关于malloc/free中指向数组的指针的使用疑问

先看这段C代码：

#include <stdlib.h>

void foo(char n)
{
    int (*vals)[n] = malloc(sizeof(int[n]));

    for (int i = 0; i < n; ++i)
        (*vals)[i] = i;

    free(vals);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    foo(*(argv[1]));

    return 0;
}

其中free(vals);这行让我很困惑：vals是指向数组的指针，虽然运行起来看似正确，但我没法彻底理解逻辑。我更习惯这种写法：

int *p = (int*)malloc(n * sizeof(int));
......
free(p);

这种写法里malloc和free操作的都是int*类型，完全对称，但原代码里malloc配合的是指向数组的指针，free却直接使用这个指针。

我好奇地把代码改成free(*vals);，原以为会编译失败（因为*vals是数组类型），但GCC编译通过，而且用Valgrind检测也没报内存泄漏。我知道C语言里函数调用时数组会退化为指针的规则，但理解得不够透彻，希望能找到C99及以后的权威文档、Stack Overflow讨论或者技术博客来彻底搞懂这个问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者my_question