./thrash 中的错误：free()：无效指针

Question

我意识到这个问题已经被问过好几次了，但没有一个解决方案对我有任何帮助。我正在编写一个实验室程序，该程序在 C 中分配大量内存，特别是一个 char 指针数组，每个指针都分配了 4096 字节的内存页面大小。

char** pgs =(char**) malloc(sizeof(char *) * pages);
if(pgs == NULL){
    printf("Failed to allocate memory");
    exit(0);
}
int i;
for(i = 0; i < pages; i++){
    pgs[i] = malloc(4096);
    /*if(pgs[i] == NULL){
    printf("Failed to allocate memory");
    exit(0);
    }*/
*pgs[i] = "\0";
/*if(pgs[i] == NULL){
    printf("Failed to allocate memory");
    exit(0);
}*/
}

在程序的中间，这个数组的元素被随机访问和修改，以引起抖动（作为实验室的一部分）：

while(time(NULL) - startTime < seconds){
    long rando = rand() % pages;
    if(modify > 0){
        *pgs[rando]++;
    }
    else{
        long temp = *pgs[rando];
    }

在程序结束时，我尝试释放此内存：

for(i = 0; i < pages; i++){
    free(pgs[i]);
}


free(pgs);

然而，我得到了可怕的“无效指针”错误。如果有人对如何解决此问题有任何建议或知识，请分享。

Answer 1

您展示的程序片段显示出许多问题，其中一些已在 cmets 中发现：

• 程序应该报告标准错误，而不是标准输出。
• 如果程序失败，程序应该以非零状态退出。
• 程序应该在没有警告的情况下编译。
• 一般消息和特别是错误消息应以换行符结尾。
• 程序只尝试修改每一页的一个字节。

但是，主要问题是问题中的代码使用了*pgs[rando]++，它旨在修改分配的内存。这等价于*(pgs[rando]++)，它递增指针，然后读取值并丢弃它——而不是等价于(*pgs[rando])++，它会修改字节pgs[rando][0]。问题中的代码应生成有关value computed is not used 的警告（如果您确保编译时将所有警告都视为错误，则会生成错误）。因为您的代码正在递增指针，所以使用 free() 返回到内存分配系统的值通常与内存分配系统返回给您的值不同，因此您确实将无效指针传递给 @ 987654327@.

此代码避免了上述问题。它执行固定数量的迭代并且不使用time()。它打印sum，以便优化器无法优化对内存的读取访问。

/* SO 4971-2352 */

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

enum { PAGESIZE = 4096 };

int main(void)
{
    int pages = PAGESIZE;
    char **pgs = (char **)malloc(sizeof(char *) * pages);
    if (pgs == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "Failed to allocate memory\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    for (int i = 0; i < pages; i++)
    {
        pgs[i] = malloc(PAGESIZE);
        if (pgs[i] == NULL)
        {
            fprintf(stderr, "Failed to allocate memory\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        memset(pgs[i], '\0', PAGESIZE);     // Or use calloc()!
    }

    size_t sum = 0;
    for (int i = 0; i < PAGESIZE * PAGESIZE; i++)
    {
        int pagenum = rand() % pages;
        int offset = rand() % PAGESIZE;
        int modify = i & 2;
        if (modify != 0)
        {
            pgs[pagenum][offset]++;
        }
        else
        {
            sum += pgs[pagenum][offset];
        }
    }

    printf("Sum: 0x%.8zX\n", sum);

    for (int i = 0; i < pages; i++)
        free(pgs[i]);
    free(pgs);

    return 0;
}

我将该代码称为 thrash31.c 并将其编译为 thrash31 使用：

$ gcc -O3 -g -std=c11 -Wall -Wextra -Werror thrash31.c -o thrash31
$

使用计时程序运行时，我得到了输出：

$ timecmd -u -- thrash31
2018-04-07 15:48:58.546809 [PID 9178] thrash31
Sum: 0x001FE976
2018-04-07 15:48:59.355508 [PID 9178; status 0x0000]  -  0.808699s
$

因此，运行大约需要 0.8 秒。每次生成的总和都是相同的，因为代码没有为随机数生成器提供种子。