没有标准库的Barebones C++

Barebones C++ without standard library?

本文关键字：Barebones C++ 标准      更新时间：2023-10-16

GCC和Clang等编译器允许在没有C++标准库的情况下编译C++程序，例如使用-nostdlib命令行标志。这似乎经常无法将你联系起来，例如：

void f() noexcept { throw 42; }
int main() { f(); }

通常由于__cxa_allocate_exception、typeinfo for int、__cxa_throw、__gxx_personality_v0、__clang_call_terminate、__cxa_begin_catch、std::terminate()等未定义的符号而导致链路失败。

即使是一个简单的

int main() {}

无法与链接

ld:警告：找不到入口符号_start；默认为000000000040120

并且在执行时被OS杀死。使用-c，编译器仍然运行明显失败的链接器：

ld：mytest（.eh_frame）错误；则不会创建CCD_ 13表。

在不使用和链接到标准库的情况下对C++应用程序或库进行编程和编译是一个现实的目标吗？如何在Linux上使用GCC或Clang编译代码？如果没有标准库，人们将无法使用哪些核心语言功能？

您基本上会在osdev.org上找到所有问题的答案，但我还是会做一个简短的总结。

当你给GCC -nostdlib时，你说的是"没有启动或库文件"。这包括：

  • crti.o、crtbegin.o、crtend.o和crtn.o。通常，内核开发人员只关心实现crti.o和crtend.o，并让GCC通过将-print-file-name=传递给链接器来提供crtbegin.o和crtend.o。通常，这些只是分别由.init和.fini组成的存根，为GCC分别推送crtbegin.o和crtend.o的内容留出了空间。这些文件是调用全局构造函数/析构函数所必需的
  • 您无法避免链接libgcc（"低级运行库"（-lgcc），因为即使您传递-nostdlib，GCC也会在您使用它时发出对其函数的调用，从而导致莫名其妙的链接错误。即使在实现/移植C库时也是如此
  • 你不需要libstdc++，但通常内核开发人员需要它。移植C库然后从头开始实现C++标准库是一项极其困难的任务

既然你只想去掉"标准库"，但保留libc（在Linux系统上），那么你本质上就是在用一个C库编程C++。当然，这并没有错，你也可以这样做，但最终我看不出有什么意义，除非你计划开发一个内核。

所需读数：

OSDev的C++页面-如果你真的关心RTTI/异常支持，那么实现起来比听起来更烦人。通常情况下，人们只是通过-fno-rtti或-fno-exceptions，然后担心它到底是不是。

"标准"用词不当。在这种情况下，它并不意味着"C++标准定义的库（函数集、类等）"，而是"默认情况下gcc链接的常用库和对象集（以特定格式编译的文件）"。其中一些是大多数甚至所有程序运行所必需的。

如果您使用此标志，则您有责任提供任何缺失的功能。有几种方法可以做到这一点：

  1. Cherry从默认集合中挑选程序真正需要的库和对象。（没有什么意义，因为结果很可能与默认链接标志完全相同）
  2. 提供您自己的缺失功能实现
  3. 通过编译器标志显式禁用程序未使用的语言功能。我知道两个这样的功能：异常和RTTI。这是必要的，因为编译器需要生成与异常相关的代码和RTTI信息，即使这些功能没有在该模块中显式使用
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