c - 无法释放分配的内存

Question

我是 C 的初学者，我遇到了这个问题，我在 malloc/calloc 二维数组中尝试在使用后 free 时出错。这些程序用随机值填充方阵，并让用户在不同的函数之间进行选择以将它们相乘，以评估性能。这是代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <cblas.h>
#include <assignment2.h> // declares my non-blas multiplication functions

int main(int argc, const char *argv[]) {

   int n, i, j, blockSize, choice;

   printf("Enter n: ");
   scanf("%d", &n);
   printf("Enter block size: ");
   scanf("%d", &blockSize);

   do {
      printf("Enter method (1 -> naive, 2 -> ijk-blocked, " 
            "3 -> kij-blocked, 4 -> cblas_dgemm): ");
      scanf("%d", &choice);
   } while (choice < 1 || choice > 4);

   double **a, **b, **result;

   /* Init matrices*/
   a = malloc(n * sizeof(double*));
   b = malloc(n * sizeof(double*));
   result = malloc(n * sizeof(double*));
   if (a == NULL || b == NULL || result == NULL) {
      printf("Error.\n");
      return 1;
   }

   for (i = 0; i < n; i++) {
      *(a + i) = malloc(n* sizeof(double));
      *(b + i) = malloc(n* sizeof(double));
      *(result + i) = calloc(n, sizeof(double));
   }

   fillMatrix(n, a);
   fillMatrix(n, b);

   // timing
   struct timeval tv1, tv2;
   struct timezone tz;
   gettimeofday(&tv1, &tz);

   switch(choice) {
      case 1:
         printf("matmul_ijk\n");
         matmul_ijk(n, a, b, result);
         break;
      case 2:
         printf("matmul_ijk_blocked\n");
         matmul_ijk_blocked(n, blockSize, a, b, result);
         break;
      case 3:
         printf("matmul_kij_blocked\n");
         matmul_kij_blocked(n, blockSize, a, b, result);
         break;
      case 4:
         printf("cblas_dgemm\n");
         cblas_dgemm(CblasRowMajor, CblasNoTrans, CblasNoTrans, n, n, n, 1.0,
               a[0], n, b[0], n, 0.0, result[0], n);
         break;
      default:
         puts("Error. Mode not recognized.");
   }
   gettimeofday(&tv2, &tz);

   // Print time
   double elapsed = (double) (tv2.tv_sec-tv1.tv_sec) 
      + (double) (tv2.tv_usec-tv1.tv_usec) * 1.e-6;
   printf("Time elapsed: %lf\n", elapsed);

   // for (i = 0; i < n; i++) {
      // free(a[i]);
      // free(b[i]);
      // free(result[i]);
   // }
   // free(a);
   // free(b);
   // free(result);
   return 0;
}

现在，在最后，我注释掉了释放之前分配的内存的尝试。因为如果我启用对 free 的最后三个调用，我会收到类似

的错误

2(724,0x7fff7cc76960) malloc: *** error for object 0x7fe62a016000: pointer being freed was not allocated
*** set a breakpoint in malloc_error_break to debug

我不知道为什么，因为我确实自己分配了内存。但是程序正常运行并交付结果，只有在释放时才会发生错误。有趣的是，当 n 很大时，仅会发生这种情况。例如n=1000 没有问题，但是 n=2000 有问题。出于速度原因，我总是选择 BLAS 例程来测试它，我不知道其他例程是否表现出相同的行为。

所以我猜我在这里遗漏了一些重要的东西

1. 内存 malloc 似乎不想 freed
2. 问题似乎与矩阵的大小有关，但我不明白这是怎么回事。

谁能指出我的错误？

Answer 1

我针对包含 1000 和 2000 的 n 值运行了以下代码，没有发生任何意外:

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

int main(int argc, const char *argv[]) {

    int n, i;

    printf("Enter n: ");
    scanf("%d", &n);

    double **a, **b, **result;

    /* Init matrices*/
    a = malloc(n * sizeof(double*));
    b = malloc(n * sizeof(double*));
    result = malloc(n * sizeof(double*));
    if (a == NULL || b == NULL || result == NULL) {
        printf("Error.\n");
        return 1;
    }

    for (i = 0; i < n; i++) {
        *(a + i) = malloc(n* sizeof(double));
        *(b + i) = malloc(n* sizeof(double));
        *(result + i) = calloc(n, sizeof(double));
    }

    for (i = 0; i < n; i++) {
        free(a[i]);
        free(b[i]);
        free(result[i]);
    }
    free(a);
    free(b);
    free(result);

    return 0;
}

也许操作a、b 和result 的函数正在发生某些事情。其一，如果您将两个二维数组相乘并将最终结果放入名为 result 的变量中，您的乘法函数可能应该采用指向 result 的三重指针，例如:

/* allocate space for a, b and result... */
foo(a, b, &result);
/* do something with result... */

您可以仔细检查您的函数签名和代码。

如果您使用的是 gcc，请使用 -Wall 警告集编译您的代码:

$ gcc -Wall foo.c -o foo.bin

也许还可以考虑使用 gdb 调试器来查明崩溃发生的确切位置以及当时您的数据所持有的值。我不是这方面的专家，我发现 RMS's tutorial成为一个有用的资源。