hacktricks/src/binary-exploitation/libc-heap/heap-memory-functions/malloc-and-sysmalloc.md

# malloc & sysmalloc

{{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}}

## Підсумок порядку виділення <a href="#libc_malloc" id="libc_malloc"></a>

(У цьому підсумку не пояснюються перевірки, і деякі випадки були опущені для стислості)

1. `__libc_malloc` намагається отримати шматок з tcache, якщо ні, викликає `_int_malloc`
2. `_int_malloc` :
1. Намагається створити арену, якщо її немає
2. Якщо є шматок з швидкого біну правильного розміру, використовуйте його
1. Заповніть tcache іншими швидкими шматками
3. Якщо є шматок з малого біну правильного розміру, використовуйте його
1. Заповніть tcache іншими шматками цього розміру
4. Якщо запитуваний розмір не для малих бінів, об'єднайте швидкий бін в неупорядкований бін
5. Перевірте неупорядкований бін, використовуйте перший шматок з достатнім місцем
1. Якщо знайдений шматок більший, розділіть його, щоб повернути частину, і додайте залишок назад до неупорядкованого біна
2. Якщо шматок того ж розміру, що й запитуваний, використовуйте його для заповнення tcache замість повернення (поки tcache не заповниться, потім поверніть наступний)
3. Для кожного перевіреного шматка меншого розміру покладіть його в його відповідний малий або великий бін
6. Перевірте великий бін за індексом запитуваного розміру
1. Почніть шукати з першого шматка, який більший за запитуваний розмір, якщо знайдеться, поверніть його і додайте залишки до малого біна
7. Перевірте великі біни з наступних індексів до кінця
1. З наступного більшого індексу перевірте наявність будь-якого шматка, розділіть перший знайдений шматок, щоб використовувати його для запитуваного розміру, і додайте залишок до неупорядкованого біна
8. Якщо нічого не знайдено в попередніх бінах, отримайте шматок з верхнього шматка
9. Якщо верхній шматок не був достатньо великим, збільшіть його за допомогою `sysmalloc`

## \_\_libc_malloc <a href="#libc_malloc" id="libc_malloc"></a>

Функція `malloc` насправді викликає `__libc_malloc`. Ця функція перевірить tcache, щоб дізнатися, чи є доступний шматок бажаного розміру. Якщо є, вона його використає, а якщо ні, перевірить, чи це однопотокова програма, і в цьому випадку викличе `_int_malloc` в основній арені, а якщо ні, викличе `_int_malloc` в арені потоку.

<details>

<summary>__libc_malloc код</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/master/malloc/malloc.c

#if IS_IN (libc)
void *
__libc_malloc (size_t bytes)
{
mstate ar_ptr;
void *victim;

_Static_assert (PTRDIFF_MAX <= SIZE_MAX / 2,
"PTRDIFF_MAX is not more than half of SIZE_MAX");

if (!__malloc_initialized)
ptmalloc_init ();
#if USE_TCACHE
/* int_free also calls request2size, be careful to not pad twice.  */
size_t tbytes = checked_request2size (bytes);
if (tbytes == 0)
{
__set_errno (ENOMEM);
return NULL;
}
size_t tc_idx = csize2tidx (tbytes);

MAYBE_INIT_TCACHE ();

DIAG_PUSH_NEEDS_COMMENT;
if (tc_idx < mp_.tcache_bins
&& tcache != NULL
&& tcache->counts[tc_idx] > 0)
{
victim = tcache_get (tc_idx);
return tag_new_usable (victim);
}
DIAG_POP_NEEDS_COMMENT;
#endif

if (SINGLE_THREAD_P)
{
victim = tag_new_usable (_int_malloc (&main_arena, bytes));
assert (!victim || chunk_is_mmapped (mem2chunk (victim)) ||
&main_arena == arena_for_chunk (mem2chunk (victim)));
return victim;
}

arena_get (ar_ptr, bytes);

victim = _int_malloc (ar_ptr, bytes);
/* Retry with another arena only if we were able to find a usable arena
before.  */
if (!victim && ar_ptr != NULL)
{
LIBC_PROBE (memory_malloc_retry, 1, bytes);
ar_ptr = arena_get_retry (ar_ptr, bytes);
victim = _int_malloc (ar_ptr, bytes);
}

if (ar_ptr != NULL)
__libc_lock_unlock (ar_ptr->mutex);

victim = tag_new_usable (victim);

assert (!victim || chunk_is_mmapped (mem2chunk (victim)) ||
ar_ptr == arena_for_chunk (mem2chunk (victim)));
return victim;
}
```
</details>

Зверніть увагу, що він завжди позначатиме повернений вказівник `tag_new_usable`, з коду:
```c
void *tag_new_usable (void *ptr)

Allocate a new random color and use it to color the user region of
a chunk; this may include data from the subsequent chunk's header
if tagging is sufficiently fine grained.  Returns PTR suitably
recolored for accessing the memory there.
```
## \_int_malloc <a href="#int_malloc" id="int_malloc"></a>

Це функція, яка виділяє пам'ять, використовуючи інші контейнери та верхній шматок.

- Початок

Вона починає з визначення деяких змінних і отримання реального розміру, який потрібно для запитуваного простору пам'яті:

<details>

<summary>_int_malloc початок</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L3847
static void *
_int_malloc (mstate av, size_t bytes)
{
INTERNAL_SIZE_T nb;               /* normalized request size */
unsigned int idx;                 /* associated bin index */
mbinptr bin;                      /* associated bin */

mchunkptr victim;                 /* inspected/selected chunk */
INTERNAL_SIZE_T size;             /* its size */
int victim_index;                 /* its bin index */

mchunkptr remainder;              /* remainder from a split */
unsigned long remainder_size;     /* its size */

unsigned int block;               /* bit map traverser */
unsigned int bit;                 /* bit map traverser */
unsigned int map;                 /* current word of binmap */

mchunkptr fwd;                    /* misc temp for linking */
mchunkptr bck;                    /* misc temp for linking */

#if USE_TCACHE
size_t tcache_unsorted_count;	    /* count of unsorted chunks processed */
#endif

/*
Convert request size to internal form by adding SIZE_SZ bytes
overhead plus possibly more to obtain necessary alignment and/or
to obtain a size of at least MINSIZE, the smallest allocatable
size. Also, checked_request2size returns false for request sizes
that are so large that they wrap around zero when padded and
aligned.
*/

nb = checked_request2size (bytes);
if (nb == 0)
{
__set_errno (ENOMEM);
return NULL;
}
```
</details>

### Арена

У малоймовірному випадку, якщо немає придатних арен, використовується `sysmalloc` для отримання блоку з `mmap`:

