如何在 free() 中检查 diabolical wild free？

Question

这个情况我有一个测试：

 // 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

我现在可以使用空闲列表来检查第二个 free() 调用，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对同一个对象多次调用free()，但这是正确的执行

//正确执行应该不会报错

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();
 }

那么如何在free()实现中检查无效指针？

Answer 1

您可以使用 xfree 宏进行测试（假设您的程序还没有 free(NULL):

#if MY_DEBUG
#define xfree(p) ((void) ((p) ? (free(p), (p) = 0) : (fprintf(stderr, "double free\n"), exit(1), (void *) 0)))
#else
#define xfree(p)  free(p)
#endif

Answer 2

实际上，检查此类事情的最佳方法是使用 valgrind 运行它。您可以尝试创建自己的 framework/macros，但通常最好将运行包含在 valgrind 下作为定期测试过程的一部分。

Answer 3

让我们假设我们忽略了由 b 指向的对象边界之外的读取和写入导致的明显未定义行为，并且您的预期目的是编写或测试应该是的 C 库能够诊断在 b.

上对 free() 的两次调用的错误

这是错误的原因是 malloc 和 free 的典型实现会将 free() 的内存作为链表放入空闲内存列表中。作为一种节省内存的方法，刚刚 free() 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，在第一个 free() 调用之后，空闲列表中的某些其他节点可能指向由 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，可能导致另一个节点指向它。空闲列表将被视为已损坏。由于 malloc() 从空闲列表中删除数据，因此在空闲列表中出现两次相同的节点将是一个严重的问题。

有几种方法可以 "catch" 这个问题。一种可能性是将空闲列表实现为查找树，该查找树将自己的内存用于指向返回到 free() 的内存的节点。这允许对 free() 的第二次调用注意到 b 已经在树中。因此，检测到对 free() 的双重调用，并可以相应地进行标记。

如何在 free() 中检查 diabolical wild free？

How check diabolical wild free in free()?

c

c++

memory