FFmpeg媒体打开过程分析

从打开文件开始，入口函数是avformat_open_input()，下面是对此函数的分析：

//参数ps包含一切媒体相关的上下文结构，有它就有了一切，本函数如果打开媒体成功，
//会返回一个AVFormatContext的实例．
//参数filename是媒体文件名或URL．
//参数fmt是要打开的媒体格式的操作结构，因为是读，所以是inputFormat．此处可以
//传入一个调用者定义的inputFormat，对应命令行中的 -f xxx段，如果指定了它，
//在打开文件中就不会探测文件的实际格式了，以它为准了．
//参数options是对某种格式的一些操作，是为了在命令行中可以对不同的格式传入
//特殊的操作参数而建的， 为了了解流程，完全可以无视它．
int avformat_open_input(AVFormatContext **ps,
		const char *filename,
		AVInputFormat *fmt,
		AVDictionary **options)
{
	AVFormatContext *s = *ps;
	int ret = 0;
	AVFormatParameters ap = { { 0 } };
	AVDictionary *tmp = NULL;

	//创建上下文结构
	if (!s && !(s = avformat_alloc_context()))
		return AVERROR(ENOMEM);
	//如果用户指定了输入格式，直接使用它
	if (fmt)
		s->iformat = fmt;

	//忽略
	if (options)
		av_dict_copy(&tmp, *options, 0);

	if ((ret = av_opt_set_dict(s, &tmp)) < 0)
		goto fail;

	//打开输入媒体（如果需要的话），初始化所有与媒体读写有关的结构们，比如
	//AVIOContext，AVInputFormat等等
	if ((ret = init_input(s, filename)) < 0)
		goto fail;
	//执行完此函数后，s->pb和s->iformat都已经指向了有效实例．pb是用于读写数据的，它
	//把媒体数据当做流来读写，不管是什么媒体格式，而iformat把pb读出来的流按某种媒体格
	//式进行分析，也就是说pb在底层，iformat在上层．

	//很多静态图像文件格式，都被当作一个格式处理，比如要打开.jpeg文件，需要的格式
	//名为image2．此处还不是很了解具体细节，作不得准哦．
	/* check filename in case an image number is expected */
	if (s->iformat->flags & AVFMT_NEEDNUMBER) {
		if (!av_filename_number_test(filename)) {
			ret = AVERROR(EINVAL);
			goto fail;
		}
	}

	s->duration = s->start_time = AV_NOPTS_VALUE;
	//上下文中保存下文件名
	av_strlcpy(s->filename, filename, sizeof(s->filename));

	/* allocate private data */
	//为当前格式分配私有数据，主要用于某格式的读写操作时所用的私有结构．
	//此结构的大小在定义AVInputFormat时已指定了．
	if (s->iformat->priv_data_size > 0) {
		if (!(s->priv_data = av_mallocz(s->iformat->priv_data_size))) {
			ret = AVERROR(ENOMEM);
			goto fail;
		}
		//这个可以先不必管它
		if (s->iformat->priv_class) {
			*(const AVClass**) s->priv_data = s->iformat->priv_class;
			av_opt_set_defaults(s->priv_data);
			if ((ret = av_opt_set_dict(s->priv_data, &tmp)) < 0)
				goto fail;
		}
	}

	/* e.g. AVFMT_NOFILE formats will not have a AVIOContext */
	//从mp3文件中读ID3数据并保存之．
	if (s->pb)
		ff_id3v2_read(s, ID3v2_DEFAULT_MAGIC);

	//读一下媒体的头部，在read_header()中主要是做某种格式的初始化工作，比如填充自己的
	//私有结构，根据流的数量分配流结构并初始化，把文件指针指向数据区开始处等．
	if (!(s->flags & AVFMT_FLAG_PRIV_OPT) && s->iformat->read_header)
		if ((ret = s->iformat->read_header(s, &ap)) < 0)
			goto fail;

	//保存数据区开始的位置
	if (!(s->flags & AVFMT_FLAG_PRIV_OPT) && s->pb && !s->data_offset)
		s->data_offset = avio_tell(s->pb);

	s->raw_packet_buffer_remaining_size = RAW_PACKET_BUFFER_SIZE;

	if (options) {
		av_dict_free(options);
		*options = tmp;
	}
	*ps = s;
	//执行成功
	return 0;

	//执行失败
	fail: av_dict_free(&tmp);
	if (s->pb && !(s->flags & AVFMT_FLAG_CUSTOM_IO))
		avio_close(s->pb);
	avformat_free_context(s);
	*ps = NULL;
	return ret;
}

 

下面分析init_input():

//打开输入媒体并填充其AVInputFormat结构
static int init_input(AVFormatContext *s, const char *filename)
{
	int ret;
	AVProbeData pd = { filename, NULL, 0 };

	//当调用者已指定了pb（数据取得的方式）－－一般不会这样．
	if (s->pb) {
		s->flags |= AVFMT_FLAG_CUSTOM_IO;
		if (!s->iformat)
			//如果已指定了pb但没指定iformat，以pb读取媒体数据进行探测，取得．取得iformat.
			return av_probe_input_buffer(s->pb, &s->iformat, filename, s, 0, 0);
		else if (s->iformat->flags & AVFMT_NOFILE)
			//如果已指定pb也指定了iformat，但是又指定了不需要文件（也包括URL指定的地址），这就矛盾了，
			//此时应是不需要pb的，因为不需操作文件，提示一下吧，也不算错．
			av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Custom AVIOContext makes no sense and "
					"will be ignored with AVFMT_NOFILE format.\n");
		return 0;
	}

