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FFmpeg源代码简单分析：内存的分配和释放（av_malloc()、av_free()等）_雷霄骅的博客-CSDN博客_av_malloc

内容介绍

内存操作的常见函数位于libavutil\mem.c中
本文记录最常使用的几个函数：
- av_malloc()
- av_realloc()
- av_mallocz()
- av_calloc()
- av_free()
- av_freep()

代码

av_malloc()

void *av_malloc(size_t size)
{void *ptr = NULL;if (size > atomic_load_explicit(&max_alloc_size, memory_order_relaxed))return NULL;#if HAVE_POSIX_MEMALIGNif (size) //OS X on SDK 10.6 has a broken posix_memalign implementationif (posix_memalign(&ptr, ALIGN, size))ptr = NULL;
#elif HAVE_ALIGNED_MALLOCptr = _aligned_malloc(size, ALIGN);
#elif HAVE_MEMALIGN
#ifndef __DJGPP__ptr = memalign(ALIGN, size);
#elseptr = memalign(size, ALIGN);
#endif/* Why 64?* Indeed, we should align it:*   on  4 for 386*   on 16 for 486*   on 32 for 586, PPro - K6-III*   on 64 for K7 (maybe for P3 too).* Because L1 and L2 caches are aligned on those values.* But I don't want to code such logic here!*//* Why 32?* For AVX ASM. SSE / NEON needs only 16.* Why not larger? Because I did not see a difference in benchmarks ...*//* benchmarks with P3* memalign(64) + 1          3071, 3051, 3032* memalign(64) + 2          3051, 3032, 3041* memalign(64) + 4          2911, 2896, 2915* memalign(64) + 8          2545, 2554, 2550* memalign(64) + 16         2543, 2572, 2563* memalign(64) + 32         2546, 2545, 2571* memalign(64) + 64         2570, 2533, 2558** BTW, malloc seems to do 8-byte alignment by default here.*/
#elseptr = malloc(size);
#endifif(!ptr && !size) {size = 1;ptr= av_malloc(1);}
#if CONFIG_MEMORY_POISONINGif (ptr)memset(ptr, FF_MEMORY_POISON, size);
#endifreturn ptr;
}

如果不考虑上述代码中的一大堆宏定义
av_malloc()的代码可以简化成如下形式
可以看出，此时的av_malloc()就是简单的封装了系统函数malloc()，并做了一些错误检查工作

void *av_malloc(size_t size)
{void *ptr = NULL;/* let's disallow possibly ambiguous cases */if (size > (max_alloc_size - 32))return NULL;ptr = malloc(size);if(!ptr && !size) {size = 1;ptr= av_malloc(1);}return ptr;
}

av_realloc()

void *av_realloc(void *ptr, size_t size)
{void *ret;if (size > atomic_load_explicit(&max_alloc_size, memory_order_relaxed))return NULL;#if HAVE_ALIGNED_MALLOCret = _aligned_realloc(ptr, size + !size, ALIGN);
#elseret = realloc(ptr, size + !size);
#endif
#if CONFIG_MEMORY_POISONINGif (ret && !ptr)memset(ret, FF_MEMORY_POISON, size);
#endifreturn ret;
}

默认情况下的代码：
可以看出av_realloc()简单封装了系统的realloc()函数。
C 库函数 – realloc() | 菜鸟教程

void *av_realloc(void *ptr, size_t size)
{/* let's disallow possibly ambiguous cases */if (size > (max_alloc_size - 32))return NULL;return realloc(ptr, size + !size);
}

av_mallocz()

void *av_mallocz(size_t size)
{void *ptr = av_malloc(size);if (ptr)memset(ptr, 0, size);return ptr;
}

av_mallocz()可以理解为av_malloc()+zeromemory
av_mallocz()中调用了av_malloc()之后，又调用memset()将分配的内存设置为0

av_calloc()

void *av_calloc(size_t nmemb, size_t size)
{size_t result;if (size_mult(nmemb, size, &result) < 0)return NULL;return av_mallocz(result);
}

static int size_mult(size_t a, size_t b, size_t *r)
{size_t t;#if (!defined(__INTEL_COMPILER) && AV_GCC_VERSION_AT_LEAST(5,1)) || AV_HAS_BUILTIN(__builtin_mul_overflow)if (__builtin_mul_overflow(a, b, &t))return AVERROR(EINVAL);
#elset = a * b;/* Hack inspired from glibc: don't try the division if nelem and elsize* are both less than sqrt(SIZE_MAX). */if ((a | b) >= ((size_t)1 << (sizeof(size_t) * 4)) && a && t / a != b)return AVERROR(EINVAL);
#endif*r = t;return 0;
}

av_calloc()则是简单封装了av_mallocz()
从代码中可以看出，它调用av_mallocz()分配了nmemb*size个字节的内存。

av_free()

void av_free(void *ptr)
{
#if HAVE_ALIGNED_MALLOC_aligned_free(ptr);
#elsefree(ptr);
#endif
}

可以看出av_free()简单的封装了free()

av_freep()

void av_freep(void *arg)
{void *val;memcpy(&val, arg, sizeof(val));memcpy(arg, &(void *){ NULL }, sizeof(val));av_free(val);
}

av_freep()简单封装了av_free()。并且在释放内存之后将目标指针设置为NULL。
C 库函数 – memcpy() | 菜鸟教程

补充知识

内存对齐

参考链接：计算机中的内存对齐与大小端 | MuYi's Blog
程序员通常认为内存就是一个字节数组，每次可以一个一个字节存取内存。例如在C语言中使用char *指代“一块内存”，Java中使用byte[]指代一块内存。如下所示。

但那实际上计算机处理器却不是这样认为的。处理器相对比较“懒惰”，它以块为单位进行数据的读取，块的大小可以是2字节，4字节，8字节，16字节甚至32字节来存取内存。例如下图显示了以4字节为单位读写内存的处理器“看待”上述内存的方式。

上述的存取单位的大小称之为内存存取粒度。
下面看一个实例，分别从地址0，和地址1读取4个字节到寄存器。
从程序员的角度来看，读取方式如下图所示。

而2字节存取粒度的处理器的读取方式如下图所示。

可以看出2字节存取粒度的处理器从地址0读取4个字节一共读取2次；从地址1读取4个字节一共读取了3次。
存储的时候也是将2个字节作为数据块的大小进行存储
由于每次读取的开销是固定的，因此从地址1读取4字节的效率有所下降。
4字节存取粒度的处理器的读取方式如下图所示。

可以看出4字节存取粒度的处理器从地址0读取4个字节一共读取1次；从地址1读取4个字节一共读取了2次。从地址1读取的开销比从地址0读取多了一倍。
由此可见内存不对齐对CPU的性能是有影响的。

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