python - f2py 中的 malloc 错误

Question

我正在尝试使用 f2py 在 3 维中运行一个简单的积分问题。

调用fortran代码的python代码如下:

#!/Library/Frameworks/EPD64.framework/Versions/Current/bin/python
import pymods as modules
import pygauleg as gauleg
import pyint as integrator
import pylab as pl
import sys
import math
import time

############################################
# main routine #############################
############################################
zero = 0.0
one = 1.0
pi = pl.pi

Nr = 10
Nt = 10
Np = 2*Nt
r0 = zero
rf = one
NNang = Nr*Nt*Np

print 'Nr Nt Np = ', Nr, Nt, Np
print 'NNang = ', NNang
print 'r0 rf = ', r0, rf

Nx = int(math.floor( (one*NNang)**(one/3.0) ))
Ny = int(math.floor( (one*NNang)**(one/3.0) ))
Nz = int(math.floor( (one*NNang)**(one/3.0) ))

Nx = int(pl.floor(float(Nx)*1.75))
Ny = int(pl.floor(float(Ny)*1.75))
Nz = int(pl.floor(float(Nz)*1.75))

NNxyz = Nx*Ny*Nz


print 'Nx Ny Nz = ', Nx, Ny, Nz
print 'NNxyz = ', NNxyz
xyz0 = -rf
xyzf = rf

t1 = time.time()
xt = pl.zeros(Nt)
wt = pl.zeros(Nt)
gauleg.gauleg(xt, wt, 0.0, pl.pi, Nt)
print 'outside of gauleg'

虽然 Fortran 子例程有点长，但它的重要部分是开头......

  2 subroutine gauleg(x,w,x1,x2,n)
  3 !Input:   x1,x2,n
  4 !Output:  x,w
  5 !implicit none
  6 !integer, parameter :: ikind = selected_int_kind(25)
  7 !integer, parameter :: rkind = selected_real_kind(15, 307)
  8 !
  9 !real(kind = rkind), parameter :: pi = 3.14159265358979323846d00
 10 !real(kind = rkind), parameter :: one = 1.0d00
 11 !real(kind = rkind), parameter :: zero = 0.0d00
 12 use mod_gvars
 13 
 14 real(kind = rkind) :: tol = 1d-15
 15 
 17 integer :: n
 18 !!!!!f2py intent(in) n
 19 real(kind = rkind), dimension(n) :: x
 20 real(kind = rkind), dimension(n) :: w
 22 real :: x1, x2
 23 
 24 real(kind = rkind) :: z1, z, xm, xl, pp, p3, p2, p1;
 25 
 26 integer(kind = ikind) :: m
 27 integer(kind = ikind) :: i,j
 28 integer(kind = ikind) :: countmax, counter, max_counter, min_counter
 29 
 30 integer(kind = ikind) :: tenth, hundredth, thousandth
 31 
 32 print*, 'n = ', n

最后...

 98 
 99 print*, 'returning'
100 
101 end subroutine

子例程顶部的注释(第 5 - 11 行)是 Fortran 模块 mod_gvars 中存在的结构。似乎一切都按计划进行*直到*该子例程返回。这是输出:

Nr Nt Np =  10 10 20
NNang =  2000
r0 rf =  0.0 1.0
Nx Ny Nz =  21 21 21
NNxyz =  1728
 n =           10
 m =  5
 returning
python(14167) malloc: *** error for object 0x1081f77a8: incorrect checksum for freed object - object was probably modified after being freed.
*** set a breakpoint in malloc_error_break to debug
Abort trap

看起来子例程仅在返回时才遇到问题。为什么会出现这种情况？

Answer 1

这种问题通常是由于 Python 中的引用计数错误而发生的，例如，如果 f2py 中存在错误，或者在 Fortran 中覆盖的内存多于 numpy 数组中分配的内存，则可能会发生这种情况。所有这些错误仅在 Fortran 子例程退出后随机出现，通常是在 Python 中释放一些内存时。

要调试此问题，请尝试打印进入 Fortran 的所有数组，即打印数组 x、w，以确保您可以访问其中的所有内存(测试 f2py 使用相同的类型和等等)。

确保在 Fortran 中使用边界检查(在 gfortran 中至少使用 -fbounds-check，最好只是 -fcheck=all 来检查所有问题)。

您也可以在调试器或 valgrind 下运行它，它可能会告诉您问题出在哪里。

最后，我个人更喜欢直接使用 Cython 来包装 Fortran。然后，我可以轻松访问所有生成的文件，并使用 iso_c_binding Fortran 模块，以便 Fortran 编译器检查所​​有类型在 Fortran 和 C (Python) 之间是否兼容，请参阅 here举个例子。