本文简单记录一下FFmpeg中内存操作的函数。
内存操作的常见函数位于libavutil\mem.c中。本文记录FFmpeg开发中最常使用的几个函数：av_malloc()，av_realloc()，av_mallocz()，av_calloc()，av_free()，av_freep()。
av_malloc()
av_malloc()是FFmpeg中最常见的内存分配函数。它的定义如下。
#define FF_MEMORY_POISON 0x2a#define ALIGN (HAVE_AVX ? 32 : 16)static size_t max_alloc_size= INT_MAX;void *av_malloc(size_t size){void *ptr = NULL;#if CONFIG_MEMALIGN_HACKlong diff;#endif/* let’s disallow possibly ambiguous cases */if (size > (max_alloc_size – 32))return NULL;#if CONFIG_MEMALIGN_HACKptr = malloc(size + ALIGN);if (!ptr)return ptr;diff= ((~(long)ptr)&(ALIGN – 1)) + 1;ptr= (char *)ptr + diff;((char *)ptr)[-1] = diff;#elif 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) + 13071, 3051, 3032* memalign(64) + 23051, 3032, 3041* memalign(64) + 42911, 2896, 2915* memalign(64) + 82545, 2554, 2550* memalign(64) + 162543, 2572, 2563* memalign(64) + 322546, 2545, 2571* memalign(64) + 642570, 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（即类似CONFIG_MEMALIGN_HACK这类的宏都采用默认值0），av_malloc()的代码可以简化成如下形式。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;}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。关于size_tsize _t 这个类型在FFmpeg中多次出现，简单解释一下其作用。size _t是为了增强程序的可移植性而定义的。不同系统上，定义size_t可能不一样。它实际上就是unsigned int。为什么要内存对齐？FFmpeg内存分配方面多次涉及到“内存对齐”（memory alignment）的概念。这方面内容在IBM的网站上有一篇文章，讲的挺通俗易懂的，，在此简单转述一下。
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”，它会以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。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。
av_realloc()
av_realloc()用于对申请的内存的大小进行调整。它的定义如下。
void *av_realloc(void *ptr, size_t size){#if CONFIG_MEMALIGN_HACKint diff;#endif/* let’s disallow possibly ambiguous cases */if (size > (max_alloc_size – 32))return NULL;#if CONFIG_MEMALIGN_HACK//FIXME this isn’t aligned correctly, though it probably isn’t neededif (!ptr)return av_malloc(size);diff = ((char *)ptr)[-1];av_assert0(diff>0 && diff<=ALIGN);ptr = realloc((char *)ptr – diff, size + diff);if (ptr)ptr = (char *)ptr + diff;return ptr;#elif HAVE_ALIGNED_MALLOCreturn _aligned_realloc(ptr, size + !size, ALIGN);#elsereturn realloc(ptr, size + !size);#endif}默认情况下（CONFIG_MEMALIGN_HACK这些宏使用默认值0）的代码：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);}可以看出av_realloc()简单封装了系统的realloc()函数。av_mallocz()av_mallocz()可以理解为av_malloc()+zeromemory。代码如下。void *av_mallocz(size_t size){void *ptr = av_malloc(size);if (ptr)memset(ptr, 0, size);return ptr;}
从源代码可以看出av_mallocz()中调用了av_malloc()之后，又调用memset()将分配的内存设置为0。
乐观者在灾祸中看到机会;悲观者在机会中看到灾祸
