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【Android 音视频开发打怪升级：FFmpeg音视频编解码篇】一、FFmpeg so库编译(1)_音视频编解码讲解
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对于C/C++的编译，通常有两个工具 GCC 和 CLANG 。
GCC 可能大家都有听说过，这是一个老牌的编译工具，不仅可以编译C/C++，也可以编译Java，Object-C，Go等语言。
CLANG 则是一个效率更高的C/C++编译工具，并且兼容GCC，Google在很早以前就开始建议使用clang进行编译，并且在 ndk 17 以后，把 GCC 移除了，全面推行使用 CLANG 。
三、如何交叉编译FFmpeg
FFmpeg是什么
鼎鼎大名的FFmpeg，不说在音视频界如雷贯耳，就算一个不开发音视频的开发者也都是略有耳闻。
官方简介
A complete, cross-platform solution to record, convert and stream audio and video.
翻译过来就是：FFmpeg是一套集录制、转换以及流化音视频的完整的跨平台解决方案。
从这段简介可以看到FFmpeg有以下特点：
- 功能强大：录制、解码、编码、编辑、推流等等
- 跨平台
编译流程
从前面的介绍，基本上可以总结出FFmepg编译的基本流程：
- 选择编译工具
- 配置交叉编译环境
- 配置编译参数（比如去掉一些不需要的功能）
- 启动编译
流程就是这么简单，接下来就来详细看看，如何通过 CLANG 和 GCC 两种方式来编译。
四、使用CLANG编译FFmpeg
注：本文编译平台为Mac，建议使用Mac或者Linux进行编译，据说Windows有很多坑。
下载Android NDK
Android 的 NDK 已经迭代了很多版本，在 r17c 以后，Google正式移除 GCC ，不再支持 GCC ，新版本的 NDK 都是使用 CLANG 进行编译。
这里就使用目前最新的 NDK r20b 版本来编译。
NDK 下载地址：Android-NDK
NDK 目录
最主要的就是这两个路径：
编译工具链目录：
toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin
交叉编译环境目录：
toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/sysroot
- 编译工具路径
根据不同的CPU架构区和不同的Android版本，区分了不同的clang工具，根据自己需要选择就好了。
本文选择 CPU 架构 armv7a，Android版本 21:
armv7a-linux-androideabi21-clang
armv7a-linux-androideabi21-clang++
- 编译环境路径
在 toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/sysroot 目录下，包含了两个目录： usr/include，usr/lib，分别对应了 头文件 和 库文件。
下载FFmpeg源码
FFmpeg官网下载，直接DownLoad即可。
本文使用的是目前最新的版本 ffmpeg-4.2.2。
下载好源码后，进入根目录，找到一个名为 congfigure 的文件，这是一个shell脚本，用于生成一些 FFmpeg 编译需要的配置文件。
这个文件非常重要，
FFmpeg的编译配置就是靠它完成的。
后面我们将对其中一些重要的内容进行分析，这是理解 FFmpeg 编译配置的关键。
有了以上基础以后，就可以对FFmpeg进行编译了。
配置脚本
- 修改 configure 脚本
- 新增
cross_prefix_clang参数
打开（注：不是双击运行） ffmpeg-4.2.2 根目录下的 configure 文件，搜索 CMDLINE_SET ,可以找到以下代码，然后新增一个命令行选项：cross_prefix_clang
CMDLINE_SET="
$PATHS_LIST
ar
arch
as
assert_level
build_suffix
cc
objcc
cpu
cross_prefix
新增命令行参数
cross_prefix_clang
custom_allocator
cxx
dep_cc
省略其他…
"
- 修改编译工具路径设置
搜索 ar_default="${cross_prefix}${ar_default}" , 找到以下代码
ar_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{ar_default}”
cc_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{cc_default}”
cxx_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{cxx_default}”
nm_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{nm_default}”
pkg_config_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{pkg_config_default}”
将中间两行修改为
ar_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{ar_default}”
#------------------------------------------------
cc_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
c
l
a
n
g
{cross_prefix_clang}
crossprefixclang{cc_default}”
cxx_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
c
l
a
n
g
{cross_prefix_clang}
crossprefixclang{cxx_default}”
#------------------------------------------------
