背景：作为即将步入大二的小老登🤓，CTF出题的压力来到了我们的身上，在Vidar-Team有一个hgame-mini比赛，由于一些改革，需要在hgame-mini涉及一些堆题，但是有些人认为直接上堆题过于困难，于是决定做一些伪堆题，通过重写malloc和free，减轻新生的压力，虽然我水平不太够，但是给新生出点题还是没问题的，于是我就决定写一份自己的malloc（这其实还是有些私心的，重写libc本来也是我希望能完成的一个任务），从malloc的读者到malloc的设计者，感慨万千
说实在的，这还是我第一次真正脱离讲义，脱离框架代码（实际上也有glibc的框架参考），所以我需要自己来分步，分解任务
编译到自己的malloc和free
如何在程序编译时使用自己写的malloc，这是遇到的第一个问题，我一开始想的是用LD_PRELOAD环境变量，但是在我的macos上始终无法做到，于是采用在编译时加入选项-fno-builtin，成功
编写最简单的malloc
首先必须使malloc可以跑起来，不实现free。
那就要确定我的malloc的底层需要哪个syscall
打算使用sbrk，因为感觉比较简单，但是warning: 'sbrk' is deprecated
无所谓了
功能描述如下：第一次调用时mmap一块巨大的内存，这块内存作为一个cache（避免之后频繁的向操作系统请求），这块内存在ptmalloc2中称之为topchunk，之后的所有内存请求均从topchunk切割，所有的free均尝试合并找附近的合并，没有合并成功的内存块放入唯一（暂时）的一个bin（unsorted bin），之后的malloc通过首先在unsorted bin中寻找若找到合适大小的则分配，没有合适大小的则从topchunk切割，free同理
基础设施建设
基础设施包括一些宏的定义，testbench的编写，一些struct的编写
sysmalloc
这个函数需要在做到第一次malloc的时候提供一个巨大的topchunk以及一个所需大小的chunk返回给用户，以及在之后topchunk空间不够时增大topchunk的大小并提供返回一个所需大小的chunk，暂时没有第二个的需求，所以搁置先
malloc/free
malloc首先在unsorted bin中搜索，找到一个申请的大的chunk，如果大的很多就切割，如果大的不多就直接给，这个大的多不多取决于切割后有没有大于minisize（0x20），这种方式就是效率特别慢，但是肯定能work，如果无法在unsorted bin中找到合适的，就从topchunk切割
写之前复习了一下这个bin的结构…..哎，glibc，你真的不是人能看的
就这个bin_at几乎让我困惑了一整天，就问谁能秒看懂这个，从bins中取地址，再取这个地址的地址，现在这个地址在arena中，再将这个地址减两个size_t，谁能理解这样做的目的？？
后来吃个饭终于理解了，如果传入i为1，确实获得是bin[0]-2*size_t的地址，此时这个地址是什么并不重要（实际上是arena中top指针的地址），最主要的是通过这个地址来获得他的fd，也就是说他将top指针的位置当成了一个chunk（但是这并不是一个真正的chunk），然后通过->fd的方式来获得相应的指针
意义何在？直接bins[0]不也可以获得地址嘛，太过诡异，但是他似乎返回的是一个虚拟的chunk
如图所示，最里面的chunk的fd和最外面的bk都是指向这个虚拟chunk的头，从而其实就像chunk之间形成了一个不循环链表，但是加上了这个虚拟chunk之后就形成了一个循环链表，循环链表理论没有起始点，但是按照不循环链表的角度来看的话，循环链表其实起始点是这个虚拟chunk（即bin_at获得的chunk），虚拟chunk的fd指向第一个chunk（最外面的chunk），bk指向最里面的chunk
妙啊妙啊，哎，还是感觉很诡异（主要是没见过这种操作）–以0空间开销的方式获得一个循环链表的性能，太无敌了
之后写完之后的测试是最麻烦的，我无法对我的malloc适配pwndbg（或者说很难），因为pwndbg的调试命令都是以glibc malloc作为实现。（但是或许我可以适配一下，让pwndbg能检测出来？毕竟pwndbg也是通过一些二进制文件中的符号来进行堆探测的？）
在测试malloc的时候，发现printf依赖malloc，导致调试有点困难，所以或许需要给我的malloc和free改一个名字，但是其实我不希望printf改变我的堆状态
之后发现使用gdb（with gdb script）其实可以很轻松的进行测试
甚至还可以在gdb脚本中定义函数，做更多的事情，这样其实可以获得pwndbg 50%的威能，后发现在gdbinit中可以对pwndbg进行一些基本配置，比如让某些区域不显示（比如reg，stack等区域对我就没什么用），pwndbg真好☺️☺️
其实差不多完结了，丢一下代码吧
myLibc/src/malloc.c at master · yizishun/myLibc (github.com)