FFmpeg：源码分析与关键组件详解

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FFmpeg是一个强大的开源多媒体处理框架，它集成了录制、转换、音视频编码解码等多种功能，适用于多种操作系统。其核心模块包括libavformat、libavcodec、libavutil、libswscale、libavfilter和libavdevice，每个库都有特定的功能： 1. **libavformat**：这个库负责音视频文件的封装和解析，提供了创建和解析不同格式文件的能力，如获取编解码所需的元数据，以及构建和管理编解码上下文和读取视频音频帧。 2. **libavcodec**：专注于音频和图像的编码与解码，支持MPEG、DivX、MPEG4、AC3等多种编码格式，以及AVI、MPEG、OGG等众多解码格式。 3. **libavutil**：包含一系列通用工具函数，如内存管理、字符串操作和数学运算等，是其他库的基础支持。 4. **libswscale**：专门处理视频的缩放和颜色空间转换，有助于调整视频分辨率或格式以适应不同的显示需求。 5. **libavfilter**：提供了丰富的后期处理功能，如添加水印、滤镜特效等，用于增强和编辑视频内容。 6. **libavdevice**：这个库负责设备的输入输出，如摄像头、磁带机等，使得FFmpeg能够与硬件交互。 FFmpeg的开发基础源于Linux，但能在Windows等平台上编译使用，且被许多开源播放器如TCPMP、VLC和MPlayer所采用。在编译时，需要特定的环境，如Microsoft Visual C++ 2008和Intel C++ Compiler 10.1.020，并依赖于相应的库。在本书中，作者参考了杨书良的《FFMPEG/FFPLAY源码剖析》，并对原始FFmpeg 0.63版本进行了移植和优化，以便在Microsoft Visual C++环境中更好地运行，同时解决了兼容性和编译问题。书中详细探讨了源代码的结构和修改，包括屏蔽汇编代码、修复编译为DLL的问题以及处理依赖库的编译问题。代码结构清晰，层次分明，使得读者能够逐步理解FFmpeg的工作原理。整体而言，本书是深入学习FFmpeg源码和实践应用的好资源。

}

//如果当前操作项存在但是下一个操作项的操作名不存在

else if (last)

{

return NULL;

}

//如果当前操作项不存在

else

{

return (*(AVClass **)obj)->option;

}

注释 1-1-1-2：

const AVOption *av_set_int(void *obj, const char *name, int64_t n)

{

//codeInCK

return av_set_number(obj, name, 1, 1, n);//注释 1-1-1-2-1

}

注释 1-1-1-2-1：

static const AVOption *av_set_number(void *obj, const char *name, double num, int den,

int64_t intnum)

{

//codeInCK

const AVOption *o = NULL;

if (av_set_number2(obj, name, num, den, intnum, &o) < 0)//注释 1-1-1-2-1-1

{

return NULL;

}

else

{

return o;

}

注释 1-1-1-2-1-1：

static int av_set_number2(void *obj,

const char *name,

double num,

int den,

int64_t intnum,

const AVOption **o_out)

{

//codeInCK

const AVOption *o =

av_find_opt(obj, name, NULL, 0, 0);注释 1-1-1-2-1-1-1

return AVERROR(EINVAL);

}

return 0;

}

注释 1-1-1-2-1-1-1：

const AVOption *av_find_opt(void *v,

const char *name,

const char *unit,

int mask,

int flags)

{

AVClass *c = *(AVClass **)v; //FIXME silly way of storing AVClass

const AVOption *o = c->option;

//只是一个循环的查找

for (; o && o->name; o++)

{

if (!strcmp(o->name, name)

&& (!unit

|| (o->unit

&& !strcmp(o->unit, unit)))

&& (o->flags & mask) == flags)

return o;

}

return NULL;

}

上面展开了很多代码，但是我们不应该模糊主次之分，现在的主干是解析

AVFormatContext 是如何进行初始化设置默认值的。在上面的代码中，看到在最后，默认值设

置集中在 void av_opt_set_defaults(void *s)函数中，它是 libavutil\opt.c 位置的代码，即它是

ffmpeg 库中的公用库 libautil 的代码。该函数对所有的抽象类或具体类都是进行相同的操作，

所不同的是传入的参数。在这里传入的参数是 AVFormatContext。

不过我们先回头看看 void av_opt_set_defaults(void *s)，它就是典型了运用了无类型指针

数据来进行传递数据。但是 void av_opt_set_defaults2(void *s, int mask, int flags)中，需要使用

const AVOption *av_next_option(void *obj, const AVOption *last)函数来寻找一个 AVOption，

实际上 av_next_option 才是我们第一个要分析的重点所在。对于一个无类型指针数据，它是如

何找到 AVOption，其中的一行很关键：(*(AVClass **)obj)->option; 要知道我们最开始传入的

是一个 AVFormatContext 即当前的(*(AVClass **)obj)，这两者如何能够划上等号？只有一种

情况是 AVFormatContext 的第一个成员必须是 AVClass 类型，事实上正是如此，这就是

av_opt_set_defaults 能够得到正确执行的基础。

重点：任何需要执行

void av_opt_set_defaults(void *s)