<details>

<summary>_int_malloc не арена</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L3885C3-L3893C6
/* There are no usable arenas.  Fall back to sysmalloc to get a chunk from
mmap.  */
if (__glibc_unlikely (av == NULL))
{
void *p = sysmalloc (nb, av);
if (p != NULL)
alloc_perturb (p, bytes);
return p;
}
```
</details>

### Fast Bin

Якщо потрібний розмір знаходиться в межах розмірів Fast Bins, спробуйте використати шматок з швидкого бін. В основному, на основі розміру, він знайде індекс швидкого біну, де повинні бути розташовані дійсні шматки, і, якщо такі є, поверне один з них.\
Більше того, якщо tcache увімкнено, він **заповнить tcache бін цього розміру швидкими бінами**.

Під час виконання цих дій виконуються деякі перевірки безпеки:

- Якщо шматок неправильно вирівняний: `malloc(): unaligned fastbin chunk detected 2`
- Якщо наступний шматок неправильно вирівняний: `malloc(): unaligned fastbin chunk detected`
- Якщо повернутий шматок має неправильний розмір через свій індекс у швидкому біні: `malloc(): memory corruption (fast)`
- Якщо будь-який шматок, використаний для заповнення tcache, неправильно вирівняний: `malloc(): unaligned fastbin chunk detected 3`

<details>

<summary>_int_malloc fast bin</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L3895C3-L3967C6
/*
If the size qualifies as a fastbin, first check corresponding bin.
This code is safe to execute even if av is not yet initialized, so we
can try it without checking, which saves some time on this fast path.
*/

#define REMOVE_FB(fb, victim, pp)			\
do							\
{							\
victim = pp;					\
if (victim == NULL)				\
break;						\
pp = REVEAL_PTR (victim->fd);                                     \
if (__glibc_unlikely (pp != NULL && misaligned_chunk (pp)))       \
malloc_printerr ("malloc(): unaligned fastbin chunk detected"); \
}							\
while ((pp = catomic_compare_and_exchange_val_acq (fb, pp, victim)) \
!= victim);					\

if ((unsigned long) (nb) <= (unsigned long) (get_max_fast ()))
{
idx = fastbin_index (nb);
mfastbinptr *fb = &fastbin (av, idx);
mchunkptr pp;
victim = *fb;

if (victim != NULL)
{
if (__glibc_unlikely (misaligned_chunk (victim)))
malloc_printerr ("malloc(): unaligned fastbin chunk detected 2");

if (SINGLE_THREAD_P)
*fb = REVEAL_PTR (victim->fd);
else
REMOVE_FB (fb, pp, victim);
if (__glibc_likely (victim != NULL))
{
size_t victim_idx = fastbin_index (chunksize (victim));
if (__builtin_expect (victim_idx != idx, 0))
malloc_printerr ("malloc(): memory corruption (fast)");
check_remalloced_chunk (av, victim, nb);
#if USE_TCACHE
/* While we're here, if we see other chunks of the same size,
stash them in the tcache.  */
size_t tc_idx = csize2tidx (nb);
if (tcache != NULL && tc_idx < mp_.tcache_bins)
{
mchunkptr tc_victim;

/* While bin not empty and tcache not full, copy chunks.  */
while (tcache->counts[tc_idx] < mp_.tcache_count
&& (tc_victim = *fb) != NULL)
{
if (__glibc_unlikely (misaligned_chunk (tc_victim)))
malloc_printerr ("malloc(): unaligned fastbin chunk detected 3");
if (SINGLE_THREAD_P)
*fb = REVEAL_PTR (tc_victim->fd);
else
{
REMOVE_FB (fb, pp, tc_victim);
if (__glibc_unlikely (tc_victim == NULL))
break;
}
tcache_put (tc_victim, tc_idx);
}
}
#endif
void *p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return p;
}
}
}
```
</details>

### Малий Бін

Як зазначено в коментарі, малі бінари містять один розмір на індекс, тому перевірка наявності дійсного шматка є дуже швидкою, тому після швидких бінів перевіряються малі біні.

Перша перевірка полягає в тому, щоб з'ясувати, чи може запитуваний розмір бути всередині малого біна. У цьому випадку отримайте відповідний **індекс** всередині малого біна і перевірте, чи є **будь-який доступний шматок**.

Потім виконується перевірка безпеки:

- якщо `victim->bk->fd = victim`. Щоб перевірити, що обидва шматки правильно пов'язані.

У цьому випадку шматок **отримує біт `inuse`,** подвоєний зв'язний список виправляється, тому цей шматок зникає з нього (оскільки він буде використаний), і біт не основної арени встановлюється за потреби.

Нарешті, **заповніть індекс tcache запитуваного розміру** іншими шматками всередині малого біна (якщо такі є).

<details>

<summary>_int_malloc малий бін</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L3895C3-L3967C6

/*
If a small request, check regular bin.  Since these "smallbins"
hold one size each, no searching within bins is necessary.
(For a large request, we need to wait until unsorted chunks are
processed to find best fit. But for small ones, fits are exact
anyway, so we can check now, which is faster.)
*/

if (in_smallbin_range (nb))
{
idx = smallbin_index (nb);
bin = bin_at (av, idx);

if ((victim = last (bin)) != bin)
{
bck = victim->bk;
if (__glibc_unlikely (bck->fd != victim))
malloc_printerr ("malloc(): smallbin double linked list corrupted");
set_inuse_bit_at_offset (victim, nb);
bin->bk = bck;
bck->fd = bin;

if (av != &main_arena)
set_non_main_arena (victim);
check_malloced_chunk (av, victim, nb);
#if USE_TCACHE
/* While we're here, if we see other chunks of the same size,
stash them in the tcache.  */
size_t tc_idx = csize2tidx (nb);
if (tcache != NULL && tc_idx < mp_.tcache_bins)
{
mchunkptr tc_victim;

/* While bin not empty and tcache not full, copy chunks over.  */
while (tcache->counts[tc_idx] < mp_.tcache_count
&& (tc_victim = last (bin)) != bin)
{
if (tc_victim != 0)
{
bck = tc_victim->bk;
set_inuse_bit_at_offset (tc_victim, nb);
if (av != &main_arena)
set_non_main_arena (tc_victim);
bin->bk = bck;
bck->fd = bin;

tcache_put (tc_victim, tc_idx);
}
}
}
#endif
void *p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return p;
}
}
```
</details>

### malloc_consolidate

Якщо це не маленький шматок, це великий шматок, і в цьому випадку **`malloc_consolidate`** викликається, щоб уникнути фрагментації пам'яті.

<details>

<summary>виклик malloc_consolidate</summary>
```c
/*
If this is a large request, consolidate fastbins before continuing.
While it might look excessive to kill all fastbins before
even seeing if there is space available, this avoids
fragmentation problems normally associated with fastbins.
Also, in practice, programs tend to have runs of either small or
large requests, but less often mixtures, so consolidation is not
invoked all that often in most programs. And the programs that
it is called frequently in otherwise tend to fragment.
*/

