C++ Exceptions for Smaller Firmware

• 语言: 英语
• 格式: .pdf
• 来源: github.com/CppCon

摘要

文档讨论了C++异常在固件开发中的应用及其对二进制大小的影响。传统观点认为C++异常会增加二进制尺寸，导致固件开发者避免使用，但文档指出C++异常实际上可以通过优化代码生成、减少返回路径、压缩异常处理信息等方式实现更小的二进制文件。文档还列举了C++异常的特性，如运行时类型信息、异常表和帧展开等，并探讨了其在资源受限环境中的适用性。

AI总结

《C++ Exceptions for Smaller Firmware》摘要：

此文档探讨了C++异常在固件开发中的应用，分析了固件开发者为何通常避免使用C++异常，并探讨了如何通过异常实现更小的二进制尺寸。

### 固件开发者避免C++异常的原因：
1. **资源消耗**：需要动态内存/堆，增加二进制大小，依赖C++ STL。
2. **运行时开销**：需要RTTI、异常表、异常代码，可能导致非确定性和慢性能。
3. **栈展开与内存使用**：框架评估、malloc使用和无界内存分配问题。

### C++异常如何实现更小的二进制尺寸：
1. **减少代码生成**：调用容易出错的函数时，代码生成更少。
2. **展开信息优化**：展开信息规模取决于函数数量，而非调用数量。
3. **消除额外返回路径**：减少函数中的额外代码。
4. **压缩指令表示**：展开信息是正常指令的压缩形式。
5. **一次性付费**：只需一次支付异常机制代码的费用。

### C++异常的本质：
- C++异常是**代码压缩**的一种形式，通过减少重复代码和优化指令来节省空间。

### 使用异常的陷阱：
1. **函数返回路径**：避免复杂的返回路径。
2. **无动态内存分配**：避免使用malloc等动态内存分配。
3. **避免展开$path陷阱**：注意栈展开的潜在问题。
4. **谨慎使用堆内存**：避免使用`std::shared_ptr`等可能导致内存无界使用的功能。

### 案例对比：
文档通过两段代码对比（使用`std::expected`和传统错误处理）展示了异常处理在`size`参数下的优化效果，证明C++异常可以为固件开发带来更小的二进制尺寸。

### 结论：
- C++异常在固件开发中是可行的，并且可以通过合理使用减少二进制大小。
- 需要注意避免动态内存分配、栈展开和其他潜在问题。

### 作者信息：
- **Khalil Estell (@kammce)**：旧金山州立大学（SJSU）毕业，前谷歌员工，SJSU志愿者，ISO C++委员会成员。