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Qt Windows下链接子系统与入口函数(终结版)

2014-05-13 05:49 ⁄ 工业·编程 ⁄ 共 5661字 ⁄ 字号 小 中 大 ⁄ 评论 1 条
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考虑一个简单的程序代码,代码中定义两个入口函数：main和WinMain(不要觉得两个同时出现很奇怪)，下面测试时
  • 源码3种情况 ：只有main、只有WinMain、二者同时存在
  • 链接子系统3中情况 ：不指定子系统、指定windows子系统、指定console子系统
  • 编译器2种 ：msvc的cl、mingw的gcc
#include <windows.h> 

int main()
{
  MessageBoxW (NULL, L"Hello World from main!", L"hello", MB_OK | MB_ICONINFORMATION); 
  return 0; 
}

int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInst, LPTSTR lpCmdLine, int nShowCmd) 
{ 
  MessageBoxW (NULL, L"Hello World from WinMain!", L"hello", MB_OK | MB_ICONINFORMATION); 
  return 0; 
}

不指定链接子系统

如果我们分别用MSVC的编译器cl 和 MinGW的编译器gcc (在不指定链接子系统的情况下)分别编译

cl /EHsc hello.c user32.lib
gcc hello.c -o hello

会有什么效果呢：


源码入口函数

编译器

默认链接子系统

默认入口函数

只有main

gcc

console

  

cl

console

  

只有WinMain

gcc

console

  

cl

windows

  

WinMain、main并存

gcc

console

main，(无法选择WinMain入口，除非你去掉main入口)

cl

console

main,，但可以通过  

/entry:WinMainCRTStartup 选择WinMain入口

可以看到：

  •  只有一种情况下不是控制台程序(即不弹黑色的cmd窗口)
  • MSVC下可以选择根据需要选择入口函数
  • MinGW下只要main存在，永远不会使用WinMain

在Qt中，如果是控制台程序(CONFIG+=console)，程序只有一个入口，也就是你写的main函数；如果是GUI程序，则处于双入口并存的局面(第二部分对此有详细解释)。

注意Qt的处理方式：在MinGW下，双入口时它将main改成了qMain，如果你在用MinGW，如果你有兴趣可以自己做如下实验：

  • 不要启用CONFIG+=console，不用使用QtTest 模块
  • 将你的main函数改成qMain
  • 然后和平时一样编译，运行

指定windows子系统

更进一步：如果我们制定链接子系统呢，比如，指定windows子系统（注意此处的选项，我们在Qt部分的CONFIG+=windows对应的文件中会再次看到它）

cl /EHsc hello.c /link /subsystem:windows user32.lib
gcc hello.c -o hello  -Wl,-subsystem,windows


源码入口函数

编译器

需要指定入口函数

只有main

gcc

不需要

cl

必须指定 /entry:mainCRTStartup

只有WinMain

gcc

不需要

cl

不需要

WinMain、main并存

gcc

不需要(始终是main入口)

cl

默认是WinMain，可以通过  

/entry:mainCRTStartup 选择main入口

指定console子系统

为了完整起见，看一下指定console子系统的情况（注意此处的选项，我们在Qt部分的CONFIG+=console对应的文件中会再次看到它）

cl /EHsc hello.c /link /subsystem:console user32.lib
gcc hello.c -o hello  -Wl,-subsystem,console

结果：


源码入口函数

编译器

需要指定入口函数

只有main

gcc

不需要

cl

不需要

只有WinMain

gcc

不需要

cl

必须指定 /entry:WinMainCRTStartup

WinMain、main并存

gcc

不需要(始终是main入口)

cl

默认是main，可以通过  

/entry:WinMainCRTStartup 选择WinMain入口

入口函数

看前面的3个表，入口函数应该会让你眼花缭乱，但，其实，很简单...

