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(この要約ではチェックは説明されておらず、いくつかのケースは簡潔さのために省略されています)
アドレスがnullの場合は何もしない
チャンクがmmapされた場合は、mummapして終了
_int_freeを呼び出す:
可能であれば、チャンクをtcacheに追加
可能であれば、チャンクをfast binに追加
必要に応じてチャンクを統合するために_int_free_merge_chunkを呼び出し、未ソートリストに追加
Freeは__libc_freeを呼び出します。
渡されたアドレスがNull (0)の場合は何もしない。
ポインタタグをチェック
チャンクがmmapedの場合は、mummapしてそれで終わり
そうでない場合は、色を追加し、上に_int_freeを呼び出す
```c void __libc_free (void *mem) { mstate ar_ptr; mchunkptr p; /* chunk corresponding to mem */
if (mem == 0) /* free(0) has no effect */ return;
/* Quickly check that the freed pointer matches the tag for the memory. This gives a useful double-free detection. */ if (__glibc_unlikely (mtag_enabled)) *(volatile char *)mem;
int err = errno;
p = mem2chunk (mem);
if (chunk_is_mmapped (p)) /* release mmapped memory. / { / See if the dynamic brk/mmap threshold needs adjusting. Dumped fake mmapped chunks do not affect the threshold. */ if (!mp_.no_dyn_threshold && chunksize_nomask (p) > mp_.mmap_threshold && chunksize_nomask (p) <= DEFAULT_MMAP_THRESHOLD_MAX) { mp_.mmap_threshold = chunksize (p); mp_.trim_threshold = 2 * mp_.mmap_threshold; LIBC_PROBE (memory_mallopt_free_dyn_thresholds, 2, mp_.mmap_threshold, mp_.trim_threshold); } munmap_chunk (p); } else { MAYBE_INIT_TCACHE ();
/* Mark the chunk as belonging to the library again. */ (void)tag_region (chunk2mem (p), memsize (p));
ar_ptr = arena_for_chunk (p); _int_free (ar_ptr, p, 0); }
__set_errno (err); } libc_hidden_def (__libc_free)
</details>
## \_int\_free <a href="#int_free" id="int_free"></a>
### \_int\_free start <a href="#int_free" id="int_free"></a>
いくつかのチェックから始まり、次のことを確認します：
* **ポインタ**が**アラインされている**、さもなくばエラー`free(): invalid pointer`をトリガーします
* **サイズ**が最小値未満でないこと、また**サイズ**が**アラインされている**こと、さもなくばエラー: `free(): invalid size`
<details>
<summary>_int_free start</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L4493C1-L4513C28
#define aligned_OK(m) (((unsigned long) (m) &MALLOC_ALIGN_MASK) == 0)
static void
_int_free (mstate av, mchunkptr p, int have_lock)
{
INTERNAL_SIZE_T size; /* its size */
mfastbinptr *fb; /* associated fastbin */
size = chunksize (p);
/* Little security check which won't hurt performance: the
allocator never wraps around at the end of the address space.
