Unix/Linux glibc detected: free(): invalid next size (normal)问题的解决办法

本文探讨了在程序开发中常见的内存越界问题,通过实例代码演示了内存越界操作如何引起程序错误,并提供了验证方法。重点强调了在数组、结构体循环处理时避免内存越界的技巧。

出現了這種情況,多半是由於下面幾個原因引起的。

【摘自網絡】

1.free了未分配的內存。

2.申請的內存未free。(個人覺得這個不太可能造成錯誤,只是會內存洩露)

3.在申請的內存中進行了內存的越界操作。多見於數組、結構體循環處理的時候。

下面用例子來驗證一下第三種情況。

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define	MAX_NUM	10
int main(int argc,char **argv)
{
	char	*str;
	str = (char*)malloc(sizeof(char)*MAX_NUM);
	if(!str)
		exit(-1);

    for(i=0;i<MAX_NUM+2;i++){
        str[i] = 'a';
	}

	free(str);
	return 0;
}

備註:如果對一塊內存進行了兩次free,會不會出現上面的問題?

有興趣的話,自己驗證一下吧!

### 错误原因分析 当程序运行时遇到 `Fatal error: glibc detected an invalid stdio handle` 错误,这通常意味着程序尝试访问或操作一个无效的 `FILE` 结构体指针。glibc 在 2.24 版本之后引入了额外的安全检查机制来防止潜在的漏洞利用,特别是针对 `IO_FILE_plus` 结构中的虚表(vtable)劫持攻击。当 glibc 检测到一个无效的 `stdio` 句柄时,会立即终止程序并输出错误信息[^1]。 具体来说,glibc 会在调用虚函数之前检查 `vtable` 地址的合法性。如果 `vtable` 指针不在预期的 `__libc_IO_vtables` 段内,glibc 会调用 `_IO_vtable_check` 函数进行进一步验证。如果验证失败,程序将被终止以防止潜在的安全风险[^2]。 ### 常见触发场景 1. **内存损坏**:程序中存在缓冲区溢出、越界写入等问题,导致 `FILE` 结构体被破坏。 2. **非法指针操作**:程序错误地使用了未初始化或已被释放的 `FILE*` 指针。 3. **多线程竞争条件**:在多线程环境中,多个线程同时操作同一个 `FILE` 结构体,可能导致数据竞争和结构损坏。 4. **恶意攻击**:攻击者利用某些漏洞(如堆喷射、UAF)修改 `FILE` 结构体的 `vtable` 指针,从而绕过 glibc 的安全检查机制[^2]。 ### 解决方案与调试方法 1. **使用 `gdb` 调试器** 可以通过 `gdb` 捕获程序崩溃时的堆栈信息,定位出错的代码位置。启动程序时加上 `--args` 参数: ```bash gdb --args ./malloc-multi-thread-performance-g ``` 在 `gdb` 中运行程序并捕获异常: ```gdb run bt ``` 通过 `bt` 命令查看调用栈,找到引发错误的具体函数调用路径。 2. **启用 AddressSanitizer 进行内存检查** 编译时启用 AddressSanitizer 可以检测内存访问错误,帮助识别缓冲区溢出、非法指针使用等问题: ```bash gcc -fsanitize=address -g -o malloc-multi-thread-performance-g malloc-multi-thread-performance-g.c ``` 运行程序后,AddressSanitizer 会报告内存访问违规行为。 3. **检查 `FILE*` 操作逻辑** 确保所有 `FILE*` 指针在使用前都已正确初始化,并且在释放后不再访问。避免在多线程环境中共享 `FILE*` 指针而不加锁。 4. **升级 glibc 版本** 如果使用的是较旧版本的 glibc,建议升级到最新稳定版本。新版本通常包含更多的安全补丁和优化,有助于减少此类错误的发生。 5. **禁用 glibc 的安全检查(不推荐)** 在某些特殊情况下,如果确认程序不会受到 `vtable` 劫持攻击,可以通过设置环境变量禁用 glibc 的安全检查: ```bash export GLIBC_TUNABLES=glibc.use_vtable_check=0 ``` 但该方法会降低程序的安全性,仅适用于调试阶段。 ###
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