运行 C++ 程序需要什么？答案

【问题标题】：What does a C++ program require to run?运行 C++ 程序需要什么？
【发布时间】：2011-04-25 21:33:05
【问题描述】：

这个问题困扰了我一段时间。让我们考虑以下两个程序：

#incude <iostream>
int main()
{
   std::cout << "Hello, World!";
}

和

int main()
{
   int x = 5;
   int y = x*x;
}

窗口：第一个示例自然需要一些用于控制台的系统 .dll。我明白那个。第二个呢？它需要什么来运行吗？一些运行时库？顺便问一下，运行时库实际上是做什么的？
Linux：不知道，能指教一下吗？

我知道这取决于编译器和操作系统，但我需要一般答案或特定示例。 TIA。

【问题讨论】：

您的第二个示例不需要任何处理，除了来自main() 的return 0;。它不调用任何类型的函数，也不访问volatile 变量，因此它没有可观察到的行为。
@David：是的，但是假设我们设置了无优化
@Armen：它仍然不需要处理，因为标准不包括优化（它允许）。编译器所做的是其他事情，但这会因编译器而异。如果您想强制处理，请在其中添加一些volatiles。
@David - 由于main() 之前和之后的 CRT 调用，一个空程序仍在处理。看我的回答。
@Ashleys：@David 完全正确。第二个程序等价于到int main() { return 0; }。该程序不需要任何东西。如果它恰好是托管的，那就是另一个问题了。

标签： c++ operating-system runtime dependencies

【解决方案1】：

作为一般答案，第一个将需要 C++ 运行时库（支持标准库调用所需的东西）。这些在语言和支持库之间形成了一个接口，而后者又知道如何在给定的环境中实现它们的功能。

第二个不使用运行时库。它将使用 C 启动和终止代码（初始化和拆除 C 环境），但它是关于这些是否被视为运行时库的一部分的讨论点。如果您将它们视为一部分，那么，是的，它们将被使用。它可能会是一个非常小使用的部分，因为启动代码和流内容之间的大小通常存在很大差异。

您可以将代码静态（在链接时绑定）与运行时库或动态链接（以便在加载时完成实际绑定）。 Windows 和 Linux 都是如此。

【讨论】：

-1 表示“第二个不使用运行时库”。它通常依赖于运行时库来启动和终止进程。在 Windows 中，运行时库提供程序入口点，在 main 之后它调用 ExitProcess（如果我没记错的话）。
@Alf，你没有看到下面的文字："other than the C startup code ..."？这也可能是一个定义问题。启动和终止代码可能在 CRT 中，但我见过很多情况，它位于独立的 start.o 中，与标准库无关。我会澄清的。
init/term 代码是否可以被认为是 RTL 的一部分确实是有争议的。从物理上讲，它是相连的，所以是的。但从逻辑上讲，它没有公开面向应用程序的可调用资源或数据，所以不，不是。鉴于答案清楚地说明了这一点，-1 绝对是不必要的。
是的，但我担心的是终止，通常不能优化它，因为它是关于操作系统要求，而不是 C 要求。它可能还包括处理未捕获的（OS 和/或 C++）异常。既然您已经添加了关于此的措辞，我已经删除了反对票。干杯，
没有问题，@Alf。我很高兴得到批评，毕竟它确实让我的答案变得更好。

【解决方案2】：

对于 Windows 应用程序，您可以使用 Dependency Walker 查看所有依赖项。

【讨论】：

dependencywalker.com - 在检查依赖项时可以挽救生命。
Linux 等价物将是ldd：一个列出您所依赖的库（以及在哪里找到它们）的命令。还有nm 用于获取引用的符号列表，标有U（未定义）的符号是您将在另一个DLL 中选择的符号。

【解决方案3】：

第一个程序执行流 I/O，这意味着它必须与操作系统管理的资源（控制台、gui）进行交互。因此，最终，操作系统必须通过系统 dll 中实现的 API 来调用。

在 Windows 上，第二个程序不需要库。我很确定在 Linux 上也是如此。

【讨论】：

【解决方案4】：

用 GCC 编译它们，并在控制台写入名为“hi”的可执行文件：

ldd hi

将为您提供连接到您的程序的共享对象（动态库）。

为了快速回答，这里有一个输出：

ldd tifftest
  libtiff.so.3 => /usr/lib/libtiff.so.3 (0x4001d000)
  libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x40060000)
  libjpeg.so.62 => /usr/lib/libjpeg.so.62 (0x40155000)
  libz.so.1 => /usr/lib/libz.so.1 (0x40174000)
  /lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)

【讨论】：

@hiena：鉴于该程序是“tifftest”，我怀疑它是图像格式的测试程序。
确实很奇怪。在我的机器上，C++ 程序总是喜欢 linux-gate、libstdc++、libm、libgcc_s、libc 和 ld-linux。 C 程序只喜欢 linux-gate、libc 和 ld-linux。除非明确要求，否则不得使用 libtiff、libjpeg 或 libz。
这只是一个例子，总是需要的东西是 libc 和 ld-linux。
@Edgar：感谢您的精彩评论，非常感谢。

