您所谈论的是嵌入式世界中所知为“裸机”应用程序。这在ARM Cortex-M3等设备上非常常见，例如用于借记卡验证器或交互玩具，因为它们没有足够的内存或能力来运行完整的操作系统。因此，您需要获取一个“ARM bare-metal”编译器，将应用程序编译为在没有操作系统的ARM处理器上运行。 （我使用ARM而不是x86作为示例，因为现在x86裸机应用程序真的很少见。）
正如您的问题和其他答案所述，您的应用程序将需要执行一些操作，否则这些操作将由操作系统负责。
首先，它需要初始化内存系统、中断向量和各种其他板块信息。通常，这是裸机编译器会为您完成的，但如果您有一个奇怪的板子，您可能需要告诉它如何进行初始化。这将使得从开机到您的main（）函数开始的过程顺利进行。
然后，您需要与CPU和RAM之外的东西进行交互。操作系统包括各种功能，用于执行此操作 - 磁盘I / O，屏幕输出，键盘和鼠标输入，网络等等。没有操作系统，您必须从其他地方获取这些功能。您可能会从硬件制造商的库中获取其中一部分;例如，我最近使用的板子有一个40x200像素的LED屏幕，并带有一个代码库，用于打开它并在上面设置单个像素值。还有几家公司出售实现TCP / IP堆栈和诸如此类的库，用于进行网络或其他操作。
例如，请考虑即使是基本的printf也变得困难。当您有操作系统时，printf只向操作系统发送一个消息，该消息指示“将此字符串放在控制台上”，操作系统找到控制台上的当前光标位置，并完成所有内容以确定要更改哪些像素以及要使用哪些CPU指令来更改这些像素，以此来实现。
哦，我们提到了吗？你首先必须弄清楚如何将程序加载到CPU中。一台典型的计算机有一小块可编程ROM，当它启动时会从中加载指令。在x86上，这就是BIOS，通常已经包含一个方便的程序，可以启动CPU、设置显示器、查找磁盘并从磁盘中加载程序。在嵌入式系统中，这通常是您的程序所在的位置，这意味着您需要某种方式将程序放在那里。通常，这意味着您有一个名为“调试器”的设备，它物理连接到您的嵌入式板上，负责加载程序，并且还可以执行一些操作，使您能够暂停处理器并确定其状态，以便您可以像在计算机上运行软件调试器一样逐步执行程序。但我跑题了。
无论如何，回答你的第二个问题，你要创建的可执行文件是存储在嵌入式板子上的ROM中的东西，或者你只能将其中一部分存储在ROM中（毕竟它非常小），并将其余部分存储在闪存驱动器中，而在ROM中的那一部分将包括获取闪存驱动器上其余部分的指令。它可能被存储为主计算机上的一个文件（也就是你创建它的Linux或Windows计算机），但这只是为了存储，它不会在那里运行。
你会注意到，当你有很多这些库在一起时，它们做了操作系统的相当一部分工作，而且在库堆和真正的操作系统之间有一种空间。在那个空间里，有一个叫做RTOS（"实时操作系统"）的东西。其中较小的那些实际上只是一些库的集合，它们一起工作来完成所有操作系统的事情，有时还包括一些可以同时运行多个线程的东西（然后你可以让不同的线程像不同的程序一样运行） - 尽管所有这些都编译成相同的编译“程序”，RTOS实际上只是你已经包含的库。较大的RTOS开始将代码存储在不同的位置，并且我认为其中一些甚至可以从磁盘加载代码片段 - 就像Windows和Linux运行程序时所做的那样。这是一种连续的过程，而不是非此即彼的关系。
FreeRTOS系统是一个开源的实时操作系统，属于较小型的RTOS空间，如果你对此比较感兴趣，可以去看看。他们有一些x86应用程序的示例，这将让你了解什么样的x86系统可以运行裸机或基于RTOS的程序以及如何编译可在其上运行的程序; 链接在这里: http://www.freertos.org/a00090.html#186。
