FFMpeg分析详细分析
? ? ? URLProtocol,URLContext和ByteIOContext是FFMpeg操作文件(即I/O，包括網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流)的結(jié)構(gòu)，這幾個結(jié)構(gòu)現(xiàn)實的功能類似于C++的多態(tài)繼承吧，C++的多態(tài)是通過子類繼承實現(xiàn)，而FFMpeg的“多態(tài)”是通過靜態(tài)對像現(xiàn)實。這部分的代碼非常值得C程序借鑒，我是說，如果你要在C里實現(xiàn)類似C++多態(tài)性的功能；比如當你要區(qū)分你老婆和情人之間的不同功能時。
? ? ?好了，先來看一下這三個struct的定義吧
typedef struct URLProtocol {
?
? ? const char *name; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //Rotocol名稱
? ? int (*url_open)(URLContext *h, const char *url, int flags); ? ? ?//open函數(shù)指針對象,以下類似
? ? int (*url_read)(URLContext *h, unsigned char *buf, int size);?
? ? int (*url_write)(URLContext *h, unsigned char *buf, int size);
? ? int64_t (*url_seek)(URLContext *h, int64_t pos, int whence);
? ? int (*url_close)(URLContext *h);
? ? struct URLProtocol *next; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?//指向下一個URLProtocol，具體說明見備注1
? ? int (*url_read_pause)(URLContext *h, int pause);
? ? int64_t (*url_read_seek)(URLContext *h, int stream_index,int64_t timestamp, int flags);
? ? int (*url_get_file_handle)(URLContext *h);
} URLProtocol;
?
備注1：FFMpeg所有的Protol類型都用這個變量串成一個鏈表，表頭為avio.c里的URLProtocol *first_protocol = NULL;
每個文件類似都有自己的一個URLProtocol靜態(tài)對象，如libavformat/file.c里
?
URLProtocol file_protocol = {
? ? "file",
? ? file_open,
? ? file_read,
? ? file_write,
? ? file_seek,
? ? file_close,
? ? .url_get_file_handle = file_get_handle,
};
再通過av_register_protocol()將他們鏈接成鏈表。在FFMpeg中所有的URLProtocol對像值都在編譯時確定。
?
?
typedef struct URLContext {
#if LIBAVFORMAT_VERSION_MAJOR >= 53
? ? const AVClass *av_class; ///< information for av_log(). Set by url_open().
#endif
? ? struct URLProtocol *prot; ? ? ? ? ?//指向具體的I/0類型，在運行時通過文件URL確定，如是file類型時就是file_protocol?? ? ? ? ?
? ? int flags;
? ? int is_streamed; ?/**< true if streamed (no seek possible), default = false */
? ? int max_packet_size; ?/**< if non zero, the stream is packetized with this max packet size */
? ? void *priv_data; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //指向具體的I/O句柄
? ? char *filename; /**< specified URL */
} URLContext;
不同于URLProtocol對象值在編譯時確定，URLContext對象值是在運行過程中根據(jù)輸入的I/O類型動態(tài)確定的。這一動一靜組合起到了C++的多態(tài)繼承一樣的作用。URLContext像是基類，為大家共同所有，而URLProtocol像是子類部分。
?