else
{
idx = largebin_index (nb);
if (atomic_load_relaxed (&av->have_fastchunks))
malloc_consolidate (av);
}

```
</details>

Функція malloc consolidate в основному видаляє шматки з швидкого бін і поміщає їх у несортований бін. Після наступного malloc ці шматки будуть організовані у свої відповідні маленькі/швидкі біни.

Зверніть увагу, що якщо під час видалення цих шматків вони виявляються з попередніми або наступними шматками, які не використовуються, вони будуть **непов'язані та об'єднані** перед тим, як помістити фінальний шматок у **несортований** бін.

Для кожного шматка швидкого біна виконується кілька перевірок безпеки:

- Якщо шматок не вирівняний, спрацьовує: `malloc_consolidate(): unaligned fastbin chunk detected`
- Якщо шматок має інший розмір, ніж той, який повинен бути через індекс, в якому він знаходиться: `malloc_consolidate(): invalid chunk size`
- Якщо попередній шматок не використовується, а попередній шматок має розмір, відмінний від вказаного `prev_chunk`: `corrupted size vs. prev_size in fastbins`

<details>

<summary>функція malloc_consolidate</summary>
```c
// https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L4810C1-L4905C2

static void malloc_consolidate(mstate av)
{
mfastbinptr*    fb;                 /* current fastbin being consolidated */
mfastbinptr*    maxfb;              /* last fastbin (for loop control) */
mchunkptr       p;                  /* current chunk being consolidated */
mchunkptr       nextp;              /* next chunk to consolidate */
mchunkptr       unsorted_bin;       /* bin header */
mchunkptr       first_unsorted;     /* chunk to link to */

/* These have same use as in free() */
mchunkptr       nextchunk;
INTERNAL_SIZE_T size;
INTERNAL_SIZE_T nextsize;
INTERNAL_SIZE_T prevsize;
int             nextinuse;

atomic_store_relaxed (&av->have_fastchunks, false);

unsorted_bin = unsorted_chunks(av);

/*
Remove each chunk from fast bin and consolidate it, placing it
then in unsorted bin. Among other reasons for doing this,
placing in unsorted bin avoids needing to calculate actual bins
until malloc is sure that chunks aren't immediately going to be
reused anyway.
*/

maxfb = &fastbin (av, NFASTBINS - 1);
fb = &fastbin (av, 0);
do {
p = atomic_exchange_acquire (fb, NULL);
if (p != 0) {
do {
{
if (__glibc_unlikely (misaligned_chunk (p)))
malloc_printerr ("malloc_consolidate(): "
"unaligned fastbin chunk detected");

unsigned int idx = fastbin_index (chunksize (p));
if ((&fastbin (av, idx)) != fb)
malloc_printerr ("malloc_consolidate(): invalid chunk size");
}

check_inuse_chunk(av, p);
nextp = REVEAL_PTR (p->fd);

/* Slightly streamlined version of consolidation code in free() */
size = chunksize (p);
nextchunk = chunk_at_offset(p, size);
nextsize = chunksize(nextchunk);

if (!prev_inuse(p)) {
prevsize = prev_size (p);
size += prevsize;
p = chunk_at_offset(p, -((long) prevsize));
if (__glibc_unlikely (chunksize(p) != prevsize))
malloc_printerr ("corrupted size vs. prev_size in fastbins");
unlink_chunk (av, p);
}

if (nextchunk != av->top) {
nextinuse = inuse_bit_at_offset(nextchunk, nextsize);

if (!nextinuse) {
size += nextsize;
unlink_chunk (av, nextchunk);
} else
clear_inuse_bit_at_offset(nextchunk, 0);

first_unsorted = unsorted_bin->fd;
unsorted_bin->fd = p;
first_unsorted->bk = p;

if (!in_smallbin_range (size)) {
p->fd_nextsize = NULL;
p->bk_nextsize = NULL;
}

set_head(p, size | PREV_INUSE);
p->bk = unsorted_bin;
p->fd = first_unsorted;
set_foot(p, size);
}

else {
size += nextsize;
set_head(p, size | PREV_INUSE);
av->top = p;
}

} while ( (p = nextp) != 0);

}
} while (fb++ != maxfb);
}
```
</details>

### Невпорядкований бін

Час перевірити невпорядкований бін на наявність потенційно дійсного блоку для використання.

#### Початок

Це починається з великого циклу for, який буде проходити через невпорядкований бін у напрямку `bk`, поки не досягне кінця (структура арени) з `while ((victim = unsorted_chunks (av)->bk) != unsorted_chunks (av))`

Крім того, деякі перевірки безпеки виконуються щоразу, коли розглядається новий блок:

- Якщо розмір блоку дивний (занадто малий або занадто великий): `malloc(): invalid size (unsorted)`
- Якщо розмір наступного блоку дивний (занадто малий або занадто великий): `malloc(): invalid next size (unsorted)`
- Якщо попередній розмір, вказаний наступним блоком, відрізняється від розміру блоку: `malloc(): mismatching next->prev_size (unsorted)`
- Якщо не `victim->bck->fd == victim` або не `victim->fd == av` (арена): `malloc(): unsorted double linked list corrupted`
- Оскільки ми завжди перевіряємо останній, його `fd` завжди має вказувати на структуру арени.
- Якщо наступний блок не вказує, що попередній використовується: `malloc(): invalid next->prev_inuse (unsorted)`

<details>

<summary><code>_int_malloc</code> початок невпорядкованого біна</summary>
```c
/*
Process recently freed or remaindered chunks, taking one only if
it is exact fit, or, if this a small request, the chunk is remainder from
the most recent non-exact fit.  Place other traversed chunks in
bins.  Note that this step is the only place in any routine where
chunks are placed in bins.

The outer loop here is needed because we might not realize until
near the end of malloc that we should have consolidated, so must
do so and retry. This happens at most once, and only when we would
otherwise need to expand memory to service a "small" request.
*/

#if USE_TCACHE
INTERNAL_SIZE_T tcache_nb = 0;
size_t tc_idx = csize2tidx (nb);
if (tcache != NULL && tc_idx < mp_.tcache_bins)
tcache_nb = nb;
int return_cached = 0;

tcache_unsorted_count = 0;
#endif

for (;; )
{
int iters = 0;
while ((victim = unsorted_chunks (av)->bk) != unsorted_chunks (av))
{
bck = victim->bk;
size = chunksize (victim);
mchunkptr next = chunk_at_offset (victim, size);

