默认的内存管理函数分别为icvDefaultAlloc和icvDefaultFree(icv开头的表示为内部函数), 用户数据指针为空.
继续跟踪默认的内存分配函数icvDefaultAlloc, 代码如下:
- static void*
- icvDefaultAlloc( size_t size, void* )
- {
- char *ptr, *ptr0 = (char*)malloc(
- (size_t)(size + CV_MALLOC_ALIGN*((size >= 4096) + 1) + sizeof(char*)));
- if( !ptr0 )
- return 0;
- // 对齐指针
- ptr = (char*)cvAlignPtr(ptr0 + sizeof(char*) + 1, CV_MALLOC_ALIGN);
- *(char**)(ptr - sizeof(char*)) = ptr0;
- return ptr;
- }
内部使用的是C语言中的malloc函数, 在分配的时候多申请了CV_MALLOC_ALIGN*((size >= 4096) + 1) + sizeof(char*)
大小的空间. 多申请空间的用处暂时先不分析.
下面的cvAlignPtr函数用于将指针对其到CV_MALLOC_ALIGN边界, 对于我们常规的PC来说是32bit, 也就是4字节.
cvAlignPtr函数在后面会详细讨论.
下面语句将ptr0记录到(ptr - sizeof(char*)), 可以把它看作一个指针. 最后返回ptr.
细心的朋友可能会发现, 前面malloc分配的是ptr0, 现在返回的却是ptr, 这个是为什么呢?
这个的原因还是先放下(我也不懂), 但是返回ptr而不返回ptr0带来的影响至少有2个:
1. 返回的ptr指针不能通过C语言的free函数释放(这也是cvAlloc/cvFree必须配对使用的原因).
2. 在cvFree的时候, 可以根据(ptr - sizeof(char*))对应的值来检测该内存是不是由icvDefaultAlloc申请.
这样应该说可以增加程序的健壮性, icvDefaultFree可以不傻瓜似的对于任何指针都进行释放.
下面来看看cvAlignPtr函数:
- CV_INLINE void* cvAlignPtr( const void* ptr, int align=32 )
- {
- assert( (align & (align-1)) == 0 );
- return (void*)( ((size_t)ptr + align - 1) & ~(size_t)(align-1) );
- }
该函数的目的主要是将指针ptr调整到align的整数倍
其中align必须为2的幂, assert语言用于该检测. 语句(align & (align-1))
一般用于将align的最低的为1的bit位设置为0. 如果为2的幂那么就只有1个为1
的bit位, 因此语句(x&(x-1) == 0)可以完成该检测.
return语句简化后为 (ptr+align-1)&~(align-1), 等价于((ptr+align-1)/align)*align.
就是找到不小于ptr, 且为align整数倍的最小整数, 这里对应为将指针对其到4字节(32bit).
cvFree_函数和cvAlloc类似, 就不详细分析了:
- CV_IMPL void cvFree_( void* ptr )
- {
- CV_FUNCNAME( "cvFree_" );
- __BEGIN__;
- if( ptr )
- {
- CVStatus status = p_cvFree( ptr, p_cvAllocUserData );
- if( status < 0 )
- CV_ERROR( status, "Deallocation error" );
- }
- __END__;
- }
p_cvFree默认值为icvDefaultFree:
- static int
- icvDefaultFree( void* ptr, void* )
- {
- // Pointer must be aligned by CV_MALLOC_ALIGN
- if( ((size_t)ptr & (CV_MALLOC_ALIGN-1)) != 0 )
- return CV_BADARG_ERR;
- free( *((char**)ptr - 1) );
- return CV_OK;
- }
最后我们简要看下cvSetMemoryManager函数, 它主要用来设置用户自己定义的内存管理函数:
- CV_IMPL void cvSetMemoryManager( CvAllocFunc alloc_func, CvFreeFunc free_func, void* userdata )
- {
- CV_FUNCNAME( "cvSetMemoryManager" );
- __BEGIN__;
- // 必须配套出现
- if( (alloc_func == 0) ^ (free_func == 0) )
- CV_ERROR( CV_StsNullPtr, "Either both pointers should be NULL or none of them");
- p_cvAlloc = alloc_func ? alloc_func : icvDefaultAlloc;
- p_cvFree = free_func ? free_func : icvDefaultFree;
- p_cvAllocUserData = userdata;
- __END__;
- }
如果函数指针不为空, 则记录到p_cvAlloc和p_cvFree指针, 如果为空则恢复到默认的内存管理函数.
