GCC ARM：vtable 未初始化

Question

我正在使用 arm-none-eabi-g++ 为 ARM Cortex M 微控制器进行编译。我的代码静态实例化了一些模块，初始化它们，然后在循环中顺序执行它们。每个模块（ModuleFoo、ModuleBar...）都是一个 class，它继承自一个共同的 Module class。 Module class 定义了两个虚函数，init() 和 exec()，它们在每个派生模块中实现。没有明确的构造函数，无论是在基础还是派生的 classes 中。最后，我有一个上下文结构，它被传递并包含指向模块的指针列表 (Module* modules[])。

我有以下有效的代码：

int main() {
    ModuleFoo foo;
    ModuleBar bar;
    Context context;
    const int N_MODULES = 2;
    context.modules[0] = &foo; // Indexes are actually an enum but I stripped it to make it shorter
    context.modules[1] = &bar;

    for (int i = 0; i < N_MODULES; i++) {
        context.modules[i]->init(context);
    }

    while (1) {
        for (int i = 0; i < N_MODULES; i++) {
            context.modules[i]->exec(context);
        }
    }
}

到目前为止，还不错（至少我是这么认为的，无论如何它都有效）。

现在，我想通过将与 "which modules are used in a particular configuration" 相关的所有代码移动到单独的 config.cpp/config.h 文件来使系统更易于维护：

config.cpp :

ModuleFoo foo;
ModuleBar bar;

void initContext(Context& context) {
    context.nModules = 2;
    context.modules[0] = &foo;
    context.modules[1] = &bar;
}

main.cpp :

#include "config.h"

int main() {
    Context context;
    initContext(context);

    for (int i = 0; i < context.nModules; i++) {
        context.modules[i]->init(context);
    }

    while (1) {
        for (int i = 0; i < context.nModules; i++) {
            context.modules[i]->exec(context);
        }
    }
}

在第一个模块（MCU HardFaults）上调用 init() 时出现问题。这是因为，根据 GDB，vtable 指针未初始化：

(gdb) p foo
 = {
  <Module> = {
    _vptr.Module = 0x0 <__isr_vector>, 
    _enabled = false
  },

我用 Git 回滚检查，使用之前的代码结构 vtable 指针已正确初始化。根据链接器的映射文件和 GDB，vtable 存在（与之前的地址大致相同）：

.rodata        0x0000000000008e14       0x2c ModuleFoo.o
               0x0000000000008e14                typeinfo name for ModuleFoo
               0x0000000000008e1c                typeinfo for ModuleFoo
               0x0000000000008e28                vtable for ModuleFoo

根本没有设置指针。我在两个版本之间看到的唯一区别是，在第一个版本中，模块在堆栈上实例化，而在第二个版本中，它们在 bss 中全局实例化：

.bss           0x00000000200015fc      0x22c config.o
               0x00000000200015fc                foo
               0x000000002000164c                bar

这可能是问题所在吗？

无论如何，感谢您花时间阅读到这里！

**编辑：** 问题出在启动代码和链接描述文件中。我使用了 Atmel 的 ARM GCC 工具链提供的示例文件，这些文件似乎写得不好，最重要的是，没有调用 __libc_init_array() （用于调用全局构造函数）。我改用 ASF 的 startup/linker 脚本，效果更好。谢谢@FreddieChopin！

Answer 1

向我们展示您正在使用的启动代码。很可能您没有启用全局构造函数，这可以通过调用 __libc_init_array() 函数来完成。您可以通过在 main() 的开头手动调用此函数来测试这个理论 - 它应该可以正常工作。如果是这样，那么您应该将该函数添加到您的启动代码中 (Reset_Handler)。

快速测试：

int main() {
    extern "C" void __libc_init_array();
    __libc_init_array();
    // rest of your code...

要正确执行此操作，请找到您的启动代码调用 main() 的位置（通常是 ldr rX, =main 和 blx rX 或直接调用 bl main）以及在此之前完全相同，但使用 __libc_init_array 而不是 main.

GCC ARM：vtable 未初始化

GCC ARM : vtable not initialized

linker

arm

vtable