if (__glibc_unlikely (size <= CHUNK_HDR_SZ)
|| __glibc_unlikely (size > av->system_mem))
malloc_printerr ("malloc(): invalid size (unsorted)");
if (__glibc_unlikely (chunksize_nomask (next) < CHUNK_HDR_SZ)
|| __glibc_unlikely (chunksize_nomask (next) > av->system_mem))
malloc_printerr ("malloc(): invalid next size (unsorted)");
if (__glibc_unlikely ((prev_size (next) & ~(SIZE_BITS)) != size))
malloc_printerr ("malloc(): mismatching next->prev_size (unsorted)");
if (__glibc_unlikely (bck->fd != victim)
|| __glibc_unlikely (victim->fd != unsorted_chunks (av)))
malloc_printerr ("malloc(): unsorted double linked list corrupted");
if (__glibc_unlikely (prev_inuse (next)))
malloc_printerr ("malloc(): invalid next->prev_inuse (unsorted)");

```
</details>

#### якщо `in_smallbin_range`

Якщо шматок більший за запитуваний розмір, використовуйте його, і помістіть решту простору шматка в неупорядкований список та оновіть `last_remainder` з ним.

<details>

<summary><code>_int_malloc</code> неупорядкований бін <code>in_smallbin_range</code></summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/master/malloc/malloc.c#L4090C11-L4124C14

/*
If a small request, try to use last remainder if it is the
only chunk in unsorted bin.  This helps promote locality for
runs of consecutive small requests. This is the only
exception to best-fit, and applies only when there is
no exact fit for a small chunk.
*/

if (in_smallbin_range (nb) &&
bck == unsorted_chunks (av) &&
victim == av->last_remainder &&
(unsigned long) (size) > (unsigned long) (nb + MINSIZE))
{
/* split and reattach remainder */
remainder_size = size - nb;
remainder = chunk_at_offset (victim, nb);
unsorted_chunks (av)->bk = unsorted_chunks (av)->fd = remainder;
av->last_remainder = remainder;
remainder->bk = remainder->fd = unsorted_chunks (av);
if (!in_smallbin_range (remainder_size))
{
remainder->fd_nextsize = NULL;
remainder->bk_nextsize = NULL;
}

set_head (victim, nb | PREV_INUSE |
(av != &main_arena ? NON_MAIN_ARENA : 0));
set_head (remainder, remainder_size | PREV_INUSE);
set_foot (remainder, remainder_size);

check_malloced_chunk (av, victim, nb);
void *p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return p;
}

```
</details>

Якщо це було успішно, поверніть шматок і закінчіть, якщо ні, продовжуйте виконувати функцію...

#### якщо однаковий розмір

Продовжуйте видаляти шматок з бін, у разі якщо запитуваний розмір точно відповідає розміру шматка:

- Якщо tcache не заповнений, додайте його до tcache і продовжте вказувати, що є шматок tcache, який можна використовувати
- Якщо tcache заповнений, просто використайте його, повертаючи його

<details>

<summary><code>_int_malloc</code> несортований бін однакового розміру</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/master/malloc/malloc.c#L4126C11-L4157C14

/* remove from unsorted list */
unsorted_chunks (av)->bk = bck;
bck->fd = unsorted_chunks (av);

/* Take now instead of binning if exact fit */

if (size == nb)
{
set_inuse_bit_at_offset (victim, size);
if (av != &main_arena)
set_non_main_arena (victim);
#if USE_TCACHE
/* Fill cache first, return to user only if cache fills.
We may return one of these chunks later.  */
if (tcache_nb > 0
&& tcache->counts[tc_idx] < mp_.tcache_count)
{
tcache_put (victim, tc_idx);
return_cached = 1;
continue;
}
else
{
#endif
check_malloced_chunk (av, victim, nb);
void *p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return p;
#if USE_TCACHE
}
#endif
}

```
</details>

Якщо шматок не повернуто або не додано до tcache, продовжуйте з кодом...

#### помістіть шматок у бін

Зберігайте перевірений шматок у малому біні або у великому біні відповідно до розміру шматка (підтримуючи великий бін у належному порядку).

Виконуються перевірки безпеки, щоб переконатися, що обидва списки з подвоєним зв'язком великого біна не пошкоджені:

- Якщо `fwd->bk_nextsize->fd_nextsize != fwd`: `malloc(): largebin double linked list corrupted (nextsize)`
- Якщо `fwd->bk->fd != fwd`: `malloc(): largebin double linked list corrupted (bk)`

<details>

<summary><code>_int_malloc</code> помістіть шматок у бін</summary>
```c
/* place chunk in bin */

if (in_smallbin_range (size))
{
victim_index = smallbin_index (size);
bck = bin_at (av, victim_index);
fwd = bck->fd;
}
else
{
victim_index = largebin_index (size);
bck = bin_at (av, victim_index);
fwd = bck->fd;

/* maintain large bins in sorted order */
if (fwd != bck)
{
/* Or with inuse bit to speed comparisons */
size |= PREV_INUSE;
/* if smaller than smallest, bypass loop below */
assert (chunk_main_arena (bck->bk));
if ((unsigned long) (size)
< (unsigned long) chunksize_nomask (bck->bk))
{
fwd = bck;
bck = bck->bk;

victim->fd_nextsize = fwd->fd;
victim->bk_nextsize = fwd->fd->bk_nextsize;
fwd->fd->bk_nextsize = victim->bk_nextsize->fd_nextsize = victim;
}
else
{
assert (chunk_main_arena (fwd));
while ((unsigned long) size < chunksize_nomask (fwd))
{
fwd = fwd->fd_nextsize;
assert (chunk_main_arena (fwd));
}

if ((unsigned long) size
== (unsigned long) chunksize_nomask (fwd))
/* Always insert in the second position.  */
fwd = fwd->fd;
else
{
victim->fd_nextsize = fwd;
victim->bk_nextsize = fwd->bk_nextsize;
if (__glibc_unlikely (fwd->bk_nextsize->fd_nextsize != fwd))
malloc_printerr ("malloc(): largebin double linked list corrupted (nextsize)");
fwd->bk_nextsize = victim;
victim->bk_nextsize->fd_nextsize = victim;
}
bck = fwd->bk;
if (bck->fd != fwd)
malloc_printerr ("malloc(): largebin double linked list corrupted (bk)");
}
}
else
victim->fd_nextsize = victim->bk_nextsize = victim;
}

mark_bin (av, victim_index);
victim->bk = bck;
victim->fd = fwd;
fwd->bk = victim;
bck->fd = victim;
```
</details>

#### `_int_malloc` обмеження

На цьому етапі, якщо якийсь шматок був збережений у tcache, який можна використовувати, і обмеження досягнуто, просто **поверніть шматок з tcache**.

Більше того, якщо **MAX_ITERS** досягнуто, вийдіть з циклу і отримайте шматок іншим способом (top chunk).

Якщо `return_cached` було встановлено, просто поверніть шматок з tcache, щоб уникнути більших пошуків.

<details>

<summary><code>_int_malloc</code> обмеження</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/master/malloc/malloc.c#L4227C1-L4250C7

#if USE_TCACHE
/* If we've processed as many chunks as we're allowed while
filling the cache, return one of the cached ones.  */
++tcache_unsorted_count;
if (return_cached
&& mp_.tcache_unsorted_limit > 0
&& tcache_unsorted_count > mp_.tcache_unsorted_limit)
{
return tcache_get (tc_idx);
}
#endif

#define MAX_ITERS       10000
if (++iters >= MAX_ITERS)
break;
}

#if USE_TCACHE
/* If all the small chunks we found ended up cached, return one now.  */
if (return_cached)
{
return tcache_get (tc_idx);
}
#endif
```
</details>

Якщо межі не досягнуті, продовжуйте з кодом...

