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C++ 代码使用说明

C++ 标准库有一些特性会占用较多的空间。一些情况下，我们可能并不会使用，为了兼顾程序的体积，C++ 标准库编译了各种不同的配置。

长跳转是指编译时，添加了 -mllvm -pi32v2-large-program=true。这个使得可以call更远距离的函数（同时生成的库函数体积也会更大一些）。

C++ 库列表说明

长跳转	线程 (thread)	异常（exception）	locale	名称
未支持	未支持	未支持	未支持	median
未支持	未支持	未支持	支持	locale-median
未支持	支持	未支持	未支持	pthread-median
未支持	支持	未支持	支持	pthread-locale-median
未支持	未支持	支持	未支持	exception-median
未支持	未支持	支持	支持	exception-locale-median
未支持	支持	支持	未支持	exception-pthread-median
未支持	支持	支持	支持	exception-pthread-locale-median
支持	未支持	未支持	未支持	large
支持	未支持	未支持	支持	locale-large
支持	支持	未支持	未支持	pthread-large
支持	支持	未支持	支持	pthread-locale-large
支持	未支持	支持	未支持	exception-large
支持	未支持	支持	支持	exception-locale-large
支持	支持	支持	未支持	exception-pthread-large
支持	支持	支持	支持	exception-pthread-locale-large

集成的步骤

为了集成 C++ 标准库，主要需要做下面几个步骤：

确定需要使用的 C++ 特性，选择对应的 C++ 标准库
编译参数添加标准库的搜索路径，例如 -I ${CXXDIR}/large/include/c++/v1。注意需要将其添加到 C 标准库的搜索路径之前，即 -I /opt/jieli/pi32v2/include 之前。
链接参数中，需要添加 libc++.a, libc++abi.a 的路径。
- 如果使用了异常，还需要增加 libunwind.a。且链接参数增加 --eh-frame-hdr
- 如果使用了 TLS 变量，还需要增加 libemutls.a（且需要依赖 pthread）
链接参数建议加上 --gc-sections 以缩减体积。
处理全局构造函数，参考下面注意事项。
一些函数可能在 C 库中确实（未提供，例如 _malloc_r, sscanf 等）。需要在 SDK 中补充实现。

注意事项

我们使用的是 clang 4.0.1，可以支持到 c++14 以及部分的 c++17 分别是：
- -std=c++11, -std=gnu++11 # c++11
- -std=c++14, -std=gnu++14 # c++14
- -std=c++1z, -std=gnu++1z # c++17 (部分)
建议都使用 gnu++1n 的写法。这样不会定义 __STRICT_ANSI__ 宏，避免问题（如果定义了__STRICT_ANSI__，一些函数会缺少声明）。
clang 编译 .c 后缀的时候，是 C 编译器。编译 .cxx, .cc, .cpp 文件的时候，是当做 C++ 模式处理。所以注意当前文件后缀是否正确。
C++ 标准库使用的版本是 llvm-12.0.1:
- 不支持的部分： filesystem std::cin, std::cout fstream 相关操作
- 支持的部分： STL(vector, list, map, functional, algorithm 等) thread, mutex, future 等 (依赖于 pthread 接口实现) strstream 等（依赖于 locale）
如果要使用 TLS 变量，即 thread_local 以及 __thread 等变量。则需要编译参数加上 -femulated-tls，链接参数加上 --plugin-opt=-emulated-tls。链接库需要加上 libemutls.a，且依赖 pthread 接口。
可以支持异常，异常使用的是基于 dwarf (.eh_frame)的处理方式，也就是编译器静态生成栈帧回退的数据结构，在抛出异常时候才会使用。

链接脚本需要增加下面的部分：
```
.text : { 
    *(.text*)
    *(.gcc_except_table*);
}

.eh_frame : {
    __eh_frame_start = .;
    KEEP(*(.eh_frame)); // 注意要有 KEEP
    __eh_frame_end = .;
}

.eh_frame_hdr : {
    __eh_frame_hdr_start = .;
    KEEP(*(.eh_frame_hdr)); // 注意要有 KEEP
    __eh_frame_hdr_end = .;
}
```
在运行时，需要把 .eh_frame, .eh_frame_hdr 放到 flash 中（也可内存，这两部分数据是只读的）

链接参数还需要加上 --eh-frame-hdr 这样才会生成 .eh_frame_hdr 段。用以异常处理。编译 C 代码时，需要加上 -funwind-tables，避免在 C 代码部分异常未能正确回滚栈帧。

需要额外链接 libunwind.a。

会增加较多的额外代码以及数据量，固件体积会增加较多。一般情况下，不推荐使用异常。
一般情况下，推荐关闭异常，以及 RTTI：-fno-exceptions, -fno-rtti

如果使用了 dynamic_cast，则需要保留 RTTI，不能使用 -fno-rtti
头文件引用顺序
1. 注意，先搜索 C++ 头文件，再搜索 C 的头文件。避免冲突。也就是，先 -I C++ 的标准库头文件路径，再 -I C 的标准库头文件路径
2. 如果用了 pthread，则注意不能使用到 C 标准库里面的 pthread.h。建议直接弃用系统路径的 C 标准库（拷贝一份到 SDK，并删除其中的 pthread.h）
3. pthread 需要使用 simple_pthread 文件夹中提供的部分。这个里面的 pthread.h 和 semaphore.h 是手动将 OS 相关的内容提取出来，生成的头文件，保证了较少的外部依赖（clang -E -p 参数进行宏展开后，再手动拷贝相关函数声明以及结构体定义）
当需要使用 iostream, strstream 等相关的内容时候，需要依赖于 locale 相关的 api 如果有报错 error "Localization is not supported by this configuration of libc++" 则说明需要换一个 libc++ 的库

处理全局变量的构造和析构。

链接脚本添加：

// 全局变量的构造函数列表
___ctors_begin = .;
KEEP(*(SORT(.ctors.*))) // 注意要有 KEEP
KEEP(*(.ctors))         // 注意要有 KEEP
___ctors_end = .;

在 main 函数调用前，调用全局变量的构造函数：

  typedef void (*pfunc) ();
  extern pfunc ___ctors_begin[];
  extern pfunc ___ctors_end[];
  pfunc *p;

  // 调用全局构造函数（注意是要逆序）
  for (p = ___ctors_end; p > ___ctors_begin; )
    (*--p) (); // 注意这里是倒序调用的

需要添加 __cxa_atexit, __cxa_finalize 函数：

// https://refspecs.linuxbase.org/LSB_4.1.0/LSB-Core-generic/LSB-Core-generic/baselib---cxa-atexit.html
int __cxa_atexit(void (*func) (void *), void * arg, void * dso_handle);
void __cxa_finalize(void *f);

需要添加 __dso_handle 定义：

// 这个在调用 __cxa_atexit 的时候需要用到
void *__dso_handle = &__dso_handle;

new, delete, __cxa_pure_virtual, __cxa_deleted_virtual 这些函数在 libc++abi.a 中已经定义

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