FFMPEG文件转封装

前段时间开发了一个基于FFMPEG的文件录制功能，具体来讲，就是把在线码流转封装成本地文件。当然，实际应用过程中，需要考虑指定的封装格式与输入文件或码流的编码格式是否兼容，录制固定大小或时长的文件时对于文件size或时间戳的处理，等等。这里先将这些细节省略，只讲一下大体流程。

媒体转封装的过程可参考如下框图：左侧为输入文件(或码流)，右侧为输出文件。推流的流程大抵也是如此，但要加上网络初始化函数，并考虑时间戳与当前时间的一致性等。

输入侧：

avformat_open_input()： 打开指定文件或码流，赋值输入AVFormatContext结构体中的相关参数；

avformat_find_stream_info()：获取输入文件的流信息；

av_read_frame()：从输入AVFormatContext中读取数据包；

avformat_close_input()：输入文件读取结束后，调用该函数关闭输入文件，释放AVFormatContext等相关结构体。

输出侧：

avformat_alloc_output_context2()：通过输出文件名称创建输出的AVFormatContext；

avformat_new_stream()：根据输入stream number创建相应的输出stream;

avio_open()：打开输出文件IO；

avformat_write_header()：写输出文件头信息；

av_interleaved_write_frame()：向输出文件中写入数据包，如果包含视频、音频、字母等多个码流的数据包，则按照时间戳大小交织写入。

av_write_trailer()：写输出文件尾信息，并释放私有数据。

avio_closep()：关闭输出文件IO；

avformat_free_context()：释放输出文件的AVFormatContext；

不多废话，上示例代码。

int main(int argc, char **argv)
{
    AVOutputFormat *ofmt = NULL;
    AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL, *ofmt_ctx = NULL;
    AVPacket pkt;
    const char *in_filename, *out_filename;
    int ret, i;
    int stream_index = 0;
    int *stream_mapping = NULL;
    int stream_mapping_size = 0;

    if (argc < 3) {
        printf("usage: %s input output\n"
               "API example program to remux a media file with libavformat and libavcodec.\n"
               "The output format is guessed according to the file extension.\n"
               "\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    in_filename  = argv[1];   // 输入输出文件名通过命令行参数传入
    out_filename = argv[2];

    av_register_all();    //初始化libavformat并注册所有的muxers、demuxers和protocols。
    //打开输入文件并读取头信息
    if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, in_filename, 0, 0)) < 0) {
        fprintf(stderr, "Could not open input file '%s'", in_filename);
        goto end;
    }
    //读取输入文件的包数据来获取流信息
    if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, 0)) < 0) {
        fprintf(stderr, "Failed to retrieve input stream information");
        goto end;
    }
    //打印输入信息，可忽略
    av_dump_format(ifmt_ctx, 0, in_filename, 0);
    //为输出分配AVFormatContext
    avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, out_filename);
    if (!ofmt_ctx) {
        fprintf(stderr, "Could not create output context\n");
        ret = AVERROR_UNKNOWN;
        goto end;
    }

    stream_mapping_size = ifmt_ctx->nb_streams;
    stream_mapping = av_mallocz_array(stream_mapping_size, sizeof(*stream_mapping));
    if (!stream_mapping) {
        ret = AVERROR(ENOMEM);
        goto end;
    }

    ofmt = ofmt_ctx->oformat;

    for (i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) {
        AVStream *out_stream;
        AVStream *in_stream = ifmt_ctx->streams[i];
        AVCodecParameters *in_codecpar = in_stream->codecpar;

        if (in_codecpar->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
            in_codecpar->codec_type != AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
            in_codecpar->codec_type != AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
            stream_mapping[i] = -1;
            continue;
        }

        stream_mapping[i] = stream_index++;
       // 分配一个新的输出流
        out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, NULL);
        if (!out_stream) {
            fprintf(stderr, "Failed allocating output stream\n");
            ret = AVERROR_UNKNOWN;
            goto end;
        }
        // 将当前输入流的参数拷贝到对应的输出流参数中
        ret = avcodec_parameters_copy(out_stream->codecpar, in_codecpar);
        if (ret < 0) {
            fprintf(stderr, "Failed to copy codec parameters\n");
            goto end;
        }
        out_stream->codecpar->codec_tag = 0;
    }
    av_dump_format(ofmt_ctx, 0, out_filename, 1);  //打印输出文件信息，可忽略

    if (!(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
        ret = avio_open(&ofmt_ctx->pb, out_filename, AVIO_FLAG_WRITE);   //打开输出文件并创建对应的AVIOContext
        if (ret < 0) {
            fprintf(stderr, "Could not open output file '%s'", out_filename);
            goto end;
        }
    }
   //打开输出文件后，分配输出文件的私有数据空间，并写入输出文件的头信息
    ret = avformat_write_header(ofmt_ctx, NULL);
    if (ret < 0) {
        fprintf(stderr, "Error occurred when opening output file\n");
        goto end;
    }
    //下面while循环就是不断地从输入文件中读取数据包，做相应的时间戳转换后，交织写入输出文件中
    while (1) {
        AVStream *in_stream, *out_stream;
        //从输入文件中读取一包数据，这里的一包，一般是一帧的压缩数据
        ret = av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt);
        if (ret < 0)
            break;

        in_stream  = ifmt_ctx->streams[pkt.stream_index];
        if (pkt.stream_index >= stream_mapping_size ||
            stream_mapping[pkt.stream_index] < 0) {
            av_packet_unref(&pkt);
            continue;
        }

        pkt.stream_index = stream_mapping[pkt.stream_index];
        out_stream = ofmt_ctx->streams[pkt.stream_index];
        
        //对时间戳进行必要的处理
        /* copy packet */
        pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX);
        pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX);
        pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, in_stream->time_base, out_stream->time_base);
        pkt.pos = -1;    // pos表示该packet在输出流中的位置，-1，表示unknown
        
        //将该packet按照DTS的先后顺序交织写入输出文件中
        ret = av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &pkt);
        if (ret < 0) {
            fprintf(stderr, "Error muxing packet\n");
            break;
        }
        av_packet_unref(&pkt);
    }
    // 写完packets之后，写入文件尾信息，并释放输出文件的私有数据
    av_write_trailer(ofmt_ctx);
end:
    //操作完成后，一定要调用该函数来关闭输入文件并释放AVFormatContext 
  avformat_close_input(&ifmt_ctx);
    /* close output */
    if (ofmt_ctx && !(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE))
        avio_closep(&ofmt_ctx->pb);   //关闭输出文件并释放由AVIOContext访问的资源
    avformat_free_context(ofmt_ctx);   //释放输出AVFormatContext，并释放所有的streams

    av_freep(&stream_mapping);

    if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF) {
        fprintf(stderr, "Error occurred: %s\n", av_err2str(ret));
        return 1;
    }

    return 0;
}