Therefore we can exclude some size values which might appear
here by accident or by "design" from some intruder. */
if (__builtin_expect ((uintptr_t) p > (uintptr_t) -size, 0)
|| __builtin_expect (misaligned_chunk (p), 0))
malloc_printerr ("free(): invalid pointer");
/* We know that each chunk is at least MINSIZE bytes in size or a
multiple of MALLOC_ALIGNMENT. */
if (__glibc_unlikely (size < MINSIZE || !aligned_OK (size)))
malloc_printerr ("free(): invalid size");
check_inuse_chunk(av, p);最初に、このチャンクを関連するtcacheに割り当てようとします。ただし、いくつかのチェックが事前に行われます。解放されたチャンクと同じインデックスのtcacheのすべてのチャンクをループし、次のようにします：
mp_.tcache_countよりもエントリが多い場合: free(): too many chunks detected in tcache
エントリが整列していない場合: free(): unaligned chunk detected in tcache 2
解放されたチャンクがすでに解放されており、tcacheにチャンクとして存在する場合: free(): double free detected in tcache 2
すべてがうまくいけば、チャンクはtcacheに追加され、関数は戻ります。
```c // From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L4515C1-L4554C7 #if USE_TCACHE { size_t tc_idx = csize2tidx (size); if (tcache != NULL && tc_idx < mp_.tcache_bins) { /* Check to see if it's already in the tcache. */ tcache_entry *e = (tcache_entry *) chunk2mem (p);
/* This test succeeds on double free. However, we don't 100% trust it (it also matches random payload data at a 1 in 2^<size_t> chance), so verify it's not an unlikely coincidence before aborting. / if (_glibc_unlikely (e->key == tcache_key)) { tcache_entry *tmp; size_t cnt = 0; LIBC_PROBE (memory_tcache_double_free, 2, e, tc_idx); for (tmp = tcache->entries[tc_idx]; tmp; tmp = REVEAL_PTR (tmp->next), ++cnt) { if (cnt >= mp.tcache_count) malloc_printerr ("free(): too many chunks detected in tcache"); if (__glibc_unlikely (!aligned_OK (tmp))) malloc_printerr ("free(): unaligned chunk detected in tcache 2"); if (tmp == e) malloc_printerr ("free(): double free detected in tcache 2"); / If we get here, it was a coincidence. We've wasted a few cycles, but don't abort. */ } }
if (tcache->counts[tc_idx] < mp_.tcache_count) { tcache_put (p, tc_idx); return; } } } #endif
</details>
### \_int\_free fast bin <a href="#int_free" id="int_free"></a>
まず、サイズがファストビンに適しているか確認し、トップチャンクに近づけることができるか確認します。
次に、いくつかのチェックを行いながら、解放されたチャンクをファストビンのトップに追加します：
* チャンクのサイズが無効（大きすぎるか小さすぎる）場合、トリガー：`free(): invalid next size (fast)`
* 追加されたチャンクがすでにファストビンのトップであった場合：`double free or corruption (fasttop)`
* トップのチャンクのサイズが追加しているチャンクのサイズと異なる場合：`invalid fastbin entry (free)`
<details>
<summary>_int_free Fast Bin</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L4556C2-L4631C4
/*
If eligible, place chunk on a fastbin so it can be found
and used quickly in malloc.
*/
if ((unsigned long)(size) <= (unsigned long)(get_max_fast ())
#if TRIM_FASTBINS
/*
If TRIM_FASTBINS set, don't place chunks
bordering top into fastbins
*/
&& (chunk_at_offset(p, size) != av->top)
#endif
) {
if (__builtin_expect (chunksize_nomask (chunk_at_offset (p, size))
<= CHUNK_HDR_SZ, 0)
|| __builtin_expect (chunksize (chunk_at_offset (p, size))
>= av->system_mem, 0))
{
bool fail = true;
/* We might not have a lock at this point and concurrent modifications
of system_mem might result in a false positive. Redo the test after
getting the lock. */
if (!have_lock)
{
__libc_lock_lock (av->mutex);
fail = (chunksize_nomask (chunk_at_offset (p, size)) <= CHUNK_HDR_SZ
|| chunksize (chunk_at_offset (p, size)) >= av->system_mem);
__libc_lock_unlock (av->mutex);
}
if (fail)
malloc_printerr ("free(): invalid next size (fast)");
}
free_perturb (chunk2mem(p), size - CHUNK_HDR_SZ);
atomic_store_relaxed (&av->have_fastchunks, true);
unsigned int idx = fastbin_index(size);
fb = &fastbin (av, idx);
/* Atomically link P to its fastbin: P->FD = *FB; *FB = P; */
