メモリの解放エラーの解決法

Question

前提・実現したいこと

あるスペクトルの値を出力するプログラムを作成しています。
それぞれの工程でデバッグ作業を行っていて、求めた値は指定したファイルに書き込む仕組みです。

発生している問題・エラーメッセージ

プログラムの最後に確保した領域を解放しているのですが、./a.outで実行すると以下のようなエラー文が出てしまいます。ファイルに書き込むまではできているので、メモリの解放の部分に問題があると考えているのですが、解決法が分かりません。

... 
complete step3: calculate value of BGS
complete file write
*** Error in `./a.out': double free or corruption (out): 0x0000000001589090 ***
======= Backtrace: =========
/lib64/libc.so.6(+0x7c619)[0x7f41da288619]
./a.out[0x401317]
/lib64/libc.so.6(__libc_start_main+0xf5)[0x7f41da22dc05]
./a.out[0x400919]
======= Memory map: ========
00400000-00402000 r-xp 00000000 00:2a 9452379                            /exports/home/j418828/centos7/grad_study/a.out
00601000-00602000 r--p 00001000 00:2a 9452379                            /exports/home/j418828/centos7/grad_study/a.out
...
...
...
...
Abort (core dumped)

該当のソースコード

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

/* デバックモード */
#define DEBUG

/* 関数原型宣言 */
double unform_rand(); //一様な乱数の生成
double normal_rand(double average, double sigma); //世紀乱数の表示
double calc_strain(double separate); //ひずみの計算


/* 一様な乱数の生成 */
double uniform_rand() {
  return ((double)rand()+1.0)/((double)RAND_MAX+2.0);
}

/* 正規乱数の生成 */
double normal_rand(double ave, double sigma) {
  return ave + sigma * sqrt(-2.0*log(uniform_rand())) * sin(2.0*M_PI*uniform_rand());
}

/* ひずみの計算 */
double calc_strain(double separate) {
  if (separate < 4)
	return 0.0; // 11.080[GHz]
  else if (separate >= 4 && separate < 7)
	return 0.000076923076928; // 11.084[GHz]
  else if (separate >= 7 && separate < 10)
	return 0.0001538461538; // 11.088[GHz]
  else if (separate >= 10 && separate < 13)
	return 0.000375; // 11.0995[GHz]
  else if (separate >= 13 && separate < 16)
	return -0.0001923076923; // 11.070[GHz]
  else if (separate >= 16)
	return 0.0005769230769; // 11.110[GHz]
  else {
	printf("separate not define. \n");
	return -1;
  }
}

int main(void) {
  
  /* ファイル変数 */
  FILE *fp; //ファイルポインタ
  char *writefile = "obs_bgs.csv"; //ファイル名
  
  /* step1 観測条件の設定 */
#ifdef DEBUG
  printf("start step1: set observation conditions \n");
#endif

 /* s1-1 観測位置条件の設定 */

  double z_1_pos_start = 1; //観測開始位置 z_1 [m]
  double z_end_pos_end = 1.1; //観測終了位置 z_end [m]
  double del_z_pos_space = 0.1; //観測位置間隔 δz [m]
  int I_pos_max_num; //観測位置の総数 I [個]
  int i_pos_count; //観測位置の番号 i [番目]
  double *z_i_pos; //観測位置 z_i [m]
  double z_pos_space_leng = 1; //BGSの観測区間 Δz [m]

  /* 観測位置の総数の計算　I = [(z_end - z_1)/ δz] + 1 */
  I_pos_max_num = ceil((z_end_pos_end - z_1_pos_start) / del_z_pos_space) +1;
#ifdef DEBUG
  printf("complete calc I = %d\n", I_pos_max_num);
#endif

  /* 観測位置の領域確保 */
  z_i_pos = (double *)malloc(sizeof(double)*I_pos_max_num+1);
  if (z_i_pos == NULL) {
    exit(1);
  }
#ifdef DEBUG
  printf("complete malloc z_i\n");
#endif

  /* s1-2 観測周波数条件の設定 */

  double nu_1_freq_start = 11.03; //観測開始周波数 ν_1 [GHz]
  double nu_end_freq_end = 11.031; //観測終了周波数 ν_end [GHz]
  double del_nu_freq_space = 0.001; //観測周波数間隔 δν [GHz]
  int J_freq_max_num; //観測周波数の総数 J [個]
  int j_freq_count; //観測周波数の番号 j [番目]
  double *nu_j_freq; //観測周波数 ν_j [GHz]