### Велика бін (за індексом)

Якщо запит великий (не в малому біні) і ми ще не повернули жоден шматок, отримайте **індекс** запитуваного розміру у **великому біні**, перевірте, чи **не порожній** або чи **найбільший шматок у цьому біні більший** за запитуваний розмір, і в цьому випадку знайдіть **найменший шматок, який можна використовувати** для запитуваного розміру.

Якщо залишковий простір від остаточно використаного шматка може бути новим шматком, додайте його до незасортованого біна, і last_reminder оновлюється.

Перевірка безпеки виконується при додаванні залишку до незасортованого біна:

- `bck->fd-> bk != bck`: `malloc(): пошкоджені незасортовані шматки`

<details>

<summary><code>_int_malloc</code> Великий бін (за індексом)</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/master/malloc/malloc.c#L4252C7-L4317C10

/*
If a large request, scan through the chunks of current bin in
sorted order to find smallest that fits.  Use the skip list for this.
*/

if (!in_smallbin_range (nb))
{
bin = bin_at (av, idx);

/* skip scan if empty or largest chunk is too small */
if ((victim = first (bin)) != bin
&& (unsigned long) chunksize_nomask (victim)
>= (unsigned long) (nb))
{
victim = victim->bk_nextsize;
while (((unsigned long) (size = chunksize (victim)) <
(unsigned long) (nb)))
victim = victim->bk_nextsize;

/* Avoid removing the first entry for a size so that the skip
list does not have to be rerouted.  */
if (victim != last (bin)
&& chunksize_nomask (victim)
== chunksize_nomask (victim->fd))
victim = victim->fd;

remainder_size = size - nb;
unlink_chunk (av, victim);

/* Exhaust */
if (remainder_size < MINSIZE)
{
set_inuse_bit_at_offset (victim, size);
if (av != &main_arena)
set_non_main_arena (victim);
}
/* Split */
else
{
remainder = chunk_at_offset (victim, nb);
/* We cannot assume the unsorted list is empty and therefore
have to perform a complete insert here.  */
bck = unsorted_chunks (av);
fwd = bck->fd;
if (__glibc_unlikely (fwd->bk != bck))
malloc_printerr ("malloc(): corrupted unsorted chunks");
last_re->bk = bck;
remainder->fd = fwd;
bck->fd = remainder;
fwd->bk = remainder;
if (!in_smallbin_range (remainder_size))
{
remainder->fd_nextsize = NULL;
remainder->bk_nextsize = NULL;
}
set_head (victim, nb | PREV_INUSE |
(av != &main_arena ? NON_MAIN_ARENA : 0));
set_head (remainder, remainder_size | PREV_INUSE);
set_foot (remainder, remainder_size);
}
check_malloced_chunk (av, victim, nb);
void *p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return p;
}
}
```
</details>

Якщо шматок не підходить для цього, продовжуйте

### Велика корзина (наступна більша)

Якщо в точно великій корзині не було жодного шматка, який можна було б використати, почніть перебір усіх наступних великих корзин (починаючи з найближчої більшої) до тих пір, поки не буде знайдено один (якщо є).

Залишок розділеного шматка додається в неупорядковану корзину, last_reminder оновлюється, і виконується та ж сама перевірка безпеки:

- `bck->fd-> bk != bck`: `malloc(): corrupted unsorted chunks2`

<details>

<summary><code>_int_malloc</code> Велика корзина (наступна більша)</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/master/malloc/malloc.c#L4319C7-L4425C10

/*
Search for a chunk by scanning bins, starting with next largest
bin. This search is strictly by best-fit; i.e., the smallest
(with ties going to approximately the least recently used) chunk
that fits is selected.

The bitmap avoids needing to check that most blocks are nonempty.
The particular case of skipping all bins during warm-up phases
when no chunks have been returned yet is faster than it might look.
*/

++idx;
bin = bin_at (av, idx);
block = idx2block (idx);
map = av->binmap[block];
bit = idx2bit (idx);

for (;; )
{
/* Skip rest of block if there are no more set bits in this block.  */
if (bit > map || bit == 0)
{
do
{
if (++block >= BINMAPSIZE) /* out of bins */
goto use_top;
}
while ((map = av->binmap[block]) == 0);

bin = bin_at (av, (block << BINMAPSHIFT));
bit = 1;
}

/* Advance to bin with set bit. There must be one. */
while ((bit & map) == 0)
{
bin = next_bin (bin);
bit <<= 1;
assert (bit != 0);
}

/* Inspect the bin. It is likely to be non-empty */
victim = last (bin);

/*  If a false alarm (empty bin), clear the bit. */
if (victim == bin)
{
av->binmap[block] = map &= ~bit; /* Write through */
bin = next_bin (bin);
bit <<= 1;
}

else
{
size = chunksize (victim);

/*  We know the first chunk in this bin is big enough to use. */
assert ((unsigned long) (size) >= (unsigned long) (nb));

remainder_size = size - nb;

/* unlink */
unlink_chunk (av, victim);

/* Exhaust */
if (remainder_size < MINSIZE)
{
set_inuse_bit_at_offset (victim, size);
if (av != &main_arena)
set_non_main_arena (victim);
}

/* Split */
else
{
remainder = chunk_at_offset (victim, nb);

/* We cannot assume the unsorted list is empty and therefore
have to perform a complete insert here.  */
bck = unsorted_chunks (av);
fwd = bck->fd;
if (__glibc_unlikely (fwd->bk != bck))
malloc_printerr ("malloc(): corrupted unsorted chunks 2");
remainder->bk = bck;
remainder->fd = fwd;
bck->fd = remainder;
fwd->bk = remainder;

/* advertise as last remainder */
if (in_smallbin_range (nb))
av->last_remainder = remainder;
if (!in_smallbin_range (remainder_size))
{
remainder->fd_nextsize = NULL;
remainder->bk_nextsize = NULL;
}
set_head (victim, nb | PREV_INUSE |
(av != &main_arena ? NON_MAIN_ARENA : 0));
set_head (remainder, remainder_size | PREV_INUSE);
set_foot (remainder, remainder_size);
}
check_malloced_chunk (av, victim, nb);
void *p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return p;
}
}
```
</details>

### Top Chunk

На цьому етапі час отримати новий шматок з Top chunk (якщо він достатньо великий).

Він починається з перевірки безпеки, щоб переконатися, що розмір шматка не занадто великий (пошкоджений):

- `chunksize(av->top) > av->system_mem`: `malloc(): corrupted top size`

Тоді він використає простір top chunk, якщо він достатньо великий, щоб створити шматок запитуваного розміру.\
Якщо ні, якщо є швидкі шматки, об'єднайте їх і спробуйте знову.\
Нарешті, якщо недостатньо місця, використовуйте `sysmalloc`, щоб виділити достатній розмір.