MinGW

  • 对于MinGW来说，入口函数和链接子系统无关。无论指定什么子系统，它都会寻找main这个入口，如果main找不到，才会去找WinMain入口。

  • 这意味着什么呢？

    • 意味着如果代码中同时存在main和WinMain，你无法使用WinMain入口！！(注意Qt中的处理方法)

  • 具体一点:

    • 如果 main 函数不存在，libmaingw32.a将被链接进来，该库里面提供了一个main函数(该函数将调用用户的WinMain函数)

    • 可以注意和Qt提供 qtmain 这个库进行对比哈
MSVC

对 MSVC 系列的编译器，指定链接子系统比如 /subsystem:console，链接器就会寻找main函数，并选择mainCRTStartup函数；对windows子系统，情况类似。

当我们程序的入口函数是 WinMain 时，如果指定 console 子系统，链接器将报错，这时我们可以指定入口点启动函数 /entry:WinMainCRTStartup 来解决这种问题。

Qt指定链接子系统

Qt默认是设置了windows子系统(因为Qt是界面库，它默认设置这个很容易理解哈)，因为不用手动输入CONFIG+=windows，我们应该更熟悉下面这个语句：

CONFIG += console
console.prf

看过qmake的manual，我们可以知道，CONFIG 中指定的东西一般要对应于 features 文件(即 console.prf 或 windows.prf 文件)

这两个文件在 $$QTDIR/mkspecs/features/win32 目录下，其内容会被包含进我们的*.pro文件。

我们打开 console.prf 文件看看：

CONFIG -= windows
contains(TEMPLATE, ".*app") : QMAKE_LFLAGS += $$QMAKE_LFLAGS_CONSOLE

呵呵，很容易理解对吧，就是设置一个链接选项。

根据我们所用编译器（比如mingw-g++）的不同，去看看相应的qmake.conf文件($$QTDIR/mkspecs/win32-g++/qmake.conf)：

QMAKE_LFLAGS_CONSOLE    = -Wl,-subsystem,console

通过第一部分的学习，这么简单的东西，现在不需要解释了吧。我们接下来重点看一下windows.prf文件

windows.prf

这个东西就复杂多了。我们的关注点：

1. 指定了链接选项(和前面console一样，此处略)

2. 定义了一个宏 QT_NEEDS_QMAIN （该宏存在是，我们的main函数其实被替换成了qMain）

3. 链接了一个新的库 qtmain.lib (libqtmain.a)

CONFIG -= console
contains(TEMPLATE, ".*app"){
    QMAKE_LFLAGS += $$QMAKE_LFLAGS_WINDOWS
    win32-g++:DEFINES += QT_NEEDS_QMAIN
    win32-borland:DEFINES += QT_NEEDS_QMAIN

    qt:for(entryLib, $$list($$unique(QMAKE_LIBS_QT_ENTRY))) {
        isEqual(entryLib, -lqtmain): {
            CONFIG(debug, debug|release): QMAKE_LIBS += $${entryLib}$${QT_LIBINFIX}d
            else: QMAKE_LIBS += $${entryLib}$${QT_LIBINFIX}
        } else {
            QMAKE_LIBS += $${entryLib}
        }
    }
}

QMAKE_LIBS_QT_ENTRY

这个文件有些复杂，里面有个QMAKE_LIBS_QT_ENTRY，它涉及另外一个问题，就是我们在Qt在Windows下的入口函数 一文中提到的：

  • 我们在Qt程序中只写main函数，从来不写WinMain函数

  • Qt 的lib目录下有 qtmain.lib 和 qtmaind.lib(或者 libqtmain.a和 libqtmaind.a) 这样库

    • 该库提供了WinMain 入口，并调用我们写的main函数

  • 为了证实我的说法，我们此处可以查看其源码：%QTDIR%/src/winmain/qtmain_win.cpp
/*
  WinMain() - Initializes Windows and calls user's startup function main().
  NOTE: WinMain() won't be called if the application was linked as a "console"
  application.
*/

extern "C"
int APIENTRY WinMain(HINSTANCE instance, HINSTANCE prevInstance, LPSTR, int cmdShow)
{
...
    int result = main(argc, argv.data());
...
}

