malloc实现。 指向下一个块的指针在哪里？
我想了解glibc中的malloc实现是如何工作的。 根据malloc的源代码（glibc 2.23中的malloc.c），空闲内存块具有以下结构。
chunk-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Size of previous chunk |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
`head:' | Size of chunk, in bytes |P|
mem-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Forward pointer to next chunk in list |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Back pointer to previous chunk in list |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Unused space (may be 0 bytes long) .
. .
. |
nextchunk-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
`foot:' | Size of chunk, in bytes |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
通常我们应该能够在gnu调试器（gdb）中看到这个结构。 所以我写了下面的程序。 该程序分配6个大小为64字节的内存块。 每个块都充满了memset，所以我们可以很容易地在gdb中查看相应的块。 由于块1,3和6被释放，它们应该具有上述结构。 由于在它们之间分配了块，所以释放的块不能整合，因此它们通过每个块中的指针组织在双链表中。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void to_jump();
int main(int argc, char **argv){
char *b1, *b2, *b3, *b4, *b5, *b6;
//allocate 6 chunks of memory
b1 = malloc(64);
b2 = malloc(64);
b3 = malloc(64);
b4 = malloc(64);
b5 = malloc(64);
b6 = malloc(64);
memset(b1, 'B', 64);
memset(b2, 'C', 64);
memset(b3, 'D', 64);
memset(b5, 'E', 64);
memset(b6, 'F', 64);
//free chunks 1,3 and 6
free(b1);
free(b3);
free(b6);
strcpy(b4, argv[1]); // <-- set breakpoint here
//exploit this line
free(b4);
free(b5);
free(b2);
}
void to_jump(){
printf("Exploited");
}
当我在gdb中启动程序并在行strcpy(b4, argv[1]);设置一个断点时strcpy(b4, argv[1]); 我们应该能够看到释放的块被组织在一个双链表中。 但是gdb的输出如下所示：
gdb-peda$ p b1
$11 = 0x602010 ""
gdb-peda$ x/62xg 0x602000
0x602000: 0x0000000000000000 0x0000000000000051
0x602010: 0x0000000000000000 0x4242424242424242 |
0x602020: 0x4242424242424242 0x4242424242424242 | b1 (freed)
0x602030: 0x4242424242424242 0x4242424242424242 |
0x602040: 0x4242424242424242 0x4242424242424242 |
0x602050: 0x0000000000000000 0x0000000000000051
0x602060: 0x4343434343434343 0x4343434343434343 |
0x602070: 0x4343434343434343 0x4343434343434343 | b2 (allocated)
0x602080: 0x4343434343434343 0x4343434343434343 |
0x602090: 0x4343434343434343 0x4343434343434343 |
0x6020a0: 0x0000000000000000 0x0000000000000051
0x6020b0: 0x0000000000602000 0x4444444444444444 | 0x602000 is pointing to b1 (previous freed block)
0x6020c0: 0x4444444444444444 0x4444444444444444 | b3 (freed)
0x6020d0: 0x4444444444444444 0x4444444444444444 |
0x6020e0: 0x4444444444444444 0x4444444444444444 |
0x6020f0: 0x0000000000000000 0x0000000000000051
0x602100: 0x0000000000000000 0x0000000000000000 |
0x602110: 0x0000000000000000 0x0000000000000000 | b4 (will be filled trough strcpy(b4, argv[1]);
0x602120: 0x0000000000000000 0x0000000000000000 |
0x602130: 0x0000000000000000 0x0000000000000000 |
0x602140: 0x0000000000000000 0x0000000000000051
0x602150: 0x4545454545454545 0x4545454545454545 |
0x602160: 0x4545454545454545 0x4545454545454545 | b5 (allocated)
0x602170: 0x4545454545454545 0x4545454545454545 |
0x602180: 0x4545454545454545 0x4545454545454545 |
0x602190: 0x0000000000000000 0x0000000000000051
0x6021a0: 0x00000000006020a0 0x4646464646464646 | 0x6020a0 is pointing to b3 (previous freed block)
0x6021b0: 0x4646464646464646 0x4646464646464646 | b6 (freed)
0x6021c0: 0x4646464646464646 0x4646464646464646 |
0x6021d0: 0x4646464646464646 0x4646464646464646 |
0x6021e0: 0x0000000000000000 0x0000000000020e21
在这个输出中，我们可以看到释放的块和指向先前释放块的返回指针（请参阅输出右侧的注释）。 但是前向指针和前一个块的大小在哪里？
从security.stackexchange交叉发布
根据要释放的块的大小，块被保存在不同类型的箱（链表）中：
如果您有兴趣了解这些垃圾箱的维护情况，建议您查看源代码。 但是在所有这些箱子中共同的是这些清单是双重联系的。 所以你的假设是正确的，你应该已经在释放的块中找到了前向和后向指针（也可能是之前的大小域）
然而，还有另一种称为fastbin的特殊垃圾箱。 体积非常小的块（通常在16到80个字节之间，但在不同版本中可能略有不同）保留在这些仓库中。 与常规垃圾箱不同，这些垃圾箱是单独连接的。 根据它们的大小将它们保存在适当的fastbin中（每个bin包含相同大小的块）。 不必遍历列表，可以按LIFO顺序添加和删除块，从而加快性能。 与常规块不同，相邻的fastbin块不会被合并（这当然会导致碎片化，但会使速度更快）。 这也意味着你不需要前面块的大小。
程序中的块也可能是这些斋戒之一的一部分。 因此，看看你的期望，尝试分配和释放更大尺寸的内存。
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