free() 无效指针 - 释放指针数组失败答案

【问题标题】：free() invalid pointer - freeing array of pointers failsfree() 无效指针 - 释放指针数组失败
【发布时间】：2012-03-16 15:22:11
【问题描述】：

我一直在调试一段遗留代码，在带有 linux 的 XScale (arm v5te) 系统上运行，崩溃可重现。

我已经使用 gdb 进行了调试，并将 MALLOC_CHECK_ 设置为 1。代码很多，所以只需一些 sn-ps：

我们有这样的结构：

typedef struct {
...clipped..
    char **data_column_list;
    /** data column count */
    int data_column_cnt;
...clipped
} csv_t;

我们在一个函数中初始化列，把它们放在一个变量“columns”中

/* Allocating memory for pointer to every register id */
columns = (char **) malloc(column_cnt * sizeof(char *));

column_cnt = 0;
/* loop over all sensors */
for(i=0; i<cfg.sen_cnt; i++) {
    /* loop over all registers */
    for(j=0; j<cfg.sen_list[i]->data_cnt; j++) {
        /* Storing all the pointers to id */
        columns[column_cnt++] = cfg.sen_list[i]->data_list[j]->id;
    }
}

在另一个函数中，会发生这样的事情：

/* free the previous list */
csv_free(lc_csv);

lc_csv->data_column_list = columns;
lc_csv->data_column_cnt = column_cnt;

csv_free 存在：

void csv_free(csv_t *csv) {
    if(csv->data_column_cnt > 0)
        free(csv->data_column_list);

    csv->data_column_cnt = 0;
}

现在，还有另一个函数，构建了包含这些 id 的整个“cfg”/config 结构。上面的代码：cfg.sen_list[i]->data_list[j]->id;其中 cfg 是一个结构，sen_list 是一个指向结构的指针数组，data_list 是一个指向其他结构的指针数组，其中包含一个字符串“id”。

当程序收到信号 SIGUSR1 时，正在更新配置。所有这些 data_list 和 sen_list 结构都被释放，然后生成新的结构。然后使用第一个函数，生成新的 id 列并将其放入 csv 结构中，但之前已释放旧列表。

那就是它崩溃的地方。在 csv_free 中。

*** glibc detected *** /root/elv: free(): invalid pointer: 0x0001ae88 ***

我认为应该是这样的。你有一个指针数组。当你释放指针时，你必须释放指针，指向一组指针（数组）。或者换个代码来说，上面的情况应该类比为：

char **ar = malloc(n * sizeof(char *));
char *xn = malloc(10 * sizeof(char)); // Do for 0 to n strings
...
ar[n] = xn; // Do for 0 to n strings
...do stuff...
free(xn); // Do for 0 to n strings
free(ar);

当包含 id 字符串的结构被释放时，我的指针数组仍然带有（无效）指针，而不是空指针：

(gdb) p csv
$40 = {sysid = 222, ip = '\0' <repeats 49 times>, 
    module = "elv_v2", '\0' <repeats 14 times>, format_type = 1, msg_id = 0, 
    data_column_list = 0x1ae88, data_column_cnt = 10, pub_int = 30, 
    line_cnt = 0, pub_seq = -1, format = 0x18260}
(gdb) p csv.data_column_list[0]
$41 = 0x1b378 "0"

但我收到上述错误消息（或没有 MALLOC_CHECK_ 的 SIGABRT）。我完全不明白这一点。我必须释放这个指针数组，否则它将成为内存泄漏。在此之前，我找不到其他免费的电话。我不知道为什么 csv.data_column_list 被认为是无效指针。不幸的是，Valgrind 在 arm v5te 上不可用 :(

已经调试了好几个小时，很乐意提供任何帮助。非常感谢你，干杯，本

更新：

我想知道它是否与某些“范围”问题有关。另一个应用程序中有几乎相同的代码，它可以工作。两个程序都使用崩溃的函数“csv_free”（静态链接）。唯一的区别是，包含要释放的指针的结构在工作程序中正常声明和定义，并声明为external，并在除 main.c 之外的另一个文件中定义在 main.c 中手动调用“free”有效，而调用“csv_free”则崩溃。猜我这个...

【问题讨论】：

你试过用 valgrind 运行它吗？
如果你在 malloc 之后和 free 之前断点，所有的指针值都匹配吗？
您应该检查csv 是否在csv_free 中，并在释放csv 后将其分配为NULL。当 csv 为 NULL 或一些垃圾时，这将保护您免于执行 csv->member。
你说你在收到 SIGUSR1 后释放指针。那是在信号处理程序内部吗？ SIGUSR1 可以随时交付，因此在信号处理程序中 malloc 或 free 可能是不安全的。如果在程序在另一个 malloc/free 调用中传递信号，则可能会损坏堆。
感谢大家的阅读和评论！ @Als - 正如我所说，Valgrind 不适用于该平台。我正在考虑在我的 x86-64 机器上运行它，但我需要重新创建环境以使软件工作，例如，制作虚拟串行端口并向它们提供信息。但这是相当大的努力。

标签： c memory-leaks malloc free

【解决方案1】：

当我遇到 free() 错误时，有 10 次中有 9 次问题实际上是在分配或初始化时开始的，所以让我们来验证一下：

在调用csv_free之前，您实际上在哪里将columns 分配给csv.data_columns_list？如果 free() 时未初始化，则可以解释错误。

在第二个代码块中，如果初始 column_cnt（我猜是设置其他地方？）小于您将在循环之外编写的 column_cnt 大批。人们希望 MALLOC_CHECK_ 能抓住这一点，但如果你断言为如下：

/* Allocating memory for pointer to every register id */
columns = (char **) malloc(column_cnt * sizeof(char *));

int old_column_cnt = column_cnt;
column_cnt = 0;
/* loop over all sensors */
for(i=0; i<cfg.sen_cnt; i++) {
    /* loop over all registers */
    for(j=0; j<cfg.sen_list[i]->data_cnt; j++) {
        /* Storing all the pointers to id */
        columns[column_cnt++] = cfg.sen_list[i]->data_list[j]->id;
    }
}
assert(old_column_cnt >= column_cnt);

【讨论】：

【解决方案2】：

查看我的旧问题时，我看到了这一点。我无法真正验证，因为我不再在那家公司工作，但考虑到我们遇到的其他问题，我认为 wildplasser 是对的。

从信号处理程序中调用任何大型函数都是一个坏主意。特别是如果你没有检查你所做的一切是否是可重入的。这是遗留代码，所以至少不完全是我的错；）

现在我会在信号处理程序中设置一个标志，并在设置该标志（或类似的东西）时在我的主循环中调用例程。

【讨论】：