当我使用 malloc 而不是 mxMalloc 时，MATLAB 崩溃

Question

我在 MATLAB 中编写了以下代码：

#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "mex.h"
#include "matrix.h"

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],
                 int nrhs, const mxArray *prhs[]){

    double* x = (double*)malloc(5 * sizeof(*x));
    int k;
    for(k=0;k<5;k++)
        x[k] = k;
    mxArray* p1 = mxCreateDoubleMatrix(5, 1, mxREAL);
    mxSetPr(p1, x);
}

我在没有输入或输出的情况下调用该函数。除了初始化一些向量之外，代码实际上什么都不做。我知道代码有严重的内存泄漏，但除了内存泄漏，当我调用函数时，MATLAB 会关闭。

如果我将malloc 替换为mxMalloc，代码将毫无问题地执行。 我知道最好使用 mx* 来分配内存，但我确信 malloc 和 calloc 以及 free 可以毫无问题地在 MEX 中使用。

我也删除了 (double*)，但它仍然崩溃。

如果让我知道为什么提到的代码会导致 MATLAB 崩溃，我们将不胜感激。 谢谢

Answer 1

首先，不要转换 malloc 的返回值（无论如何，在 C 中，C++ 是另一回事），尤其是如果你不是包括 stdlib.h - 在整数和指针大小不同的环境中，您会遇到各种问题。

取下演员表，看看它是否抱怨将 int 分配给 double *。

如果是，请确保包含 stdlib.h 以获取 malloc 原型。

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无论如何，documentation 是明确的：

数组必须在动态内存中；调用mxCalloc 分配此内存。不要使用 ANSI C calloc 函数，这会导致内存对齐问题导致程序终止。

虽然具体只提到了calloc 函数，但mxMalloc documentation 声明：

mxMalloc 分配足以容纳n 字节的连续堆空间。在 MATLAB 应用程序中使用 mxMalloc 而不是 ANSI C malloc 函数来分配内存。

因此，文档明确禁止您所做的事情。别这样了。不要让我过来:-)

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有关更多信息，关于 MatLab 使用 SIMD 等东西进行高速数学运算的信息很多。

SIMD 可能需要比常规 C 数据类型更严格的对齐方式（因此比 malloc 保证的更严格）。

这很可能是导致您的问题的原因，并且文档中的“可能导致内存对齐问题”注释支持。我不完全确定是这种情况（因为我无法访问 MatLab 的源代码），但至少这是一个可行的解释。

Answer 2

贴出的代码其实有两个问题：

double* x = (double*)malloc(5 * sizeof(*x));
   :
mxArray* p1 = mxCreateDoubleMatrix(5, 1, mxREAL);
mxSetPr(p1, x); /* This leaks memory AND causes a crash */

第一个问题是其他人已经发布的内容。您永远不能将本机 C/C++ 内存（malloc、calloc、realloc、new 等）附加到 mxArray。这样做会搞砸 MATLAB 内存管理器，并最终在 MATLAB 尝试释放此内存时导致崩溃。您只能将内存从 MATLAB API 函数附加到 mxArray。

第二个问题是内存泄漏。 mxCreateDoubleMatrix(5, 1, mxREAL) 调用在 mxArray 中的数据指针后面分配内存。该数据指针不在垃圾回收列表中。当您随后调用 mxSetPr(p1, x) 时，您会清除该数据指针并将其替换为 x，因此您对该数据指针的唯一访问权限将丢失并且您会泄漏内存。由于这个数据指针不在垃圾回收列表中，所以当 mex 函数返回给调用者时，它不会被释放。它只能通过重新启动 MATLAB 来恢复。以下是一些在不导致崩溃和内存泄漏的情况下正确编码的方法：

更改为 mxMalloc 和 mxFree 原始数据指针：

double* x = (double*)mxMalloc(5 * sizeof(*x));
   :
mxArray* p1 = mxCreateDoubleMatrix(5, 1, mxREAL);
mxFree(mxGetData(p1)); /* Free the original data pointer */
mxSetPr(p1, x); /* Attach MATLAB API generated pointer */

更改为 mxMalloc 并从空矩阵开始：

double* x = (double*)mxMalloc(5 * sizeof(*x));
   :
mxArray* p1 = mxCreateDoubleMatrix(0, 0, mxREAL);
mxSetPr(p1, x); /* Attach MATLAB API generated pointer */
mxSetM(p1, 5); /* Set row size */
mxSetN(p1, 1); /* Set column size */

根本不用单独分配...直接使用原始数据指针即可：

mxArray* p1 = mxCreateDoubleMatrix(5, 1, mxREAL);
double* x = (double*)mxGetData(p1);
/* Then use x downstream in your code */

Answer 3

为了避免其他人潜在的痛苦，在输入参数 x 上使用 mxMalloc(x) 的函数只有在 x 被声明为 const int x 时才有效，而不仅仅是 int x。