Question

编辑：请向下滚动到问题末尾的“编辑”部分，以获取更多最新信息。我不会编辑本文的其余部分以保留评论的历史记录。

我在头文件中定义了一个类，

class TestClass
{
public:
  TestClass() { }
  ~TestClass() { }
  void Test();
private:
  static const char * const carr[];
  static const int iarr[];
};

TestClass::Test()函数仅确保两个数组都已使用，因此不会对其进行优化-将它们打印到日志中。为了清楚起见，我不会在这里发布它。数组在.cpp文件中初始化。

上面的情况很好，在创建此类的实例时，地址看起来像这样：

t   TestClass * 0x20000268  
    carr    const char * const[]    0x8002490 <TestClass::carr> 
    iarr    const int []    0x800249c <TestClass::iarr>

以0x20...开头的内存地址属于RAM区，而0x80...属于ROM / Flash。正如预期的那样，两个阵列都放置在ROM中。

但是，如果我向类中的任何函数添加virtual限定词，例如它的析构函数是这样的：

class TestClass
{
public:
  TestClass() { }
  virtual ~TestClass() { }
  void Test();
private:
  static const char * const carr[];
  static const int iarr[];
};

那么结果是这样的：

t   TestClass * 0x20000268  
    carr    const char * const[3]   0x80024b4 <TestClass::carr> 
    iarr    const int [1000]    0x20000270

特别是-iarr放在RAM中，这完全不是我期望的。

此文件的编译方式如下：

arm-none-eabi-g++ -mcpu=cortex-m7 -mthumb -mfloat-abi=soft -O0 -fmessage-length=0 -fsigned-char -ffunction-sections -fdata-sections -ffreestanding -fno-move-loop-invariants -Wall -Wextra -g3 -DDEBUG -DUSE_FULL_ASSERT -DTRACE -DOS_USE_TRACE_ITM -DSTM32F767xx -DUSE_HAL_DRIVER -DHSE_VALUE=24000000 -I../include -I../system/include -I../system/include/cmsis -I../system/include/stm32f7-hal -std=gnu++11 -fabi-version=0 -fno-exceptions -fno-rtti -fno-use-cxa-atexit -fno-threadsafe-statics -c -o "src\\main.o" "..\\src\\main.cpp"

以及链接部分：

arm-none-eabi-g++ -mcpu=cortex-m7 -mthumb -mfloat-abi=soft -O0 -fmessage-length=0 -fsigned-char -ffunction-sections -fdata-sections -ffreestanding -fno-move-loop-invariants -Wall -Wextra  -g3 -T mem.ld -T libs.ld -T sections.ld -nostartfiles -Xlinker --gc-sections -L"../ldscripts" -Wl,-Map,"VirtualClassTestF7.map" --specs=nano.specs -o "VirtualClassTestF7.elf" "@objs.rsp"

此项目中内置了更多与硬件初始化有关的文件。我不包括那些使帖子简短的人。

是否有任何开关可以控制此行为？我已经尝试了一些显而易见的部分，这些部分可能与该问题有丝毫联系：

优化级别：O0，O1，O2，O3，Os，Ofast
删除-ffunction-sections和-fdata-sections
添加-fno-common
使数组更大以超过某个阈值（如果有的话）。我已经将其大小设为10k元素（乘以sizeof（uint32_t）），但它仍在RAM中
尝试三种不同版本的工具链

工具链为arm-none-eabi。试用版（arm-none-eabi-gcc --version的输出）：

arm-none-eabi-gcc.exe（用于ARM嵌入式处理器的GNU工具）4.9.3 20150529（发行版）[ARM / embedded-4_9-branch版本224288]
arm-none-eabi-gcc.exe（出血边缘工具链）7.2.0
arm-none-eabi-gcc.exe（出血边缘工具链）8.3.0
Cygwin（gcc（GCC）7.4.0）

第一个来自ARM官方网站：https://developer.arm.com/open-source/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads。最后两个来自http://www.freddiechopin.info/en/download/category/11-bleeding-edge-toolchain，因为ARM正式不发布64位版本，并且我们的项目规模扩大到可以打破32位版本的水平。

为什么这是一个问题，为什么我要专门研究编译器开关：可能存在另一种方法，通过将它们写入不同的方式来将这些值强制进入ROM。这不是一种选择-我们最近在一个较大的项目中遇到了这个问题，该项目跨越成千上万个文件，并且在各个地方都大量使用类继承。捕获所有可能出现的此类数组（有些是使用宏创建的，有些是使用外部工具生成的），然后重新组织所有这些代码是不可能的。因此，我在寻找编译器以这种精确方式工作的原因，以及可能不涉及触摸源文件的可能解决方案。

编辑：gdb似乎存在某种问题，它如何检索该变量的地址，或者我丢失了一些东西。我继续在PC（Cygwin gcc 7.4.0）上创建了相同的示例：

#include <stdio.h>

class TestClass
{
public:
  TestClass() { }
  virtual ~TestClass() { }
  static const char * const carr[];
  static const int iarr[];
};

const char * const TestClass::carr[] = {
    "test1", "test2", "test3"
};

const int TestClass::iarr[] = {
    1,2,3,4,5,6,7,8,9,0
};

int main() {
  TestClass instance;
  printf("instance: %p, carr: %p, iarr: %p\n", &instance, instance.carr, instance.iarr);
  fflush(stdout);
  while(1);
  return 0;
}

程序的输出是这样的：

instance: 0xffffcba8, carr: 0x100403020, iarr: 0x100403040

这也由地图文件确认。相关部分：

 .rdata         0x0000000100403000       0xa0 ./src/main.o
                0x0000000100403020                TestClass::carr
                0x0000000100403040                TestClass::iarr

但是gdb显示了这一点：

p instance.iarr
$2 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0}
p &instance.iarr
[New Thread 57872.0x4f28]
$3 = (const int (*)[10]) 0x60003b8a0
p &instance.iarr
$4 = (const int (*)[10]) 0x60003b8d0

更有趣的是，每次我尝试使用gdb打印该地址时，该地址都会更改。是什么原因呢？

问题标题和标签已调整。

Answer 1

gdb将您的数组复制到RAM中，您甚至不需要它的实例，带有vtable的类就足够了：

(gdb) p TestClass::iarr
$1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
(gdb) p (int*)TestClass::iarr
$2 = (int *) 0x7ffff7a8b780
(gdb) p *(int *) 0x7ffff7a8b780 @ 100
$3 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 0 <repeats 94 times>}
(gdb) p (int*)TestClass::iarr
$4 = (int *) 0x7ffff7a8b7a0
(gdb) p (int*)TestClass::iarr
$5 = (int *) 0x7ffff7a8b7c0
(gdb) p *(int *) 0x7ffff7a8b780 @ 100
$6 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 0 <repeats 78 times>}

我想这可以归结为gdb对“ C”的解释。如果需要gdb中的真实地址，则需要一个返回它的函数。

对于具有虚函数的类，gdb打印出非字符串值的静态const数组的无效地址

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