mchunkptr old = *fb, old2;
if (SINGLE_THREAD_P)
{
/* Check that the top of the bin is not the record we are going to
add (i.e., double free). */
if (__builtin_expect (old == p, 0))
malloc_printerr ("double free or corruption (fasttop)");
p->fd = PROTECT_PTR (&p->fd, old);
*fb = p;
}
else
do
{
/* Check that the top of the bin is not the record we are going to
add (i.e., double free). */
if (__builtin_expect (old == p, 0))
malloc_printerr ("double free or corruption (fasttop)");
old2 = old;
p->fd = PROTECT_PTR (&p->fd, old);
}
while ((old = catomic_compare_and_exchange_val_rel (fb, p, old2))
!= old2);
/* Check that size of fastbin chunk at the top is the same as
size of the chunk that we are adding. We can dereference OLD
only if we have the lock, otherwise it might have already been
allocated again. */
if (have_lock && old != NULL
&& __builtin_expect (fastbin_index (chunksize (old)) != idx, 0))
malloc_printerr ("invalid fastbin entry (free)");
}もしチャンクがまだどのビンにも割り当てられていなければ、_int_free_merge_chunkを呼び出します。
```c /* Consolidate other non-mmapped chunks as they arrive. */
else if (!chunk_is_mmapped(p)) {
/* If we're single-threaded, don't lock the arena. */ if (SINGLE_THREAD_P) have_lock = true;
if (!have_lock) __libc_lock_lock (av->mutex);
_int_free_merge_chunk (av, p, size);
if (!have_lock) __libc_lock_unlock (av->mutex); } /* If the chunk was allocated via mmap, release via munmap(). */
else { munmap_chunk (p); } }
</details>
## \_int\_free\_merge\_chunk
この関数は、サイズバイトのチャンクPを隣接するチャンクとマージしようとします。結果として得られたチャンクを未整列ビンリストに置きます。
いくつかのチェックが行われます：
* チャンクがトップチャンクの場合: `double free or corruption (top)`
* 次のチャンクがアリーナの境界の外にある場合: `double free or corruption (out)`
* チャンクが使用中としてマークされていない場合（次のチャンクの`prev_inuse`から）: `double free or corruption (!prev)`
* 次のチャンクのサイズが小さすぎるか大きすぎる場合: `free(): invalid next size (normal)`
* 前のチャンクが使用中でない場合、統合を試みます。しかし、prev\_sizeが前のチャンクに示されたサイズと異なる場合: `corrupted size vs. prev_size while consolidating`
<details>
<summary>_int_free_merge_chunk code</summary>
```c
// From https://github.com/bminor/glibc/blob/f942a732d37a96217ef828116ebe64a644db18d7/malloc/malloc.c#L4660C1-L4702C2
/* Try to merge chunk P of SIZE bytes with its neighbors. Put the
resulting chunk on the appropriate bin list. P must not be on a
bin list yet, and it can be in use. */
static void
_int_free_merge_chunk (mstate av, mchunkptr p, INTERNAL_SIZE_T size)
{
mchunkptr nextchunk = chunk_at_offset(p, size);
/* Lightweight tests: check whether the block is already the
top block. */
if (__glibc_unlikely (p == av->top))
malloc_printerr ("double free or corruption (top)");
/* Or whether the next chunk is beyond the boundaries of the arena. */
if (__builtin_expect (contiguous (av)
&& (char *) nextchunk
>= ((char *) av->top + chunksize(av->top)), 0))
malloc_printerr ("double free or corruption (out)");
/* Or whether the block is actually not marked used. */
if (__glibc_unlikely (!prev_inuse(nextchunk)))
malloc_printerr ("double free or corruption (!prev)");
INTERNAL_SIZE_T nextsize = chunksize(nextchunk);
if (__builtin_expect (chunksize_nomask (nextchunk) <= CHUNK_HDR_SZ, 0)
|| __builtin_expect (nextsize >= av->system_mem, 0))
malloc_printerr ("free(): invalid next size (normal)");
free_perturb (chunk2mem(p), size - CHUNK_HDR_SZ);
/* Consolidate backward. */
if (!prev_inuse(p))
{
INTERNAL_SIZE_T 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 while consolidating");
unlink_chunk (av, p);
}
/* Write the chunk header, maybe after merging with the following chunk. */
size = _int_free_create_chunk (av, p, size, nextchunk, nextsize);
_int_free_maybe_consolidate (av, size);
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