一、引言
本文介紹運行時庫實現的功能，你會看到在main函數執行之前都做了什么。先來理解以下代碼：
#include <stdio.h>
void init(void) __attribute__((constructor));
void init(void){
printf(“before enter main!\n”);
}
void exit_func(void){
printf(“after leave main!\n”);
}
int main(void){
int *m = malloc(5, sizeof(int));
atexit(exit_fun);
printf(“hello world!\n”);
}
void init(void) __attribute__((constructor));
void init(void){
printf(“before enter main!\n”);
}
void exit_func(void){
printf(“after leave main!\n”);
}
int main(void){
int *m = malloc(5, sizeof(int));
atexit(exit_fun);
printf(“hello world!\n”);
}
思考：
1 程序的運行結果是？
2進入main之前做了哪些操作，如果進入main？
3 如何支持printf函數？
4 退出main之后做了什么事情？
5 如何MALLOC和FREE等堆操作？
6 程序會造成內存泄露嗎？
7 等等
二、運行時庫概述
任何一個C/C++程序，它的背后都有一套龐大的代碼來進行支撐，以使得該程序能夠正常運行。這套代碼至少包括入口函數，及其依賴的函數所構成的函數集合。當然，它還應該包括各種標准函數（如字符串，數學運算等）的實現。一般的程序運行過程如下：
1.操作系統創建進程后，把控制權交給程序的入口函數（gcc –e (_startEntryPoint)）, 這個函數往往是運行時庫的某個入口函數。
glibc 的入口函數是_start,
msvc(vc6.0)是mainCRTStartup
2. 入口函數對運行庫和程序運行環境進行初始化，包括堆，I/O，線程，全局變量構造（constructor）等。
3. 調用MAIN函數，正式開始執行程序主體。
4. 執行MAIN完畢，返回入口函數，進行清理工作，包括全局變量析構，堆銷毀，關閉I/O等，然后進行系統調用介紹進程
三、運行時庫主要功能模塊
1.啟動與退出，包括入口函數及其依賴函數
2.標准函數，C語言標准規定的標准函數
3.I/O，I/O功能的封裝和實現，如提供PRINT
4.堆，堆的封裝和實現
5.調試支持等
四、程序詳細運行過程
以下分析默認為WINDOWS靜態鏈接過程。
1. 程序執行前裝載器會把用戶的參數和環境變量壓入棧，接着操作系統把控制權交給mainCRTStartup入口函數。
用戶的參數：對應
int main(int argc,char *argv[])
環境變量：系統公用數據，系統搜索路徑等等。
程序需要獲取用戶參數和環境變量均是 從棧上獲取，需要理解棧幀的概念。
2. 初始化和OS版本相關的全局變量
3. 初始化堆，每個進程都有屬於自己的堆。它是一次性從系統中申請一塊比較大的虛擬空間（實際需要時（如malloc）才會映射到物理頁），以后在進程中由庫的堆管理算法來維護這個堆。當堆不夠用時再繼續申請一塊大的虛擬空間繼續分配。 可見，並非程序每次malloc都會調用系統API（API調用比較耗時，涉及到用戶態到內核態的上下文切換），效率比較高.
堆相關操作：
HeapCreate:創建一個堆，最終會調用virtualAlloc()系統API函數去創建堆。
HeapAlloc: malloc會調用該函數
HeapFree: free會調用該函數
HeapDestroy：摧毀一個堆
4. I/O初始化，繼承父進程打開文件表。可見，子進程是可以訪問父進程打開的文件。
如果父進程沒有打開標准的輸入輸出，該進程會初始化標准輸入輸出。即初始化以下指針變量：
stdin,stdout,stderr.
它們都是FILE類型指針。
在linux和windows中，打開文件對應於操作一個內核對象，其處於內核態，因此用戶態是不能直接操作該內核對象的。用戶只能操作與內核對象相關聯的FILE結構指針。
對應關系是：
Printf其實是調用stdout指針在屏幕上輸出
#define printf(args…) fprintf(stdout, ##args)
Args…表示變長輸入參數。用以下四個宏根據棧來獲取。
Va_list、Va_start、Va_arg、Va_end
5. 獲取命令行參數和環境變量
6.
初始化C庫的一些數據
7. 全局變量構造，如各個全局類對象的構造函數調用和標記 __attribute__((constructor))屬性的各個函數。它們都應該在進入main前進行調用。
需要運行時庫和C/C++編譯器、連接器的配合才能實現這個功能。
1）編譯器編譯某個.cpp（設為main.cpp）文件時，會將所有的構造函數實現作為一個整體放到.init段，把析構函數實現放到.finit段，然后在.ctors段放置.init段的地址（該地址即是該文件的各個構造函數的總入口）。
2）運行時庫有一個庫是crtbegin.o，它的.ctors段放置的內容為-1，ctrend.o,它的.ctors段放置的內容也是-1。
3）用鏈接器進行連接:ld crtbegin.o main.o crtend.o一定要按這種順序，否則出錯。鏈接后的.ELF文件是將以上各個文件的.init/.finit/.ctors等段分別合並。當然.data/.text段也會相應合並。
全局變量構造時即是遍歷.ctors段的內容，從-1（crtbegin.o）開始，再到-1(crtend.o)結束，中間每四個字節即是各個文件的構造入口函數指針，如果非0，即進行調用。
8. 注冊析構函數
為了支持C++類的析構函數，和標記 __attribute__((deconstructor))屬性的各個函數在main之后會被調用，而且是按構造的相反順序進行調用，同樣需要編譯器和鏈接器以及運行時庫的支持，原理跟構造相仿。只是為了逆序，使用了atexit注冊各個虛構函數，注冊時在鏈表頭插入鏈接，main退出以后也從鏈表頭開始獲取鏈表函數，並進行調用。
9. 執行函數主體。
調用main函數執行，等待返回。
在這里可以用到之前已經初始化的各種資源，如I/O, 堆申請釋放等等
10. 調用析構函數
11. 釋放堆
12. 釋放其他資源
13 調用exit系統API退出進程
五、回答引言的問題。
1. 參考以上分析， 程序的打印結果是：
before enter main!
hello world!
after leave main!
2. 程序並不會產生系統內存泄漏。進程退出，其會摧毀整個堆。所謂內存泄露是指在進程的運行中，不恰當、不合理地申請內存，但沒有釋放內存。