  /* 観測周波数の総数の計算　J = [(ν_end - ν_1) / δν] + 1 */
  J_freq_max_num = ceil((nu_end_freq_end - nu_1_freq_start) / del_nu_freq_space) + 1;
#ifdef DEBUG
  printf("complete calc J = %d\n", J_freq_max_num);
#endif

  /* 観測周波数の領域確保 */
  nu_j_freq = (double *)malloc(sizeof(double)*J_freq_max_num+1);
  if (nu_j_freq == NULL) {
	exit(1);
  }
#ifdef DEBUG
  printf("complete malloc ν_j\n");
#endif

  /* step1-3 観測位置と観測周波数の計算 */
  /* 観測位置の計算 z_i = z_1 + δz(i - 1) */
  for (i_pos_count=1; i_pos_count<=I_pos_max_num; i_pos_count++) {
	z_i_pos[i_pos_count] = z_1_pos_start + del_z_pos_space*(i_pos_count - 1);
  }
#ifdef DEBUG
  printf("complete calc z_i\n");
#endif

  /* 観測周波数の計算 ν_j = ν_1 +δν(j - 1) */
  for (j_freq_count=1; j_freq_count<=J_freq_max_num; j_freq_count++) {
    nu_j_freq[j_freq_count] = nu_1_freq_start + del_nu_freq_space*(j_freq_count-1);
  }
#ifdef DEBUG
  printf("complete calc ν_j\n");
#endif

#ifdef DEBUG
  printf("complete step1: set observation conditions \n");
#endif

 /*step2 計算条件の設定 */

#ifdef DEBUG
  printf("start step2: set calculate conditions \n");
#endif

  /* s2-1 計算条件の設定 */

  double w_fwhm = 0.025; //半値全幅 w [GHz]
  double nu_B_0_center_freq = 11.08; //ひずみがない場合の中心周波数 ν_B(0) [GHz]
  double C_prop_const = 52; //ひずみと周波数の関係を表す比例定数 C [GHz]
  double h_max_value; //単位長さ当たりのBGS値の最大値 h [a.u.]
  double ep_z_ik_strain; //ひずみの分布 ε(z_i,k)
  double g_nu_j_z_ik_bgs; //単位長さ当たりのBGS値 g(ν_j, z_i,k) [a.u.]

  /* 最大値の計算 h = 1/Δz */
  h_max_value = 1 / z_pos_space_leng;

#ifdef DEBUG
  printf("complete step2: set calculate conditions \n");
#endif

  /* step3 BGS値の計算 */

#ifdef DEBUG
  printf("start step3: calculate value of BGS \n");
#endif

  /* s3-1 区分求積に必要な変数の設定 */

  int K_integral_max_num = 5; //区分求積の分割数 K[個]
  int k_integral_count; //区分求積の番号 k[番目]
  double z_ik_integral_pos; //分割されたk番目の位置 z_i,k[m]
  double nu_B_ep_z_ik_center_freq; //分割位置z_i,kでの最大値を与える周波数 ν_b(ε(z_i,k)) [GHz]
  double **G_nu_j_z_i_bgs_obs; //観測されるBGS値 G(ν_j, z_i) [a.u.]

  /* 観測されるGBS値の領域確保 */
  G_nu_j_z_i_bgs_obs = (double **)malloc(sizeof(double *)*J_freq_max_num);
  if (G_nu_j_z_i_bgs_obs == NULL) {
    exit(1);
  }
  for(j_freq_count=1; j_freq_count<=J_freq_max_num; j_freq_count++) {
	G_nu_j_z_i_bgs_obs[j_freq_count] = (double *)calloc(I_pos_max_num+1, sizeof(double));
	if (G_nu_j_z_i_bgs_obs[j_freq_count] == NULL) {
	  exit(1);
	}
  }
#ifdef DEBUG
  printf("complete malloc G(ν_j, z_i)\n");
#endif

  for(j_freq_count=1; j_freq_count<=J_freq_max_num; j_freq_count++) {
	for(i_pos_count=1; i_pos_count<=I_pos_max_num; i_pos_count++) {
  
	  /* 観測されるBGS値 G(ν_j, z_i)の初期化 */
	  G_nu_j_z_i_bgs_obs[j_freq_count][i_pos_count] = 0.0;
#ifdef DEBUG
	  printf("complete G(ν_j, z_i) = 0\n");
#endif

	  for (k_integral_count=1; k_integral_count<=K_integral_max_num; k_integral_count++) {

