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A u r Y 1 n s B l o g A u r Y 1 n 如 果 有 一 天 我 变 得 很 有 钱 C T F P w n X 0 R i S E A L 目 录 笔 记 1 H e a p 1 堆 基 础 W P 0 暂 无 内 容 开 发 0 暂 无 内 容 笔 记 · H e a p 堆 基 础 笔 记 取 自 于 P o l a r C T F 入 门 系 列 讲 座 — — P W N 篇 堆 基 础 前 置 知 识 c h u n k 分 为 ： m m a p _ c h u n k ， t o p _ c h u n k ， a l l o c _ c h u n k ， f r e e _ c h u n k p r e v _ s i z e 的 后 三 位 为 标 记 位 ， A 标 记 是 否 不 属 于 m a i n _ a r e n a ， M 位 标 记 是 否 是 m m a p 申 请 的 c h u n k ， P 标 识 前 一 个 c h u n k 是 否 处 于 释 放 状 态 若 标 记 为 1 ， 则 正 在 使 用 ； 若 标 记 为 0 ， 则 处 于 释 放 状 态 p r e v _ s i z e 表 示 前 一 个 c h u n k 的 大 小 ， s i z e 表 示 当 前 c h u n k 的 大 小 若 当 前 c h u n k 处 于 释 放 状 态 ， 则 f d 指 向 后 一 个 空 闲 的 c h u n k ， b k 指 向 前 一 个 空 闲 的 c h u n k 图 中 ， 从 f d 开 始 向 下 属 于 用 户 区 域 3 2 位 c h u n k 的 最 小 大 小 为 0 x 1 0 ， 6 4 位 c h u n k 的 最 小 大 小 为 0 x 2 0 ， 至 少 需 要 包 含 p r e v _ s i z e ， s i z e ， f d ， b k + + + + | c h u n k _ h e a d e r | | p r e v _ s i z e | A | M | P | | + + + + | s i z e | + + + + | u s e r _ s p a c e | | f d | + + + + | b k | + + | f d _ n e x t s i z e | + + | b k _ n e x t s i z e | + + | . . . | + + f a s t b i n 首 个 对 应 大 小 的 c h u n k 保 存 在 m a l l o c _ s t a t e 结 构 体 的 f a s t b i n Y 数 组 中 后 续 对 应 大 小 的 c h u n k 以 单 链 表 形 式 进 行 存 储 ， 由 f d 进 行 链 接 f a s t b i n Y 数 组 默 认 大 小 为 7 个 ， 范 围 为 0 x 2 0 ~ 0 x 8 0 ， 其 最 大 大 小 由 g l o b a l _ m a x _ f a s t 控 制 f a s t b i n 采 取 先 进 后 出 的 规 则 在 3 2 位 系 统 下 ， f a s t b i n 管 理 的 c h u n k 大 小 范 围 是 从 1 6 字 节 到 6 4 字 节 在 6 4 位 系 统 下 ， f a s t b i n 管 理 的 c h u n k 大 小 范 围 是 从 3 2 字 节 到 1 2 8 字 节 u n s o r t e d b i n u n s o r t e d b i n 只 有 一 个 ， 他 是 s m a l l b i n 和 l a r g e b i n 的 缓 冲 区 u n s o r t e d b i n 是 双 链 表 结 构 ， 采 取 先 进 先 出 的 规 则 ， 只 有 一 个 数 组 加 入 t c a c h e 机 制 前 ， u n s o r t e d b i n 用 于 回 收 超 出 f a s t b i n 大 小 的 c h u n k 加 入 t c a c h e 后 ， u n s o r t e d b i n 用 于 回 收 超 出 t c a c h e 最 大 大 小 的 c h u n k 若 某 一 c h u n k 申 请 的 大 小 是 8 结 尾 ， 则 会 借 用 下 一 个 c h u n k 的 p r e v _ s i z e 例 如 m a l l o c ( 0 x 1 8 ) 的 c h u n k 大 小 为 0 x 1 8 + 0 x 1 0 ( 头 部 ) 0 x 8 + 1 = 0 x 2 1 s m a l l b i n s m a l l _ b i n 中 的 c h u n k 通 过 双 链 表 进 行 链 接 ， 范 围 是 0 x 2 0 ~ 0 x 4 0 0 s m a l l b i n 采 取 先 进 先 出 规 则 单 个 s m a l l _ b i n 链 接 大 小 相 同 的 c h u n k b i n s 数 组 存 储 s m a l l b i n 链 时 ： 第 一 个 s m a l l b i n 链 中 c h u n k 的 大 小 为 3 2 字 节 ， 后 续 每 个 s m a l l b i n 中 c h u n k 的 大 小 依 次 增 长 两 个 字 长 （ 3 2 位 相 差 8 字 节 ， 6 4 位 相 差 1 6 字 节 ） l a r g e b i n l a r g e b i n 保 存 大 于 0 x 4 0 0 大 小 的 c h u n k l a r g e b i n 链 接 方 式 比 较 特 殊 ， f d 指 向 前 一 个 大 小 相 同 的 c h u n k ， b k 指 向 后 一 个 大 小 相 同 的 c h u n k f d _ n e x t s i z e 比 他 小 的 最 大 c h u n k ， b k _ n e x t s i z e 比 他 大 的 最 小 的 c h u n k l a r g e b i n 分 为 6 组 ， 每 组 包 含 一 个 范 围 大 小 的 c h u n k ， 第 六 组 最 大 包 含 无 限 大 的 c h u n k t c a c h e b i n t c a c h e 是 g l i b c 2 . 