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free(): double free detected in tcache の原因と直し方

同じポインタに対してfree()を2回呼び出したときに検出されるエラーです。メモリ管理システムが不整合を検知して強制終了します。

エラーメッセージの読み方

free(): double free detected in tcache 2

free(): double free detected in tcache 2

メモリ管理システム（またはassert）が不整合を検知して出したメッセージ

Aborted

この後プロセスは強制終了します（Aborted）

このエラーが出る典型パターン

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <stdlib.h>
 3  
 4  int main(void) {
 5      int *p = malloc(sizeof(int));
 6      *p = 1;
 7      free(p);
 8      free(p);                
                    ^
 9      return 0;
10  }

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <stdlib.h>
 3  
 4  int main(void) {
 5      double *p = malloc(sizeof(double));
 6      *p = 1.5;
 7      free(p);
 8      free(p);                  
                     ^
 9      return 0;
10  }

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <stdlib.h>
 3  
 4  int main(void) {
 5      char *buf = malloc(16);
 6      free(buf);
 7      free(buf);           
                  ^
 8      return 0;
 9  }

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <stdlib.h>
 3  
 4  int main(void) {
 5      int *n = malloc(sizeof(int));
 6      *n = 5;
 7      free(n);
 8      free(n);                
                    ^
 9      return 0;
10  }

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <stdlib.h>
 3  
 4  int main(void) {
 5      float *f = malloc(sizeof(float));
 6      *f = 2.5f;
 7      free(f);
 8      free(f);                  
                     ^
 9      return 0;
10  }

よくある誤解

1回目のfree()の後もポインタの値自体は変わらず残っているため、「まだ使えそうに見える」のが危険なところです。解放したポインタは即座にNULLを代入する習慣をつけないと、コードのどこか離れた場所で誤って2回目のfree()が呼ばれても気づけません。

実務での勘所

「detected in tcache」という文言が出るのは、glibcのメモリ管理(tcacheという高速な再利用の仕組み)が比較的新しいバージョンで、解放したはずのブロックがすでにtcacheのリストに入っていないかを確認するようになったためです。以前のglibcではこの検査が無く、double freeは検出されずに静かにヒープの内部データを破壊し、ずっと後になって無関係な場所でクラッシュするという、原因の特定が非常に困難な不具合になりがちでした。エラーとしてすぐに検出してくれるようになったのは、セキュリティ強化の一環です。

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関連するエラー

• free()した後のポインタを使っても動いてしまう（use-after-free）free()で解放したメモリに対して読み書きを続けても、多くの場合その場ではクラッシュせず、直前まで入っていた値がそのまま読めてしまいます。
• Assertion failed の原因と直し方assert()に渡した条件式がその場でfalseになったときに強制終了するマクロです。