[glibc] malloc - 2

circular doubly linked list

fastbin을 제외한 나머지 bins는 circular doubly linked list 구조를 사용한다.

fastbin range에 속하지 않는 chunk일 경우, chunk 하나만 ``c free()``해도 ``bash <main_arena+88>(unsorted bin-8)``을 가리키는 `` fd/bk``가 생성된다.

* fastbin은 `` main_arena``를 가리키지 않으며 두 개를 ``c free()``해야 첫 번째 free'd chunk에 `` fd``가 생성된다.

Note) `` fd/bk``가 가리키는 곳이 그대로 다음 `` fd/bk``가 아니라, `` mchunkptr``이다. 그래서 `` +8`` 해주어야 다음 `` fd/bk``가 나온다. 

`` fd/bk``가 가리키는 곳인 ``bash <main_arena+88>``에 `` +8``을 더해줘야 unsorted bin이다.

* 여기서 ``bash <main_arena+88>``는 `` top ptr``이며 따라서 ``c top ptr + 8``은 ``c unsorted bin( bins[0] )``이다.

```c

free(0x6020f0) // top chunk 아닌 small chunk.

0x602030:       0x0000000000000000      0x0000000000000091

0x602040:       0x00007ffff7dd37b8      0x00007ffff7dd37b8

gdb-peda$ x/4x 0x7ffff7dd37b8

0x7ffff7dd37b8 <main_arena+88> : 0x0000000000602100 [top ptr]  0x0000000000000000 [last_remainder]

0x7ffff7dd37c8 <main_arena+104>: 0x0000000000602030 [fd]       0x0000000000602030 [bk]

```

* ``c av->last_remainder``는 small request가 들어왔을 때 이를 처리하기 위해 split하는 경우, split하고 이후 남은 부분을 가리킨다.

arena structure

2.25 arena.c's _heap_info

```c

typedef struct _heap_info

{

  mstate ar_ptr; /* Arena for this heap. */

  struct _heap_info *prev;

  size_t size;

  size_t mprotect_size;

  char pad[-6 * SIZE_SZ & MALLOC_ALIGN_MASK];

} heap_info;

```

``c mstate``는 ``c malloc_state``다.

2.25 malloc_state

```c

struct malloc_state

{

  __libc_lock_define (, mutex);

  int flags;

  mfastbinptr fastbinsY[NFASTBINS];

  mchunkptr top;

  mchunkptr last_remainder;

  mchunkptr bins[NBINS * 2 - 2];

  unsigned int binmap[BINMAPSIZE];

  struct malloc_state *next;

  struct malloc_state *next_free;

  INTERNAL_SIZE_T attached_threads;

  INTERNAL_SIZE_T system_mem;    // _int_free's next size check

  INTERNAL_SIZE_T max_system_mem;

};

```

Note)

1. libc 버전에 따라 `` main_arena`` symbol이 없을 수 있다. ( 64bit 2.23, 32bit libc.so에는 없다. )
2. ``c _int_free()``에서 next size check 시 사용하는 ``c av->system_mem``이 arena에 있기 때문에, fake arena 등을 사용하는 경우 주의해야 한다.
3. libc 버전마다 구조체 멤버가 조금씩 다르다.

그래서 항상 ``bash <main_arena+88>``이 `` top ptr``인 것은 아니다.