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c++ - 是否可以使用 operator new 从堆以外的其他地方进行分配？

coder 2024-02-12 原文

这是我的应用程序的上下文:我正在开发一个使用来自不同设备的 RAM 的嵌入式系统。一部分在微 Controller 的内部 RAM (128kB) 中，另一部分是外部 RAM (1MB)。这些内存映射到微 Controller 的地址空间，但位于非连续区域。

内部 RAM 用于系统堆栈、任务堆栈和堆。 外部 RAM 用于静态分配的数据(池、缓冲区和所有“static ...”内容)

我正在尝试实现一个简单的内存管理结构，并且作为它的一部分能够创建一个分配器，该分配器可以使用 operator new 的分配算法但使用另一个内存源，而不是系统heap 而是其他地方的内存区域。你知道这是否可能吗？

一个使用示例可以是保留 100kB 的外部 RAM 并创建一个分配器来管理它，然后将它交给需要此内存的指定任务。 

static const uint8_t* ramBase = reinterpret_cast<uint8_t*>(0x80000000);
static const uint32_t ramAreaSize = 0x19000; //100kB
BufferAllocator allocator(ramBase, ramAreaSize);

//...
//Assuming operator new is overloaded to use BufferAllocator
MyObject * obj = new (allocator) MyObject(some, parameter);
//...

问题是:我如何(如果可能的话)实现 BufferAllocator 以便使用 operator new 来管理原始内存区域？ 

void* BufferAllocator::allocate(uint32_t bytes)
{
    //I would like to write something like this
    //and so let the responsibility to manage this memory area to "new"
    //so I don't have to reimplement (or reuse) a different custom  
    // allocator
    return ::operator new(ramBase, ramAreaSize, bytes)
}

最佳答案

我也遇到过同样的问题，我能找到的唯一解决方案是编写自己的malloc 和free。我不需要任何特殊的东西，所以我只是按照 K&R 的 The C Programming Language 中显示的代码建模我的代码(他们记录了一个简单的示例)。

然后我创建了两个堆:一个用于内部存储器，一个用于外部存储器。我的堆栈位于完全不同的内存块中(STM32F4 上的 CCRAM)，因此我无需担心 sbrk。但是，我确实必须根据数据和 bss 段的大小知道我的内部 SRAM 堆的起始地址。这是由链接器脚本注入(inject)的 extern 符号确定的。

我有足够的关于我的堆的信息，可以知道它的当前大小、可用空间量以及是否有足够的连续内存来执行分配。如果内部 SRAM 不够，它会尝试外部 SRAM。如果那里没有足够的内存，这与默认的 malloc 内存不足没有什么不同。

我使用的是 GNU 工具链，所以我能够使用 --wrap覆盖 C 标准库的默认 malloc、free、realloc 和 calloc 的选项(实际上是 malloc_r 、free_r、realloc_r 和 calloc_r 因为我使用的是 newlib)。由于 new 和 delete 最终调用了 malloc 和 friend ，我能够让它工作(至少满足我的需要)。

我对这种方法不是很有信心，但这是我在能力范围内所能做的最好的。仔细考虑。

我有兴趣了解更简单的解决方案。

关于c++ - 是否可以使用 operator new 从堆以外的其他地方进行分配？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/29396190/

ampoperatorcodesection的c++memory-managementembedded

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