2 6 之 后 新 加 入 的 机 制 ， 默 认 大 小 范 围 为 0 x 2 0 ~ 0 x 4 0 0 （ 高 版 本 为 0 x 4 1 0 ） t c a c h e 是 优 先 于 f a s t b i n 的 c h u n k 缓 冲 区 通 过 n e x t 指 针 相 连 接 ， n e x t 指 针 指 向 f d 的 位 置 ， 也 就 是 说 t c a c h e 实 际 上 用 过 f d 形 成 的 单 链 表 进 行 链 接 t c a c h e 默 认 大 小 为 6 4 个 ， 每 个 链 表 最 多 链 接 7 个 ， 其 余 的 将 被 放 进 u n s o r t e d b i n 或 者 f a s t b i n 中 前 置 知 识 3 2 位 模 式 下 它 是 一 个 4 G B 的 内 存 地 址 块 用 户 栈 都 是 向 低 地 址 增 长 堆 都 是 向 高 地 址 扩 展 R a n d o m 这 些 随 机 值 目 的 是 防 止 恶 意 程 序 ， 这 是 一 种 安 全 机 制 A S L R ， 主 要 防 止 缓 冲 区 溢 出 攻 击 + + | K e r n e l s p a c e | | U s e r c o d e C A N N O T r e a d f r o m n o r w r i t e t o t h e s e a d d r e s s e s , | | d o i n g s o r e s u l t s i n a S e g m e n t a t i o n F a u l t | + + 0 x c 0 0 0 0 0 0 0 = = T A S K _ S I Z E | | R a n d o m s t a c k o f f s e t + + | S t a c k | | ( g r o w s d o w n ) | R L I M I T _ S T A C K | ↓ | + + | | R a n d o m m m a p o f f s e t + + | M e m o r y M a p p i n g S e g m e n t | | F i l e m a p p i n g s ( i n c l u d i n g d y n a m i c l i b r a r i e s ) a n d a n o n y m o u s | | m a p p i n g s . E x a m p l e : / l i b / l i b c . s o | | ↓ | + + | | p r o g r a m b r e a k + + b r k | ↑ | | H e a p | + + s t a r t _ b r k | | R a n d o m b r k o f f s e t + + | B S S s e g m e n t | | U n i n i t i a l i z e d s t a t i c v a r i a b l e s , f i l l e d w i t h z e r o s . | | E x a m p l e : s t a t i c c h a r * u s e r N a m e ; | + + e n d _ d a t a | D a t a s e g m e n t | | S t a t i c v a r i a b l e s i n i t i a l i z e d b y t h e p r o g r a m m e r . | | E x a m p l e : s t a t i c c h a r * g o n z o = G o d s o w n p r o t o t y p e ; | + + s t a r t _ d a t a | T e x t s e g m e n t ( E L F ) | e n d _ c o d e | S t o r e s t h e b i n a r y i m a g e o f t h e p r o c e s s ( e . g . , / b i n / g o n z o ) | + + 0 x 0 8 0 4 8 0 0 0 | | + + 0 p t m a l l o c 响 应 用 户 内 存 分 配 g l i b c 根 据 申 请 堆 块 的 大 小 ， 各 个 b i n 的 状 态 ， 及 相 应 堆 块 大 小 的 通 常 使 用 频 度 ， 进 行 分 配 ： f a s t b i n （ 大 小 相 同 ） s m a l l b i n （ 大 小 相 同 ） u n s o r t e d b i n （ 大 小 相 同 ） l a r g e b i n （ 最 小 满 足 ） b i n s （ 最 小 满 足 ） t o p c h u n k （ 大 小 相 同 ） 系 统 函 数 分 配 p t m a l l o c 响 应 用 户 内 存 回 收 f r e e 将 用 户 暂 时 不 用 的 c h u n k 回 收 给 堆 管 理 器 ， 在 合 适 的 条 件 下 会 返 还 给 操 作 系 统 判 断 是 否 是 m m a p e d c h u n k ， 若 是 直 接 解 出 映 射 f a s t b i n 或 者 t c a c h e b i n 在 条 件 满 足 时 ， 会 与 物 理 相 邻 的 c h u n k 合 并 ， 按 大 小 分 别 放 入 s m a l l b i n 及 l a r g e b i n 常 用 命 令 记 录 h e a p b i n s x / 4 0 g x

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