c++ - 在 ARM 裸机引导加载程序上启用 C++ 异常

问题描述

出于学习目的，我试图在 ARM MCU (STM32F407ZE) 上获得完整的 C++ 支持。我正在努力使异常正常工作，因此提出了这个问题：

如何在裸机 ARM 引导加载程序上获取 C++ 异常？

扩展一点问题：
我知道异常，例如退出函数需要展开堆栈。退出函数是开箱即用的，但异常处理却不是，这让我认为编译器正在添加函数的展开，但不能针对异常执行此操作。

所以子问题1是：这个前提正确吗？我真的需要为异常处理实现/集成展开库吗？

在我对展开的肤浅理解中，堆栈中有一个框架，展开“只是”需要在它的每个对象上调用析构函数，最后跳转到给定的catch.

子问题 2 是：展开库如何执行此任务？使用的策略是什么？（适用于 SO 答案的范围）

在我的搜索中，我发现了很多关于什么是展开的解释，但很少有关于如何让它发挥作用的解释。最接近的是：

GCC arm-none-eabi (Codesourcery) 和 C++ 异常

该项目

1) 第一步，但有一些困难，是通过 JTAG 为 MCU 供电和通信。

这只是上下文信息，请不要仅仅因为这张图片而将问题标记为离题。而是跳到第 2 步。

我知道有可用的测试板，但这是一个学习项目，可以更好地理解幕后的所有“魔法”。所以我得到了一个芯片插座、一个面包板并设置了最小的上电电路：

注意：JTAG 是通过 raspberry-pi 的 GPIO 执行的。
Note2：我使用 OpenOCD 与芯片进行通信。

2）第二步，是做一个最小的软件来闪烁黄色的LED。
使用 arm-none-eabi-g++ 作为编译器和链接器，c++ 代码很简单，但是我对链接器脚本的理解还是有些模糊。

3）启用异常处理（尚未工作）。

为此，请提供以下有用的信息：

然而，对于一个简单的异常处理来说，它似乎过于复杂，在开始实现/集成展开库之前，我想确保我朝着正确的方向前进。
我想在 2 周内避免耳朵：“哦，顺便说一下，你只需要将这个“-xx”选项添加到编译器中，它就可以工作了”

主文件

auto reset_handler() noexcept ->void;
auto main() -> int;

int global_variable_test=50;

extern "C"
{

        #include "stm32f4xx.h"
        #include "stm32f4xx_rcc.h"
        #include "stm32f4xx_gpio.h"



        void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line){}
        void hardFaultHandler( unsigned int * hardFaultArgs);

        // vector table
        #define SRAM_SIZE 128*1024
        #define SRAM_END        (SRAM_BASE + SRAM_SIZE)
        unsigned long *vector_table[] __attribute__((section(".vector_table"))) =
        {
                (unsigned long *)SRAM_END,   // initial stack pointer 
                (unsigned long *)reset_handler,        // main as Reset_Handler
        };
}


auto reset_handler() noexcept -> void
{
        // Setup execution

        // Call the main function
        int ret = main();

        // never finish
        while(true);
}


class A
{
public:
        int b;

        auto cppFunc()-> void
        {
                throw (int)4;
        }
};

auto main() -> int
{
        // Initializing led GPIO
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitDef;

        GPIO_InitDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14;
        GPIO_InitDef.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
        GPIO_InitDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
        GPIO_InitDef.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
        GPIO_InitDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
        GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitDef);

        // Testing normal blinking
        int loopNum = 500000;
        for (int i=0; i<5; ++i)
        {
                loopNum = 100000;
                GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14);
                for (int i = 0; i < loopNum; i++) continue; //active waiting!

                loopNum = 800000;
                GPIO_ResetBits(GPIOG, GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14);
                for (int i=0; i<loopNum; i++) continue; //active waiting!
        }

        // Try exceptions handling
        try
        {
                A a;
                a.cppFunc();
        }
        catch(...){}


        return 0;
}

生成文件

CPP_C = arm-none-eabi-g++
C_C = arm-none-eabi-g++
LD = arm-none-eabi-g++
COPY = arm-none-eabi-objcopy

LKR_SCRIPT = -Tstm32_minimal.ld

INCLUDE = -I. -I./stm32f4xx/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include -I./stm32f4xx/CMSIS/Include -I./stm32f4xx/STM32F4xx_StdPeriph_Driver/inc -I./stm32f4xx/Utilities/STM32_EVAL/STM3240_41_G_EVAL -I./stm32f4xx/Utilities/STM32_EVAL/Common
C_FLAGS  = -c -fexceptions -fno-common -O0 -g -mcpu=cortex-m4 -mthumb -DSTM32F40XX -DUSE_FULL_ASSERT -DUSE_STDPERIPH_DRIVER $(INCLUDE)
CPP_FLAGS  = -std=c++11 -c $(C_FLAGS)
LFLAGS  = -specs=nosys.specs -nostartfiles -nostdlib $(LKR_SCRIPT)
CPFLAGS = -Obinary

all: main.bin

main.o: main.cpp
        $(CPP_C) $(CPP_FLAGS) -o main.o main.cpp

stm32f4xx_gpio.o: stm32f4xx_gpio.c
        $(C_C) $(C_FLAGS) -o stm32f4xx_gpio.o stm32f4xx_gpio.c

stm32f4xx_rcc.o: stm32f4xx_rcc.c
        $(C_C) $(C_FLAGS) -o stm32f4xx_rcc.o stm32f4xx_rcc.c

main.elf: main.o stm32f4xx_gpio.o stm32f4xx_rcc.o
        $(LD) $(LFLAGS) -o main.elf main.o stm32f4xx_gpio.o stm32f4xx_rcc.o

main.bin: main.elf
        $(COPY) $(CPFLAGS) main.elf main.bin

clean:
        rm -rf *.o *.elf *.bin

write:
        ./write_bin.sh main.elf

链接描述文件：stm32_minimal.ld

/* memory layout for an STM32F407 */
MEMORY
{
    FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 512K
    SRAM (rwx)  : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
}

/* output sections */
SECTIONS
{
    /* program code into FLASH */
    .text :
    {
        *(.vector_table)    /* Vector table */
        *(.text)            /* Program code */
        *(.data)
        /**(.eh_frame)*/
    } >FLASH

    .ARM.exidx :            /* Required for unwinding the stack? */
    {
        __exidx_start = .;
        * (.ARM.exidx* .gnu.linkonce.armexidx.*)
        __exidx_end   = .;
    } > FLASH

    PROVIDE ( end = . );

}

标签： c++exceptionarmbootloader

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