深入解析ffmpeg-(1)基础架构_深入理解ffmpeg pdf

深入解析ffmpeg-(1)基础架构

本文编写时使用的最新ffmpeg4.4版本，与ffmpeg3.x会存在一些区别。

一、主要模块

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主要模块：

• libavcodec 提供格式编解码服务
• libavfilter 提供滤镜管道服务，例如视频的缩放、旋转、裁剪和拼接，音频重采样
• libavformat 容器或流格式的打包和解包服务，例如用h264、aac、字幕合成mp4，从接收的rtp流解析音视频数据等，要注意区别于 libavcodec
• libavdevice 音视频设备的录制和播放服务，例如列出可用设备，录制摄像头，播放视频等

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辅助工具：

• libswresample 音频混合与重采样相关
• libswscale 颜色转换和图像缩放相关
• libavutil 其他工具

附带一提：名称 libav* 当中的 av 指 audio 和 video

二、插件系统

ffmpeg的主要模块均使用的插件模式来构建，在编译时通过传参来选择启用和关闭对应插件，来保证部署文件不会太过臃肿。例如在 configure 时用 --enable-decoder=h264 来启用h264解码器插件，而该插件归属于 libavcodec，对应源码会编译到 libavcodec.so 当中。

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1、插件形式

插件的形式有两种，一是自带源码，二是引入第三方库，例如ffmpeg中的h264编码能力，对应的插件来自第三方库libx264，适配文件是 ffmpeg/libavcodec/libx264.c

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2、插件适配

适配文件的主要作用是区分不同种类的插件，并统一调用接口。

编码过程主要是实现一个结构体，该结构体定义为一个全局变量，ffmpeg会把这个结构体 extern 过去，通过它来控制插件。

不同类型的插件会使用不同的结构体类型，例如注册到 libavcodec 的插件使用 AVCodec、注册到 libavfilter 使用 AVFilter，而这些结构体格式都都具有高度相似性，具体会在后续各模块章节中介绍到。

下图为h264编码器的适配文件，及其定义的适配结构体：

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3、插件编译

configure 时传入启用配置如 --enable-encoder=libx264 会生成相应宏 CONFIG_LIBX264_ENCODER=1 和 Makefile，Makefile 根据宏判断添加对应源码，最后编译集成到对应模块的动态库中。

下图为Makefile根据宏判断添加插件源文件参与编译：

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4、插件收集

前面 configure 时还会为各模块生成一个xxx_list.c文件，文件内容是各插件适配文件的结构体数组，该过程等于把注册到模块下的插件全都收集了起来。

在 ffmpeg3.X 版本中使用链表来收集插件结构体，在调用 xxx_register_all() 时添加各结构体到链表中；而在 ffmpeg4.4 版本中 xxx_register_all() 不需要该过程，只保留插件静态初始化操作。

(所谓静态初始化就是对插件的静态配置，可以理解为修改了插件本地用 static 定义的参数，不管该插件开了多少个实例，都受该参数影响)

在 allcodecs.c 中 extern 引入注册到 avcodec 的插件结构体：

为 avcodec 模块生成的插件数组，把注册插件结构体整理为数组：

在 allfilters.c 中 extern 引入注册到 avfilter 的插件结构体：

为 avfilter 模块生成的插件数组，把注册插件结构体整理为数组：

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至此，从插件准备，到编译集成，ffmpeg准备就绪，那么用户app是怎么透过api调用这些插件的呢？见后续章节。