我正在一个嵌入式系统上工作,其中一些校准数据存储在闪存中。校准数据存储在一个结构中,该结构位于链接器知道要放在闪存中的特殊部分中:
struct data_block {
calibration_data mData;
uint16_t mCheckSum;
};
//Define to compile the fixed flash location for image data
const data_block __attribute__((section (".caldata"))) gCalibrationData{};
其中calibration_data
是另一个包含实际值的POD结构。
问题在于,如果我现在只需编写以下内容:
const data_block data{gCalibrationData};
if (CheckSum(&(data.mData)) == data.mCheckSum) {
//do stuff
} else {
//Error
}
这总是转到错误分支,即使flash中的实际校验和是绝对正确的(写得有点不同也可以使它工作,请参见下文)。
这当然是可以理解的:编译器会看到一个const全局对象,该对象是默认初始化的,因此它知道所有值,因此我猜想它实际上优化了整个if
(如果我用debug-printf通过uint16_t *
获得数据,我实际上得到了正确的值。
我认为正确的方法是定义
const volatile data_block __attribute__((section (".caldata"))) gCalibrationData{};
但是,现在我有一个问题,我不能将易失性结构分配给非易失性,即const data{gCalibrationData};
无法编译。如果我尝试通过const volatile data_block *
访问,也会出现相同的问题。
我至少可以使用两种或三种方法来完成这项工作,但我不喜欢其中任何一种方法:
const
中删除volatile
(和gCalibrationData
)限定符。但是,由于编译器不够聪明,无法保证程序中永远不会碰到gCalibrationData,所以这是一个小技巧,另一方面,我想保留const限定符,因为试图写入gCalibrationData通过分配是一个硬错误。gCalibrationData
访问const gCalibrationData * volatile pData
(是的,volatile正是我的意思)。通过易失的指针进行访问会强制编译器实际加载数据。再次,这似乎是一种hack,因为指针本身当然不是易变的。data_block
和calibration_data
一个赋值运算符,取const volatile &
,并在其中逐个字段分配。从语言的角度来看,这似乎是正确的,但是每当calibration_data
发生更改时,我都需要手动编辑赋值运算符。否则,将产生难以检测的错误。我的问题:读取校准数据的正确方法是什么?我的理想标准是:
const
,用于捕获意外写入。calibration_data
中分配每个原始类型的变量,请参见上面的选项3。答案 0 :(得分:2)
最实用的方法是丢失const
。通过严格阅读标准,不应{em}允许gCalibrationData
为const,因为写入const
对象(无论是谁执行)都会导致未定义的行为。
但是,如果失败,只需将其定义为extern const
(并且,如果有必要放置链接器,请将非extern
定义放入其自己的翻译单元中即可。)正确性检查,例如,允许编译器根据校准数据的初始值进行吊装优化,同时仍然防止其对这些值进行任何 假设编译时间。
答案 1 :(得分:2)
一种解决方案是在单独的源文件中声明一个缓冲区,以通知链接器data_block
的大小,然后将gCalibrationData
定义为一个符号,其值是该缓冲区的开始:
data_block.cpp :
//no initialization performed here, just used to
//transmit to the linker the information of the size
//and alignment of data_block
extern "C"{//simpler name mangling
[[gnu::section(".caldata")]] volatile
aligned_storage<sizeof(data_block),alignof(data_block)> datablock_buffer;
}
//then we specify that gCalibrationData refers to this buffer
extern const volatile data_block
gCalibrationData [[gnu::alias("datablock_buffer")]];
或者可以通过链接描述文件来定义gCalibrationData
符号:
SECTIONS{
.caldata : {
gCalibrationData = . ;
data_block.o(.caldata)
}
}
gCalibrationData
是data_block_buffer
的别名。这不会引起未定义的行为,因为以下语言允许使用这种别名:data_block_buffer
gCalibrationData
provides storage。
语义上,extern
说明符用于表示此声明不是gCalibrationData
值的定义。尽管如此,alias
属性是链接器符号的定义。
data_block.hpp
extern const volatile data_block gCalibrationData;
//and copy must be enabled for volatile:
struct data_block{
/*...*/
data_block(const data_block&) =default;
data_block& operator=(const data_block&) =default;
data_block(const volatile data_block& other){
//the const cast means: you are responsible not to
//perform this operation while performing a rom update.
memcpy(this,const_cast<const data_block*>(&other);
}
data_block& operator=(const volatile data_block& other){
memmove(this,const_cast<const data_block*>(&other);
//or memcpy if you are sure a self assignment will never happen.
return *this;
}
};