Por que a alocação inicial de C ++ é muito maior que a de C?

Ao usar o mesmo código, simplesmente alterar o compilador (de um compilador C para um compilador C ++) alterará a quantidade de memória alocada. Não tenho muita certeza do porquê disso e gostaria de entender mais. Até agora, a melhor resposta que recebi é "provavelmente os fluxos de E / S", o que não é muito descritivo e me faz pensar sobre o aspecto do C ++ como "você não paga pelo que não usa".

Estou usando os compiladores Clang e GCC, versões 7.0.1-8 e 8.3.0-6, respectivamente. Meu sistema está sendo executado no Debian 10 (Buster), mais recente. Os benchmarks são feitos via Valgrind Massif.

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

O código usado não muda, mas, se eu compilar como C ou C ++, ele altera os resultados do benchmark Valgrind. Os valores permanecem consistentes entre os compiladores, no entanto. As alocações de tempo de execução (pico) para o programa são as seguintes:

• GCC (C): 1.032 bytes (1 KB)
• G ++ (C ++): 73.744 bytes, (~ 74 KB)
• Clang (C): 1.032 bytes (1 KB)
• Clang ++ (C ++): 73.744 bytes (~ 74 KB)

Para compilar, eu uso os seguintes comandos:

clang -O3 -o c-clang ./main.c
gcc -O3 -o c-gcc ./main.c

clang++ -O3 -o cpp-clang ./main.cpp
g++ -O3 -o cpp-gcc ./main.cpp

Para o Valgrind, eu corro valgrind --tool=massif --massif-out-file=m_compiler_lang ./compiler-langem cada compilador e idioma, depois ms_printpara exibir os picos.

Estou fazendo algo errado aqui?

O uso de heap vem da biblioteca padrão C ++. Ele aloca memória para uso da biblioteca interna na inicialização. Se você não o vincular, deve haver zero diferença entre as versões C e C ++. Com o GCC e o Clang, você pode compilar o arquivo com:

g ++ -Wl, - conforme necessário main.cpp

Isso instruirá o vinculador a não vincular contra bibliotecas não utilizadas. No seu código de exemplo, a biblioteca C ++ não é usada, portanto, não deve ser vinculada à biblioteca padrão C ++.

Você também pode testar isso com o arquivo C. Se você compilar com:

gcc main.c -lstdc ++

O uso do heap reaparecerá, mesmo que você tenha criado um programa em C.

O uso de heap é obviamente dependente da implementação específica da biblioteca C ++ que você está usando. No seu caso, essa é a biblioteca GNU C ++, libstdc ++ . Outras implementações podem não alocar a mesma quantidade de memória ou podem não alocar nenhuma memória (pelo menos não na inicialização). A biblioteca LLVM C ++ ( libc ++ ), por exemplo, não faz alocação de heap na inicialização, pelo menos no meu Linux máquina:

clang ++ -stdlib = libc ++ main.cpp

O uso de heap é o mesmo que não vincular nada a ele.

(Se a compilação falhar, o libc ++ provavelmente não está instalado. O nome do pacote geralmente contém "libc ++" ou "libcxx".)

Nem o GCC nem o Clang são compiladores - na verdade, são programas de driver de cadeia de ferramentas. Isso significa que eles invocam o compilador, o montador e o vinculador.

Se você compilar seu código com um compilador C ou C ++, obterá o mesmo assembly produzido. O Assembler produzirá os mesmos objetos. A diferença é que o driver da cadeia de ferramentas fornecerá uma entrada diferente para o vinculador para os dois idiomas diferentes: inicializações diferentes (o C ++ requer código para executar construtores e destruidores para objetos com duração de armazenamento estático ou local de encadeamento no nível do namespace e requer infraestrutura para a pilha quadros para suportar o desenrolamento durante o processamento de exceção, por exemplo), a biblioteca padrão C ++ (que também possui objetos com duração de armazenamento estático no nível do espaço para nome) e provavelmente bibliotecas de tempo de execução adicionais (por exemplo, libgcc com sua infraestrutura de desenrolamento de pilha).

Em suma, não é o compilador que está causando o aumento da área ocupada, é a vinculação de itens que você escolheu usar escolhendo a linguagem C ++.

É verdade que o C ++ tem a filosofia "pague apenas pelo que você usa", mas usando a linguagem, você paga. Você pode desativar partes da linguagem (RTTI, manipulação de exceções), mas não usa mais o C ++. Como mencionado em outra resposta, se você não usar a biblioteca padrão, poderá instruir o driver a deixar isso de fora (--Wl, - conforme necessário), mas se você não usar nenhum dos recursos do C ++ ou de sua biblioteca, por que você está escolhendo o C ++ como linguagem de programação?