C中矩阵的内存分配

Question

为什么下面的代码导致分段错误？ （我试图创建一个同样大小的两个矩阵，一个静态和其他与动态分配）

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

//Segmentation fault! 
int main(){ 
    #define X 5000 
    #define Y 6000 

    int i; 
    int a[X][Y]; 

    int** b = (int**) malloc(sizeof(int*) * X); 
    for(i=0; i<X; i++){ 
     b[i] = malloc (sizeof(int) * Y); 
    } 
} 

古怪的是，如果我注释掉矩阵定义之一，代码运行正常。就像这样：

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

//No Segmentation fault! 
int main(){ 
    #define X 5000 
    #define Y 6000 

    int i; 
    //int a[X][Y]; 

    int** b = (int**) malloc(sizeof(int*) * X); 
    for(i=0; i<X; i++){ 
     b[i] = malloc (sizeof(int) * Y); 
    } 
} 

或

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

//No Segmentation fault! 
int main(){ 
    #define X 5000 
    #define Y 6000 

    int i; 
    int a[X][Y]; 

    //int** b = (int**) malloc(sizeof(int*) * X); 
    //for(i=0; i<X; i++){ 
    // b[i] = malloc (sizeof(int) * Y); 
    //} 
} 

我是一个32位的机器上运行GCC在Linux上。

编辑：检查是否的malloc（）成功：

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

//No Segmentation fault! 
int main(){ 
    #define X 5000 
    #define Y 6000 

    int i; 
    int a[X][Y]; 

    int* tmp; 
    int** b = (int**) malloc(sizeof(int*) * X); 
    if(!b){ 
     printf("Error on first malloc.\n"); 
    } 
    else{ 
     for(i=0; i<X; i++){   
      tmp = malloc (sizeof(int) * Y); 
      if(tmp) 
       b[i] = tmp; 
      else{ 
       printf("Error on second malloc, i=%d.\n", i); 
       return; 
      } 
     } 
    }  
} 

什么也没有打印出来，当我运行它（当然期待为 “段错误”）

Answer 1

您正在收到分段错误，这意味着您的程序试图访问尚未分配给其进程的内存地址。数组a是一个局部变量，因此从堆栈分配内存。由于unwind指出a需要120兆字节的存储空间。这几乎肯定大于操作系统分配给您的进程的堆栈空间。只要for循环离开堆栈的末尾，就会出现分段错误。

在Linux中的堆栈大小由操作系统控制，没有编译器，请尝试以下操作： -

$ ulimit -a 

在响应中，你应该看到一行是这样的： -

stack size (kbytes)   (-s) 10240 

这意味着每个进程都可以获得10Mbyte的存储空间，远远不够您的大型阵列。

您可以使用ulimit -s <stack size>命令调整堆栈大小，但我怀疑它不会允许您选择120Mbyte堆栈大小！

最简单的方法是使a为全局变量而不是局部变量。

Answer 2

这些都是相当大的分配。你有没有试过检查以确保malloc（）成功？

您可能会对所有阵列使用malloc（），并检查每次是否成功。

Answer 3

您的a变量在32位系统上需要5000 * 6000 * 4 = 120 MB的堆栈空间。这可能会违反某些限制，从而导致分段错误。

此外，当然有可能malloc()在某些时候失败，这可能导致您取消引用NULL指针。

Answer 4

你的第三个代码也不能用（至少在我的系统上）。

试着将内存分配给堆上的数组a而不是（当尺寸很大时）。

Answer 5

尝试增加堆和栈限制在GCC：

gcc -Wl,--stack=xxxxx -Wl,--heap=yyyyy 

Answer 6

两个矩阵不适合在你的记忆的极限。您一次只能分配一个。

如果您将Y定义为3000而不是6000，那么您的程序不应该发出段错误。

Answer 7

堆栈溢出（如何恰当！）可能导致出现分段错误，这是您看到的。

在第三种情况下，堆栈指针正被移动到一个无效地址，但是因为程序退出，所以没有被用于任何事情。如果你在堆栈分配后进行了任何操作，你应该得到一个段错误。

Answer 8

也许编译器只是将堆栈指针更改为一些大的值，但从不使用它，因此从不导致内存访问冲突。

尝试在第三个例子中初始化A的所有元素？你的第一个例子试图在堆栈中的A之后分配B，并且访问高的堆栈（在第一次分配给B时）可能是导致段错误的原因。