	//一般会执行到这里
	if ((s->iformat && s->iformat->flags & AVFMT_NOFILE)
			|| (!s->iformat && (s->iformat = av_probe_input_format(&pd, 0))))
		//如果已指定了iformat并且不需要文件，也就不需要pb了，可以直接返回
		//如果没指定iformat，但是可以从文件名中猜出iformat，也成功．
		return 0;

	//如果从文件名中也猜不出媒体格式，则只能打开这个文件进行探测了，先打开文件
	if ((ret = avio_open(&s->pb, filename, AVIO_FLAG_READ)) < 0)
		return ret;
	if (s->iformat)
		return 0;
	//再探测之
	return av_probe_input_buffer(s->pb, &s->iformat, filename, s, 0, 0);
}

 

再看一下文件打开过程：

//打开一个地址指向的媒体
int avio_open(AVIOContext **s, const char *filename, int flags)
{
	//URLContext代表一个URL地址指向的媒体文件，本地路径也算一种．它封装了
	//操作一个媒体文件的相关数据，最重要的是prot变量，是URLProtocol型的．
	//prot代表一个特定的协义和协议操作函数们，URLContext包含不同的prot，
	//就可以通过URLContext使用不同的协议读写媒体数据，比如tcp,http，本地
	//文件用file协议．
    URLContext *h;
    int err;

    //创建并初始化URLContext，其prot通过文件名确定．然后打开这个媒体文件
    err = ffurl_open(&h, filename, flags);
    if (err < 0)
        return err;
    //其实文件已经在上边真正打开了．这里只是填充AVIOContext．使它记录下
    //URLContext，以及填充读写数据的函数指针．
    err = ffio_fdopen(s, h);
    if (err < 0) {
        ffurl_close(h);
        return err;
    }
    return 0;
}

 

下面是探测函数：

int av_probe_input_buffer(AVIOContext *pb,
		AVInputFormat **fmt,
		const char *filename,
		void *logctx,
		unsigned int offset,
		unsigned int max_probe_size)
{
	AVProbeData pd = { filename ? filename : "", NULL, -offset };
	unsigned char *buf = NULL;
	int ret = 0, probe_size;

	//计算最多探测数据的字节数
	if (!max_probe_size) {
		max_probe_size = PROBE_BUF_MAX;
	} else if (max_probe_size > PROBE_BUF_MAX) {
		max_probe_size = PROBE_BUF_MAX;
	} else if (max_probe_size < PROBE_BUF_MIN) {
		return AVERROR(EINVAL);
	}

	if (offset >= max_probe_size) {
		return AVERROR(EINVAL);
	}

	//循环直到探测完指定的数据
	for (probe_size = PROBE_BUF_MIN;
			probe_size <= max_probe_size && !*fmt;
			probe_size =
					FFMIN(probe_size<<1, FFMAX(max_probe_size, probe_size+1))) {
		int score = probe_size < max_probe_size ? AVPROBE_SCORE_MAX / 4 : 0;
		int buf_offset = (probe_size == PROBE_BUF_MIN) ? 0 : probe_size >> 1;
		void *buftmp;

		if (probe_size < offset) {
			continue;
		}

		/* read probe data */
		//分配读取数据存放的缓冲
		buftmp = av_realloc(buf, probe_size + AVPROBE_PADDING_SIZE);
		if (!buftmp) {
			av_free(buf);
			return AVERROR(ENOMEM);
		}
		buf = buftmp;
		//利用pb读数据到缓冲的剩余空间中
		if ((ret = avio_read(pb, buf + buf_offset, probe_size - buf_offset))
				< 0) {
			/* fail if error was not end of file, otherwise, lower score */
			if (ret != AVERROR_EOF) {
				av_free(buf);
				return ret;
			}
			score = 0;
			ret = 0; /* error was end of file, nothing read */
		}
		pd.buf_size += ret;
		pd.buf = &buf[offset];

		//缓冲中没有数据的部分要清０
		memset(pd.buf + pd.buf_size, 0, AVPROBE_PADDING_SIZE);

		/* guess file format */
		//从一个打开的文件只探测媒体格式
		*fmt = av_probe_input_format2(&pd, 1, &score);
		if (*fmt) {
			if (score <= AVPROBE_SCORE_MAX / 4) { //this can only be true in the last iteration
				av_log(
						logctx,
						AV_LOG_WARNING,
						"Format %s detected only with low score of %d, misdetection possible!\n",
						(*fmt)->name, score);
			} else
				av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
						"Format %s probed with size=%d and score=%d\n",
						(*fmt)->name, probe_size, score);
		}
		//不成功，继续
	}

	if (!*fmt) {
		av_free(buf);
		return AVERROR_INVALIDDATA;
	}

	/* rewind. reuse probe buffer to avoid seeking */
	//把探测时读入的数据保存到pb中，为的是真正读时直接利用之．
	if ((ret = ffio_rewind_with_probe_data(pb, buf, pd.buf_size)) < 0)
		av_free(buf);

	return ret;
}