为什么打印到标准输出会导致“malloc（）：损坏的顶部大小”，但打印到标准错误工作得很好？答案

【问题标题】：Why does printing to stdout cause `malloc(): corrupted top size`, but printing to stderr works just fine?为什么打印到标准输出会导致“malloc（）：损坏的顶部大小”，但打印到标准错误工作得很好？
【发布时间】：2020-08-29 05:17:20
【问题描述】：

我有以下函数来设置结构并从结构中转储一些数据：

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

#include "image.h"

// typedef from image.h included above, copied here for SO
typedef struct image {
    int width;
    int height;
    char *data;
} image;

image *image_new(int width, int height) {
    image *i = malloc(sizeof(image));
    i->width = width;
    i->height = height;
    // allocate space for each row
    i->data = malloc(sizeof(unsigned char) * height * width * 3);
    return i;
}

void image_dump_data(image *i) {
    for (int x = 0; x < i->width; x++) {
        for (int y = 0; y < i->height; y++) {
            // write pixel color to file
            unsigned char r = i->data[(y * i->width) + (x * 3) + 0];
            unsigned char g = i->data[(y * i->width) + (x * 3) + 1];
            unsigned char b = i->data[(y * i->width) + (x * 3) + 2];
            printf("%d %d %d ", (int)r, (int)g, (int)b);
        }
        printf("\n");
    }
}

一旦第一次调用printf()，我的代码就会失败并显示消息malloc(): corrupted top size。当我将 printf() 更改为 fprintf(stderr, ...) 时，我得到了预期的输出。当我使用fprintf(stdout, ...) 时，错误仍然存在，因此特别是关于使用stdout 的东西似乎导致我的代码失败。

我希望在这里包含所有相关信息，但如有必要，here is a link to the GitHub repo 包含我在此项目中使用的所有文件。

【问题讨论】：

你如何“连接”你展示的这两个函数？你怎么称呼他们？请尝试创建一个minimal reproducible example 向我们展示in问题本身（使其独立，无需外部链接可以更改、消失或更改其内容）。
stdout 和stderr 在这方面的唯一区别是第一个通常被缓冲，第二个不是。因此stdout 版本可能会出现您在其他地方遇到的错误，因为实际上必须在某个地方使用malloc。所以不要打信使，stdout 与 stderr 不是你的问题，它只会让你的问题变得明显。
函数是如何调用的，传入的是什么，后者是如何定义和设置/初始化的？必须知道，我们不知道什么，所以我们需要猜测，我们不会做什么。因此，就目前而言，这个问题有些不完整，因此无法回答。除了最有可能再次猜测，臭名昭著的未定义行为被调用的一般性陈述。
这里为什么是幻数3 (x * 3) ？
尝试通过 valgrind 运行您的代码。如果你的内存管理不善，它会告诉你在哪里。

标签： c memory-management malloc stdout stderr

【解决方案1】：

我不小心利用了在打印到 stderr 而不是 stdout 时发生的未定义行为（可能是因为缓冲输出与非缓冲输出）。在一个单独的文件中，我对结构指针的大小有一个错误的 malloc，而不是结构本身，导致分配的内存太小。直到后来，这才立即表现为问题。使用valgrind 进行调试时，以下几行直接指出了问题所在：

==1417933== Invalid write of size 8
==1417933==    at 0x10A864: scene_new (scene.c:24)
==1417933==    by 0x109267: main (raytracer.c:27)
==1417933==  Address 0x4b8b160 is 0 bytes after a block of size 32 alloc'd
==1417933==    at 0x483977F: malloc (vg_replace_malloc.c:309)
==1417933==    by 0x10A823: scene_new (scene.c:23)
==1417933==    by 0x109267: main (raytracer.c:27)

【讨论】：

【解决方案2】：

您是否尝试过更改格式以避免强制转换？不确定它是否有帮助，但您可以尝试printf doc。

printf("%hhu %hhu %hhu ", r, g, b);

【讨论】：

强制转换没问题，最坏的情况是它们只会导致打印错误的值（因为字节值被符号扩展为int）。它不应该导致被问及的问题，这是因为一些未定义的行为，可能在未显示的代码中。