		/* 分割位置z_i,kの割り当て  z_i,k = (z_i - Δz/2) + (k-1)Δz/K + Δz/2K */
		z_ik_integral_pos = (z_i_pos[i_pos_count] - z_pos_space_leng/2) + (z_pos_space_leng/(2*K_integral_max_num)) + ((k_integral_count-1)*z_pos_space_leng/K_integral_max_num);
#ifdef DEBUG
		printf("complete calc z_i,k\n");
#endif

		/* 分割位置 z_i,k における歪み ε(z_i,k) の設定 */
		ep_z_ik_strain = calc_strain(z_ik_integral_pos);
#ifdef DEBUG
		printf("complete calc ε(z_i,k)\n");
#endif

		/* 歪み ε(z_i,k) に対応する中心周波数 ν_B(ε(z_i,k)) の計算 ν_B(ε(z_i,k)) = ν_B(0) + C*ε(z_i,k) */
		nu_B_ep_z_ik_center_freq = nu_B_0_center_freq + C_prop_const*ep_z_ik_strain;
#ifdef DEBUG
		printf("complete calc ν_B(ε(z_i,k))\n");
#endif

		/* s3-2 区分求積 */

		/* 単位長さ当たりのBGS値 g(ν_j, z_i,k) の計算 g(ν_j, z_i,k) = h(w/2)^2 / ((ν_j - ν_B(ε(z_i,k)))^2 + (w/2)^2) */
		g_nu_j_z_ik_bgs = h_max_value*(w_fwhm/2)*(w_fwhm/2) / ((nu_j_freq[j_freq_count]-nu_B_ep_z_ik_center_freq)*(nu_j_freq[j_freq_count]-nu_B_ep_z_ik_center_freq) + (w_fwhm/2)*(w_fwhm/2));
#ifdef DEBUG
		printf("complete calc g(ν_j, z_i,k)\n");
#endif

		/* 単位長さ当たりのBGS値 g(ν_j, z_i,k) のk=1〜Kまでの合計 G(ν_j, z_i) = G(ν_j, z_i) + g(ν_j, z_i,k) */
		G_nu_j_z_i_bgs_obs[j_freq_count][i_pos_count] += g_nu_j_z_ik_bgs;
	  }

	  /* 区分求積 G(ν_j, z_i) = G(ν_j, z_i)*(Δz/K) */
	  G_nu_j_z_i_bgs_obs[j_freq_count][i_pos_count] *= z_pos_space_leng/K_integral_max_num;
#ifdef DEBUG
	  printf("complete calc G(ν_j, z_i)\n");
#endif
	}
  }

#ifdef DEBUG
  printf("complete step3: calculate value of BGS \n");
#endif

  /* ファイルオープン */
  fp = fopen(writefile, "w");
  if (fp == NULL) {
	printf("error : can't open file\n");
	exit(1);
  }

  /* ファイル書き込み */
  for(j_freq_count=1; j_freq_count<=J_freq_max_num; j_freq_count++) {
	for(i_pos_count=1; i_pos_count<=I_pos_max_num; i_pos_count++) {
	  fprintf(fp, "%.10f, ", G_nu_j_z_i_bgs_obs[j_freq_count][i_pos_count]);
	}
	fprintf(fp, "\n");
  }
#ifdef DEBUG
  printf("complete file write\n");
#endif

  /* ファイルクローズ */
  fclose(fp);

  /* 領域の解放 */
  free(z_i_pos);
  z_i_pos = NULL;
  free(nu_j_freq);
  nu_j_freq = NULL;
  for (j_freq_count=1; j_freq_count<=J_freq_max_num; j_freq_count++) {
	free(G_nu_j_z_i_bgs_obs[j_freq_count]);
	G_nu_j_z_i_bgs_obs[j_freq_count] = NULL;
  }
  free(G_nu_j_z_i_bgs_obs);
  G_nu_j_z_i_bgs_obs = NULL;
#ifdef DEBUG
  printf("complete free\n");
#endif
  
  return 0;
}

Answer 1

正直なところソース追いきれて無いですがパッと見ではallocサイズが足りてないように見えます。
添字を1始まりに拘ってるようなので以下のように1個分ずつ多く確保しないとバッファオーバーランしませんか？

z_i_pos = (double*)malloc(sizeof(double) * (I_pos_max_num + 1));
nu_j_freq = (double*)malloc(sizeof(double) * (J_freq_max_num + 1));
G_nu_j_z_i_bgs_obs = (double**)malloc(sizeof(double*) * (J_freq_max_num + 1));

Comments

[退会済みユーザー]

教えていただいた通り訂正したらできました！ありがとうございました。