MSVC CRT运行库启动代码分析

来源：互联网发布：炉石传说淘宝金币账号编辑：程序博客网时间：2024/05/07 04:33

在程序进入main/WinMain函数之前，需要先进行C运行库的初始化操作，通过在Visual Studio中调试，通过栈回溯可以找到位于crt0.c中的_tmainCRTStartup函数，这个函数负责进行一些初始化操作，_tmainCRTStartup的上一层调用来自kernel32.dll。这里简单分析一下crt0.c的代码。

实际上，C运行库代码又有两个版本，如果是静态编译的话代码位于crt0.c之中，如果是动态编译的话代码位于crtexe.c之中，这里可以通过项目属性的“配置属性”——“C/C++”——“代码生成”——“运行库”的MT和MD进行设置。

根据工程的类型的不同（Win32工程和Console工程），以及工程编码的不同（Unicode与多字节），实际的入口函数会有四种不同的可能，_tmainCRTStartup被设置为一个红，根据工程的设置，实际的名字选取其中的一种：

#ifdef _WINMAIN_ #ifdef WPRFLAG#define _tmainCRTStartup    wWinMainCRTStartup#else  /* WPRFLAG */#define _tmainCRTStartup    WinMainCRTStartup#endif  /* WPRFLAG */ #else  /* _WINMAIN_ */ #ifdef WPRFLAG#define _tmainCRTStartup    wmainCRTStartup#else  /* WPRFLAG */#define _tmainCRTStartup    mainCRTStartup#endif  /* WPRFLAG */ #endif  /* _WINMAIN_ */

_tmainCRTStartup实际上是__tmainCRTStartup的一个包装函数，在调用后者之前，对cookie进行了初始化操作，如果设置了/GS选项的话，在函数调用过程中，建立栈帧的时候会设置一个cookie，函数返回之前会校验cookie是否一致，简单的判断是否发出缓冲区溢出。

int_tmainCRTStartup(        void        ){        __security_init_cookie();         return __tmainCRTStartup();}

我的测试环境是Visual Studio 2010，__tmainCRTStartup函数的代码感觉和VC6的还是有一定差距的，《C++反汇编与逆向分析》和《程序员的自我修养》都是以VC6的代码作为例子讲解的。__tmainCRTStartup的基本流程为：堆初始化、多线程初始化、IO初始化、命令行参数解析、环境变量参数解析、全局数据和浮点数寄存器初始化、main函数调用、返回。分析如下：

int__tmainCRTStartup(         void         ){        int initret;        int mainret=0;        int managedapp;#ifdef _WINMAIN_        _TUCHAR *lpszCommandLine;        STARTUPINFOW StartupInfo;         GetStartupInfoW( &StartupInfo );#endif  /* _WINMAIN_ */ #ifdef _M_IX86        // 对于32位程序，设置为如果检测到堆败坏则则自动结束进程        // 64位程序默认就设置了这个行为        if (!_NoHeapEnableTerminationOnCorruption)        {            HeapSetInformation(NULL, HeapEnableTerminationOnCorruption, NULL, 0);        }#endif  /* _M_IX86 */         // 检测PE头中的标志        managedapp = check_managed_app();        // ======================================================        // 堆初始化操作        // 对于32位程序而言，_heap_init通过CreateHeap创建一个堆        // ======================================================        if ( !_heap_init() )                /* initialize heap */            fast_error_exit(_RT_HEAPINIT);  /* write message and die */        // 初始化多线程环境，暂时不做分析        if( !_mtinit() )                    /* initialize multi-thread */            fast_error_exit(_RT_THREAD);    /* write message and die */         _CrtSetCheckCount(TRUE); #ifdef _RTC        _RTC_Initialize();#endif  /* _RTC */         __try {            // I/O初始化，暂时不做分析            if ( _ioinit() < 0 )            /* initialize lowio */                _amsg_exit(_RT_LOWIOINIT);            // 获取命令行参数            /* get wide cmd line info */            _tcmdln = (_TSCHAR *)GetCommandLineT();            // 获取环境变量参数            _tenvptr = (_TSCHAR *)GetEnvironmentStringsT();            // 解析并设置命令行参数            if ( _tsetargv() < 0 )                _amsg_exit(_RT_SPACEARG);            // 解析并设置环境变量参数            if ( _tsetenvp() < 0 )                _amsg_exit(_RT_SPACEENV);            // 初始化全局数据和浮点寄存器            initret = _cinit(TRUE);                  /* do C data initialize */            if (initret != 0)                _amsg_exit(initret);            // 进入(w)WinMain或者(w)main函数#ifdef _WINMAIN_            lpszCommandLine = _twincmdln();            mainret = _tWinMain( (HINSTANCE)&__ImageBase,                                 NULL,                                 lpszCommandLine,                                 StartupInfo.dwFlags & STARTF_USESHOWWINDOW                                      ? StartupInfo.wShowWindow                                      : SW_SHOWDEFAULT                                );#else  /* _WINMAIN_ */            _tinitenv = _tenviron;            mainret = _tmain(__argc, _targv, _tenviron);#endif  /* _WINMAIN_ */             if ( !managedapp )                exit(mainret);             _cexit();         }        // 异常处理        __except ( _XcptFilter(GetExceptionCode(), GetExceptionInformation()) )        {            /*             * Should never reach here             */             mainret = GetExceptionCode();             if ( !managedapp )                _exit(mainret);             _c_exit();         } /* end of try - except */         return mainret;}

首先进行浮点寄存器初始化操作，之后进行C语言数据初始化和C++数据初始化。_initterm_e函数和_initterm函数的代码差不多，差别不过是一个返回void，一个返回int。

typedef void (__cdecl *_PVFV)(void); void __cdecl _initterm (    _PVFV * pfbegin,    _PVFV * pfend    ){    while ( pfbegin < pfend )    {        if ( *pfbegin != NULL )            (**pfbegin)();        ++pfbegin;    }}

_PVFV是一个函数指针类型，_initterm就是遍历pfbegin到pfend（不包括pfend）之间不为NULL的函数指针并进行调用。C++全局类的构造函数就是在这个地方进行调用的，编译器会对注册函数进行预处理，填充到pfbegin和pfend之间的指针。在调用函数的时候，进行了两次解引用操作：(**pfbegin)()。这里只解引用一次就够了，或者如果你愿意，解引用N次也行：(***************pfbegin)()。对于C++全局类，调用(**pfbegin)()在调用构造函数的同时，通过atexit函数对析构函数进行了注册，使得在main返回之后析构函数能够调用：

int __cdecl atexit (_PVFV func){return (_onexit((_onexit_t)func) == NULL) ? -1 : 0;}

析构函数的调用将程序退出之前：

void __cdecl exit (int code){doexit(code, 0, 0); /* full term, kill process */} static void __cdecl doexit (int code,int quick,int retcaller){// ......部分代码省略_initterm(__xp_a, __xp_z); // ......部分代码省略_initterm(__xt_a, __xt_z); // ......部分代码省略__crtExitProcess(code); // ......部分代码省略}

可以看到，还是通过调用_initterm来执行析构函数相关的代码。

关于函数指针解引用，由编译器隐式转换成指向函数的指针。所以无论进行多少次解引用都可以，不解引用也可以。

#include <stdio.h> typedef void (__cdecl *FN)(void); void TestFun(){printf("TestFun()\n");} int main(int argc, char **argv){FN pFn = reinterpret_cast<FN>(TestFun);printf("%08X\n", pFn);printf("%08X\n", *pFn);printf("%08X\n", **pFn);pFn();    // 不解引用，直接使用函数指针 return 0;}

输出如下：

0 0