C/C++執行時庫到底在Windows中起什麼作用(猜想)
以下是作者的一些猜想:
1. 我們在用VC程式設計時,會在執行我們的main函式前,系統先通過Kernel32呼叫一些函式,執行一些C的初始化準備工作,我們一般叫C執行時庫的初始化。那麼這些初始化的作用是什麼?是否是必要的?不知道大家有沒有思考過這個問題。
以下是我對這個問題的一些看法,不一定對,僅供參考。
我認為,C執行時庫,在windows程式執行的時候,其實可以沒有,也就是說,不要執行C的執行時庫,照樣可以很好的執行Windows程式。那麼肯定有人要問,那微軟為什麼還有加前面一段C執行時庫的初始化程式碼呢?這個問題我認為是這樣的,因為微軟不知道你寫的程式,到底用沒有C的庫函式(也就是C標準中規定的,C編譯器必須實現的函式,例如Allocate記憶體分配函式,openfile的檔案開啟函式,還有一些其他的函式,就是標準C中規定的可以直接呼叫的函式)。因為微軟不知道程式設計師到底是否呼叫這些函式,如果呼叫,那麼,此時必須進行C執行時庫的初始化工作,否則這些函式將無法呼叫。大家在我的另一片文章中看見,在Windows中的C執行時庫的初始化中,有準備函式跳轉表的初始化工作,筆者猜測,這個表中,就包含了C執行時褲中的函式地址,在程式呼叫這些C標準庫函式時,那麼程式就可以順利找到這些函式,正確執行。這些函式跳轉表的初始化工作,就放在了微軟的C初始化程式碼中。另外,對於C++來說,還有全域性類的例項化,這期間,必須執行類的建構函式,這些都是在程式執行前進行的。當然,沒有這個執行時褲的初始化,C++類的構造器什麼時候執行呢?這似乎與我前面說的,可以沒有執行時庫,而正確執行Windows程式相矛盾。這個不要緊,微軟可以把C++類建構函式的執行放在Kernel32中,在呼叫main前,就執行,不一樣可以實現嗎?所以說,如果VC編譯器不去支援C/C++標準中規定的標準庫函式,這個執行時庫根本沒有必要,也不必去初始化!
這個問題其實涉及到一個很根本的問題,到底windows作業系統先有編譯器,還是先有作業系統呢?一般人看這個問題,最終會轉化成一個先有雞還是先有蛋的問題。其實不然,微軟的Windows作業系統,肯定實現與VC編譯器之前!而Windows最終的核心關鍵程式碼,指定不是用嚴格意義上的VC編譯器編譯的(這個說法有些絕對,微軟可以對編寫Windows作業系統的編譯器進行擴充套件,最終形成VC編譯器)。如何對VC編譯器的前身進行擴充套件,使得他可以編譯windows可以執行的程式,那麼C/C++執行庫就是一個辦法。
我上面說的,有些人看了,可能會認為是一些自相矛盾的話,但其實裡面的東西是統一的。因為我不知道微軟具體使用的那種方法。
我現在來猜想一下,微軟實現Windows和VC編譯器的流程。
首先,要編寫一個作業系統,必須有一個編譯器,那麼這個時候,可能先要實現一個編譯器,或者使用現成的編譯器。以微軟的實力,實現一個編譯器,不是什麼難事,至於這個編譯器符合那個標準,採用什麼語言,微軟當然可以有自己的決策,這麼說,他可以使用任何語言,甚至自己重新發明一種語言,然後重新實現這個語言的編譯器,但微軟肯定不會這麼做,因為現在的編譯器,語言都很成熟,沒有必要(此外,這個語言是否符合標準,相信也不是微軟首先考慮的問題,因為這個編譯器只在微軟內部用,既然是自己用,當然自己說了算。最應該考慮的問題,是,這個語言是否可以方便的開發作業系統,是否好用等等,至於這個編譯器是否會流行,微軟此時根本沒有必要考慮這個問題)。此時,微軟很可能選擇一種開源的編譯器,開始用C和彙編,編寫自己的作業系統核心部分。
在作業系統的核心部分實現基本完成後,是不是就要考慮作業系統的釋出,以及作業系統開發平臺的問題了?此時,又有決策需要給出,第一個,windows作業系統的二次開發平臺如何設計?平臺可以採用什麼語言,支援什麼功能等等。如果微軟夠毒,那麼他完全可以新設計一種語言,與現在流行的語言完全不同,這種語言專門針對Widows作業系統的二次開發。他們會這麼做嗎?傻子才這麼做!第一個,這種決策影響了作業系統的流行,影響了二次開發,與當前技術主流不相匹配,結果就一個字,死!顯然,支援現在流行的程式設計方式,是最佳選在,如何支援?此時微軟就必須考慮流行語言的標準了,例如C99標準,C++標準,等等一系列標準,如何實現這些標準,方法也很多,微軟採用了執行時庫的辦法進行實現,也就是做,VC時基於windows作業系統的,符合C/C++標準的一個編譯器。