typedef struct {
? ? unsigned char *buffer;
? ? int buffer_size;
? ? unsigned char *buf_ptr, *buf_end;
? ? void *opaque;
? ? int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size);
? ? int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size);
? ? int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence);
? ? int64_t pos; /**< position in the file of the current buffer */
? ? int must_flush; /**< true if the next seek should flush */
? ? int eof_reached; /**< true if eof reached */
? ? int write_flag; ?/**< true if open for writing */
? ? int is_streamed;
? ? int max_packet_size;
? ? unsigned long checksum;
? ? unsigned char *checksum_ptr;
? ? unsigned long (*update_checksum)(unsigned long checksum, const uint8_t *buf, unsigned int size);
? ? int error; ? ? ? ? ///< contains the error code or 0 if no error happened
? ? int (*read_pause)(void *opaque, int pause);
? ? int64_t (*read_seek)(void *opaque, int stream_index,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?int64_t timestamp, int flags);
} ByteIOContext;
ByteIOContext是URLContext和URLProtocol?一個擴展，也是FFMpeg提供給用戶的接口，URLContext和URLProtocol對用戶是透明，我們所有的操作是通過ByteIOContext現(xiàn)實。這幾個struct的相關(guān)的關(guān)鍵函數(shù)有：
int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?AVInputFormat *fmt,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?int buf_size,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?AVFormatParameters *ap)
{
? ??int url_fopen(ByteIOContext **s, const char *filename, int flags)
? ??{
? ?? ????url_open(URLContext **puc, const char *filename, int flags)
? ?? ????{
? ??? ??? ? ???URLProtocol *up;
? ? ?? ???? ? ?//根據(jù)filename確定up
? ? ?? ???? ? ?url_open_protocol (URLContext **puc, struct URLProtocol *up,?const char *filename, int flags)
? ? ??? ??? ? ?{
? ? ??? ??? ? ? ? ? //初始化URLContext對像，并通過 up->url_open()將I/O打開將I/O fd賦值給URLContext的priv_data對像
? ? ??? ??? ? ?}
? ??? ???}
? ??? ???url_fdopen(ByteIOContext **s, URLContext *h)
? ??? ???{
? ??? ??? ? ? ?//初始化ByteIOContext 對像
? ? ?? ??}
? ??}
}
我們先看一下音視頻播放器的大概結(jié)構(gòu)(個人想法，不保證正確)：1、數(shù)據(jù)源輸入(Input)->2、文件格式解析器(Demux)->3、音視頻解碼(Decoder)->4、顏色空間轉(zhuǎn)換(僅視頻)->5、渲染輸出(Render Output)。前一篇介紹的幾個struct是數(shù)據(jù)源輸入模塊里的內(nèi)容，哪么這一帖所講的就是第二個模塊即文件格式解析器里用到的內(nèi)容。? ? ??AVInputFormat、AVOutputFormat與URLProtocol類似，每一種文件類型都有一個AVInputFormat和AVOutputFormat靜態(tài)對像并通過av_register_input_format和av_register_output_format函數(shù)鏈成一個表，其表頭在utils.c：
?
/** head of registered input format linked list */
AVInputFormat *first_iformat = NULL;
/** head of registered output format linked list */
AVOutputFormat *first_oformat = NULL;
?
AVInputFormat和AVOutputFormat的定義分別在avformat.h，代碼很長，不貼出來浪費空間了。
當程序運行時，AVInputFormat對像的
?
int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?AVInputFormat *fmt,
? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?int buf_size,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???AVFormatParameters *ap)
{
?
? ???fmt = av_probe_input_format(pd, 0);//返回該文件的AVInputFormat類型
}
至于AVOutputFormat嘛，下次再說吧，晚安！
?? AVFormatContext在FFMpeg里是一個非常重要的的結(jié)構(gòu)，是其它輸入、輸出相關(guān)信息的一個容器，需要注意的是其中兩個成員： struct AVInputFormat *iformat;//數(shù)據(jù)輸入格式 ?struct AVOutputFormat *oformat;//數(shù)據(jù)輸出格式 這兩個成員不能同時賦值，即AVFormatContext不能同時做為輸入、輸出格式的容器。AVFormatContext和AVIContext、FLVContext等XXXContext之間像前面講的URLContext和URLProtocol的關(guān)系一樣，是一種"多態(tài)"關(guān)系，即AVFormatContext對像記錄著運行時大家共有的信息，而各個XXXContext記錄自己文件格式的信息，如AVIContext、FLVContext等。AVInputFormat->priv_data_size記錄相對應的XXXContext的大小，該值大小在編譯時靜態(tài)確定。AVFormatContext的void *priv_data記錄XXXContext指針。 AVFormatContext對像的初始化主要在AVInputFormat的read_header函數(shù)中進行，read_header是個函數(shù)指針，指向 具體的文件類型的read_header，如flv_read_header()，avi_read_header()等，AVFormatContext、AVInputFormat和XXXContext組成一起共同完成數(shù)據(jù)輸入模塊，可以出來粗魯?shù)恼J為，AVFormatContext是一個類容器，AVInputFormat是這個類的操作函數(shù)集合，XXXContext代表該類的私有數(shù)據(jù)對像。AVFormatContext還有個重要的成員?AVStream *streams[MAX_STREAMS];也是在read_header里初始化，這個等會兒再講。 ?前幾篇說的都還是數(shù)據(jù)源文件格式解析部分，哪么解析完后呢，讀出的數(shù)據(jù)流保存在哪呢？正是現(xiàn)在講的AVStream對像，在AVInputFormat的read_header中初始化AVFormatContext對像時，他會解析出該輸入文件有哪些類型的數(shù)據(jù)流，并初始化AVFormatContext的AVStream *streams[MAX_STREAMS];一個AVStream代表一個流對像，如音頻流、視頻流，nb_streams記錄流對像個數(shù)。主版本號大于53時MAX_STREAMS為100，小于53為20。AVStream也是個容器，其void *priv_data;//
成員變量指向具體的Stream類型對像，如AVIStream。其
AVCodecContext *actx;//記錄具體的編解容器，這個下面會講
也在這讀頭文件信息里初始化。
主要相關(guān)的函數(shù)有
int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?AVInputFormat *fmt,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?int buf_size,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?AVFormatParameters *ap)
{
?
