FFMPEG 3.4.2 - ffmpeg源代码分析 （三）

1. Frame在Filters中的流动

如下图，这里涉及的是Frame从buffer filter到buffer_sink filter的流动。图中省略了一些filter，但不影响分析。

• 一个pad link连接一个源filter和一个目的filter。Pad link中有一个frame queue。
• FFMPEG的基本想法是pad link的源filter把frame推入pad link，再通知目的filter去处理。用ff_filter_frame()做这件事。
• Filter的处理方式有两种：
  • 一种是单输入的，如split, crop。一个输入准备好就可以开始处理。单输入Filter应该实现filter_frame()函数，在filter_frame()中调用ff_filter_frame()将frame推到下一个filter。
  • 另一种是多输入的，如overlay。一个输入准备好还不能决定输出，要先缓存，等到足够的输入才处理。多输入filter应该实现activate()函数，前几次activate()时缓存frame，最后一次才调用ff_filter_frame()。
• 为避免函数调用嵌套过深，没有采用迭代的方式，而是在循环中实现。具体做法是：filter有个ready值，缺省值为0；用ff_filter_frame()推入frame后，增大目的filter的ready值，比如改为300；目的filter处理后，将ready改回0；每一次循环时找出ready值最大的filter，调用ff_filter_frame()或activate()推动下一轮处理。
  • 前面的图显示的是buffer filter将frame推入pad link后的情况。split.ready=300意味着下一步循环将是它处理。这里有frame的queue被标记为更深的绿色。
  • 下面的图显示的是split处理后的情况。（实际上还有一个中间状态，后面会再提到）split.ready恢复到0。overlay.ready和crop.ready变成300。Frame就是这样一步步往前推进的。
  • 可以ready设成不同值来控制处理的先后顺序。

• Frame在FilterGraph中的流动是从av_buffer_add_frame_flags()开始的。这时的Frame是已经解码的frame。
  • 注意buffer filter自己有一个frame queue。av_fifo_generic_write()将frame写入buffer filter的queue。
  • 在request_frame()中，av_fifo_generic_read()从buffer filter的queue中读出frame，调用ff_filter_frame()。如前所说，它将frame推入pad link,标记下一个filter的ready值为300。这里是split filter。

• 下一步调用push_frame()。Push_frame()实现了前面说的，在循环向前推进Frame。
  • 如下图，ff_filter_graph_run_once()（用黄色标出）被循环调用。
  • 首先调用ff_filter_activate()。对于多输入filter，调用它的activate()；对于单输入filter（没有activate()），调用ff_filter_activate_default()。
  • 如前所说，在activate()中，多输入filter或者缓存，或者进行处理，并最终调用ff_filter_frame()，为下一轮循环做好准备。
  • 在ff_filter_activate_default()中调用ff_filter_frame_to_filter()。首先调用ff_inlink_consume_frame()从pad link取出frame，然后调用ff_filter_frame_framed()。对于单输入filter，调用它的filter_filter()；对没有activate()也没有filter_frame()的filter，调用default_filter_frame()。（还不知道哪个filter是这样的。）
  • 如前所说，单输入filter处理后调用ff_filter_frame。

• 注意ff_filter_frame_to_filter()。如果ff_filter_frame_framed()确实处理了frame，它会调用ff_filter_set_ready()。与ff_filter_frame()设置目的filter不同，它设置的是源filter。这样做的目的，是再次推动当前filter，看看是不是有新的frame到达。这就是前面提到的中间状态：split已经将Frame推入pad link，但它自己的ready值还是300。

2. 从InputStream得到Frame

• Ffmpeg的转换过程是在transcode()中完成的。
  • 它首先调用transcode_init()，完成一些初始化工作，如调用decoder的初始化函数。
  • 然后在一个循环里运行transcode_step()。它涵盖了真正的转换过程。

• FFMPEG的转换过程是在transcode()中完成的。
  • choose_output()选择一个frame时间最早的OutputStream。从output找到对应的inputStream开始处理。
• process_input()用于从InputStream读取packet并处理。
  • get_input_packet()读packet。然后调用process_input_packet()处理它。
  • decode_video()先调用decode()解码得到AVFrame。avcodec_send_packet()和av_codec_receive_frame()的使用与ffplay一样。
  • decode_video()再调用send_frame_to_filters()将AVFrame送入FiltreGraph。
  • 调用av_buffer_add_frame_flags()将frame推入buffer filter，开始frame在Filters中的流动。
  • 注意处理第一个frame时还要做些初始化工作。 Ifilter_parameters_from_frame()用frame的参数初始化filter；更重要的是像前面提到的，如果FilterGraph还没有初始化，要调用configure_filtergraph()进行初始化。

3. 将Frame写入OutputStream

• Transcode_step()调用reap_filters()读出AVFrame写入OutputStream。

• Av_buffersink_get_frame_flags()从buffer_sink filter读出AVFrame。
• do_video_out()写AVFrame()。
  • av_codec_send_frame()和av_codec_receive_packet()调用encoder进行编码，得到packet。
  • out_packet(), write_packet() (ffmpeg.c)和av_interleaved_write_frame()写入Packet。
  • write_packet() (mux.c)中，如果文件头还没有写，则调用write_header_internal()写文件头，这里会调用ff_mp4_muxer的mov_write_header()函数。
    iv.调用ff_mp4_muxer()的mov_write_packet()函数写packet。

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