c++ - 如何检查 free() 中的 diabolical wild free ？

Question

关闭。此题需要 details or clarity 。目前不接受答案。

---

想要改进这个问题吗？通过 editing this post 添加详细信息并澄清问题.

已关闭 8 年前。

Improve this question

我对这种情况进行了测试:

 // Diabolical wild free #2.

int main() {
 char* a = (char*) my_malloc(200);
 char* b = (char*) my_malloc(50);
 char* c = (char*) my_malloc(200);
 char* p = (char*) my_malloc(3000);
 (void) a, (void) c;
 memcpy(p, b - 200, 450);
 my_free(b);
 memcpy(b - 200, p, 450);
 my_free(b);
 m61_printstatistics();
}

预期结果:

//! MEMORY BUG: invalid free of pointer

现在我们可以使用空闲列表来检查第二个 free()打电话，但是

1) 第二个 free()调用，释放另一个对象，因为 memcpy(b - 200, p, 450)

2)在这种情况下我们也多次调用free()在同一个对象上，但这是正确的执行

//正确执行不应该报错。

int main() {
 for (int i = 0; i < 10; ++i)
 {
     int* ptr = (int*) my_malloc(sizeof(int) * 10);
     for (int j = 0; j < 10; ++j)
     {
         ptr[i] = i;
     }
     my_free(ptr);
 }
 m61_printstatistics();
 }

那么如何检查 free() 中无效的空闲指针实现？

Answer 1

假设我们忽略了由于读写超出 b 指向的对象边界而导致的明显未定义行为，并且您的预期目的是编写或测试一个 C 库，该库应该能够诊断 b 上两次调用 free() 的错误。

这是一个错误的原因是 malloc 和 free 的典型实现会将 free() 的内存放入空闲内存中列表作为链接列表。作为节省内存的一种方式，刚刚释放的内存本身被重新用作空闲列表数据结构的节点对象。因此，在第一次 free() 调用之后，空闲列表中的某些其他节点可能会指向由 b 表示的内存。在第二次调用 free() 时，b 的节点将再次插入到列表中，可能会导致另一个节点指向它。空闲列表将被视为已损坏。由于 malloc() 会从空闲列表中删除数据，因此同一节点在空闲列表中出现两次将是一个严重的问题。

有几种方法可以“捕获”该问题。一种可能性是将空闲列表实现为查找树，该查找树使用自己的内存作为指向返回到 free() 的内存的节点。这允许第二次调用 free() 来注意到 b 已经在树中。因此，可以检测到对 free() 的双重调用，并可以相应地进行标记。