3. 内存分配与释放机制：malloc/free、new/delete、mmap/munmap 在 HAL 中的典型用法

Camera HAL 运行在资源受限的多媒体域，内存分配与释放的路径直接影响帧率、功耗和稳定性。本章聚焦三种核心内存管理接口在 HAL 层的典型用法、适用场景及常见陷阱。

3.1 三种分配机制对比

3.2 malloc/free：元数据与临时 buffer

在 Camera HAL 中，malloc/free 主要用于分配 metadata、request 描述符、统计信息结构体 等小尺寸对象。这些对象生命周期短，分配频繁，容易成为泄漏重灾区。

// 典型错误：异常路径未释放
camera_metadata_t *meta = (camera_metadata_t *)malloc(sizeof(camera_metadata_t));
if (!meta) return -ENOMEM;

int ret = process_metadata(meta);
if (ret < 0) {
    // 忘记 free(meta) → 泄漏
    return ret;
}
free(meta);

3.3 new/delete：C++ 对象生命周期管理

现代 Camera HAL 大量使用 C++ 类（如 CameraDevice、Stream、RequestThread）。new/delete 的不配对使用是 C++ 泄漏的主要来源。

// 错误示例：数组 delete 遗漏 []
CameraStream *streams = new CameraStream[10];
// ... 使用 streams ...
delete streams;          // 错误！只释放了第一个元素
delete[] streams;        // 正确

// 错误示例：异常路径未 delete
CameraDevice *dev = new CameraDevice();
if (dev->init() < 0) {
    return;              // 泄漏 dev
}
delete dev;

3.4 mmap/munmap：大块帧 buffer 与共享内存

mmap 是 Camera HAL 中最重要的内存映射机制，用于将 ION/DMA-BUF 物理内存映射到用户态虚拟地址空间。它直接决定帧数据的读写效率。

// HAL 中典型的 mmap 流程
int ion_fd = ion_alloc(..., &ion_handle);
void *vaddr = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
                   MAP_SHARED, ion_fd, 0);
if (vaddr == MAP_FAILED) {
    close(ion_fd);
    return -ENOMEM;
}
// ... 使用 vaddr 填充帧数据 ...
munmap(vaddr, size);   // 必须配对
close(ion_fd);

mmap 泄漏的典型场景：

• 映射未解绑：buffer 返回给驱动后，用户态映射未 munmap，导致 VMA 持续增长。
• 异常路径遗漏：在帧处理中途发生错误，直接 return 跳过 munmap。
• 多次 mmap 同一 fd：未检查是否已映射，重复映射导致虚拟地址空间耗尽。

3.5 三种机制在 HAL 中的协同流程

下图展示 Camera HAL 从请求到帧完成过程中，三种内存分配机制的典型协同关系：

3.6 常见泄漏模式与检测方法