ffmpeg源碼分析五：ffmpeg調用x264編碼器的過程分析

時間 2019-11-15

標籤 ffmpeg 源碼分析調用 x264 編碼器過程简体版

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該文將以X264編碼器爲例，解釋說明FFMPEG是怎麼調用第三方編碼器來進行編碼的。

全部編碼器和解碼器都是在avcodec_register_all()函數中註冊的。從中能夠找到視頻的H264解碼器和X264編碼器：ide

REGISTER_DECODER(H264, h264);函數

REGISTER_ENCODER(LIBX264, libx264);
ui

他們都是經過一下宏進行相應的註冊的：編碼

#define REGISTER_DECODER(X, x) \
{ \
extern AVCodec ff_##x##_decoder; \
if (CONFIG_##X##_DECODER) \
avcodec_register(&ff_##x##_decoder); \
}
spa

#define REGISTER_ENCODER(X, x) \
{ \
extern AVCodec ff_##x##_encoder; \
if (CONFIG_##X##_ENCODER) \
avcodec_register(&ff_##x##_encoder); \
}
.net

注冊的過程發生在avcodec_register(AVCodec *codec)函數中，實際上就是向全局鏈表last_avcodec中加入libx264_encoder、h264_decoder特定的編解碼器，輸入參數AVCodec是一個結構體，能夠理解爲編解碼器的基類，其中不只包含了名稱，id等屬性，並且包含了以下函數指針，讓每一個具體的編解碼器擴展類實現。指針

int (*init)(AVCodecContext *);code

int (*encode_sub)(AVCodecContext *, uint8_t *buf, int buf_size,
const struct AVSubtitle *sub);
/**
* Encode data to an AVPacket.
*
* @param avctx codec context
* @param avpkt output AVPacket (may contain a user-provided buffer)
* @param[in] frame AVFrame containing the raw data to be encoded
* @param[out] got_packet_ptr encoder sets to 0 or 1 to indicate that a
* non-empty packet was returned in avpkt.
* @return 0 on success, negative error code on failure
*/
int (*encode2)(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt, const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr);
int (*decode)(AVCodecContext *, void *outdata, int *outdata_size, AVPacket *avpkt);
int (*close)(AVCodecContext *);
/**
* Flush buffers.
* Will be called when seeking
*/
void (*flush)(AVCodecContext *);視頻

繼續追蹤libx264，也就是X264的靜態編碼庫，它在FFMPEG編譯的時候被引入做爲H.264編碼器。在libx264.c中有以下代碼接口

AVCodec ff_libx264_encoder = {
.name = "libx264",
.long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libx264 H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
.type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
.id = AV_CODEC_ID_H264,
.priv_data_size = sizeof(X264Context),
.init = X264_init,
.encode2 = X264_frame,
.close = X264_close,
.capabilities = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
.priv_class = &x264_class,
.defaults = x264_defaults,
.init_static_data = X264_init_static,
};

這裏具體對來自AVCodec的屬性和方法進行賦值。其中
    .init = X264_init,
    .encode2 = X264_frame,
    .close = X264_close,
將函數指針指向了具體函數，這三個函數將使用libx264靜態庫中提供的API，也就是X264的主要接口函數進行具體實現。

上面看到的X264Context封裝了X264所須要的上下文管理數據，
typedef struct X264Context {
AVClass *class;
x264_param_t params;
x264_t *enc;
x264_picture_t pic;
uint8_t *sei;
int sei_size;
char *preset;
char *tune;
char *profile;
char *level;
int fastfirstpass;
char *wpredp;
char *x264opts;
float crf;
float crf_max;
int cqp;
int aq_mode;
float aq_strength;
char *psy_rd;
int psy;
int rc_lookahead;
int weightp;
int weightb;
int ssim;
int intra_refresh;
int bluray_compat;
int b_bias;
int b_pyramid;
int mixed_refs;
int dct8x8;
int fast_pskip;
int aud;
int mbtree;
char *deblock;
float cplxblur;
char *partitions;
int direct_pred;
int slice_max_size;
char *stats;
int nal_hrd;
char *x264_params;
} X264Context;
它屬於結構體AVCodecContext的void *priv_data變量，定義了每種編解碼器私有的上下文屬性，AVCodecContext也相似上下文基類同樣。能夠用類圖來表示大概的編解碼器組合。

編解碼器打開操做是在transcode_init() -> init_input_stream() -> avcodec_open2()完成的，對具體的編解碼器進行初始化。例如X264_init()

具體的編碼操做是在transcode() -> transcode_step() -> reap_filters() -> do_video_out() 或 do_audio_out() -> avcodec_encode_video2() 或 avcodec_encode_audio2()。而後經過函數指針調用特定的編解碼器。例如X264_frame()。

最後經過avcodec_close()關閉編解碼器。例如X264_close()。