Malloc碎碎念

Posted 2020-06-14

（以前为给同学分享写的点东西，很基础。）现在的比赛中堆溢出非常常见，对于glibc下malloc的理解也要深入一些。

malloc_chunk的对齐属性

在glibc中，malloc_chunk以 2*sizeof(size_t)对齐，在32位系统中以8字节对齐，在64位系统中一般以16字节对齐。Malloc_chunk的定义如下：

    既然malloc_chunk以2*sizeof(size_t)对齐，那么malloc返回给用户的指针数值也是以2*sizeof(size_t)对齐。

Glibc中最小的chunk是多大呢？

最小的chunk需要保证能放下prev_size、size、fd以及bk字段并保证对齐。在32位系统中，即16字节，在64位系统中，一般为32字节。在64位系统中也可能定义INTERNAL_SIZE_T也即size_t为4字节，这种情况下最小的chunk位24字节。如下：

Fastbin里有多少bin呢？

    将上面的宏计算出来，会发现NFASTBINS为10，不论32位系统还是64位系统。

Fastbin里chunk的大小范围呢？

    在32位系统中，fastbin里相邻的两个bin大小差距8个字节；在64位系统中，则是差距16个字节。

    既然有10个fastbin，在32位系统中，fastbin的chunk的范围是从16，24，32，...，88字节吗？不对！在malloc_init_state函数中，会将fastbin最大的chunk设置为64，并没有达到88。

    因此，在32位系统中，fastbin里chunk的大小范围从16到64；在64位系统中，fastbin里chunk的大小范围从32到128。

Small bins里chunk大小范围？有多少bins？

    在32位系统中，small bins里的chunk大小从16到504字节；在64位系统中，small bins里的chunk大小从32到1016字节。

    根据small bins里的chunk大小范围以及每个chunk递增的大小得知，small bins里有62个bin。

怎么根据p=malloc(m)里的m来判断分配多大的chunk呢？

    将申请的内存大小加上每个chunk的overhead，也就是chunk结构体里的size字段。然后对齐，就是需要分配的chunk的大小。

    举个例子：

    在64位系统中，确定chunk的大小为0x88+0x8=0x90。所以每一次申请，都会分配一个大小为0x90的chunk。

    返回的一个chunk大小为0x90，除了pre_size和size，还剩下0x80大小的区域，你会想"什么？我申请了0x88的大小，却返回了一个0x80大小的内存？"其实这些chunk都是虚拟出来的，正常情况下可以使用的内存包括下一个chunk的pre_size字段，所以申请了0x88的大小，还是可以使用到0x88大小的内存的。