的数据类型的第一个

成员必须是

AVClass

类型。

找到了一个 AVOption，就有了具体操作的规则，但是要操作的对象仍然是

AVFormatContext，那如何设置到 AVFormatContext 呢？通过上面的代码，可以看到任何一

个设置最终都是 static int av_set_number2(void *obj,

const char *name,

double num,

int den,

int64_t intnum,

const AVOption **o_out)

在这个函数中也是需要用到 const AVOption *av_find_opt(void *v,

const char *name,

const char *unit,

int mask,

int flags)来找到具体要设置的 AVOption，与前面的 AVOption

有何不同呢？应该说就是一样的，但为什么要分开进行查找呢？笔者的理解是为了解除一些耦

合性，避免一些多余的参数传递。但是他们所依赖的基础都是一样的：该数据结构的第一个成

员必须是 AVClass 类型。

有了上面的分析，现在的焦点应该是在 AVOption 上，通过它是如何来设置值的呢？还是

再次看一下 AVOption 的数据结构：

typedef struct AVOption

{

//codeInCK

const char *name;//操作名字---它对应这数据结构对应的成员名

const char *help;//帮助信息

int offset;//偏移位置

enum AVOptionType type;//数据类型

double default_val;//默认值

double min;//最大值

double max;//最小值

int flags;//标帜

#define AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM 1

#define AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM 2

#define AV_OPT_FLAG_METADATA 4

#define AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM 8

#define AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM 16

#define AV_OPT_FLAG_SUBTITLE_PARAM 32

const char *unit;

} AVOption;

通过它可以了解，通过该结构中的偏移位置，就可以得到该数据要写入的内存地址，通过

数据类型，默认值，最大值，最小值，标帜，就可以确定需要设定的值的具体值，如此就可以

顺利对一个数据结构变量设置相应的默认值了。

前面有一个基础是有关 AVClass 类型的即数据结构的第一个成员必须是 AVClass 类型，而

且 void av_opt_set_defaults(void *s) 的实际运行也是以 AVClass 类型的值作为基础的。在

AVFormatContext 类型的默认值设置中，就可以看到它的 AVClass 类型是这样设置的，

s->av_class = &av_format_context_class; 那就去看一下 av_format_context_class 有如何的奥

秘？

av_format_context_class 的定义如下：

static const AVClass av_format_context_class =

{

"AVFormatContext",

format_to_name,

options,

LIBAVUTIL_VERSION_INT

}; 首先它是一个静态 const 值，它指定了 AVClass 的最重要的 option 项，当然还有其他项。

代码讲述到这里，笔者相信，对一个数据结构如何设置默认值，应该有了一个大概的印象。

再来延伸一下，实际上在 ffmpeg 库中，无论抽象的数据结构还是具体特定的数据结构都是通

过这样的方式来设置参数的。如果后面的代码中再遇到与之类似的情况，请参照此处联想理解，

笔者也会简单一笔带过。

如果对 AVFormatContext 在生成的时候，设定了默认值，但是对于我们要传入的对象：

一个视频文件，如何通过它来设定具体的值呢？具体要做的事是通过一个传输的文件来设

置好一个 Source filter 和一个 demuxer filter, 在 ffmpeg 中，他们都在 AVFormatContext 中。

Source filter 即可以等于 AVFormatContext，demuxer filter 即可以等于 AVFormatContext 中的

AVInputFormat *iformat;。

说明：下面的代码讲述的大致次序是依赖

ffmpeg.c

的转码程序的源代码进行

下去的，读者如需参考，请阅读

ffmpeg/ffmpeg.c

的代码。笔者会简称为转码程

序。

在一个转码程序中，设置一个输入源的 AVFormatContext，会有一个很重要的函数，这

个函数为 int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename,

AVInputFormat *fmt,

int buf_size,

AVFormatParameters *ap)，那我们就从这个函数开始分析。

2.2 用 av_open_input_file 打开一个输入源

一个输入源，要是一键开启应该是方便很多。不过，虽然没有如此便利的一个函数能

完全做到，但是却有一个非常接近这样的一个函数，它就是：av_open_input_file，下面的代

码会对它进行深入的分析，但是接下来的分析不会像前面一样一直深入到底，会有一些纵向

展开的内容。

int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename,

AVInputFormat *fmt,

int buf_size,

AVFormatParameters *ap)

{

int err;

AVProbeData probe_data, *pd = &probe_data;

AVIOContext *pb = NULL;

void *logctx = ap && ap->prealloced_context ? *ic_ptr : NULL;

pd->filename = "";

if (filename)

{

pd->filename = filename;

}

pd->buf = NULL;

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