  • 对应上了没，当我们指定windows子系统时，MSVC不是需要WinMain入口么，qtmain就提供了这个入口，该入口进而调用了我们自己写的main函数！

QT_NEEDS_QMAIN

注意,注意 ，发现问题没？我们一开始提到了，当WinMain入口和main入口同时出现时，采用MSVC编译器时，我们可以根据链接子系统选择使用哪一个入口。

可是，我们同时说了，当采用MinGW时，两个入口同时出现时WinMain入口永远不会被使用。这可怎么办？

  • 这样一来，qtmain 这个库对与 MinGW 来说就没有任何作用了。确实如此
  • 但是，Qt官方还是让他起作用了，这就是，对于MinGW，当使用windows子系统时定义 QT_NEEDS_QMAIN 宏的原因

还是一切用代码说话：无论打开 qwindowdefs.h 还是 qtmain_win.cpp 这个文件，我们都能看到这样的代码

#if defined(QT_NEEDS_QMAIN)
int qMain(int, char **);
#define main qMain
#endif
  • 哈哈哈，好玩吧，当该宏出现时，我们的最最常见的main函数，其实被宏替代成了 qMain 了。

  • MinGW 你不是牛么？你不是在main和WinMain同时出现时不使用WinMain么，我惹不起，我把main改成qMain

QtTest模块

这是涉及控制台的有一个地方。非常诡异哈，一旦启用了该模块，就会出现控制台，还很难去掉。在Qt程序弹出CMD窗口 一文中我们讨论了这个问题，并给出一个能工作但很不优雅的方案。这儿我试图告诉大家问题原因及根本解决方法。

启用QtTest 有两种方法：

CONFIG += qtestlib

或

QT += testlib
前者

前者直接配置CONFIG，我们直接去看qtestlib.prf文件（你知道的，在$$QTDIR/mkspecs/features/目录下）就行了：

CONFIG += console
qtAddLibrary(QtTest)

文件内容很短，只有两行：

  • 第一行：强制设置了console链接子系统
  • 第二行：设置头文件路径和库文件(这是必须的哈)

注意：如果你不想要控制台，去掉这儿的第一行就可以啦。

后者

QT += testlib 是 CONFIG += QT 的细化，我们需要查看 qt.prf 文件(文件长，摘取片段)：

for(QTLIB, $$list($$lower($$unique(QT)))) {
   DEFINES *= $$upper(QT_$${QTLIB}_LIB)
   isEqual(QTLIB, testlib):qlib = QtTest
   isEqual(QTLIB, testlib):CONFIG += console
   qtAddLibrary($$qlib)

除了多定义了一个QT_TESTLIB_LIB宏外，和完全前者一样。使用该方式是，如果不想要控制台，直接注释掉console这行即可。

注意：此处也解释了 qmake之CONFIG与QT 一文中的问题。

from邮件列表

我们知道：

  • 非windows平台下，没有链接子系统的问题。一个程序，在控制台中启动时，就是一个控制台程序，程序可以直接输出数据到控制台。在窗口系统双击启动时，则不出现控制台。
  • 在windows下，则区分这两个东西，所以我们同样需要对两个debug和release分别设置。

废话写了这么多了，看点有意思的，前些天，Qt-interest 邮件列表中，Graeme Gill 在对控制台是否出现的控制上，有个新的想法：让windows下的程序和unix下有同样的行为。

只需要在main函数开始加入如下代码(需要头文件windows.h)：

#ifdef Q_WS_WIN
    {
        BOOL (WINAPI *AttachConsole)(DWORD dwProcessId);
        *(FARPROC *)&AttachConsole =
          GetProcAddress(LoadLibraryA("kernel32.dll"), "AttachConsole");

            if (AttachConsole != NULL && AttachConsole(((DWORD)-1))) {
                if (_fileno(stdout) == -1)
                    freopen("CONOUT$","wb",stdout);
                if (_fileno(stderr) == -1)
                    freopen("CONOUT$","wb",stderr);
                if (_fileno(stdin) == -1)
                    freopen("CONIN$","rb",stdin);
            }
    }
#endif // Q_WS_WIN

很有意思哈，只要检测到在console下运行，则链接上标准输入、标准输出、标准出错。

作者：dbzhang800

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