GStreamer随笔3 - 内存分配_gstreamer buffer-优快云博客

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内存分配和管理是多媒体中非常重要的主题。一个高清视频可能会使用几MB来存储单个图像帧，尽可能复用内存并减少内存拷贝非常重要。多媒体系统通常使用专用芯片（如 DSP 或 GPU）来执行繁重的工作（尤其是视频），这些专用芯片通常对其操作的内存及其访问方式有严格的要求。

本章讨论 GStreamer 插件可用的内存管理功能。我们将首先讨论管理对内存访问的低级 GstMemory 对象，然后继续讨论GstMemory的主要使用者之一：GstBuffer，它用于在element之间和与应用程序之间交换数据。我们还将讨论 GstMeta，此对象可以放置在缓冲区上以提供额外信息。我们还将讨论 GstBufferPool，它允许更有效地管理相同大小的缓冲区。

结束最后我们将研究 GST_QUERY_ALLOCATION 查询，它用于协商元素之间的内存管理选项。

一、GstMemory

GstMemory 是一个管理内存区域的对象，此内存对象指向“最大尺寸(maxsize)”的内存区域。可以访问的内存区域从“偏移量(offset)”开始，大小为“size”字节。创建 GstMemory 后其最大尺寸将无法再更改，但其“offset”和“size”可以更改。

/**
 * GstMemory:
 * @mini_object: parent structure
 * @allocator: pointer to the #GstAllocator
 * @parent: parent memory block
 * @maxsize: the maximum size allocated
 * @align: the alignment of the memory
 * @offset: the offset where valid data starts
 * @size: the size of valid data
 *
 * Base structure for memory implementations. Custom memory will put this structure
 * as the first member of their structure.
 */

struct _GstMemory {
  GstMiniObject   mini_object;

  GstAllocator   *allocator;

  GstMemory      *parent;
  gsize           maxsize;
  gsize           align;
  gsize           offset;
  gsize           size;
};

1. GstAllocator

GstMemory 对象由 GstAllocator 对象创建。大多数分配器都实现默认的 gst_allocator_alloc() 方法，但有些分配器可能会实现不同的方法，例如当需要其他参数来分配特定内存时。

系统内存、共享内存和由 DMAbuf 文件描述符支持的内存存在不同的分配器。如果需要实现对新内存类型的支持，您必须实现新的分配器对象。

2. GstMemory 应用接口示例

对 GstMemory 对象包装的内存的数据访问始终受到 gst_memory_map() 和 gst_memory_unmap()函数对的保护：应用程序使用gst_memory_map映射内存（指定读写访问模式），该函数返回指向有效内存区域的指针，然后可以根据请求的访问模式对其进行访问；访问结束后应用程序使用gst_memory_unmap函数解除内存映射。

以下是创建 GstMemory 对象并使用 gst_memory_map/gst_memory_unmap函数对访问内存区域的示例：

[...]

  GstMemory *mem;
  GstMapInfo info;
  gint i;

  /* allocate 100 bytes */
  mem = gst_allocator_alloc (NULL, 100, NULL);

  /* get access to the memory in write mode */
  gst_memory_map (mem, &info, GST_MAP_WRITE);

  /* fill with pattern */
  for (i = 0; i < info.size; i++)
    info.data[i] = i;

  /* release memory */
  gst_memory_unmap (mem, &info);

[...]

二、GstBuffer

GstBuffer 是一个轻量级对象，包含内存和元数据，它从上游element传递到下游elenent，表征被下游element获取的多媒体内容。GstBuffer 包含一个或多个 GstMemory 对象，这些对象保存缓冲区的数据。

/**
 * GstBuffer:
 * @mini_object: the parent structure
 * @pool: pointer to the pool owner of the buffer
 * @pts: presentation timestamp of the buffer, can be #GST_CLOCK_TIME_NONE when the
 *     pts is not known or relevant. The pts contains the timestamp when the
 *     media should be presented to the user.
 * @dts: decoding timestamp of the buffer, can be #GST_CLOCK_TIME_NONE when the
 *     dts is not known or relevant. The dts contains the timestamp when the
 *     media should be processed.
 * @duration: duration in time of the buffer data, can be #GST_CLOCK_TIME_NONE
 *     when the duration is not known or relevant.
 * @offset: a media specific offset for the buffer data.
 *     For