FFmpeg完美入门【7】-FFmpeg架构之Demuxer和muxer模块分析

http://it6655.com/2012/09/ffmpeg-7-html

1概述
ffmpeg的demuxer和muxer接口分别在AVInputFormat和AVOutputFormat两个结构体中实现，在av_register_all()函数中将两个结构分别静态初始化为两个链表，保存在全局变量：first_iformat和first_oformat两个变量中。在FFmpeg的文件转换或者打开过程中，首先要做的就是根据传入文件和传出文件的后缀名匹配合适的demuxer和muxer，得到合适的信息后保存在AVFormatContext中。

2相关数据结构介绍

1、AVInputFormat

该结构被称为demuxer，是音视频文件的一个解封装器，它的定义如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

typedef  struct AVInputFormat  { const  char  *name ;  const  char  *long_name ;  int priv_data_size ;  //具体文件容器格式对应的Context的大小，如： avicontext  int  ( *read_probe ) (AVProbeData  * ) ; int  ( *read_header ) ( struct AVFormatContext  *， AVFormatParameters  *ap ) ;  int  ( *read_packet ) ( struct AVFormatContext  *， AVPacket  *pkt ) ;  int  ( *read_close ) ( struct AVFormatContext  * ) ;  #if FF_API_READ_SEEK  attribute_deprecated  int  ( *read_seek ) ( struct AVFormatContext  *，  int stream_index，  int64_t timestamp，  int flags ) ;  #endif  int64_t  ( *read_timestamp ) ( struct AVFormatContext  *s，  int stream_index，  int64_t  *pos，  int64_t pos_limit ) ; int flags ; const  char  *extensions ;  int value ;  int  ( *read_play ) ( struct AVFormatContext  * ) ; int  ( *read_pause ) ( struct AVFormatContext  * ) ;  const  struct AVCodecTag  *  const  *codec_tag ;  int  ( *read_seek2 ) ( struct AVFormatContext  *s，  int stream_index，  int64_t min_ts，  int64_t ts，  int64_t max_ts，  int flags ) ;  #if FF_API_OLD_METADATA2  const AVMetadataConv  *metadata_conv ;  #endif  const AVClass  *priv_class ;  ///< AVClass for the private context struct AVInputFormat *next;  } AVInputFormat ;

对于不同的文件格式要实现相应的函数接口，这样每一种格式都有一个对应的demuxer，所有的demuxer都保存在全局变量first_iformat中。红色表示提供的接口。

2、AVOutputFormat

该结构与AVInputFormat类似也是在编译时静态初始化，组织为一个链表结构，提供了多个muxer的函数接口。

1 2 3

int  ( *write_header ) ( struct AVFormatContext  * ) ;  int  ( *write_packet ) ( struct AVFormatContext  *，AVPacket  *pkt ) ;  int  ( *write_trailer ) ( struct AVFormatContext  * ) ;

对于不同的文件格式要实现相应的函数接口，这样每一种格式都有一个对应的muxer，所有的muxer都保存在全局变量first_oformat中。

3、AVFormatContext
该结构表示与程序当前运行的文件容器格式使用的上下文，着重于所有文件容器共有的属性，在运行时动态的确定其值，是AVInputFormat和AVOutputFormat的载体，但同一个结构对象只能使AVInputFormat和AVOutputFormat中的某一个有效。每一个输入和输出文件，都在

1 2	static AVFormatContext  *output_files [MAX_FILES ] ; static AVFormatContext  *input_files [MAX_FILES ] ;

定义的指针数组全局变量中有对应的实体。对于输入和输出，因为共用的是同一个结构体，所以需要分别对该结构中如下定义的iformat或oformat成员赋值。在转码时读写数据是通过AVFormatContext结构进行的。定义如下：

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

typedef  struct AVFormatContext  {  const AVClass  *av_class ;  struct AVInputFormat  *iformat ;  //指向具体的demuxer struct AVOutputFormat  *oformat ;  //指向具体的muxer void  *priv_data ;  //具体文件容器格式的Context如： avicontext AVIOContext  *pb ;  //广义的输入输出； unsigned  int nb_streams ;  //本次打开的文件容器中流的数量  AVStream  **streams ;  //每个流的相关描述  char filename [ 1024 ] ;  // input or output filename */ int64_t timestamp ;  int ctx_flags ;  struct AVPacketList  *packet_buffer ;  ……  enum CodecID video_codec_id ;  enum CodecID audio_codec_id ;  enum CodecID subtitle_codec_id ; unsigned  int max_index_size ;  unsigned  int max_picture_buffer ;  ……  struct AVPacketList  *raw_packet_buffer ;  struct AVPacketList  *raw_packet_buffer_end ;  struct AVPacketList  *packet_buffer_end ;  ……  } AVFormatContext ;

红色部分的成员是AVFormatContext中最为重要的成员变量，这些变量的初始化是ffmpeg能正常工作的必要条件，那么，AVFormatContext是如何被初始化的呢？文件的格式是如何被探测到的呢？ 首先我们来探讨：

struct AVInputFormat *iformat; //指向具体的demuxer
struct AVOutputFormat *oformat; //指向具体的muxer
void *priv_data; //具体文件容器格式的Context如：avicontext

三个成员的初始化。 在avformat_open_input()函数中调用了init_input()函数，然后用调用了av_probe_input_format（）函数实现了对AVFormatContext的初始化。其调用关系如下：

int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr， const char *filename，
AVInputFormat *fmt，int buf_size，AVFormatParameters *ap)；
int avformat_open_input(ic_ptr， filename， fmt， &opts)； static int init_input(s， filename)
av_probe_input_format(&pd， 0)；

av_probe_input_format (AVProbeData *pd， int is_opened， int *score_max)函数用途是根据传入的probe data数据，依次调用每个demuxer的read_probe接口，来进行该demuxer是否和传入的文件内容匹配的判断。与demuxer的匹配不同，muxer的匹配是调用guess_format函数，根据main( ) 函数的argv里的输出文件后缀名来进行的。至此完成了前三个重要成员的初始化，具体的做法就不在深入分析。

下面分别给出av_read_frame函数以及av_write_frame函数的基本流程。
int av_read_frame(AVFormatContext *s， AVPacket *pkt);
->av_read_frame_internel-> av_read_packet ->iformat->read_packet（在实现中会丢弃多余信息） ->av_get_packet ->get_xxx
int av_write_frame(AVFormatContext *s， AVPacket *pkt); ->oformat->write_packet ->put_xxx 由上可见，对AVFormatContext的读写操作最终是通过ByteIOContext来实现的，这样，AVFormatContext与 URLContext就由ByteIOContext结构联系到一起了。在AVFormat结构体中有一个packet的缓冲区raw_packet_buffer，是AVPackList的指针类型，av_read_packet函数将读到的包添加至raw_packet_buffer链表末尾。