nm_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{nm_default}”
pkg_config_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{pkg_config_default}”
至于为什么这么修改，将在后面的 configure 分析中详细讲解
- 新建编译配置脚本
在 ffmpeg-4.2.2 根目录下新建 shell 脚本，命名为： build_android_clang.sh
#!/bin/bash
set -x
目标Android版本
API=21
CPU=armv7-a
#so库输出目录
OUTPUT=/Users/cxp/Desktop/FFmpeg/ffmpeg-4.2.2/android/$CPU
NDK的路径，根据自己的NDK位置进行设置
NDK=/Users/cxp/Desktop/FFmpeg/android-ndk-r20b
编译工具链路径
TOOLCHAIN=$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64
编译环境
SYSROOT=$TOOLCHAIN/sysroot
function build
{
./configure
–prefix=
O
U
T
P
U
T
−
−
t
a
r
g
e
t
−
o
s
=
a
n
d
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d
−
−
a
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c
h
=
a
r
m
−
−
c
p
u
=
a
r
m
v
7
−
a
−
−
e
n
a
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l
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a
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m
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−
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n
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b
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s
y
m
v
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a
b
l
e
−
f
f
m
p
e
g
−
−
s
y
s
r
o
o
t
=
OUTPUT \ --target-os=android \ --arch=arm \ --cpu=armv7-a \ --enable-asm \ --enable-neon \ --enable-cross-compile \ --enable-shared \ --disable-static \ --disable-doc \ --disable-ffplay \ --disable-ffprobe \ --disable-symver \ --disable-ffmpeg \ --sysroot=
OUTPUT −−target−os=android −−arch=arm −−cpu=armv7−a −−enable−asm −−enable−neon −−enable−cross−compile −−enable−shared −−disable−static −−disable−doc −−disable−ffplay −−disable−ffprobe −−disable−symver −−disable−ffmpeg −−sysroot=SYSROOT
–cross-prefix=
T
O
O
L
C
H
A
I
N
/
b
i
n
/
a
r
m
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l
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n
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−
−
c
r
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s
s
−
p
r
e
f
i
x
−
c
l
a
n
g
=
TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi- \ --cross-prefix-clang=
TOOLCHAIN/bin/arm−linux−androideabi− −−cross−prefix−clang=TOOLCHAIN/bin/armv7a-linux-androideabi$API-
–extra-cflags=“-fPIC”
make clean all
这里是定义用几个CPU编译
make -j12
make install
}
build
这个shell脚本，大体上其实还是很容易懂的，比如
--disabble-static --enable-shared 分别用于禁止输出静态库，以及输出动态库；
--arch --cpu 用于配置输出的so库是什么架构的；
--prefix 用于配置输出的so库的存放路径。
接下来重点来讲一下几个选项：
- target-os
--target-os=android：在旧版本的 FFmpeg 中，对Android平台的支持并不是很完善，并没有 android 这个target，所以在一些比较老的文章中都会提到，编译Android平台的so库，需要对 configure 做以下修改，否则会按照 linux 标准的方式输出so库，其命名方式和Android的so不一样，Android是无法加载的。
SLIBNAME_WITH_VERSION=‘
(
S
L
I
B
N
A
M
E
)
.
(SLIBNAME).
(SLIBNAME).(LIBVERSION)’
SLIBNAME_WITH_MAJOR=‘
(
S
L
I
B
N
A
M
E
)
.
(SLIBNAME).
