OpenCV源码之内存分配-指针对齐

原文：http://blog.csdn.net/lming_08/article/details/26821963?utm_source=tuicool

首先，为什么要指针对齐(Pointer Alignment)？

指针对齐有时候非常重要，因为许多硬件相关的东西在对齐上存在限制。在有些系统中，某种数据类型只能存储在偶数边界的地址处。

例如，在经典的 SPARC架构(以及经典的ARM)上，你不能从奇数地址读取一个超过1字节的整型数据。尝试这么做将会立即终止程序，并伴随着总线错误。而在X86架构上，CPU硬件处理了这个问题，只是这么做将会花费更多时间；通常RISC架构是不会为你做这些。举例如下：

[cpp]view plaincopyprint? 
    
 char c;  
 char *Pc = &c;  
 int *Pi;  
   
 Pi = (int *)Pc;  

你可能会发现，*Pi的引用将会导致错误，因为Pc没有指向一个以"int"型边界对齐的数据项。

OpenCV2.0以上版本很多指针都是被对齐过的，使指针地址能够被16整除。OpenCV中的内存一般是通过malloc分配，不能保证申请的首地址都是都能被16整除；所以OpenCV中需要申请的内存做一些指针对齐操作。OpenCV中内存分配-指针对齐相关的函数有：

[cpp]view plaincopyprint? 
    
 void* fastMalloc( size_t size )  
 {  
     uchar* udata = (uchar*)malloc(size + sizeof(void*) + CV_MALLOC_ALIGN);  
     if(!udata)  
         return OutOfMemoryError(size);  
     uchar** adata = alignPtr((uchar**)udata + 1, CV_MALLOC_ALIGN);  
     adata[-1] = udata;  
     return adata;  
 }  
   
 void fastFree(void* ptr)  
 {  
     if(ptr)  
     {  
         uchar* udata = ((uchar**)ptr)[-1];  
         CV_DbgAssert(udata < (uchar*)ptr &&  
                ((uchar*)ptr - udata) <= (ptrdiff_t)(sizeof(void*)+CV_MALLOC_ALIGN));  
         free(udata);  
     }  
 }  

这里的CV_MALLOC_ALIGN值为16，表示实际存储数据的首地址是16的倍数；多申请的sizeof(void *)空间用来存储malloc返回的内存首地址，以便在fastFree()中可以正确释放。假设要申请的有效内存大小为x字节，即size = x;

我的系统是32位，因此sizeof(void *) = 4，下面以图解的方式讲解以上内存申请过程：

这里ptr = (uchar **)udata + 1;即是alignPtr()函数中的第一个参数，alignPtr()函数定义为：

[cpp]view plaincopyprint? 
    
 template<typename _Tp> static inline _Tp* alignPtr(_Tp* ptr, int n=(int)sizeof(_Tp))  
 {  
     return (_Tp*)(((size_t)ptr + n-1) & -n);  
 }  