FFmpeg源代码结构图——编码

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FFmpeg的库函数源代码分析文章列表:
【通用】
FFmpeg 源代码简单分析:av_register_all()
FFmpeg 源代码简单分析:avcodec_register_all()
FFmpeg 源代码简单分析:内存的分配和释放(av_malloc()、av_free()等)
FFmpeg 源代码简单分析:常见结构体的初始化和销毁(AVFormatContext,AVFrame等)
FFmpeg 源代码简单分析:avio_open2()
FFmpeg 源代码简单分析:av_find_decoder()和av_find_encoder()
FFmpeg 源代码简单分析:avcodec_open2()
FFmpeg 源代码简单分析:avcodec_close()
【解码】
图解FFMPEG打开媒体的函数avformat_open_input
FFmpeg 源代码简单分析:avformat_open_input()
FFmpeg 源代码简单分析:avformat_find_stream_info()
FFmpeg 源代码简单分析:av_read_frame()
FFmpeg 源代码简单分析:avcodec_decode_video2()
FFmpeg 源代码简单分析:avformat_close_input()
【编码】
FFmpeg 源代码简单分析:avformat_alloc_output_context2()
FFmpeg 源代码简单分析:avformat_write_header()
FFmpeg 源代码简单分析:avcodec_encode_video()
FFmpeg 源代码简单分析:av_write_frame()
FFmpeg 源代码简单分析:av_write_trailer()
【架构图】
FFmpeg源代码结构图 - 解码
FFmpeg源代码结构图 - 编码
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上一篇文章深入分析了FFmpeg解码过程中核心API的内部源代码,本文继续分析FFmpeg编码过程中核心API的内部源代码。本文的编码流程可以参考程序《最简单的基于FFmpeg的视频编码器》。

函数调用关系图

首先呈现分析的结果,如图所示。这张图的尺寸很大(大于4000x4000),因此需要打开图片链接之后将图片保存为本地文件,然后才能查看。它表明了FFmpeg在编码一个视频的时候的函数调用流程。为了保证结构清晰,其中仅列出了最关键的函数,剔除了其它不是特别重要的函数。



下面解释一下图中关键标记的含义。

函数背景色

函数在图中以方框的形式表现出来。不同的背景色标志了该函数不同的作用:
粉红色背景函数:FFmpeg的API函数。 白色背景的函数:FFmpeg的内部函数。 黄色背景的函数:URLProtocol结构体中的函数,包含了读写各种协议的功能。 绿色背景的函数:AVOutputFormat结构体中的函数,包含了读写各种封装格式的功能。 蓝色背景的函数:AVCodec结构体中的函数,包含了编解码的功能。

区域

整个关系图可以分为以下几个区域:
左边区域——架构函数区域:这些函数并不针对某一特定的视频格式。 右上方黄色区域——协议处理函数区域:不同的协议(RTP,RTMP,FILE)会调用不同的协议处理函数。 右边中间绿色区域——封装格式处理函数区域:不同的封装格式(MKV,FLV,MPEG2TS,AVI)会调用不同的封装格式处理函数。 右边下方蓝色区域——编解码函数区域:不同的编码标准(HEVC,H.264,MPEG2)会调用不同的编解码函数。

箭头线

为了把调用关系表示的更明显,图中的箭头线也使用了不同的颜色:
红色的箭头线:标志了编码的流程。 其他颜色的箭头线:标志了函数之间的调用关系。其中:
调用URLProtocol结构体中的函数用黄色箭头线标识;
调用AVOutputFormat结构体中的函数用绿色箭头线标识;
调用AVCodec结构体中的函数用蓝色箭头线标识。

函数所在的文件

每个函数标识了它所在的文件路径。

函数功能简述

下面简单列出几个区域中函数之间的调用关系(函数之间的调用关系使用缩进的方式表现出来)。详细的函数分析可以参考相关的《FFmpeg源代码分析》系列文章。

左边区域(架构函数)