需要注意的是if语句的条件(alloc_func == 0) ^ (free_func == 0), 只有当2个函数1个为NULL, 1个
不为NULL的时候才会出现, 出现这个的原因是内存管理函数的分配和释放函数不匹配了, 这个是不允许的.
因此, 我们需要设置自己的内存管理函数, 就需要同时指定alloc_func和free_func函数, 清空的时候
则把2个参数都设置NULL就可以了.
今天再来补充一个小技巧 :mrgreen:
我们前面通过cvSetMemoryManager函数来重新设置了自己的内存管理函数.
但是前面也说到过, 如果cvAlloc/cvFree覆盖的周期和MemTracker相交, 那么
内存会出现错误.
即,
1. 原来OpenCV默认函数分配的内存可能使用我们自己的cvFree函数来释放.
2. 我们自己定义的cvAlloc分配的内存可能使用原来OpenCV默认的函数来释放.
这都会造成错误!
其实我们定义的目的只是要统计内存的使用情况, 我们并不想真的使用自己的函数的管理
OpenCV的内存. 道理很简单, OpenCV的内存经过优化, 对齐到某个字节, 效率更好.
如果能获取OpenCV原始的内存管理函数就好了, 但是没有这样的函数!!!
但是, 我们任然有方法来绕过这个缺陷.
我们可以在MemTracker::alloc_func函数进入之后, 在用cvSetMemoryManager恢复原来的
内存管理函数, 这样我们统计目的也达到了, 而且还是用了OpenCV本身的函数来分配内存.
代码如下:
- void* MemTracker::alloc_func(size_t size, void *userdata)
- {
- assert(size > 0 && userdata != NULL);
- // 取消管理函数
- cvSetMemoryManager(NULL, NULL, NULL);
- // 用OpenCV的方式分配内存
- void *ptr = cvAlloc(size);
- // 登记
- if(ptr)
- {
- MemTracker *tracker = (MemTracker*)userdata;
- tracker->regAlloc(ptr, size);
- }
- // 重新注册注册管理函数
- cvSetMemoryManager(alloc_func, free_func, userdata);
- return ptr;
- }
MemTracker::free_func的方法和上面类似, 就不贴代码了.
以后我们就可以透明的使用MemTracker了, 不管MemTracker对象在那个地方定义,
它对OpenCV的内存管理都不会有影响.
前面的方法虽然使得CvxMemTracker可以在任何地方使用, 但是可能带来理解的难度.
因为 在cvAlloc之后进入的是 MemTracker::alloc_func, 但是在这个函数中又调用了cvAlloc!
这看起来很像一个无穷递归调用!!
但是实际的运行结果却没有出现无穷递归导致的栈溢出情形. 仔细分析就知道原理了:
1. 定义MemTracker对象
中间调用了 cvSetMemoryManager(alloc_func, free_func, (void*)this); 函数,
设置 MemTracker::alloc_func 为分配函数.
2. 调用cvAlloc
内部执行到 MemTracker::alloc_func, 依次执行
- // 取消管理函数
- cvSetMemoryManager(NULL, NULL, NULL);
此刻, 分配函数又恢复为OpenCV的icvDefaultAlloc函数.
执行
- // 用OpenCV的方式分配内存
- void *ptr = cvAlloc(size);
- // 登记
- if(ptr)
- {
- CvxMemTracker *tracker = (CvxMemTracker*)userdata;
- tracker->regAlloc(ptr, size);
- }
这里的cvAlloc函数内部调用的是icvDefaultAlloc函数, 并不是MemTracker::alloc_func !!
就是这里了, alloc_func内部虽然调用了cvAlloc, 但是没有执行到alloc_func.
因此alloc_func不会出现递归.
