1.5.8 glibc malloc

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glibc

glibc 即 GNU C Library，是为 GNU 操作系统开发的一个 C 标准库。glibc 主要由两部分组成，一部分是头文件，位于 /usr/include；另一部分是库的二进制文件。二进制文件部分主要是 C 语言标准库，有动态和静态两个版本，动态版本位于 /lib/libc.so.6，静态版本位于 /usr/lib/libc.a。

这一章中，我们将阅读分析 glibc 的源码，下面先把它下载下来，并切换到我们需要的版本：

$ git clone git://sourceware.org/git/glibc.git
$ cd glibc
$ git checkout --track -b local_glibc-2.23 origin/release/2.23/master

下面来编译它，首先修改配置文件 Makeconfig，将 -Werror 注释掉，这样可以避免高版本 GCC（v8.1.0） 将警告当做错误处理：

$ cat Makeconfig | grep -i werror | grep warn
+gccwarn += #-Werror

接下来需要打上一个 patch：

$ cat regexp.patch
diff --git a/misc/regexp.c b/misc/regexp.c
index 19d76c0..9017bc1 100644
--- a/misc/regexp.c
+++ b/misc/regexp.c
@@ -29,14 +29,17 @@

 #if SHLIB_COMPAT (libc, GLIBC_2_0, GLIBC_2_23)

-/* Define the variables used for the interface.  */
-char *loc1;
-char *loc2;
+#include <stdlib.h>    /* Get NULL.  */
+
+/* Define the variables used for the interface.  Avoid .symver on common
+   symbol, which just creates a new common symbol, not an alias.  */
+char *loc1 = NULL;
+char *loc2 = NULL;
 compat_symbol (libc, loc1, loc1, GLIBC_2_0);
 compat_symbol (libc, loc2, loc2, GLIBC_2_0);

 /* Although we do not support the use we define this variable as well.  */
-char *locs;
+char *locs = NULL;
 compat_symbol (libc, locs, locs, GLIBC_2_0);
$ patch misc/regexp.c regexp.patch

然后就可以编译了：

$ mkdir build && cd build
$ ../configure --prefix=/usr/local/glibc-2.23
$ make -j4 && sudo make install

如果我们想要在编译程序时指定 libc，可以像这样：

$ gcc -L/usr/local/glibc-2.23/lib -Wl,--rpath=/usr/local/glibc-2.23/lib -Wl,-I/usr/local/glibc-2.23/lib/ld-2.23.so test.c
$ ldd a.out
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffcc76b0000)
        libc.so.6 => /usr/local/glibc-2.23/lib/libc.so.6 (0x00007f6abd578000)
        /usr/local/glibc-2.23/lib/ld-2.23.so => /usr/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f6abdb1c000)

然后如果希望在调试时指定 libc 的源文件，可以使用 gdb 命令 directory，但是这种方法的缺点是不能解析子目录，所以推荐使用下面的命令在启动时加载：

gdb `find ~/path/to/glibc/source -type d -printf '-d %p '` ./a.out

malloc.c

下面我们先分析 glibc 2.23 版本的源码，它是 Ubuntu16.04 的默认版本，在 pwn 中也最常见。然后，我们再探讨新版本的 glibc 中所加入的漏洞缓解机制。

相关结构

堆块结构

• Allocated Chunk

• Free Chunk

• Top Chunk

Bins 结构

• Fast Bins

• Small Bins

• Large Bins

• Unsorted Bins

Arena 结构

分配函数

_int_malloc()

释放函数

_int_free()

重分配函数

_int_realloc()

参考资料

• The GNU C Library (glibc)

• glibc manual