没有标准库的准系统 C++？答案

【问题标题】：Barebones C++ without standard library?没有标准库的准系统 C++？
【发布时间】：2023-03-25 13:20:01
【问题描述】：

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。似乎这样经常无法链接你，例如：

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

由于__cxa_allocate_exception、typeinfo for int、__cxa_throw、__gxx_personality_v0、__clang_call_terminate、__cxa_begin_catch、std::terminate() 等未定义符号，通常无法链接。

即使是简单的

int main() {}

链接失败

ld：警告：找不到条目符号_start；默认为 0000000000400120

并在执行时被操作系统杀死。使用-c 编译器仍会运行链接器，该链接器明显失败：

ld：mytest(.eh_frame) 中的错误；不会创建 .eh_frame_hdr 表。

在不使用和链接到标准库的情况下编程和编译 C++ 应用程序或库是否是一个现实的目标？如何在 Linux 上使用 GCC 或 Clang 编译我的代码？如果没有标准库，将无法使用哪些核心语言功能？

【问题讨论】：

我想你需要：libcrt（c runtime where _start is）你可能需要libsupc++，这是异常库支持。
你的编译器应该记录细节。您可能只需要链接一堆启动代码（例如crtn.o 等）。对于例外情况，一些 C++ ABI 运行时库应该提供必要的功能（libcxxabi？）。
什么是“-c链接”？ -c 告诉 GCC不链接。
我将此问题标记为“过于宽泛”，因为答案取决于编译器（我们假设 GCC）、ABI（我们假设 x86/x86_64 System V ABI 在具有 glibc 的系统上）以及究竟是什么您正在尝试实施（我介绍了一个小样本）。 osdev.org 是我所知道的关于该主题的最全面的资源。

标签： c++ std

【解决方案1】：

您基本上可以在osdev.org 找到所有问题的答案，但我还是会给出一个简短的总结。

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，从而为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。
你无法避免链接libgcc ("low-level runtime library" (-lgcc) 因为即使你传递了-nostdlib GCC 也会在你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，因为看似没有原因。即使您正在实施/移植C library，情况也是如此。
您“不需要”libstdc++ 不，但通常内核开发人员需要它。 Porting a C library 那么从头开始实现 C++ 标准库是一项极其艰巨的任务。

由于您只想摆脱“标准库”，但保留 libc（在 Linux 系统上），您实际上是在使用 C 库编写 C++。当然，这并没有错，你自己做，但最终我不明白这一点，除非你打算开发内核。

必读：

OSDev's C++ page - 如果你真的关心 RTTI/异常支持，那就是more annoying to implement than it sounds。通常，人们只是通过-fno-rtti 或-fno-exceptions，然后再担心或根本不担心。

【讨论】：

如果您计算闪存中的字节数，这也是必要的。这主要适用于微型微控制器。

【解决方案2】：

“标准”是用词不当。在这种情况下，它并不意味着“由 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（某种格式的编译文件）”。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：

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）。
提供您自己的缺失功能实现。
通过编译器标志明确禁用程序未使用的语言功能。我知道两个这样的特性：异常和 RTTI。这是必需的，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此模块中明确使用。

【讨论】：