C++ 闪存仿真库-捕获内存写入访问

我被要求写一个库（用C++编写），它将模拟和flash一样的行为。 （平台-Windows，语言-C++） （很抱歉发了这么长的帖子，我想解释一下我到目前为止做了什么：））

所需行为：

所以，这就是它的工作原理，我需要返回内存范围，用户将其用作闪存。他应该能够从返回的内存缓冲区中读取任何字节，这不是问题，主要问题在于写入，因为闪存的写入行为不同，因此，如果一个地址包含内容（二进制）10101010，并且用户尝试将01011001写入该地址，则只能重置一点，那么在写入之后，该位置实际上应该包含10101010&01011001=000011000。我不知道如何才能做到这一点

以下是我正在考虑的方法：

我需要将数据作为文件存储在内部，以便能够多次使用它并在多次使用后进行分析，因此我计划使用内存映射文件IO来返回内存。读取不是问题，但我不知道如何在写入之前捕获内存写入、应用和屏蔽

以下是我想的一些方法

方法1：

将暴露的指针标记为只读，因此允许用户从内存直接读取，但对于写入，我们可以公开一个接口，该接口将是写入内存的唯一接口。由于它是我们的接口，我们可以处理应用掩蔽的要求

优点：

=>使实现保持简单

缺点：

=>通过限制用户写入，降低了模块的可用性

方法2：

编写一个类，该类将重载所有可能的内存访问运算符。像这样的

template <class T> class flashMemory
{
    T data;
public:
    void operator = (T newData) {data &= newData};
    // Overload other operators too...
};

因此，这可能再次不是一个完整的解决方案，并且实际上可能会对任何新代码造成很多问题

方法3：

第三种方法是将页面保护设置为只读，并通过信号处理程序（Linux上的mprotect和sigaction）捕获任何写入尝试，但到目前为止，我只能捕获写入调用，但还无法获取更多信息来完成写入请求。将查看是否可能在应用掩码后捕获写入调用和写入数据。 如果这是可能的，它可以是完整的解决方案

优点：

1） 可以使用emulator透明地处理写请求，而无需对用户进行任何更改

这看起来很完美，但我只能得到中断，说有访问冲突，但我不知道如何实际获得正在写入的数据，并在将其写入中断处理程序之前应用掩码！（但我在Linux中尝试过，但在Windows中没有尝试过）

方法4：

有一些带有内存映射IO的模拟设备，任何对设备内存范围的写入都将进入我的设备驱动程序，我可以用它做任何我想做的事情

这只是一个想法，我不确定这是否可以做到，即使做到了，对我的要求来说也可能是一种过度

方法4:

为了像在方法3中那样透明地支持读写，我们可以使用linux的FUSE框架，相当于Windows（到目前为止，我得到了DOKAN和CBFS）。使用它，我们可以将代码作为文件系统呈现给系统，所有读写调用都将转移到用户空间中的代码中，在那里我们可以以任何方式操作数据。 因此，我们的代码将有两部分

将flash_emulator类公开给应用程序编写器的库（我们现在拥有的库）， =>这将在我们创建的用户空间文件系统中打开闪存仿真文件，并执行内存映射文件io，并将映射地址返回给用户，应用程序编写器可以使用该地址执行内存操作，这些操作将转换为文件系统操作（读和写）

简单的用户空间文件系统。 =>这将实现用户空间文件系统所需的基本接口，并在内部使用系统文件系统实际存储文件。执行的读写操作将访问存储在光盘上的数据。读取将像现在一样从文件开始读取，但写入操作将对文件系统应用掩码和写入

优点： =>可以透明地支持所有内存操作，并在幕后模拟类似闪存的行为

缺点： =>它需要使用比我们编写的代码大得多的外部框架。 （我需要检查它们是否是免费的框架，我还不确定，如果它们不是免费的，我会检查并返回）

实现用户空间文件系统只是为了具有透明的类似flash的写入特性，这可能是一种过分的做法，但如果在不影响应用程序编写器的代码的情况下实现它更为重要，那么这似乎是一种可能性。 请让我知道你对此的看法。多谢各位

谢谢,

微核

flashMemory *flashPtr = flashObj.getPointer();
flashPtr[10] = 'X';                        //Using overloaded operator, This is fine
memcpy(flashPtr, someBuff, someSize);    //This is NOT fine
...
char *myPtr = (void*)flashPtr;    //Everything below using typecasted ptr is NOT fine. 
myPtr[100] = 'X';
memcpy(myPtr, 0, someSize);
memcpy(myPtr, destPtr, dataSize);