STM32

Question

我正在 STM32F401RE 开发板上用 C++ 编写裸机编程项目，我需要实现 malloc() 和 free() 函数。

我知道嵌入式系统上的动态内存分配不是一个好主意，但我需要它。

据我了解，为了使用 C 标准库的 malloc 和 free 函数，我需要手动实现一个名为 _sbkr() 的函数，并且为了为此，我创建了一个具有此单一功能的库，并将其添加到 main.cpp 源代码的包含项中。

问题是它不起作用，当我尝试动态分配一个变量时，它 returns 一个 NULL 指针。

用gcc生成main的汇编代码，好像_sbrk函数没有在最终目标文件中实现

如何正确实现这个功能？

Answer 1

sbrk 是一个在具有 MMU 运行保证单独进程的单独内存空间的操作系统的系统上有意义的函数。

你好像什么都没有。所以，要求 sbrk 的功能完全没有意义。

要实现它，您需要做的是首先实现一个使用您的硬件没有的 MMU 的操作系统——它有一个 MPU。

所以，总而言之，不，这不会成功。 sbrk 不是没有 OS 和 MMU 的东西。

如果你真的想在你的STM32上进行动态内存分配，你将不得不使用一个实现内存池的库（或者自己写一个），然后你可以做malloc/free（或者你想怎样称呼他们）你自己。

I'm working on a bare-metal programming project written in C++ on a STM32F401RE board, and I need to implement malloc() and free() functions.

呃哦；裸机和动态内存分配？

现实地：你有一个很好的微控制器，你会想要运行一个 RTOS 在上面。没有任何借口，真的——它不会让任何事情变得更慢，而且使用的内存也可以忽略不计，但会让你的编程更安全、更容易。

大多数现代 RTOSes 都有内存堆和分配器。 ChibiOS 肯定会，maybe you'll want to read FreeRTOS documentation 在自己开始任何事情之前进行内存管理。

Answer 2

假设您使用的是 Newlib（在独立系统上与 GCC 一起使用的常用 C 库），那么 C 库的目标特定移植层（“系统调用”）定义在 https://sourceware.org/newlib/libc.html#Syscalls。

此处给出了适用于独立（无 OS）环境的最小实现作为示例：

caddr_t sbrk(int incr) {
  extern char _end;     /* Defined by the linker */
  static char *heap_end;
  char *prev_heap_end;
 
  if (heap_end == 0) {
    heap_end = &_end;
  }
  prev_heap_end = heap_end;
  if (heap_end + incr > stack_ptr) {
    write (1, "Heap and stack collision\n", 25);
    abort ();
  }

  heap_end += incr;
  return (caddr_t) prev_heap_end;
}

另请注意，如果您使用的是 RTOS 或线程库，您还需要使用 RTOS/thread 库 [=13] 来实现 __malloc_lock() 和 __malloc_unlock() =] 呼叫.

另请注意，如果您使用 ST STM32CubeIDE，它使用 GCC 和 Newlib，并且已经实现了系统调用层。

Answer 3

Using STM32CubeMX (e.g. integrated in STM32CubeIDE)，生成的代码将根据动态内存分配的需要包含 _sbrk() 的实现。这是在文件 sysmem.c.

中找到的

STM32 - Dynamic Memory Allocation Implementation，如何正确实现_sbrk函数？

STM32 - Dynamic Memory Allocation Implementation, how to correctly implement the _sbrk function?

c

c++

embedded

dynamic-memory-allocation