【解决方案5】：

好吧，让我们从更一般的角度来看这个：

首先，您需要一台具有兼容 CPU 的计算机，该计算机可与编译器输出的目标计算机配合使用。您可能认为这很明显，但假设代码编译为 x86 机器代码，它不会在使用不同指令的 Alpha CPU 上运行。或者，如果您编译为 x64 机器代码，它将无法在仅 x86 的 CPU 上运行。因此，运行 C++ 程序需要正确的硬件，而 Java 等基于虚拟机的语言会将其抽象出来。
您还需要正确的操作系统。我不是移植程序方面的专家，但我认为不可能用 C++ 构建在多个操作系统上运行的单个可执行文件。例如，即使将您的第二个示例编译到 Windows，在实际调用您的 main() 函数之前和之后都会有大量运行时库代码。这将执行诸如准备堆和初始化 CRT 库之类的操作。 Windows 的 CRT 是通过 Windows API 实现的。您可以静态链接库，因此不需要 CRT DLL，但程序中的代码仍然调用 Windows API，因此仍然依赖于平台。作为一个实验，我在 Windows 上使用 Visual Studio 编译了一个带有静态链接的空程序，根据 Dependency Walker 的说法，它仍然引用 KERNEL32.DLL 来获取 HeapCreate 和 ExitProcess 等函数。所以“空”程序仍然会为你做一大堆操作系统的东西，为做一些有用的事情做准备（不管你的程序是否做任何有用的事情）。

还请注意，可能存在最低操作系统版本：由于调用了EncodePointer 和DecodePointer，Visual Studio 2010 甚至需要 Windows XP SP2 或更高版本才能运行一个空程序。见this question。

系统必须有内存才能启动您的程序。您可能认为它什么都不做，但如上所示，在调用main() 之前，您的程序库会执行整个操作系统初始化调用负载。这些可能需要一些内存，以及执行它所需的处理时间。
根据操作系统的配置，您可能需要足够的安全权限来启动可执行程序。

因此，简而言之，即使使用静态链接也能运行空的 C++ 程序，您需要正确的 CPU、操作系统、运行可执行文件的权限以及完成程序所需的内存/处理时间。与 Java 或 .NET 等 VM 技术相比，要求可能会减少到可能只是正确的虚拟机、必要的权限以及运行程序所需的内存/CPU 时间。这可能不像听起来那么简单：您可能需要虚拟机的正确版本，例如 .NET 框架 4.0。这可能会使您的分发过程复杂化，因为更新机器的整个 JVM 或 .NET 框架可能是一个耗时的过程，需要管理员权限并且可能需要 Internet 连接。在某些狭隘的情况下，这可能会破坏交易，因为在极少数情况下，可能更容易说“它将在自 XP 以来的任何 x86 兼容的 Windows 操作系统上运行”，而不是“任何具有最新虚拟昨天才发布的机器”。然而，在大多数情况下，虚拟机允许您（理论上）忘记 CPU 和操作系统这一事实使程序的分发更容易；对于 C++，无论您使用的库有什么额外要求，您都需要至少为您想要支持的每个平台和 CPU 组合编译单独的可执行文件。

【讨论】：

【解决方案6】：

Windows 上的 C 程序需要 Windows 附带的 CRT 库。 C++ 有时需要所谓的“C++ 可再发行”。它们可以通过链接嵌入到应用程序中，但这会使 EXE 更大。

【讨论】：

CRT可以与程序静态链接
@Andrey。是不是 Visual Studio 中的选项，它说运行时库，您可以将其设置为 MT MD MTd 等？
@Andrey。另外，如果您指定程序在什么情况下需要 C++ redist，我会接受您的回答
@Armen Tsirunyan redist 始终是必需的（链接的或独立的），无论您使用什么类。每个 C++ 应用程序都需要它们。
@Armen Tsirunyan：至少 C++ 标准库中所有与 C 不同且不是模板的部分，以及一些 C++ 魔法的所有支持代码（例如异常、RTTI、 ...)。

【解决方案7】：

对于您问题的第一部分 - 您已经得到了几位成员的回答。但我所说的是一般情况，这两种情况都需要 - （以防你不知道）

要运行任何程序，都必须为其提供所需的资源。在回答第一部分时，团队已经列出了几个项目。

但总的来说，它需要的是定义良好的地址空间（在主内存中）、它的属性和 CPU 时间。操作系统可确保您在执行程序时得到它。除非有一些荒谬的冲突，否则你的程序会得到这个（这就是为什么我猜 Chubsdad 评论“你需要运气”）。

操作系统调度、CPU 要求从内存中获取指令/数据然后执行它......所有这些都形成了执行您的程序的“机器”。

找到入口点（或程序中要执行的第一个点）是在编译时（例如 main 函数）或使用诸如 exec() 之类的系统调用（在 Unix 中）加载程序时决定的全部/ CreateProcess()（在 Windows 中）。

【讨论】：

【解决方案8】：

在 Linux 上，任何 C 程序都静态链接到某些 CRT 库。程序的真正入口点是/usr/lib/crt1.o 中定义的_start() 函数。此函数调用一些 libc 函数，例如 __libc_start_main()。因此，您仍然需要 libc 库...

你可以不用 libc，但这很棘手。您需要将入口点重命名为_start()，或指示链接器从main() 开始。当程序完成时，您还需要一些内联汇编来发出_exit() 系统调用，否则它只会崩溃。当然，使用ld 命令而不是通过gcc 前端显式执行链接。

【讨论】：