手动编译测试musl1.2.2 meta dequeue特性

一、基础知识

https://bbs.pediy.com/thread-269533-1.htm#msg_header_h3_8

师傅写的很好，研究一下午就大致能了解透彻musl 1.2.2的内存管理结构和机制。美中不足的是没讲讲怎么编译一个用musl libc的程序。本文就简单介绍介绍如何编译一个musl libc下的程序，并通过它简单调试调试musl libc 的一些特性。

安装musl环境&&符号表

这里直接用0xRGz师傅的做法。

下载.deb安装包（0xRGz师傅的链接在笔者的电脑上貌似失效了）：http://ftp.de.debian.org/debian/pool/main/m/musl/musl_1.2.2-1_amd64.deb

安装：

sudo dpkg -i musl_1.2.2-1_amd64.deb

安装调试符号：

下载安装包musl-dbgsym_1.2.2-1_amd64.ddeb（https://launchpad.net/ubuntu/+archive/primary/+files/musl-dbgsym_1.2.2-1_amd64.ddeb）

安装：

sudo dpkg -i musl-dbgsym_1.2.2-1_amd64.ddeb

安装gdb小插件（from xf1les 师傅）：

git clone https://github.com/xf1les/muslheap.gitecho "source /path/to/muslheap.py" >> ~/.gdbinit

（这里的/path/to是需要修改的，也就是你git的muslheap的路径。安装了这个就能使用mheap和mchunk等一些非常好用的辅助调试的命令）

二、手动编译第一个musl程序

下载&&安装

curl -LO http://musl.libc.org/releases/musl-1.2.2.tar.gztar vxf musl-1.2.2.tar.gzcd musl-1.2.2./configure --prefix=/usr/local/musl CFLAGS='-O2 -v'make && sudo make install

源码&&编译

（在musl-1.2.2目录下的操作）

main.c：

#include <stdio.h> int main() {    printf("Hello musl libc\n");    return 0;}

编译：

./obj/musl-gcc main.c -o test

链接:

patchelf --set-interpreter ./libc.so ./test

运行

三、测试

demo1

#include<stdio.h>#include <unistd.h> void init(){        setbuf(stdin, 0);        setbuf(stdout, 0);        setbuf(stderr, 0);} int main() {         init();        size_t *p1,*p2,*p3;        p1=(size_t *)malloc(0x20);        p2=(size_t *)malloc(0x30);        p3=(size_t *)malloc(0x40);        read(0,p1,0x10);        read(0,p2,0x20);        read(0,p3,0x30);        free(p1);        free(p2);        free(p3);        return 0;}

通过read我们就能定位到分配的chunk的地址，从而通过mchunk看出对应的group和meta。然后通过mheap中的active看出对应的meta有没有被dequeue。

初始状态

malloc p1后

发现多了一个meta（其实是先多一个chunk，然后多一个group再多一个meta）。

malloc p3后

多了两个meta。

mchunk p1

到read看见p1的addr：

mchunk它：

可以看见它的group的首地址是它的地址减0x10，和文章里写的一样，并且group的首地址存了meta的地址。

p (struct meta ) 这个地址看看：

发现这个meta此时是指向自己的，并且mem存的是group的地址（发现meta有东西指向group，group也有东西指向meta）。

avail_mask为1022是因为它的二进制表示为：

01111111110

freed_mask记录group中已经被free释放的堆块，当前没有任何被释放的堆块，所以它为0。

last_idx为9表示group中最多10个同大小的堆块（0~9）。

free_able为1表示当前有一个堆块能free。

sizeclass为2 表示由0x2这个group进行管理这一类的大小的chunk。

maplen为0说明这个group不是通过mmap分配的。

看看group中的chunk

0x70本来是chunk头，结果被last_idx和meta_addr占位了，从0x80开始是我们读入的数据“nameless”。

free chunk过后看看：

发现active[2]不见了。这其实触发了meta dequeue的第一个条件——在free的时候，group中只有一个堆块处于使用状态中即free它过后，group中的所有堆块都处于未使用状态。这个时候还留它干嘛呢，直接将该meta dequeue了。

demo2

通过demo1简单了解了gdb下musl 的chunk、group和meta怎么调试，以及meta dequeue的第一种触发方式。接下来我们调试调试meta dequeue第二种触发方式——malloc的时候。

源码：

#include<stdio.h>#include <unistd.h> void init(){        setbuf(stdin, 0);        setbuf(stdout, 0);        setbuf(stderr, 0);} int main() {         init();        size_t *p1;        p1=(size_t *)malloc(0x20); //1        p1=(size_t *)malloc(0x20); //2        p1=(size_t *)malloc(0x20); //3        p1=(size_t *)malloc(0x20); //4        p1=(size_t *)malloc(0x20); //5        p1=(size_t *)malloc(0x20); //6        p1=(size_t *)malloc(0x20); //7        p1=(size_t *)malloc(0x20); //8        p1=(size_t *)malloc(0x20); //9        p1=(size_t *)malloc(0x20); //10        p1=(size_t *)malloc(0x20); //11        p1=(size_t *)malloc(0x20); //12        p1=(size_t *)malloc(0x20); //13        p1=(size_t *)malloc(0x20); //14         return 0;}

测试

发现当malloc第10个堆块过后，active[2]就从0x298变成0x2c0即发生了meta dequeue。

而且group的位置也从0xc70变成了0xc50。这说明在这种dequeue的时候，会产生一个新grep，以及对应的meta。

学meta dequeue有啥用呢？

做题！（即答）

别别别，ctf to learn，not learn to ctf

我们从p (struct meta ) 能看出来meta是一个双链表结构，dequeue的过程就牵扯到一个类似UB或者large bin chunk 的unlink的操作。就有可能通过这里的dequeue实现unlink 任意地址写，但具体怎么操作就留给读者思考或者看其它大师傅博客复现赛题了。（笔者写这篇的时候还没做任何一道musl 1.2.2的题，虽然确实是奔着做题去学的，不过搞嵌入式的话不会arm，不会musl怎么行呢？）

一些话

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，觉得在正式做题之前还是要自己写个demo简单调调，检验检验自己是否学懂了musl 1.2.2的特性。不能总想着做题……