<details>

<summary><code>_int_malloc</code> Top chunk</summary>
```c
use_top:
/*
If large enough, split off the chunk bordering the end of memory
(held in av->top). Note that this is in accord with the best-fit
search rule.  In effect, av->top is treated as larger (and thus
less well fitting) than any other available chunk since it can
be extended to be as large as necessary (up to system
limitations).

We require that av->top always exists (i.e., has size >=
MINSIZE) after initialization, so if it would otherwise be
exhausted by current request, it is replenished. (The main
reason for ensuring it exists is that we may need MINSIZE space
to put in fenceposts in sysmalloc.)
*/

victim = av->top;
size = chunksize (victim);

if (__glibc_unlikely (size > av->system_mem))
malloc_printerr ("malloc(): corrupted top size");

if ((unsigned long) (size) >= (unsigned long) (nb + MINSIZE))
{
remainder_size = size - nb;
remainder = chunk_at_offset (victim, nb);
av->top = remainder;
set_head (victim, nb | PREV_INUSE |
(av != &main_arena ? NON_MAIN_ARENA : 0));
set_head (remainder, remainder_size | PREV_INUSE);

check_malloced_chunk (av, victim, nb);
void *p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return p;
}

/* When we are using atomic ops to free fast chunks we can get
here for all block sizes.  */
else if (atomic_load_relaxed (&av->have_fastchunks))
{
malloc_consolidate (av);
/* restore original bin index */
if (in_smallbin_range (nb))
idx = smallbin_index (nb);
else
idx = largebin_index (nb);
}

/*
Otherwise, relay to handle system-dependent cases
*/
else
{
void *p = sysmalloc (nb, av);
if (p != NULL)
alloc_perturb (p, bytes);
return p;
}
}
}

```
</details>

## sysmalloc

### sysmalloc початок

Якщо arena є null або запитуваний розмір занадто великий (і залишилися дозволені mmaps), використовуйте `sysmalloc_mmap` для виділення простору та повернення його.

<details>

<summary>sysmalloc початок</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L2531

/*
sysmalloc handles malloc cases requiring more memory from the system.
On entry, it is assumed that av->top does not have enough
space to service request for nb bytes, thus requiring that av->top
be extended or replaced.
*/

static void *
sysmalloc (INTERNAL_SIZE_T nb, mstate av)
{
mchunkptr old_top;              /* incoming value of av->top */
INTERNAL_SIZE_T old_size;       /* its size */
char *old_end;                  /* its end address */

long size;                      /* arg to first MORECORE or mmap call */
char *brk;                      /* return value from MORECORE */

long correction;                /* arg to 2nd MORECORE call */
char *snd_brk;                  /* 2nd return val */

INTERNAL_SIZE_T front_misalign; /* unusable bytes at front of new space */
INTERNAL_SIZE_T end_misalign;   /* partial page left at end of new space */
char *aligned_brk;              /* aligned offset into brk */

mchunkptr p;                    /* the allocated/returned chunk */
mchunkptr remainder;            /* remainder from allocation */
unsigned long remainder_size;   /* its size */


size_t pagesize = GLRO (dl_pagesize);
bool tried_mmap = false;


/*
If have mmap, and the request size meets the mmap threshold, and
the system supports mmap, and there are few enough currently
allocated mmapped regions, try to directly map this request
rather than expanding top.
*/

if (av == NULL
|| ((unsigned long) (nb) >= (unsigned long) (mp_.mmap_threshold)
&& (mp_.n_mmaps < mp_.n_mmaps_max)))
{
char *mm;
if (mp_.hp_pagesize > 0 && nb >= mp_.hp_pagesize)
{
/* There is no need to issue the THP madvise call if Huge Pages are
used directly.  */
mm = sysmalloc_mmap (nb, mp_.hp_pagesize, mp_.hp_flags, av);
if (mm != MAP_FAILED)
return mm;
}
mm = sysmalloc_mmap (nb, pagesize, 0, av);
if (mm != MAP_FAILED)
return mm;
tried_mmap = true;
}

/* There are no usable arenas and mmap also failed.  */
if (av == NULL)
return 0;
```
</details>

### sysmalloc перевірки

Він починається з отримання інформації про старий верхній шматок і перевіряє, що деякі з наступних умов є істинними:

- Старий розмір купи дорівнює 0 (нова купа)
- Розмір попередньої купи більший за MINSIZE і старий верхній шматок використовується
- Купа вирівняна по розміру сторінки (0x1000, тому нижні 12 біт повинні бути 0)

Потім він також перевіряє, що:

- Старий розмір не має достатньо місця для створення шматка для запитуваного розміру

<details>

<summary>sysmalloc перевірки</summary>
```c
/* Record incoming configuration of top */

old_top = av->top;
old_size = chunksize (old_top);
old_end = (char *) (chunk_at_offset (old_top, old_size));

brk = snd_brk = (char *) (MORECORE_FAILURE);

/*
If not the first time through, we require old_size to be
at least MINSIZE and to have prev_inuse set.
*/

assert ((old_top == initial_top (av) && old_size == 0) ||
((unsigned long) (old_size) >= MINSIZE &&
prev_inuse (old_top) &&
((unsigned long) old_end & (pagesize - 1)) == 0));

/* Precondition: not enough current space to satisfy nb request */
assert ((unsigned long) (old_size) < (unsigned long) (nb + MINSIZE));
```
</details>

### sysmalloc не основна арена

Спочатку він спробує **розширити** попередній хіп для цього хіпа. Якщо це неможливо, спробуйте **виділити новий хіп** і оновити вказівники, щоб мати можливість його використовувати.\
Нарешті, якщо це не спрацювало, спробуйте викликати **`sysmalloc_mmap`**.

<details>

<summary>sysmalloc не основна арена</summary>
```c
if (av != &main_arena)
{
heap_info *old_heap, *heap;
size_t old_heap_size;

/* First try to extend the current heap. */
old_heap = heap_for_ptr (old_top);
old_heap_size = old_heap->size;
if ((long) (MINSIZE + nb - old_size) > 0
&& grow_heap (old_heap, MINSIZE + nb - old_size) == 0)
{
av->system_mem += old_heap->size - old_heap_size;
set_head (old_top, (((char *) old_heap + old_heap->size) - (char *) old_top)
| PREV_INUSE);
}
else if ((heap = new_heap (nb + (MINSIZE + sizeof (*heap)), mp_.top_pad)))
{
/* Use a newly allocated heap.  */
heap->ar_ptr = av;
heap->prev = old_heap;
av->system_mem += heap->size;
/* Set up the new top.  */
top (av) = chunk_at_offset (heap, sizeof (*heap));
set_head (top (av), (heap->size - sizeof (*heap)) | PREV_INUSE);

