参考链接:https://ctf-wiki.github.io/ctf-wiki/pwn/linux/glibc-heap/implementation/basic-zh/#__comments
unlink 用来将一个双向链表(只存储空闲的 chunk)中的一个元素取出来,可能在其他地方使用。
(1)malloc
(2)free
(3)malloc_consolidate
(4)realloc
前向扩展,合并物理相邻高地址空闲 chunk(除了 top chunk)
由于 unlink 使用非常频繁,因此 unlink 被实现了一个宏:
/* Take a chunk off a bin list */
// unlink p
#define unlink(AV, P, BK, FD) { \
// 由于 P 已经在双向链表中,所以有两个地方记录其大小,所以检查一下其大小是否一致。
if (__builtin_expect (chunksize(P) != prev_size (next_chunk(P)), 0)) \
malloc_printerr ("corrupted size vs. prev_size"); \
FD = P->fd; \
BK = P->bk; \
// 防止攻击者简单篡改空闲的 chunk 的 fd 与 bk 来实现任意写的效果。
if (__builtin_expect (FD->bk != P || BK->fd != P, 0)) \
malloc_printerr (check_action, "corrupted double-linked list", P, AV); \
else { \
FD->bk = BK; \
BK->fd = FD; \
// 下面主要考虑 P 对应的 nextsize 双向链表的修改
if (!in_smallbin_range (chunksize_nomask (P)) \
// 如果P->fd_nextsize为 NULL,表明 P 未插入到 nextsize 链表中。
// 那么其实也就没有必要对 nextsize 字段进行修改了。
// 这里没有去判断 bk_nextsize 字段,可能会出问题。
&& __builtin_expect (P->fd_nextsize != NULL, 0)) { \
// 类似于小的 chunk 的检查思路
if (__builtin_expect (P->fd_nextsize->bk_nextsize != P, 0) \
|| __builtin_expect (P->bk_nextsize->fd_nextsize != P, 0)) \
malloc_printerr (check_action, \
"corrupted double-linked list (not small)", \
P, AV); \
// 这里说明 P 已经在 nextsize 链表中了。
// 如果 FD 没有在 nextsize 链表中
if (FD->fd_nextsize == NULL) { \
// 如果 nextsize 串起来的双链表只有 P 本身,那就直接拿走 P
// 令 FD 为 nextsize 串起来的
if (P->fd_nextsize == P) \
FD->fd_nextsize = FD->bk_nextsize = FD; \
else { \
// 否则我们需要将 FD 插入到 nextsize 形成的双链表中
FD->fd_nextsize = P->fd_nextsize; \
FD->bk_nextsize = P->bk_nextsize; \
P->fd_nextsize->bk_nextsize = FD; \
P->bk_nextsize->fd_nextsize = FD; \
} \
} else { \
// 如果在的话,直接拿走即可
P->fd_nextsize->bk_nextsize = P->bk_nextsize; \
P->bk_nextsize->fd_nextsize = P->fd_nextsize; \
} \
} \
} \
}
这里以 small bin 的 unlink 为例子介绍一下,对于 large bin 的 unlink, 与其类似,只是多个 nextsize的处理。
可以看出:P最后的fd 和 bk 指针并没有发生变化。但是当我们去遍历整个双向链表时,已经遍历不到对应的链表了。
这一点没有变化还是有用处的,因为我们有时候可以使用这个方法来泄露地址:
libc 地址
P 位于双向链表头部,bk 泄露
P 位于双向链表尾部,fd 泄露
双向链表只包含一个空闲 chunk 时,P 位于双向链表中,fd 和 bk 均可泄露
堆地址,双向链表包含多个空闲 chunk
P 位于双向链表头部,fd 泄露
P 位于双向链表中,fd 和 bk 均可泄露
P 位于双向链表尾部,bk 泄露
注意:
这里的头部指的是 bin 的 fd 指向的 chunk, 即双向链表中最新加入的 chunk
这里的尾部指的是 bin 的 bk 指向的 chunk, 即双向链表中最先加入的 chunk
同时,无论是 fd bk 还是 fd_nextsize, bk_nextsize,程序都会检测 fd 和 bk 是否满足对应的要求
// fd bk
if (__builtin_expect (FD->bk != P || BK->fd != P, 0)) \
malloc_printerr (check_action, "corrupted double-linked list", P, AV); \
// next_size related
if (__builtin_expect (P->fd_nextsize->bk_nextsize != P, 0) \
|| __builtin_expect (P->bk_nextsize->fd_nextsize != P, 0)) \
malloc_printerr (check_action, \
"corrupted double-linked list (not small)", \
P, AV);
注意:
堆的第一个 chunk 所记录的 prev_inuse 位默认为1.
当 glibc malloc 检测到错误时,会调用 malloc_printerr 函数
static void malloc_printerr(const char *str) {
__libc_message(do_abort, "%s\n", str);
__builtin_unreachable();
}
主要会调用 __libc_message 来执行 abort 函数,如下:
if ((action & do_abort)) {
if ((action & do_backtrace))
BEFORE_ABORT(do_abort, written, fd);
/* Kill the application. */
abort();
}
在 abort 函数中,在 glic 还是 2.23 版本时,会 fflush stream.
/* Flush all streams. We cannot close them now because the user
might have registered a handler for SIGABRT. */
if (stage == 1)
{
++stage;
fflush (NULL);
}