C C 執行時庫堆記憶體分析

3. _crtheap堆

4. 靜態crt庫帶來的影響

5. 總結

在c/c++語言中，我們知道記憶體分為這幾種：

程式全域性變數記憶體。

棧記憶體。

堆記憶體。

其中堆記憶體就是通過malloc(new)來分配的記憶體，本文我們來**一下堆記憶體的分配過程。

對記憶體的使用非常簡單，如下就可以正常使用：

int
* p =
(int*)
malloc
(sizeof
(int))
;*p =
100;
free
(p);

malloc就是從堆上面分配記憶體，我們看下這個分配記憶體的原理。

void
* __cdecl _nh_malloc (
size_t size,
int nhflag
)}void
* __cdecl malloc (
size_t size
)

分配記憶體的時候，是從_crtheap堆中分配指定大小的記憶體（heapalloc( _crtheap, 0, size )）。

void __cdecl free (
void
* pblock
)

釋放記憶體的時候，使用heapfree(_crtheap, 0, pblock);釋放記憶體。

預設情況下，malloc，free都使用_crtheap堆，這個堆的操作函式如下：

int __cdecl _heap_init (
void
)void __cdecl _heap_term (
void
)

這個**在crt執行時庫下面，也就是說，當這個crt執行時庫載入的時候，就會呼叫_heap_init,例如乙個dll載入的時候，就會初始化crt執行時庫

0 :000 > kb # childebp retaddr args to child 00010f 4da4 75a5feb5 00001002 00000000 00000000 ntdll!rtlcreateheap 01010f 4dc8 75c15371 00000000 00001000 00000000 kernelbase!heapcreate+ 0x45 02010f 4ddc 75c05ffa 00000001 85cdc24e 75c05b00 msvcrt!_heap_init+ 0x1b 03010f 4f28 75c05b29 010f 4f48 010f 4f54 77501d36 msvcrt!_core_crt_dll_init+ 0xa7 04010f 4f34 77501d36 75bd0000 00000001 00000000 msvcrt!__crtdll_init+ 0x13 05010f 4f54 774c5558 75c05b00 75bd0000 00000001 ntdll!ldrxcallinitroutine+ 0x16 06010f 4fa0 774d3edf 00000001 00000000 bdf09388 ntdll!ldrpcallinitroutine+ 0x51

有時候，為了減少可執行檔案帶來的crt執行時庫依賴，我們直接將可執行的crt庫鏈結為靜態庫，這樣的話，對於這個可執行檔案的載入，都會執行msvcrt!_heap_init來初始化執行時庫的堆，很多情況下，這個是可以正常使用的，但是對於如下這種情況，將會帶來問題，而且這種問題不是很容易察覺。

例如場景：

乙個可執行的exe直接執行。

執行的過程載入乙個dll，並呼叫dll的匯出介面。

這個是乙個非常場景的功能，對於windows下面的所有程式，都依賴dll，所以上述操作普通到所有可行性檔案的執行流程。

現在我們假設dll的**如下（為了簡單，這裡只呼叫釋放記憶體）：

extern_c
void 
__declspec
(dllexport)
myfree
( lpvoid buffer
)

在exe中，我們**如下（分配記憶體，然後提交給dll釋放）

int
freetest()
freelibrary
(hdll);}
std::cout <<
"hello world"
<< std::endl;
return0;
}

我們執行乙個這個**，預設情況下：

hello world

執行正常。

但是如果我們設定一下dlltest.dll為multi-threaded debug (/mtd)，再次執行

出現堆崩潰了。

這個是什麼原因呢？因為：

exe中有乙個crt的堆（_crtheap·）。

由於dll是靜態鏈結crt庫，所以dll中也需要自己的crt的堆（_crtheap·）。

pvoid buffer = malloc(1000);在exe的堆中分配記憶體。

free(buffer);從dll的堆中釋放記憶體。

釋放過程由於堆不匹配，直接崩潰。

例如針對：pvoid buffer = malloc(1000);和free(buffer)反彙編**為：

這裡的malloc是來自執行時庫ucrtbased!malloc的。

這裡的釋放介面來自dlltest!free靜態鏈結到本可執行檔案中了。

從兩個對比圖可以看到，兩個呼叫操作不同的，所以裡面的全域性變數肯定不同，_crtheap也就不同了。

如果是動態鏈結crt,exe和dll都使用同乙個crt執行時dll，所以堆使用的也是同乙個_crtheap，可以正常執行。

對於上述的例子，你獲取會覺得很扯淡，因為我根本不會在我的乙個模組中（dll或者exe）中分配記憶體，然後在另外乙個模組中釋放。

在乙個模組中呼叫另外乙個模組的介面。

傳遞stl物件作為引數。

這種情況就很可能會出現問題了，因為stl底層會釋放或者分配記憶體，而且很多人會忽略這種情況。

因此，凡是涉及到在乙個模組中分配記憶體，在另外乙個模組中釋放記憶體的操作要盡量避免。

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