/* Setup fencepost and free the old top chunk with a multiple of
MALLOC_ALIGNMENT in size. */
/* The fencepost takes at least MINSIZE bytes, because it might
become the top chunk again later.  Note that a footer is set
up, too, although the chunk is marked in use. */
old_size = (old_size - MINSIZE) & ~MALLOC_ALIGN_MASK;
set_head (chunk_at_offset (old_top, old_size + CHUNK_HDR_SZ),
0 | PREV_INUSE);
if (old_size >= MINSIZE)
{
set_head (chunk_at_offset (old_top, old_size),
CHUNK_HDR_SZ | PREV_INUSE);
set_foot (chunk_at_offset (old_top, old_size), CHUNK_HDR_SZ);
set_head (old_top, old_size | PREV_INUSE | NON_MAIN_ARENA);
_int_free (av, old_top, 1);
}
else
{
set_head (old_top, (old_size + CHUNK_HDR_SZ) | PREV_INUSE);
set_foot (old_top, (old_size + CHUNK_HDR_SZ));
}
}
else if (!tried_mmap)
{
/* We can at least try to use to mmap memory.  If new_heap fails
it is unlikely that trying to allocate huge pages will
succeed.  */
char *mm = sysmalloc_mmap (nb, pagesize, 0, av);
if (mm != MAP_FAILED)
return mm;
}
}
```
</details>

### sysmalloc основна арена

Він починає розраховувати необхідну кількість пам'яті. Він почне з запиту на безперервну пам'ять, тому в цьому випадку буде можливим використати стару невикористану пам'ять. Також виконуються деякі операції вирівнювання.

<details>

<summary>sysmalloc основна арена</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L2665C1-L2713C10

else     /* av == main_arena */


{ /* Request enough space for nb + pad + overhead */
size = nb + mp_.top_pad + MINSIZE;

/*
If contiguous, we can subtract out existing space that we hope to
combine with new space. We add it back later only if
we don't actually get contiguous space.
*/

if (contiguous (av))
size -= old_size;

/*
Round to a multiple of page size or huge page size.
If MORECORE is not contiguous, this ensures that we only call it
with whole-page arguments.  And if MORECORE is contiguous and
this is not first time through, this preserves page-alignment of
previous calls. Otherwise, we correct to page-align below.
*/

#ifdef MADV_HUGEPAGE
/* Defined in brk.c.  */
extern void *__curbrk;
if (__glibc_unlikely (mp_.thp_pagesize != 0))
{
uintptr_t top = ALIGN_UP ((uintptr_t) __curbrk + size,
mp_.thp_pagesize);
size = top - (uintptr_t) __curbrk;
}
else
#endif
size = ALIGN_UP (size, GLRO(dl_pagesize));

/*
Don't try to call MORECORE if argument is so big as to appear
negative. Note that since mmap takes size_t arg, it may succeed
below even if we cannot call MORECORE.
*/

if (size > 0)
{
brk = (char *) (MORECORE (size));
if (brk != (char *) (MORECORE_FAILURE))
madvise_thp (brk, size);
LIBC_PROBE (memory_sbrk_more, 2, brk, size);
}
```
</details>

### sysmalloc основна арена попередня помилка 1

Якщо попереднє повернене `MORECORE_FAILURE`, спробуйте знову виділити пам'ять, використовуючи `sysmalloc_mmap_fallback`

<details>

<summary><code>sysmalloc</code> основна арена попередня помилка 1</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L2715C7-L2740C10

if (brk == (char *) (MORECORE_FAILURE))
{
/*
If have mmap, try using it as a backup when MORECORE fails or
cannot be used. This is worth doing on systems that have "holes" in
address space, so sbrk cannot extend to give contiguous space, but
space is available elsewhere.  Note that we ignore mmap max count
and threshold limits, since the space will not be used as a
segregated mmap region.
*/

char *mbrk = MAP_FAILED;
if (mp_.hp_pagesize > 0)
mbrk = sysmalloc_mmap_fallback (&size, nb, old_size,
mp_.hp_pagesize, mp_.hp_pagesize,
mp_.hp_flags, av);
if (mbrk == MAP_FAILED)
mbrk = sysmalloc_mmap_fallback (&size, nb, old_size, MMAP_AS_MORECORE_SIZE,
pagesize, 0, av);
if (mbrk != MAP_FAILED)
{
/* We do not need, and cannot use, another sbrk call to find end */
brk = mbrk;
snd_brk = brk + size;
}
}
```
</details>

### sysmalloc основна арена продовження

Якщо попереднє не повернуло `MORECORE_FAILURE`, якщо це спрацювало, створіть деякі вирівнювання:

<details>

<summary>sysmalloc основна арена попередня помилка 2</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L2742

if (brk != (char *) (MORECORE_FAILURE))
{
if (mp_.sbrk_base == 0)
mp_.sbrk_base = brk;
av->system_mem += size;

/*
If MORECORE extends previous space, we can likewise extend top size.
*/

if (brk == old_end && snd_brk == (char *) (MORECORE_FAILURE))
set_head (old_top, (size + old_size) | PREV_INUSE);

else if (contiguous (av) && old_size && brk < old_end)
/* Oops!  Someone else killed our space..  Can't touch anything.  */
malloc_printerr ("break adjusted to free malloc space");

/*
Otherwise, make adjustments:

* If the first time through or noncontiguous, we need to call sbrk
just to find out where the end of memory lies.

* We need to ensure that all returned chunks from malloc will meet
MALLOC_ALIGNMENT

* If there was an intervening foreign sbrk, we need to adjust sbrk
request size to account for fact that we will not be able to
combine new space with existing space in old_top.

* Almost all systems internally allocate whole pages at a time, in
which case we might as well use the whole last page of request.
So we allocate enough more memory to hit a page boundary now,
which in turn causes future contiguous calls to page-align.
*/

else
{
front_misalign = 0;
end_misalign = 0;
correction = 0;
aligned_brk = brk;

/* handle contiguous cases */
if (contiguous (av))
{
/* Count foreign sbrk as system_mem.  */
if (old_size)
av->system_mem += brk - old_end;

/* Guarantee alignment of first new chunk made from this space */

front_misalign = (INTERNAL_SIZE_T) chunk2mem (brk) & MALLOC_ALIGN_MASK;
if (front_misalign > 0)
{
/*
Skip over some bytes to arrive at an aligned position.
We don't need to specially mark these wasted front bytes.
They will never be accessed anyway because
prev_inuse of av->top (and any chunk created from its start)
is always true after initialization.
*/

correction = MALLOC_ALIGNMENT - front_misalign;
aligned_brk += correction;
}

/*
If this isn't adjacent to existing space, then we will not
be able to merge with old_top space, so must add to 2nd request.
*/

correction += old_size;

/* Extend the end address to hit a page boundary */
end_misalign = (INTERNAL_SIZE_T) (brk + size + correction);
correction += (ALIGN_UP (end_misalign, pagesize)) - end_misalign;

assert (correction >= 0);
snd_brk = (char *) (MORECORE (correction));

/*
If can't allocate correction, try to at least find out current
brk.  It might be enough to proceed without failing.

Note that if second sbrk did NOT fail, we assume that space
is contiguous with first sbrk. This is a safe assumption unless
program is multithreaded but doesn't use locks and a foreign sbrk
occurred between our first and second calls.
*/

if (snd_brk == (char *) (MORECORE_FAILURE))
{
correction = 0;
snd_brk = (char *) (MORECORE (0));
}
else
madvise_thp (snd_brk, correction);
}

/* handle non-contiguous cases */
else
{
if (MALLOC_ALIGNMENT == CHUNK_HDR_SZ)
/* MORECORE/mmap must correctly align */
assert (((unsigned long) chunk2mem (brk) & MALLOC_ALIGN_MASK) == 0);
else
{
front_misalign = (INTERNAL_SIZE_T) chunk2mem (brk) & MALLOC_ALIGN_MASK;
if (front_misalign > 0)
{
/*
Skip over some bytes to arrive at an aligned position.
We don't need to specially mark these wasted front bytes.
They will never be accessed anyway because
prev_inuse of av->top (and any chunk created from its start)
is always true after initialization.
*/

aligned_brk += MALLOC_ALIGNMENT - front_misalign;
}
}

/* Find out current end of memory */
if (snd_brk == (char *) (MORECORE_FAILURE))
{
snd_brk = (char *) (MORECORE (0));
}
}

/* Adjust top based on results of second sbrk */
if (snd_brk != (char *) (MORECORE_FAILURE))
{
av->top = (mchunkptr) aligned_brk;
set_head (av->top, (snd_brk - aligned_brk + correction) | PREV_INUSE);
av->system_mem += correction;

/*
If not the first time through, we either have a
gap due to foreign sbrk or a non-contiguous region.  Insert a
double fencepost at old_top to prevent consolidation with space
we don't own. These fenceposts are artificial chunks that are
marked as inuse and are in any case too small to use.  We need
two to make sizes and alignments work out.
*/

if (old_size != 0)
{
/*
Shrink old_top to insert fenceposts, keeping size a
multiple of MALLOC_ALIGNMENT. We know there is at least
enough space in old_top to do this.
*/
old_size = (old_size - 2 * CHUNK_HDR_SZ) & ~MALLOC_ALIGN_MASK;
set_head (old_top, old_size | PREV_INUSE);

/*
Note that the following assignments completely overwrite
old_top when old_size was previously MINSIZE.  This is
intentional. We need the fencepost, even if old_top otherwise gets
lost.
*/
set_head (chunk_at_offset (old_top, old_size),
CHUNK_HDR_SZ | PREV_INUSE);
set_head (chunk_at_offset (old_top,
old_size + CHUNK_HDR_SZ),
CHUNK_HDR_SZ | PREV_INUSE);

/* If possible, release the rest. */
if (old_size >= MINSIZE)
{
_int_free (av, old_top, 1);
}
}
}
}
}
} /* if (av !=  &main_arena) */
```
</details>

