什么时候需要编译C / C ++？

Question

这个问题假定编写的C / C ++代码是可移植的，不使用特定于平台的代码。

我开始学习C ++以及如何编译代码。我知道C的创建是为了避免使用汇编语言，因为必须为不同的硬件配置重写程序。我也知道必须为不同的计算机配置重新编译C / C ++。

这让我想知道新配置是什么构成的。我可以从互联网上下载一个工作正常的可执行文件，互联网显然不知道我的硬件配置。是否必须为每个不同的CPU编译代码？为一个OS版本编译的代码是否适用于另一个OS版本？ （Windows 7代码是否适用于Windows 8而无需重新编译？）

简而言之，什么条件定义了必须编译的新配置？

Answer 1

C和C ++是编译的编程语言。 compiled language是一种编程语言，其实现通常是编译器 - 从源代码生成机器代码的转换器 - 而不是解释器。机器代码是由计算机处理器直接执行的一组指令。有两件事使程序与硬件/软件组合不兼容。您正在尝试运行二进制文件的机器（硬件）中最重要的一个。例如，您需要知道在64位CPU上编译的程序无法在32位或ARM处理器上运行。

dozens computer architectures和子架构。主要架构是x86，x86_64（amd64），可能还有ARM。如果您使用的语言将其代码编译为机器代码，则只能在具有与您的CPU兼容的计算机上分发二进制工件（除非您进行交叉编译）。

硬件不是平台之间的唯一区别。通常，您的代码应在满足CPU之前由操作系统处理。执行此工作的操作系统部分称为application Binary Interface。即使在同一台机器上，也无法运行在Linux上使用Windows编译的ELF二进制文件，因为Win32可执行文件不同。

Answer 2

在硬件级别，必须为每个处理器体系结构编译C程序。为x86编译的代码可以在x86处理器上运行，无论是型号还是制造商（intel / amd），但不适用于Itanium架构。

对于操作系统，如果程序使用特定于操作系统的库，则它只能在该操作系统上运行。例如，从Windows使用CreateFile的程序仅适用于Windows。有些方法，比如宏，程序可以根据编译的操作系统调用不同的函数。即使一个程序只调用便携式（ISO）函数，它仍然需要为每个操作系统（windows，linux，mac）重新编译，因为每个操作系统的可执行格式都不同（linux使用ELF，windows使用PE）。

此外，例如，当您部署库时，对于特定的操作系统和体系结构，有时您需要有2个已编译的版本：发行版和调试版。

编译器具有针对某些体系结构的优化选项，因此您将获得可在任何x86体系结构上运行的程序，但针对Intel Nehalem处理器进行了优化。

有时，新处理器引入了透明的新硬件功能，即代码不需要重写，但是，为了使程序从中受益，必须使用新版本的编译器重新编译程序可以利用这些新功能。一个例子是Pentium Pro，它引入了新的条件移动指令（C代码不需要重写，但编译器需要知道，以便生成这些指令）。

Answer 3

是什么让你认为C或C ++ 有被编译？它恰好是传统方法。至少有三种不同的C ++执行方式：

1. 传统上编译C和C ++是为了在给定系统上实现最高性能。
2. 某些系统将代码转换为中间格式，然后由合适的虚拟机进行评估，例如，llvm执行此操作。显然它假设llvm安装在执行它的机器上。
3. 可以解释C和C ++。例如，cling是一个C ++解释器。

编译步骤本身甚至在考虑运行程序之前验证是否满足某些约束，主要是为了捕获错误。除了捕获错误之外，能够在运行正在执行的内容之前确定具有一些性能优势。编译本机指令有几个性能优势：

1. 代码可以对整数的大小做出明智的决定，支持浮点单元，所需的内存对齐等。
2. 本机指令由系统的硬件评估，该硬件往往更有效
3. 链接到库时，可以在链接时确定各种函数的入口点，可能避免函数调用开销。

虽然为程序执行的启动和终止代码在不同的操作系统之间有所不同，但操作系统本身通常并没有太大的区别。此外，可用的库和API如何访问常见操作是不同的，有时需要采用不同的方法来有效地编写应用程序。

Answer 4

正如Dietmar解释的那样，C ++甚至都不需要 汇编（曾经有一个小组参与了尝试 标准化C的一些“半编译”格式，以便你可以 下载一个程序，它可以在任何Unix平台上运行）。所以 最终的答案是它必须重新编译时 实现文档说它必须重新编译。 （这称为二进制兼容性，以及大多数C ++编译器 记录什么是兼容的，什么不兼容。）

在实践中，对于大多数实现：

• 如果更改，则必须重建（编译和链接） 体系结构或基本操作系统：通常为Linux编译的代码 不会在Windows下运行，甚至不能在Solaris和代码下运行 为Sparc编译的将无法在英特尔架构上运行。

• 如果您想利用，通常需要重新编译 较新的功能。如果您想在较旧的平台上运行，那么 也可能必须在它们上编译，或指定某种类型 编译时编译器的兼容性选项，这样 编译后的代码（和库）不会使用任何新的代码 特征。因此，例如，默认情况下，VS的最新版本 使用旧版本中不存在的机器说明 英特尔架构（但速度要快得多） 至少涉及浮点的地方）。但他们有选择权 告诉编译器不要使用这些说明。

如果你想知道事情会有多大变化，甚至 对于相同的架构和相同的操作系统，您可以看看 在g ++的体系结构相关选项 （http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.3/gcc/i386-and-x86_002d64-Options.html#i386-and-x86_002d64-Options）。 并非所有选项都会影响二进制兼容性， 但他们中的很多人都这样做。 特别是-mfpmath之类的内容：如果您使用-mfpmath=387 （我认为这是g ++的默认值），你的程序将继续运行 几乎所有英特尔32位架构;如果你使用其中一个 其他选项，它可能无法在某些较旧的处理器上运行 （但它会在新的oned上运行得更快 - 并给予 结果不同，因为浮动的特点 点处理器是不同的。）