Windows heap learning

Windows Heap Internals learning windows heap is divided into two types:NT heap and segment heap NT heap Exists since early versions of Windows NT. The default heap implementation up through Windows 7/8. Segment heap why not public Introduced in Windows 10 as the modern heap manager. Default for apps built with the Universal Windows Platform (UWP), Microsoft Edge, and newer apps. [heap pic]LFH) NT heap Some Structure _HEAP //0x2c0 bytes (sizeof) struct _HEAP { union { struct _HEAP_SEGMENT Segment; //0x0 struct { struct _HEAP_ENTRY Entry; //0x0 ULONG SegmentSignature; //0x10 ULONG SegmentFlags; //0x14 struct _LIST_ENTRY SegmentListEntry; //0x18 struct _HEAP* Heap; //0x28 VOID* BaseAddress; //0x30 ULONG NumberOfPages; //0x38 struct _HEAP_ENTRY* FirstEntry; //0x40 struct _HEAP_ENTRY* LastValidEntry; //0x48 ULONG NumberOfUnCommittedPages; //0x50 ULONG NumberOfUnCommittedRanges; //0x54 USHORT SegmentAllocatorBackTraceIndex; //0x58 USHORT Reserved; //0x5a struct _LIST_ENTRY UCRSegmentList; //0x60 }; }; ULONG Flags; //0x70 ULONG ForceFlags; //0x74 ULONG CompatibilityFlags; //0x78 ULONG EncodeFlagMask; //0x7c struct _HEAP_ENTRY Encoding; //0x80 ULONG Interceptor; //0x90 ULONG VirtualMemoryThreshold; //0x94 ULONG Signature; //0x98 ULONGLONG SegmentReserve; //0xa0 ULONGLONG SegmentCommit; //0xa8 ULONGLONG DeCommitFreeBlockThreshold; //0xb0 ULONGLONG DeCommitTotalFreeThreshold; //0xb8 ULONGLONG TotalFreeSize; //0xc0 ULONGLONG MaximumAllocationSize; //0xc8 USHORT ProcessHeapsListIndex; //0xd0 USHORT HeaderValidateLength; //0xd2 VOID* HeaderValidateCopy; //0xd8 USHORT NextAvailableTagIndex; //0xe0 USHORT MaximumTagIndex; //0xe2 struct _HEAP_TAG_ENTRY* TagEntries; //0xe8 struct _LIST_ENTRY UCRList; //0xf0 ULONGLONG AlignRound; //0x100 ULONGLONG AlignMask; //0x108 struct _LIST_ENTRY VirtualAllocdBlocks; //0x110 struct _LIST_ENTRY SegmentList; //0x120 USHORT AllocatorBackTraceIndex; //0x130 ULONG NonDedicatedListLength; //0x134 VOID* BlocksIndex; //0x138 VOID* UCRIndex; //0x140 struct _HEAP_PSEUDO_TAG_ENTRY* PseudoTagEntries; //0x148 struct _LIST_ENTRY FreeLists; //0x150 struct _HEAP_LOCK* LockVariable; //0x160 LONG (*CommitRoutine)(VOID* arg1, VOID** arg2, ULONGLONG* arg3); //0x168 union _RTL_RUN_ONCE StackTraceInitVar; //0x170 struct _RTL_HEAP_MEMORY_LIMIT_DATA CommitLimitData; //0x178 VOID* FrontEndHeap; //0x198 USHORT FrontHeapLockCount; //0x1a0 UCHAR FrontEndHeapType; //0x1a2 UCHAR RequestedFrontEndHeapType; //0x1a3 WCHAR* FrontEndHeapUsageData; //0x1a8 USHORT FrontEndHeapMaximumIndex; //0x1b0 volatile UCHAR FrontEndHeapStatusBitmap[129]; //0x1b2 struct _HEAP_COUNTERS Counters; //0x238 struct _HEAP_TUNING_PARAMETERS TuningParameters; //0x2b0 }; _HEAP_ENTRY //0x10 bytes (sizeof) struct _HEAP_ENTRY { union { struct _HEAP_UNPACKED_ENTRY UnpackedEntry; //0x0 struct { VOID* PreviousBlockPrivateData; //0x0 union { struct { USHORT Size; //0x8 UCHAR Flags; //0xa UCHAR SmallTagIndex; //0xb }; struct { ULONG SubSegmentCode; //0x8 USHORT PreviousSize; //0xc union { UCHAR SegmentOffset; //0xe UCHAR LFHFlags; //0xe }; UCHAR UnusedBytes; //0xf }; ULONGLONG CompactHeader; //0x8 }; }; struct _HEAP_EXTENDED_ENTRY ExtendedEntry; //0x0 struct { VOID* Reserved; //0x0 union { struct { USHORT FunctionIndex; //0x8 USHORT ContextValue; //0xa }; ULONG InterceptorValue; //0x8 }; USHORT UnusedBytesLength; //0xc UCHAR EntryOffset; //0xe UCHAR ExtendedBlockSignature; //0xf }; struct { VOID* ReservedForAlignment; //0x0 union { struct { ULONG Code1; //0x8 union { struct { USHORT Code2; //0xc UCHAR Code3; //0xe UCHAR Code4; //0xf }; ULONG Code234; //0xc }; }; ULONGLONG AgregateCode; //0x8 }; }; }; }; NT heap is divided into FrontEnd and BackEnd Allocators. ...