? ??av_open_input_stream(AVFormatContext **ic_ptr,ByteIOContext *pb, const char *filename,AVInputFormat ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?*fmt, AVFormatParameters *ap)
? ??{
? ? ? ? ?fmt.read_header()//調(diào)用具體的AVInputFormat的read_header，如avi_read_header
? ?? ????{
? ? ? ? ? ? ? ?//根據(jù)文件頭信息初始化AVStream *streams及AVStream里的
? ? ? ? ? ? ? ?//void *priv_data和AVCodecContext *actx;成員對像
? ??? ???}? ? ? ??
? ??}
}
static AVCodec *first_avcodec = NULL;
AVCodecContext的enum CodecID codec_id成員記錄者當前數(shù)據(jù)流的Codec，void *priv_data記錄具體Codec所對應的上下文信息對像的指針，如MsrleContext。這三個結(jié)合起來現(xiàn)實數(shù)據(jù)解碼的作用。我們可以傻逼的認為AVCodecContext是這個解碼模塊的容器類，Codec是操作函數(shù)集合，類似MsrleContext的就是操作數(shù)據(jù)對像。
他們之間關(guān)系的確立：
每一個解碼類型都會有自己的Codec靜態(tài)對像，Codec的int priv_data_size記錄該解碼器上下文的結(jié)構(gòu)大小，如MsrleContext。這些都是編譯時確定的，程序運行時通過avcodec_register_all()將所有的解碼器注冊成一個鏈表。在av_open_input_stream()函數(shù)中調(diào)用AVInputFormat的read_header()中讀文件頭信息時，會讀出數(shù)據(jù)流的CodecID，即確定了他的解碼器Codec。
typedef struct AVPicture {
? ? uint8_t *data[4];
? ? int linesize[4]; ? ? ? ///< number of bytes per line
} AVPicture;
typedef struct AVFrame
{
? ?uint8_t *data[4]; // 有多重意義，其一用NULL 來判斷是否被占用
? ?int linesize[4];
? ?uint8_t *base[4]; // 有多重意義，其一用NULL 來判斷是否分配內(nèi)存
? ?//......其他的數(shù)據(jù)
} AVFrame;
從定義上可知，AVPicture是AVFrame的一個子集，他們都是數(shù)據(jù)流在編解過程中用來保存數(shù)據(jù)緩存的對像，從int av_read_frame(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)函數(shù)看，從數(shù)據(jù)流讀出的數(shù)據(jù)首先是保存在AVPacket里，也可以理解為一個AVPacket最多只包含一個AVFrame，而一個AVFrame可能包含好幾個AVPacket，AVPacket是種數(shù)據(jù)流分包的概念。記錄一些音視頻相關(guān)的屬性值，如pts,dts等，定義如下：
typedef struct AVPacket {? ?
? ? int64_t pts;? ?
? ? int64_t dts;
? ? uint8_t *data;
? ? int ? size;
? ? int ? stream_index;
? ? int ? flags;? ?
? ? int ? duration;
? ? void ?(*destruct)(struct AVPacket *);
? ? void ?*priv;
? ? int64_t pos; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?///< byte position in stream, -1 if unknown? ?
? ? int64_t convergence_duration;
} AVPacket;
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的FFMpeg分析详细分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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