68.1 CRT(win32)

程序一开始就从main()函数执行的？事实并非如此。如果我们用IDA或者HIEW打开一个可执行文件，我们可以看到OEP（Original Entry Point）指向了其它代码块。这些代码做了一些维护和准备工作之后再把控制流交给我们的代码。这就是所谓的startup-code或叫CRT code(C RunTime)。

main()函数通过一个数组接收命令行传递过来的参数，环境变量与此类似。通常情况下，传递一个字符串到程序之后，CRT code会用空格来分割它们。CRT code同样也准备了一个envp来存放环境变量。如果是GUI版本的win32程序，入口函数需要使用WinMain()来代替main()函数，它也有自己的参数。

  1. int CALLBACK WinMain(
  2.     _In_ HINSTANCE hInstance,
  3.     _In_ HINSTANCE hPrevInstance,
  4.     _In_ LPSTR lpCmdLine,
  5.     _In_ int nCmdShow
  6. );

CRT code同样会准备好它所需要的所有参数。

此外，main()函数的返回值是它的退出码。CRT code将它作为ExitProcess()的参数。

通常，每个编译器都有它自己的CRT code。

下面是MSVC 2008特有的CRT code。

  1. ___tmainCRTStartup proc near
  3. var_24 = dword ptr -24h
  4. var_20 = dword ptr -20h
  5. var_1C = dword ptr -1Ch
  6. ms_exc = CPPEH_RECORD ptr -18h
  8.     push 14h
  9.     push offset stru_4092D0
  10.     call __SEH_prolog4
  11.     mov eax, 5A4Dh
  12.     cmp ds:400000h, ax
  13.     jnz short loc_401096
  14.     mov eax, ds:40003Ch
  15.     cmp dword ptr [eax+400000h], 4550h
  16.     jnz short loc_401096
  17.     mov ecx, 10Bh
  18.     cmp [eax+400018h], cx
  19.     jnz short loc_401096
  20.     cmp dword ptr [eax+400074h], 0Eh
  21.     jbe short loc_401096
  22.     xor ecx, ecx
  23.     cmp [eax+4000E8h], ecx
  24.     setnz cl
  25.     mov [ebp+var_1C], ecx
  26.     jmp short loc_40109A
  29. loc_401096: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+18
  30.             ; ___tmainCRTStartup+29 ...
  31.     and [ebp+var_1C], 0
  33. loc_40109A: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+50
  34.     push 1
  35.     call __heap_init
  36.     pop ecx
  37.     test eax, eax
  38.     jnz short loc_4010AE
  39.     push 1Ch
  40.     call _fast_error_exit
  41.     pop ecx
  43. loc_4010AE: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+60
  44.     call __mtinit
  45.     test eax, eax
  46.     jnz short loc_4010BF
  47.     push 10h
  48.     call _fast_error_exit
  49.     pop ecx
  51. loc_4010BF: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+71
  52.     call sub_401F2B
  53.     and [ebp+ms_exc.disabled], 0
  54.     call __ioinit
  55.     test eax, eax
  56.     jge short loc_4010D9
  57.     push 1Bh
  58.     call __amsg_exit
  59.     pop ecx
  61. loc_4010D9: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+8B
  62.     call ds:GetCommandLineA
  63.     mov dword_40B7F8, eax
  64.     call ___crtGetEnvironmentStringsA
  65.     mov dword_40AC60, eax
  66.     call __setargv
  67.     test eax, eax
  68.     jge short loc_4010FF
  69.     push 8
  70.     call __amsg_exit
  71.     pop ecx
  73. loc_4010FF: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+B1
  74.     call __setenvp
  75.     test eax, eax
  76.     jge short loc_401110
  77.     push 9
  78.     call __amsg_exit
  79.     pop ecx
  81. loc_401110: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+C2
  82.     push 1
  83.     call __cinit
  84.     pop ecx
  85.     test eax, eax
  86.     jz short loc_401123
  87.     push eax
  88.     call __amsg_exit
  89.     pop ecx
  90. loc_401123: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+D6
  91.     mov eax, envp
  92.     mov dword_40AC80, eax
  93.     push eax ; envp
  94.     push argv ; argv
  95.     push argc ; argc
  96.     call _main
  97.     add esp, 0Ch
  98.     mov [ebp+var_20], eax
  99.     cmp [ebp+var_1C], 0
  100.     jnz short $LN28
  101.     push eax ; uExitCode
  102.     call $LN32
  104. $LN28: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+105
  105.     call __cexit
  106.     jmp short loc_401186
  109. $LN27: ; DATA XREF: .rdata:stru_4092D0
  110.     mov eax, [ebp+ms_exc.exc_ptr] ; Exception filter 0 for function 401044
  111.     mov ecx, [eax]
  112.     mov ecx, [ecx]
  113.     mov [ebp+var_24], ecx
  114.     push eax
  115.     push ecx
  116.     call __XcptFilter
  117.     pop ecx
  118.     pop ecx
  120. $LN24:
  121.     retn
  123. $LN14: ; DATA XREF: .rdata:stru_4092D0
  124.     mov esp, [ebp+ms_exc.old_esp] ; Exception handler 0 for function 401044
  125.     mov eax, [ebp+var_24]
  126.     mov [ebp+var_20], eax
  127.     cmp [ebp+var_1C], 0
  128.     jnz short $LN29
  129.     push eax ; int
  130.     call __exit
  132. $LN29: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+135
  133.     call __c_exit
  135. loc_401186: ; CODE XREF: ___tmainCRTStartup+112
  136.     mov [ebp+ms_exc.disabled], 0FFFFFFFEh
  137.     mov eax, [ebp+var_20]
  138.     call __SEH_epilog4
  139.     retn

在这里我们看到代码调用了GetCommandLineA()，setargv()和setenvp()去填充argc，argv，envp全局变量。

最后，使用这些参数去调用main()函数。

有些函数调用了与自身类似的函数，如heap_init()，ioinit()。

如果你尝试在CRT code代码中使用malloc()，它将异常退出下面的错误：

  1. runtime error R6030
  2. - CRT not initialized

在C++中，全局对象的初始化也同样发生在main()函数执行之前的CRT：51.4.1。

main()函数的返回值传给cexit()或$LN32，后者调用doexit()。

能否摆脱CRT？这个当然，如果你知道你在做什么的话。

MSVC的链接器可以通过/ENTRY选项设置入口函数。

  1. #include <windows.h>
  2. int main()
  3. {
  4.     MessageBox (NULL, "hello, world", "caption", MB_OK);
  5. };

让我们用MSVC 2008来编译它。

  1. cl no_crt.c user32.lib /link /entry:main

我们可以获得一个大小为2560字节的runnable.exe。它有一个PE头，调用MessageBox的指令，数据段中有两串字符串，而MessageBox函数导入自user32.DLL。

这个程序能够正常运行，但你不能在main()函数里面使用WinMain()的四个参数。准确点来说你能，但是这些参数并没有在执行的时候准备好。

  1. cl no_crt.c user32.lib /link /entry:main /align:16

它会报一个链接警告：

  1. LINK : warning LNK4108: /ALIGN specified without /DRIVER; image may not run

我们可以获得一个720字节的exe文件。它可以在Windows 7 x86上正常运行，但是没办法在x64上运行（当你运行它的时候会将先是一条错误信息）。更多的优化可能可以提高执行效率，但如你所见，很快就出现了兼容问题。