised版本正好解决了一个相当简单的编程问题仅会 结束在流泪。
要看看它的另一种方式，如果你的嵌入式平台甚至不支持C编译器，但只有一个汇编程序，将你的第一个冲动是坐下来写汇编C ++编译器？我希望不会，我希望你，而不是坐下来学习使用 汇编完成你的任务 - 编写C ++编译器（或者甚至是C编译器）是完全不恰当的利用你的时间，并且几乎肯定会导致失败。
我想你是从低于最佳的视点接近的问题。
您正专注于编译器（或其缺乏）的闷头硬件。
最有可能的答案，你的主要问题是“因为硬件不支持所有的C ++的东西”。嵌入式硬件（microcontrolers）是指出硬件设计的定制 - 存储器映射，中断处理程序，I / O等
。在我看来，你应该先花一些时间与硬件书的微控制器，学习设备的来龙去脉 - 即它是如何设计和什么主要目的。一些被设计用于快速存储器操作，有的为快速I / O处理，一些用于A / d类型的工作，一些用于信号处理。该型微控制器的决定，他们为它写了汇编指令，并规定了任何更高级别的编译器可以有效地完成。
如果这是重要的，花一些时间来看看汇编以及 - 它会告诉你什么是设计师认为是重要的。它还会告诉你很多多少，你可以从一个高层次的编译器得到的。
通常，微控制器不支持C ++，因为设计确实不关心对象或花式内存处理（从C ++的角度）。这是可以做到的，但你常常试图砸向一个方孔圆形的PEG来获得构造函数和析构函数（和“新”和“删除”）在微环境中工作。
如果您有此单元C编译器，认为这是一个祝福。一个好的C编译器往往是“绰绰有余”创造优良的嵌入式软件。
干杯，
-Richard
只是因为它不具备这些工具并不意味着你不能在C ++中获益。如果项目足够大，单靠获得面向对象的设计可能是足够的动机。
如果它不支持“新”，那么这可能是因为它没有任何意义，使堆和栈之间的自动区分。这可能是因为您的内存配置。这也可能是因为内存资源，所以只约束非常小心分配有意义。如果你绝对要实现自己的“新”经营者，你可能会考虑调整 Doug Lea的malloc的。我相信，他开始了他在类似的情况下分配（重新实现的新的C ++）。
我爱STL，但它仍然可以做有用的东西，没有它。根据项目的范围，你可能会更好只使用一个数组。
我有一个类似编译器实现的嵌入式-C ++标准的奇异版本。我们有operator new这将调用构造函数，我们和析构函数被称为的在大多数情况下的。编译器/运行时供应商去，并使用try和catch作为的方便了工程师实施setjmp和longjmp。问题是，他们从来没有提到，throw不会引起调用本地对象的析构函数！
总之，我们的组继承代码库后有人写作用就像是一个应用程序的标准C ++：使用RAII技术和所有其他善。我们结束了在什么一些我们称之为的重写它的面向对象的C ^ 的代替。你可能要考虑只是咬咬牙直C.相反构造的写作，有一个明确的叫做初始化方法。析构函数成为一个显式调用终止方法。没有太多的C ++，你也不会在C很快模仿的。是的，MI是在一种痛苦......但单继承是很容易的。看看的一些想法这个PDF 。这几乎说明了我们采取的方法。我真的希望我写我们的方法在某处...
您可能会发现在我的 A *教程网站一些有用的代码。虽然我写来支持这个代码使用STL的应该是易剥离的STL支持出来。此外，还有包括它（fsa.h），我写了加快STL游戏机上的一池分配器。这是C ++代码，但我把它移植最初是从C和我不认为这将是很难做到这一点的其他方式。该代码是由超过10,000人，所以这是一个很好的基础，从开始测试。
更换我使用的STL结构是没有问题的，因为它被限制为载体。我用使用堆函数（make_heap和push_heap）的向量作为一个优先级队列中的一个。您可以替换我的旧的C代码用C应该只是下降到你的代码中实现。 （只做一个页头，这样你就可以用一个指针，你的记忆的保留区域替换。
可以在从报头的代码片段看到，在C代码的主要区别是，没有这个指针，没有对象，因此您的代码通常需要一对象的指针作为第一个参数。
void PQueueInitialise( PQUEUE *pq, int32 MaxElements, uint32 MaxRating, bool32 bIsAscending );
void PQueueFree( PQUEUE *pq );
int8 PQueuePush( PQUEUE *pq, void *item, uint32 (*PGetRating) ( void * ) );
int32 PQueueIsFull( PQUEUE *pq );
int32 PQueueIsEmpty( PQUEUE *pq );
void *PQueuePop( PQUEUE *pq, uint32 (*PGetRating) ( void * ) );
为什么不先写在您的桌面计算机上，考虑到编译器的限制，调试它，确保它完美的作品，然后才迁移到嵌入式环境？
在做嵌入式工作的时候，有一次我甚至不能链接C运行时内存的限制，但硬件有DMA（动态内存分配）的指令，所以我写了我自己的malloc与硬件，您的硬件可能有类似功能，让你可以写一个malloc，然后一个新的基于malloc的。
反正到底我用99次％堆栈分配，和一些限制设置，我将回收，通过在适当位置builiding OS的静态对象。这可能我一个很好的解决方案。
