裸机嵌入式C++使用-nostdlib编译时出现memcpy、memset未定义报错

问题原因 #

GCC在开启-O2优化时，会自动将连续内存拷贝、批量内存置零的循环逻辑，替换为更高效的memcpy/memset库函数调用，这就是你没有显式调用也触发未定义引用报错的根本原因，和头文件引入方式、名字修饰无关。你加了-nostdlib后没有链接标准库的实现，自然找不到这两个符号。

解决办法 #

按推荐优先级排序：

方案1：添加裸机编译选项（推荐，无需改代码） #

在你的编译参数中添加-ffreestanding 以及对应内置函数禁用选项，直接禁止GCC自动替换内置函数：
你原来的编译指令修改为：

arm-none-eabi-g++ -c -mcpu=cortex-m4 -mthumb -std=c++11 -O2 -g -fno-exceptions -ffreestanding -fno-builtin-memcpy -fno-builtin-memset stm32_startup.cpp -o stm32_startup.o

-ffreestanding是裸机开发的标准编译选项，会告知GCC当前为无标准库的独立运行环境，不会默认假定main函数存在，也不会随意将循环替换为标准库函数调用。

方案2：自行实现memcpy和memset函数 #

如果不想改编译参数，可以直接在你的启动代码中添加这两个函数的极简实现，注意要加extern "C"避免C++名字修饰：
首先删除#include <string.h>，然后添加如下代码：

extern "C" void* memcpy(void* __restrict dest, const void* __restrict src, size_t n)
{
    uint8_t* d = static_cast<uint8_t*>(dest);
    const uint8_t* s = static_cast<const uint8_t*>(src);
    for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
        d[i] = s[i];
    }
    return dest;
}

extern "C" void* memset(void* dest, int c, size_t n)
{
    uint8_t* d = static_cast<uint8_t*>(dest);
    const uint8_t val = static_cast<uint8_t>(c);
    for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
        d[i] = val;
    }
    return dest;
}

这个实现完全满足你拷贝.data段、清.bss段的需求，不需要额外优化也能正常运行。

方案3：不要移除-nostdlib（不推荐） #

你移除-nostdlib后报错是因为标准库默认的crt0启动代码需要你的链接脚本定义__bss_start__、__bss_end__等符号，还需要你实现_exit等系统调用存根，完全没必要。你自己已经实现了Reset_Handler作为入口，用-nostdlib才是裸机开发的正确选择。

额外建议 #

如果后续使用C++特性还要注意：

• 如果你有全局/静态对象，需要在Reset_Handler调用main之前执行全局构造函数，需要在链接脚本里定义构造函数段的起止符号，然后遍历调用函数指针即可。
• 编译参数建议始终保留-ffreestanding -fno-rtti -fno-exceptions，避免生成依赖标准库的代码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Juan_David