malloc导致嵌入式系统崩溃

Question

我正在尝试在Cortex M4核心上对任意大小的矩阵进行乘法运算。我确实需要一个malloc……但是我不明白为什么第一次调用可以正常工作，而第二次调用就不能再工作了。它只会跳转到默认的中断处理程序FaultISR。

以下是反汇编代码： 执行BL命令时出现错误。

函数调用：

multiplyMatrices( &transFRotMatrix[0][0],3, 3, &sunMeasurements[0][0], 3, 1, *orbitalSunVector); //Works fine

multiplyMatrices( &firstRotMatrix[0][0],3, 3, &orbitalTMFV[0][0], 3, 1, *inertialTMFV); //doesn t work fine

代码:

void multiplyMatrices(float *transposedMatrix, int height1, int width1, float *iSunVector,int height2, int width2, float *orbitalSunVector)
{

    int y=0;
    int x = 0;
    int row=0;
    int column =0;
    int k=0;
    int k2=0;
    float result = 0;
    float *output2=NULL;

    int i=0;
    int j=0;

    i=0;
    k=0;
    k2 = 0;


    if(width1 != height2)
    {
        //printf("unmatching matrices, error.\n\n");
        return;
    }

    output2 = malloc(height1 * width2 * sizeof(float)); //<---- jumps o FaultISR


    while(k<width1) //aantal rijen 1ste matrix
    {
        for(j=0;j<height2;j++) //aantal rijen 2de matrix
        {
            result += (*((transposedMatrix+k*width1)+j)) * (*((iSunVector+j*width2)+k2));  //1ste var:aantal kolommen 2de matrix  --2de variabele na de plus = aantal kolommen 2de matrix
            //printf("%f * %f\t + ", (*((transposedMatrix+k*width1)+j)), (*((iSunVector+j*width2)+k2)));
        }

         output2[row* width1 + column] = result;

        k2++;
        x++;
        column++;

        if(x==width2) //aantal kolommen 2de Matrix
        {
            k2=0;
            x=0;
            column=0;
            row++;
            y++;
            k++;
        }
        result = 0;

    }

    //tussenresultaat
    for(i=0;i<height1;i++)
    {
        for(j=0;j<width2;j++)
        {
             orbitalSunVector[j * height1 + i] = output2[i* width1 + j]; //output2[i][j];

        }
    }

    free(output2);
}

- user4690356

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height1和width2的值是多少？可能是因为内存不足了吗？也许是您在超出分配的内存结束（或其他某些）写入了数据？ - Some programmer dude

除非堆栈和堆设置不正确，否则不应该失败，即使height1和width2太大，它也应该返回NULL（如果它们的乘积为负数，则情况相同）。 - theadnangondal

你可以在函数调用时查看这些变量的值。 - user4690356

因为这不是动态的，所以无法适用于任何大小的矩阵。 - user4690356

你的FaultISR中是否有任何标志可以告诉你它为什么会跳转到那里？很可能是内存不足，但了解原因会更好。另外，你使用的编译器是什么？ - Gauthier

Answer 1

由于索引计算不正确，您在两个循环中都溢出了output2矩阵。您有：

output2[row*width1 + column] = result;
...
orbitalSunVector[j*height1 + i] = output2[i*width1 + j];

但是在这两种情况下，你应该使用width2，因为最终的矩阵大小为width2 * height1（因为它已经被分配了）：

output2[row*width2 + column] = result;
...
orbitalSunVector[j*height1 + i] = output2[i*width2 + j];

我没有检查你的其他索引，但我会测试一下该函数的几个已知案例，以确保它输出正确的结果。如果你进行了更多的调试并检查了数组索引，那么应该很容易发现。

请注意，它第一次工作但第二次不工作的原因是由于未定义行为（UB）。一旦你在output2的末尾写入，就会调用UB，任何事情都可能发生。对于你来说，这在第二次调用时出现了故障。对我来说，它在第一次调用时出现了故障。如果你非常不幸，它可能永远不会出现故障，只会悄悄地破坏数据。

- uesp

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我进行了更改，但不幸的是，这并没有解决我的问题，我错了。 - user4690356

如果您同意这里建议的更改，请相应地更新您问题中的代码。 - Gauthier

@rudolf，那么你很可能在其他地方也溢出了另一个缓冲区。（例如，请检查orbitalSunVector是否与代码所假定的一样大）。但请注意，即使崩溃发生在此函数中，很可能是由于堆的损坏引起的，错误可能是在其他地方引起的。 - nos

@rudolf 我也认为 @uesp有一些怀疑你的索引存在问题，我也有同感。你有相当数量的变量，名称不是非常描述性的。k，k2，x，row，column，这并不是很清楚它们是什么，以及它们适用于哪些矩阵或维度。我本来想重构你的函数，但这确实是你自己需要做的事情，例如从1xN乘以Nx1向量乘法中分离出一个单独的函数开始。 - Gauthier

Answer 2

你的代码中其他地方使用了printf吗？

这个页面建议从0x400开始设置堆大小，即1024十进制：

当代码中有限制动态分配（如printf()调用）时，建议从合理的堆大小（如0x400）开始，并根据应用程序需要适当增加。

你现在有512，如果可能的话，至少可以尝试按照TI的建议将其加倍，看看会发生什么。

这是一个相关的问题。如果你没有工具来实时监视堆分配，请尝试在启动时手动填充堆（使用已知值，如ASCII“#==#”、0xDEADBEEF或其他可识别的值进行memcpy），然后运行到通常崩溃之前，并在内存窗口中观察堆的内容。我最好的猜测是堆已经满了。

请在FaultISR中查看是否可以看到错误标志寄存器。通常会有某些东西告诉你为什么会来到这里。

我不确定TI的malloc实现，但他们可能会保存一个错误值。我不会把赌注压在那个上面，因为在那种情况下它可能会返回NULL，而不是崩溃。

- Gauthier