堆结构体
/*整个结构体中的成员在32位机中大小为8字节,64位机中大小为16字节*/
struct malloc_chunk {
/* mchunk_prev_size表示上一个堆块的大小,在上一个堆块未free之前是没有作用的*/
INTERNAL_SIZE_T mchunk_prev_size;
/* mchunk_size表示当前堆块的大小,由内存补齐机制使得最低几位被忽略了,但是他们最低的几位有特殊的表示:
PREV_INUSE:表示最低位,当为1时,表示上一个上一个堆块在使用(0x10-0x80恒为1)
IS_MMAPPED:倒数第二位,判断是否为mmap产生的chunk。
NON_MAIN_ARENA:倒数第三位,判断当前chunk是否被thread_arena管理
*/
INTERNAL_SIZE_T mchunk_size;
struct malloc_chunk* fd; /* 只在free chunk时有用*/
struct malloc_chunk* bk;
/* 只有释放大于0x400时有用,large bin */
struct malloc_chunk* fd_nextsize; /* double links -- used only if free. */
struct malloc_chunk* bk_nextsize;
};
Top chunk:是指第一次malloc时,由sbrk或mmap申请的内存块,系统会给Top chunk一块特别大的空间,在下一次分配内存时只需要在Top chunk上进行切割不需要重新使用sbrk或mmap再次申请。
NOTE:在前一个堆块为释放的前提下,mchunk_prev_size,是共享的。glibc为了省内存会将下一个堆块的mchunk_prev_size给当前堆块使用。
例如:分配0x18则会分配0x20的内存。
- fastbin 的prevsize为0 previnuse为1
认识arena
arena是用来管理bin链的
arena分为main arena和thread arena两种;
由sbrk创建的chunk属于main arena,(主线程arena)
由mmap创建的chunk属于thread arena,(子线程arena)
main arena 与thread arena创建的堆的地址不同(在gdb下使用vmmap查看的heap是属于main arena的,)
认识bin
系统根据不同的大小的chunk,将bin分为了四类Fast bin,Small bin, Unsorted bin,Large bin.
其中Fast bin 有十个
其余的bins共128个
struct malloc_state
{
/* Serialize access. */
__libc_lock_define (, mutex); //0x4
/* Flags (formerly in max_fast). */
int flags; //0x8
/* Set if the fastbin chunks contain recently inserted free blocks. */
/* Note this is a bool but not all targets support atomics on booleans. */
int have_fastchunks; //0x4
/* Fastbins */
mfastbinptr fastbinsY[NFASTBINS]; //fastbin 的管理头 10个 // 0x10
/* Base of the topmost chunk -- not otherwise kept in a bin */
mchunkptr top; // 0x60 96
/* The remainder from the most recent split of a small request */
mchunkptr last_remainder;
/* Normal bins packed as described above */
mchunkptr bins[NBINS * 2 - 2];// #define NBINS 128 乘2是因为main arena 有两个指针fd 与 bk
/* Bitmap of bins */
unsigned int binmap[BINMAPSIZE];
/* Linked list */
struct malloc_state *next;
/* Linked list for free arenas. Access to this field is serialized
by free_list_lock in arena.c. */
struct malloc_state *next_free;
/* Number of threads attached to this arena. 0 if the arena is on
the free list. Access to this field is serialized by
free_list_lock in arena.c. */
INTERNAL_SIZE_T attached_threads;
/* Memory allocated from the system in this arena. */
INTERNAL_SIZE_T system_mem;
INTERNAL_SIZE_T max_system_mem;
}
当分配内存大于0x400时,malloc_consolidate 会整理fastbin ,将能合并的fastbin 合并 一起放入到unsorted bin 然后在unsorted上进行malloc条件比较,若满足条件则切割,否则去别的bin链查找符合大小的堆块,在都不符合的情况下从Top chunk上切割。
在unsoreted bin malloc的最后,会将unsorted bin上的堆块进行整理,并放入到对应的bin链中
Top chunk
Top chunk是第一次malloc时创建的一个非常大的堆块。当Top chunk的大小不能满足当前堆块的大小,则会重新分配Top chunk的大小,以前的Top chunk会被放进 Unsorted bin中整理分类。
- 这是自己的理解与总结,若有不对的地方请指出!