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用C++开发STM32程序

作者：神奇cpp | 2024-08-20 00:38:05

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c++开发stm32
今天这篇文章有点复杂，大家要注意一点看啦！
我们知道KEIL是支持C++的，网上一搜索也能找到一些使用C++的方法，无非是在Keil里的options->C/C++->Misc Controls里添加—cpp，如果要支持c++11，还需要指定—cpp11。事实上这样的C++并不是完整意义的上的C++，本人测试过，有好多C++的新功能都是没有办法实现的。这里需要注明的是，在KEIL5.18a以前的版本（包括5.18a）所支持的Arm Compiler只有ARM Compiler 5以及更低的版本，C++11支持不完整，而对C++11有完整支持就必须要使用Arm Compiler 6 即 AC6。
为了使用对C++11有完整支持的Arm Compiler 6(AC6)，今天所使用的KEIL MDK版本至少应用为5.20版本以上（Arm Compiler 6.4）
本文中本人使用的AC6为6.7版本，为KEIL MDK 4.24a所自带的AC6编译器
这里需要注意的是AC6仅支持以下系统
  • Windows Server 2012, 64-bit only.
  • Windows 7 Enterprise SP1.
  • Windows 7 Professional SP1.
  • Windows 8.1, 64-bit only.
  • Windows 10, 64-bit only.
所以大家在试验之前，一定要检查下自己所使用的环境，否则就会浪费时间啦。
关于MDK的下载以及和谐办法，大家自行百度解决啦~
在开始之前，有个东西要了解，那就是microlib，不知道大家知道不知道，本来想写一篇关于microlib的文章，想必这是大家最熟悉的陌生人了。使用STM32CubeMX生成的MDK工程都会自动链接这个系统自带的库。
它就是Code Generation里的Use MicroLIB，默默地被勾上。
那么他最主要的作用是什么呢？
  • 创建栈空间
  • 创建堆空间，如果需要的话，这样才可以使用malloc等一些函数
  • 初始化用户可能用到的系统库
  • 调用用户的main函数
  • Microlib不支持exit函数
如果是C/C++ standardlib 还支持
  • 支持应用程序使用ISO定义的函数
  • 可以捕捉运行时错误并发送信号，如果需要，在错误发生时或行程序退出时还可以停止运行
然而真正的C++开发是不能链接microlib的，因为他只是标准C library的一个精简集。网上能查到microlib的一些限制，这里列举一些出来
  • Microlib和标准的IOS C库不兼容，所以不支持有些ISO所提供的特性或者功能不完整
  • 仅对C99库提供有限的函数支持
  • Microlib不支持C++
  • 不支持位置独立的代码
  • 不支持单个或双个的内存区域模型
  • 不支持Mutex以及不支持宽字符
正常情况下，在STM32CubeMX通过成的.s文件里可以看到一个__main函数，这个就是microlib的入口地址，他会完成上述的初始化动作，最后跳转到我们熟悉的main。
刚才也说过我们要实现真正的C++编程，就不能链接microlib，如果不链接microlib，就会默认链接到我们的C/C++标准库。
现在开始，首先依然是使用STM32CubeMX生成一个带串口的工程，阿圆有依旧是STM32F437ZGT6，工程名为ARMCCTest，要使用完整的C++11特性就必须使用AC6，这里把ARM Compiler设置为V6.7，并勾掉Use MicroLib
这里根据ARM官方的建议，检查下Short enums/wchar是否勾上
这样就设置好了。
但是呢，如果就这样去编译，会有一堆的编译错误
主要是__weak编译失败
AC6己经不支持直接声明 __weak了，需要使用 __attribute__((weak))替代。这里不建议使用全局替代的方法， 如下图所示
因为如果你的的工程里有包含了C++文件，这种方法可能把系统库里的__weak也给替换了，曾经吃过大亏！结果都重装KEIL了
好的，为了测试C++11的功能，我们新建一个CppTest.cpp文件，为了保持和C的兼容性呢我们把main挪到了cpp文件里，将原来Keil生成的main改为cmain即可
这里看到有一个Test类，这就是我们需要对C++11特性进行测试的类
这里面还包含了一个Base和Derived类
这样一个简单的C++测试用例就写好了！
但是！这样是不能执行的！一旦执行系统在跳到__main时之后就跑飞了！
大家可以想一想这是怎么一回事？
留白
留白
留白
好啦，不卖关子啦，事实上本人也找了近两天的时间才找到解决办法，一开始认为是heap和stack没有初始化好，尝试了好久均未成功，后来在网上得到启发，这个问题是出在STDIO初始化上。
如果要使用C/C++标准库就要对其STDIO进行Retarget的，很简单，但却是非常关键的一步，就是这么一回事啦。
下载ARM官方的retarget文件，并加入到工程当中（由于官方的原链接已失效，此处提供CSDN网址）
稍微进行小修改，把它重定向到串口就可以啦！
现在就可以把代码编译运行一下，从SSCOM看到代码正常运行并输出了log
都运行成功了！
要问为什么没有使用std::cout,我也觉得很奇怪啦
../Src/CppTest.cpp(44): error: no member named 'cout' in namespace 'std'
std::cout<< "adsaf" ;
~~~~~^
上面只是简单测试了C++ vector容器，智能指针，auto变量和lambda表达式，当然C++11的内容比这要广泛得多，大家可自行测试！
不过要使用上完整的C++11代价也是非常大的(未开启优化 -O0编译）！上面的代码几乎不做什么有用的功能其大小竟然达到了可怕的231K!
大家还Hold住吗！哈哈！
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