CTF-PWN-堆-【前置知识】

CTF-PWN-堆

堆
- 申请堆块
- main_areana
- brk&sbrk函数
- malloc
- free
- free后
- top chunk

堆

由malloc alloc realloc 函数分配
chunk的前指的是地址低的，chunk的高指的是地址高的

申请堆块

ptmalloc2堆管理器：通俗的讲就是相当于一个”中间商”，在程序想要申请向系统申请堆空间时，这里的 ptmalloc2 就会申请一块很大的空间，然后把用户真正的空间部分分配给用户。

main_areana

main_arena 其实就是 ptmalloc2 堆管理器通过与操作系统内核进行交互申请到的(比自己所要申请的大)

牢牢记住

malloc得到的内存地址为user data部分（参数为0 为系统允许堆的最小内存块为负数会对于无符号数会贼大所以可能失败）
presize字段：前一地址chunk被free则记录前一个chunk大小（包括chunk头）若没有被free则可用被前一个chunk存储数据。通过pre_size字段来获取上一个chunk的大小及地址（空间复用：当一个chunk没有被free时，它的下一个chunk的prev_size可以被当前chunk使用。prev_size已经有值时，下一个chunk被free了，prev_size不会被清掉。如果是已经free掉的了，他的pre_size也能被前一个chunk使用）

size字段：当前堆块大小（chunk头+userdata）大小必须是2SIZE_SZ的整数倍，若不是
当请求为小于2SIZE_SZ时此时分配2SIZE_SZ
当请求大于2SIZE_SZ的n倍却小于2SIZE_SZ的n倍+SIZE_SZ时，分配2SIZE_SZ的n倍
当请求大于2SIZE_SZ的n倍+SIZE_SZ却小于2SIZE_SZ的（n+1）倍时，分配2*SIZE_SZ的（n+1）倍
有点四舍五入的感觉

该字段的底三位对chunk大小没影响（因为size大小2*SIZE_SZ的整数倍）
倒数第三位A：no_main_arena:0表示为主线程分配的 1为非主线程分配的
倒数第二位M：is_mapped：1从mmap 0为heap
倒数第一位P：prev_inuse：0为上一个chunk被free 1为没有被free
64位最小：16+8+8 size：16+8+8+1
32位最小：8+4+4 size：8+4+4+1

user data字段：64位最小：16
32位最小：8

brk&sbrk函数

start_brk和brk，他们分别表示堆块的开始地址和结束地址
初始时
如果开启ALSR：start_brk和brk相同且为数据段末尾后
如果没开启ALSR：start_brk和brk相同切为数据段末尾后随即偏移处
sbrk函数
定义：传参0时可以获取当前brk指针的值，传参num时可以将当前brk指针的值增加拓展num字节(传参整数是增加，传参负数是减少)
返回值：若成功，brk()会返回0，否则返回-1。
brk函数
定义：可以改变brk指针内存储的地址（即堆结束地址，又叫堆顶），传参多少就把brk设置为多少
返回值：若成功，brk()会返回0，否则返回-1。

malloc

malloc一方面会检查malloc的参数在负数范围内不得大于-2*MINSIZE且top_size的值减去分配的chunk的size大小的值大于MINSIZE （MINSIZE是最小的chunk的size大小）
malloc接受数值会经过下列转化：
(((req) + SIZE_SZ + MALLOC_ALIGN_MASK < MINSIZE) ? MINSIZE: ((req) + SIZE_SZ + MALLOC_ALIGN_MASK) & ！ MALLOC_ALIGN_MASK

一个三目运算符 a？b ：c
reg为malloc传入的参数，SIZE_SZ和操作系统位数有关 32位为4，64位为8位。MALLOC_ALIGN_MASK也与操作系统位数有关，32位为7，64位为15.最后的值为size大小（不包括标志位）（除了malloc参数小于8和16,size大小一律为0x10和0x20）