### sysmalloc finale

Завершіть виділення, оновивши інформацію про арену.
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L2921C3-L2943C12

if ((unsigned long) av->system_mem > (unsigned long) (av->max_system_mem))
av->max_system_mem = av->system_mem;
check_malloc_state (av);

/* finally, do the allocation */
p = av->top;
size = chunksize (p);

/* check that one of the above allocation paths succeeded */
if ((unsigned long) (size) >= (unsigned long) (nb + MINSIZE))
{
remainder_size = size - nb;
remainder = chunk_at_offset (p, nb);
av->top = remainder;
set_head (p, nb | PREV_INUSE | (av != &main_arena ? NON_MAIN_ARENA : 0));
set_head (remainder, remainder_size | PREV_INUSE);
check_malloced_chunk (av, p, nb);
return chunk2mem (p);
}

/* catch all failure paths */
__set_errno (ENOMEM);
return 0;
```
## sysmalloc_mmap

<details>

<summary>код sysmalloc_mmap</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L2392C1-L2481C2

static void *
sysmalloc_mmap (INTERNAL_SIZE_T nb, size_t pagesize, int extra_flags, mstate av)
{
long int size;

/*
Round up size to nearest page.  For mmapped chunks, the overhead is one
SIZE_SZ unit larger than for normal chunks, because there is no
following chunk whose prev_size field could be used.

See the front_misalign handling below, for glibc there is no need for
further alignments unless we have have high alignment.
*/
if (MALLOC_ALIGNMENT == CHUNK_HDR_SZ)
size = ALIGN_UP (nb + SIZE_SZ, pagesize);
else
size = ALIGN_UP (nb + SIZE_SZ + MALLOC_ALIGN_MASK, pagesize);

/* Don't try if size wraps around 0.  */
if ((unsigned long) (size) <= (unsigned long) (nb))
return MAP_FAILED;

char *mm = (char *) MMAP (0, size,
mtag_mmap_flags | PROT_READ | PROT_WRITE,
extra_flags);
if (mm == MAP_FAILED)
return mm;

#ifdef MAP_HUGETLB
if (!(extra_flags & MAP_HUGETLB))
madvise_thp (mm, size);
#endif

__set_vma_name (mm, size, " glibc: malloc");

/*
The offset to the start of the mmapped region is stored in the prev_size
field of the chunk.  This allows us to adjust returned start address to
meet alignment requirements here and in memalign(), and still be able to
compute proper address argument for later munmap in free() and realloc().
*/

INTERNAL_SIZE_T front_misalign; /* unusable bytes at front of new space */

if (MALLOC_ALIGNMENT == CHUNK_HDR_SZ)
{
/* For glibc, chunk2mem increases the address by CHUNK_HDR_SZ and
MALLOC_ALIGN_MASK is CHUNK_HDR_SZ-1.  Each mmap'ed area is page
aligned and therefore definitely MALLOC_ALIGN_MASK-aligned.  */
assert (((INTERNAL_SIZE_T) chunk2mem (mm) & MALLOC_ALIGN_MASK) == 0);
front_misalign = 0;
}
else
front_misalign = (INTERNAL_SIZE_T) chunk2mem (mm) & MALLOC_ALIGN_MASK;

mchunkptr p;                    /* the allocated/returned chunk */

if (front_misalign > 0)
{
ptrdiff_t correction = MALLOC_ALIGNMENT - front_misalign;
p = (mchunkptr) (mm + correction);
set_prev_size (p, correction);
set_head (p, (size - correction) | IS_MMAPPED);
}
else
{
p = (mchunkptr) mm;
set_prev_size (p, 0);
set_head (p, size | IS_MMAPPED);
}

/* update statistics */
int new = atomic_fetch_add_relaxed (&mp_.n_mmaps, 1) + 1;
atomic_max (&mp_.max_n_mmaps, new);

unsigned long sum;
sum = atomic_fetch_add_relaxed (&mp_.mmapped_mem, size) + size;
atomic_max (&mp_.max_mmapped_mem, sum);

check_chunk (av, p);

return chunk2mem (p);
}
```
</details>

{{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}}