(SLIBNAME).(LIBMAJOR)’
LIB_INSTALL_EXTRA_CMD=‘?(RANLIB) “
(
L
I
B
D
I
R
)
/
(LIBDIR)/
(LIBDIR)/(LIBNAME)”’
SLIB_INSTALL_NAME=‘
(
S
L
I
B
N
A
M
E
W
I
T
H
V
E
R
S
I
O
N
)
′
S
L
I
B
I
N
S
T
A
L
L
L
I
N
K
S
=
′
(SLIBNAME_WITH_VERSION)' SLIB_INSTALL_LINKS='
(SLIBNAMEWITHVERSION)′SLIBINSTALLLINKS=′(SLIBNAME_WITH_MAJOR) $(SLIBNAME)’
修改为：
SLIBNAME_WITH_VERSION=‘
(
S
L
I
B
N
A
M
E
)
.
(SLIBNAME).
(SLIBNAME).(LIBVERSION)’
SLIBNAME_WITH_MAJOR=‘
(
S
L
I
B
P
R
E
F
)
(SLIBPREF)
(SLIBPREF)(FULLNAME)-
(
L
I
B
M
A
J
O
R
)
(LIBMAJOR)
(LIBMAJOR)(SLIBSUF)’
LIB_INSTALL_EXTRA_CMD=‘?(RANLIB)“
(
L
I
B
D
I
R
)
/
(LIBDIR)/
(LIBDIR)/(LIBNAME)”’
SLIB_INSTALL_NAME=‘
(
S
L
I
B
N
A
M
E
W
I
T
H
M
A
J
O
R
)
′
S
L
I
B
I
N
S
T
A
L
L
L
I
N
K
S
=
′
(SLIBNAME_WITH_MAJOR)' SLIB_INSTALL_LINKS='
(SLIBNAMEWITHMAJOR)′SLIBINSTALLLINKS=′(SLIBNAME)’
但是在新版本的FFmpeg中，这个问题终于被解决了，FFmpeg加入了 android 这个 target。所以我们再也不需要手动去修改了。
- sysroot
--sysroot=$SYSROOT： 用于配置交叉编译环境的 根路径 ，编译的时候会默认从这个路径下去寻找 usr/include usr/lib 这两个路径，进而找到相关的头文件和库文件。
r20b 版本的 NDK 系统的头文件和库文件就是在 $SYSYROOT/usr/include 和 $SYSYROOT/usr/lib 中。
基本上很多新手在编译的时候都会出现找不到各种头文件，导致编译失败。所以当编译出现找不到头文件的时候，首先要检查的就是这个路径。
一点疑问
在使用最新的
ndk r20b版本进行编译的时候发现，即使不配置sysroot也可以正常编译，怀疑 Android 的clang工具是否经过了处理，会自动去寻找对应的路径。 目前没有从configure文件中找到原因。
如有知情者的，还望告知呀～。
说到 sysroot 就不得不提到另外一个参数 -isysyroot ，这个参数也让我困惑了很久，因为很少文章会提到这个两个参数的联系和区别，然而这个参数也很导致让人很莫名奇妙的编译失败。
- extra-cflags
介绍 -isysroot 之前，先看看这个 extra-cflags 选项。
这个选项的作用是，给编译器指定除了 sysroot 之外的头文件搜索路径。比如：
–extra-cflags=“-I$SYSROOT/usr/include”
其中 -I 用于区分不同的路径
而 -isysroot 是这个选项的一个配置。比如
–extra-cflags=“-isysroot $SYSROOT”
-isysroot 的作用就是，把后面的路径设置为默认的头文件搜索路径，这时候，前面 sysroot 配置路径就不再作为 头文件 默认的搜索路径了，不过依然是 库文件 默认的搜索路径。
可以看到，这两个配置从某种程度上说是一样的：
–extra-cflags=“-I$SYSROOT/usr/include”
约等于
–extra-cflags=“-isysroot $SYSROOT”
- extra-ldflags
这个和上面的 extra-cflags 作用是类似的，不过是用于配置额外的 库文件 搜索路径，如
–extra-ldflags=“-L$SYSROOT/usr/lib”
其中 -L 用于区分不同的路径
可以看到 extra-cflags extra-ldflags 结合起来可以替代 sysroot 。
- cross-prefix
这个选项直译为 交叉编译前缀，指的是交叉编译工具的前缀。
这个选项经常和另外一个选项 cc 一起出现搭配使用。
这是什么意思呢？网上有的文章对于 cc 这个选项经常出现两种配置方式:
一种是只配置 cross-prefix ，没有配置 cc ，比如本文。
另一种是既配置 cross-prefix ，又配置 cc 。
比如：
–cc= T O O L C H A I N / b i n / a r m − l i n u x − a n d r o i d e a b i − g c c − − c r o s s − p r e f i x = TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi-gcc \ --cross-prefix= TOOLCHAIN/bin/arm−linux−androideabi−gcc −−cross−prefix=TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi- \
这是两种完全不同的配置方式，但是很神奇的是有时候他们都能成功编译，有时候又会出现找不到编译链工具的错误。
为了搞明白 cross-prefix cc 这两个选项的配置到底有什么影响，到底应该怎么使用这两个配置，我特地仔细的去看了 FFmpeg 根目录下的 configure 配置脚本，找到了一些蛛丝马迹。
分析 configure 配置脚本