1. av_register_all()【函数简单分析】
1) avcodec_register_all()
(a) REGISTER_HWACCEL()
(b) REGISTER_ENCODER()
(c) REGISTER_DECODER()
(d) REGISTER_PARSER()
(e) REGISTER_BSF()
2) REGISTER_MUXER()
3) REGISTER_DEMUXER()
4) REGISTER_PROTOCOL()
2. avformat_alloc_output_context2()【函数简单分析】
1) avformat_alloc_context()
(a) av_malloc(sizeof(AVFormatContext))
(b) avformat_get_context_defaults()
a) av_opt_set_defaults()
2) av_guess_format()
(a) av_oformat_next()
(b) av_match_name()
(c) av_match_ext()
3. avio_open2()【函数简单分析】
1) ffurl_open()
(a) ffurl_alloc()
a) url_find_protocol()
b) url_alloc_for_protocol()
(b) ffurl_connect()
a) URLProtocol->url_open()
2) ffio_fdopen()
(a) av_malloc(buffer_size)
(b) avio_alloc_context()
a) av_mallocz(sizeof(AVIOContext))
b) ffio_init_context()
4. avformat_new_stream()【函数简单分析】
1) av_mallocz(sizeof(AVStream))
2) avcodec_alloc_context3()
(a) av_malloc(sizeof(AVCodecContext))
(b) avcodec_get_context_defaults3()
5. avcodec_find_encoder()【函数简单分析】
1) find_encdec()
6. avcodec_open2()【函数简单分析】
1) AVCodec->init()
7. avformat_write_header()【函数简单分析】
1) init_muxer()
2) AVOutputFormat->write_header()
3) init_pts()
8. avcodec_encode_video2()【函数简单分析】
1) AVCodec->encode2()
9. av_write_frame()【函数简单分析】
1) check_packet()
2) compute_pkt_fields2()
3) write_packet()
(a) AVOutputFormat->write_packet()
10. av_write_trailer()【函数简单分析】
1) write_packet()
2) AVOutputFormat->write_trailer()
11. avcodec_close()【函数简单分析】
1) AVCodec->close()
12. avformat_free_context()【函数简单分析】
1) ff_free_stream()
13. avio_close()【函数简单分析】
1) avio_flush()
(a) flush_buffer()
2) ffurl_close()
(a) ffurl_closep()
a) URLProtocol->url_close()

右上区域(URLProtocol协议处理函数)

URLProtocol结构体包含如下协议处理函数指针:
url_open():打开 url_read():读取 url_write():写入 url_seek():调整进度 url_close():关闭
【例子】不同的协议对应着上述接口有不同的实现函数,举几个例子:
File协议(即文件)对应的URLProtocol结构体ff_file_protocol: url_open() -> file_open() -> open() url_read() -> file_read() -> read() url_write() -> file_write() -> write() url_seek() -> file_seek() -> lseek()
url_close() -> file_close() -> close()
RTMP协议(libRTMP)对应的URLProtocol结构体ff_librtmp_protocol: url_open() -> rtmp_open() -> RTMP_Init(), RTMP_SetupURL(), RTMP_Connect(), RTMP_ConnectStream() url_read() -> rtmp_read() -> RTMP_Read() url_write() -> rtmp_write() -> RTMP_Write() url_seek() -> rtmp_read_seek() -> RTMP_SendSeek()
url_close() -> rtmp_close() -> RTMP_Close()
UDP协议对应的URLProtocol结构体ff_udp_protocol: url_open() -> udp_open() url_read() -> udp_read() url_write() -> udp_write() url_seek() -> udp_close() url_close() -> udp_close()

右中区域(AVOutputFormat封装格式处理函数)

AVOutputFormat包含如下封装格式处理函数指针:
write_header():写文件头 write_packet():写一帧数据 write_trailer():写文件尾
【例子】不同的封装格式对应着上述接口有不同的实现函数,举几个例子:
FLV封装格式对应的AVOutputFormat结构体ff_flv_muxer: write_header() -> flv_write_header() write_packet() –> flv_write_packet()
write_trailer() -> flv_write_trailer()
MKV封装格式对应的AVOutputFormat结构体ff_matroska_muxer: write_header() -> mkv_write_header() write_packet() –> mkv_write_flush_packet()
write_trailer() -> mkv_write_trailer()
MPEG2TS封装格式对应的AVOutputFormat结构体ff_mpegts_muxer: write_header() -> mpegts_write_header() write_packet() –> mpegts_write_packet()
write_trailer() -> mpegts_write_end()
AVI封装格式对应的AVOutputFormat结构体ff_avi_muxer: write_header() -> avi_write_header() write_packet() –> avi_write_packet() write_trailer() -> avi_write_trailer()

右下区域(AVCodec编解码函数)

AVCodec包含如下编解码函数指针:
init():初始化 encode2():编码一帧数据 close():关闭
【例子】不同的编解码器对应着上述接口有不同的实现函数,举几个例子:
HEVC编码器对应的AVCodec结构体ff_libx265_encoder: init() -> libx265_encode_init() -> x265_param_alloc(), x265_param_default_preset(), x265_encoder_open() encode2() -> libx265_encode_frame() -> x265_encoder_encode()
close() -> libx265_encode_close() -> x265_param_free(), x265_encoder_close()
H.264编码器对应的AVCodec结构体ff_libx264_encoder: init() -> X264_init() -> x264_param_default(), x264_encoder_open(), x264_encoder_headers() encode2() -> X264_frame() -> x264_encoder_encode()
close() -> X264_close() -> x264_encoder_close()
VP8编码器(libVPX)对应的AVCodec结构体ff_libvpx_vp8_encoder: init() -> vpx_init() -> vpx_codec_enc_config_default() encode2() -> vp8_encode() -> vpx_codec_enc_init(), vpx_codec_encode()
close() -> vp8_free() -> vpx_codec_destroy()
MPEG2编码器对应的AVCodec结构体ff_mpeg2video_encoder: init() -> encode_init() encode2() -> ff_mpv_encode_picture() close() -> ff_mpv_encode_end()

本文链接:https://www.it72.com/2015.htm

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