October 22, 2025

Windows内存管理学习

一. 关于内存管理 1.1 虚拟地址空间 每个进程的虚拟地址是私有的并且无法被其他进程访问(除非共享)。系统为每个进程维护一个页表用来将虚拟地址变为物理地址。 虚拟地址空间的大小受到不同的cpu架构,不同的windows操作系统和LargeAddressAware与 4GT 设置影响。 1.1.1 32位 ——4GT设置 在 32 位系统中,虚拟地址是 4 GB(2³² = 4 GB): 默认情况:用户程序最多只能访问 2 GB 的虚拟地址 启用 4GT 后分布变成: 这样用户态程序能用更多虚拟内存(适合数据库、游戏服务器等),但内核空间只有 1 GB,系统缓存和驱动可用空间变少。 启用方式 Windows Vista 及更高版本:bcdedit /set increaseuserva <值> Windows Server 2003 及更早:在 Boot.ini 中添加: /3GB 或者更细调 /USERVA=2560 让程序识别 4GT —— /LARGEADDRESSAWARE 编译时加: link /LARGEADDRESSAWARE myapp.obj 没加此标志 → 即使系统启用了 4GT,程序仍只能看到 2 GB。 加了 → 在 /3GB 系统上可看到 3 GB,在 64 位系统上甚至可用 4 GB。 ...

October 14, 2025 · 1495 words

Linux堆学习

前言 要深入了解linux的内存管理,对于堆栈的认识是必不可少的。相对于栈来说,堆相对来说更加复杂。所以在看了大量文章以后,决定对堆中的一些基本概念总结一下,希望师傅们指教。 本文只讨论单线程,64位,glibc2.41版本 (等后续有空更新 堆的定义 ctf-wiki中是这样描述的 在程序运行过程中,堆可以提供动态分配的内存,允许程序申请大小未知的内存。 堆其实就是程序虚拟地址空间的一块连续的线性区域,它由低地址向高地址方向增长。 我们一般称管理堆的那部分程序为堆管理器。 堆主要有两个作用: 响应用户的申请内存请求,向操作系统申请内存,然后将其返回给用户程序。 管理用户所释放的内存 malloc 流程图 free流程图 堆的利用 这个版本的glibc在向上合并的时候并没有把当前块的控制信息消除,所以可以double-free #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <stdlib.h> #define te int main() { int i = 0; void *x[7]; for(i; i<7;i++){ x[i] = malloc(0x100); } void *p1; p1 = malloc(0x200); void *p2; p2 = malloc(0x200); malloc(10); // 防止和av->top 合并 for(i = 0; i< 7 ;i++){ free(x[i]); } // 填满tcache_bins free(p1); // 放入small_bins free(p2); // 触发合并刚好进入unsorted_bins,并且没有清空控制信息 malloc(0x200); free(p2); // double-free getchar(); return 0; }

September 26, 2025 · 80 words