注：以下分析基于ffmpeg-4.2.2版本，其他版本可能有所不同，掌握基本原理即可。
- 获取用户配置选项
打开（注：不是双击运行）configure shell脚本，首先来看看 configure 是如何获取用户配置的编译选项的。
搜索 for opt do，可以找到以下代码
for opt do
optval=“KaTeX parse error: Expected '}', got '#' at position 5: {opt#̲*=}" case "opt” in
–extra-ldflags=)
add_ldflags $optval
;;
–extra-ldexeflags=)
add_ldexeflags $optval
;;
–extra-ldsoflags=)
add_ldsoflags $optval
;;
–extra-ldlibflags=)
warn “The --extra-ldlibflags option is only provided for compatibility and will be\n”
“removed in the future. Use --extra-ldsoflags instead.”
add_ldsoflags $optval
;;
–extra-libs=*)
add_extralibs $optval
;;
–disable-devices)
disable $INDEV_LIST
O
U
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D
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L
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S
T
;
;
−
−
e
n
a
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e
−
d
e
b
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g
=
∗
)
d
e
b
u
g
l
e
v
e
l
=
"
OUTDEV_LIST ;; --enable-debug=*) debuglevel="
OUTDEVLIST;;−−enable−debug=∗)debuglevel="optval"
;;
省略中间一些代码…
*)
optname=“KaTeX parse error: Expected '}', got 'EOF' at end of input: …%=*}" optname="{optname#–}”
optname=
(
e
c
h
o
"
(echo "
(echo"optname" | sed ‘s/-/_/g’)
if is_in $optname $CMDLINE_SET; then
eval
o
p
t
n
a
m
e
=
′
optname='
optname=′optval’
elif is_in $optname $CMDLINE_APPEND; then
append
o
p
t
n
a
m
e
"
optname "
optname"optval"
else
die_unknown $opt
fi
;;
esac
done
这个shell脚本的代码有很多特有的语法，也不用钻牛角尖，能大概看明白就可以了。
for循环的首行 通过分割 = 获取到用户设置的选项值 optval 。
下面除了一些特殊的选项，我们看看最后的通配符 *) ，这段代码的目的，其实就是把用户配置的选项和值关联起来。
比如 --cpu=armv7-a ，前面三行就是把 cpu 分割出来，赋值给 optname，再把 optval 赋值给 cpu，说白了就是初始化了 cpu 这个变量为 armv7-a。
- Android相关的配置
搜索 android 关键字，可以找到以下代码
ffmpeg-4.2.2/configure
if test “$target_os” = android; then
cc_default=“clang”
fi
ar_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{ar_default}”
cc_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{cc_default}”
cxx_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{cxx_default}”
nm_default=“
c
r
o
s
s
p
r
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f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{nm_default}”
pkg_config_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{pkg_config_default}”
当你配置了 --target-os=android 的时候，FFmpeg默认的编译工具为 clang。
cc_default 其实就是配置项 cc 的默认值，可以看到 cc_default 在这里和 cross_prefix 做了拼接。这里就是为什么说 cross_prefix 是交叉编译工具前缀。
拼接完是这样的：
cc_defalut= T O O L C H A I N / b i n / a r m − l i n u x − a n d r o i d e a b i − TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi- TOOLCHAIN/bin/arm−linux−androideabi−cc
看下 ar_default cc_default cxx_default这些默认值是什么。
搜索 cc_default 可以找到以下代码
ffmpeg-4.2.2/configure
ar_default=“ar”
cc_default=“gcc”
cxx_default=“g++”
host_cc_default=“gcc”
可以看到，FFmpeg 默认的编译工具是 GCC 。
当你编译 Android 平台的库时，由于 configure 强制设置 cc_default="clang"，所以：
-
当你使用
GCC作为编译工具时，必须配置cc选项，或修改configure中的cc_default="clang"为cc_default="gcc"; -
当你使用
CLANG作为编译工具时，可以不配置cc选项。
仔细想想会发现，为什么当 cc 配置为下边的值时，也可以正常编译呢？
–cc=$TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi-gcc
这时 cc_defalut 不就等于
cc_defalut= T O O L C H A I N / b i n / a r m − l i n u x − a n d r o i d e a b i − TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi- TOOLCHAIN/bin/arm−linux−androideabi−TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi-gcc
这个路径肯定是错的啊！
这就要来看到底 cc_default 是怎么使用的了。
- 初始化变量
搜索 set_default arch ，可以看到以下代码，在这里 configure 重新设置了 cc 的默认值。
set_default arch cc cxx doxygen pkg_config ranlib strip sysinclude
target_exec x86asmexe nvcc
这里调用了一个叫 set_default 的函数，来看看这个函数的实现
set_default(){
for opt; do
eval : ${$opt:=?{opt}_default}
done
}
这也是一个看不太懂的shell语法，大概的意思就是：for循环获取所有的输入参数变量，然后给这个变量赋值。
比如 set_default cc ，意思就是 cc=cc_default ，不过有一点要注意的是中间这个符号 :=。
这个符号类似Java中的三目运算符:
opt != null? opt:opt_defalut
也就是说，如果参数为空，将 xx_default 赋值给 xx 。
这就可以解释上面的疑问了。
- 当配置
–cc=$TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi-gcc
set_default cc 等于没有用了。因为经过 for 循环获取了用户的配置以后， cc 不为空。 set_default 后，cc 的值是不会改变的。
-
当
cc不配置的时候，FFmpeg 根据默认的拼接方式，把拼接好的路径设置给cc。 -
但是，不能配置
cc=gcc这种，这样，最后cc的值就只有gcc，肯定是不能正确找到编译工具的。
- 为什么要加入
corss-prefix-clang这个选项
现在可以来解释为什么前面需要修改 configure 配置脚本了。
原始的配置是这样的
ar_default=“
c
r
o
s
s
p
r
e
f
i
x
{cross_prefix}
crossprefix{ar_default}”
cc_default=“
c
r
o
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p
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i
x
{cross_prefix}
crossprefix{cc_default}”
cxx_default=“
c
r
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x
{cross_prefix}
crossprefix{cxx_default}”
nm_default=“
c
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{cross_prefix}
crossprefix{nm_default}”
pkg_config_default=“
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{cross_prefix}
crossprefix{pkg_config_default}”
自我介绍一下，小编13年上海交大毕业，曾经在小公司待过，也去过华为、OPPO等大厂，18年进入阿里一直到现在。
深知大多数初中级Android工程师，想要提升技能，往往是自己摸索成长或者是报班学习，但对于培训机构动则近万的学费，着实压力不小。自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！
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总结
笔者之前工作是在金融公司可能并不是特别追求技术，而笔者又是喜欢追求技术的人，所以格格不入，只能把目标放在互联网大厂了。也希望大家都去敢于尝试和追逐自己的梦想！
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[外链图片转存中…(img-R3WluU85-1713433132558)]
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