水煮TCPMP

水煮TCPMP(转)
2009-08-26 08:02

06毕业以后一直做单片机系统软件开发,很感谢当时的leaders和同事们,有幸在07年10月开始做了八个月的wince5下的应用程序开发,这是一个预研项目,我们整个团队经历了从无到有的过程,自身在摸索前进的同时,也向网络上的人们取得不少真经.这几天重新看了下以前的项目,实在感觉转载的这篇文章确是精品,有感于tcpmp player作者和写作此文作者的深厚功底,特转于此,希望能对到访的朋友有所帮助.

原文如下:

TCPMP是一个功能强大开放式的开源多媒体播放器,
播放器主要由核心框架模块(common工程)和解码器分离器插件组成。
TCPMP的插件非常多,、libmad我们联合几个最常用的插件(ffmpeg、splitter)来说明,其中interface插件实现TCPMP的界面,由于他和媒体播放没有什么关系,这部分可以完全

被替换掉,替换成自己的界面。
ffmpeg工程是系统主要的音视频解码模块,ffmpeg是一个集录制、转换、音/视频编码解码功能为一体的完整的开源解决方案。FFmpeg的开发是基于Linux操作系统,但是可以在大

多数操作系统中编译和使用。ffmpeg支持MPEG、DivX、MPEG4、AC3、DV、FLV等40多种编码,AVI、MPEG、OGG、Matroska、ASF等90多种解码。很多开源播放器都用到了ffmpeg。但

是ffmpeg程序解码效率不是很高,系统仅仅使用了FFmpeg的部分解码功能。
ffmpeg主目录下主要有libavcodec、libavformat和libavutil等子目录。其中libavcodec用于存放各个encode/decode模块,libavformat用于存放muxer/demuxer模块,libavutil

用于存放内存操作等常用模块。本系统的媒体文件分离器有单独的splitter模块完成所以不需要libavformat子目录。ffmpeg目录下libavcodec、libavutil保留子目录。

libmad工程用于MP3文件解码,该工程包含两个功能模块,一个负责解析MP3文件格式,包括MPEG1音频文件 (MP1,MP2,MP3,MPA),读取每一帧音频数据;另一个负责解码MPEG1音频

数据,解码代码在libmad子目录中。
libmad是一个开源的高精度 MPEG1音频解码库,支持 MPEG-1(Layer I, Layer II 和 LayerIII,也就是 MP3)。libmad提供 24-bit 的 PCM 输出,完全是定点计算,非常适合没

有浮点支持的平台上使用。使用 libmad 提供的一系列 API,就可以非常简单地实现 MP3 数据解码工作。在 libmad 的源代码文件目录下的 mad.h 文件中,可以看到绝大部分该

库的数据结构和 API 等。libmad是用的fixed-integer,通过整数模拟小数计算的,精度只能保证到小数点后第9位(大于0的最小值 0.00000000372529),虽然解码精度会有损失

,但是极大提高了解码效率,特别是在嵌入式设备上也可以实现高码率MP3文件的解码。

splitter工程用于解析多种音视频文件格式。可以解析的文件格式包括:ASF媒体文件,视频文件 (AVI,DIVX),Windows波形文件 (WAV,RMP),MPEG电影文件 (MPEG,MPG,MPV),

MPEG4文件 (MP4,3GP,M4A,M4B,K3G)。以上格式可以被解析但是数据编码不一定能正确解码,需要依赖系统的解码器。

common工程是核心模块,是一个开放的集数据输入、转换、音/视频解码、信号输出等功能为一体的完整的多媒体播放框架。这个框架自身不包含任何的Decode和Split功能,这些

功能由插件实现,核心模块以一个树状结构管理所有的功能模块和插件模块,实现数据Render功能,对输入、转换、输出流程的控制,接受播放过程中的操作和对事件进行处理,

同时也实现系统运行中经常使用的一些共用函数,比如解码过程中经常使用的逆离散余弦变换,内存操作,界面中需要使用的多语言字符处理等。common工程的主目录下主要有:

blit、dyncode、overlay、pcm、softidct、win32、zlib等子目录。其中blit和overlay存放是视频信号渲染模块,pcm存放PCM音频信号转换模块,softidct存放逆离散余弦变换函

数,win32存放内存操作等常用模块,dyncode这个目录的代码比较晦涩,存放的是程序运行时动态生成代码模块,针对不同的CPU指令集,PCM数据数据声道和采样率不同,视频渲

染数据格式和色深等不同情况动态生成不同的优化代码(这段代码非常精彩,不能不让人佩服TCPMP作者的高超水平)。核心模块有一个上下文对象context,该对象在初始化函数

bool_t Context_Init(……)中创建了一个该对象实例。该对象实例记录管理各个功能模块,用户界面可以通过该对象和核心模块交互,管理控制播放过程。
Context对象说明:
typedef struct context
{
int Version; //版本信息
uint32_t ProgramId;
const tchar_t* ProgramName; //应用程序名称
const tchar_t* ProgramVersion; //程序版本号,字符串
const tchar_t* CmdLine;   //程序命令行信息
void* Wnd;   //视频渲染窗口句柄
void* NodeLock; //功能模块访问临界区互斥变量
array Node;   //功能模块数据对象数组
array NodeClass; //功能模块定义对象数组,按照系统逻辑关系组织
array NodeClassPri; //功能模块定义对象数组,按照系统逻辑关系和模块优先级排列
array NodeModule; //外部插件模块数组
int LoadModuleNo; //当前正在装载的外部插件序号
void* LoadModule;
array StrTable[2]; //字符串资源数组,字符串分为
      //给底层使用的标准字符串资源和
      //给界面使用的显示字符串资源,两种资源用两个数组表示
array StrBuffer;
array StrModule; //未使用
void* StrLock; //字符串数组访问临界区互斥变量
uint32_t Lang;   //当前使用语言标志
int CodePage;   //当前使用代码页标志
struct pcm_soft* PCM; //PCM音频信号转换模块
struct blitpack* Blit; //视频信号渲染模块
struct node* Platform; //得到平台相关信息
struct node* Advanced; //得到播放模块高级信息
struct node* Player; //播放控制模块
notify Error;   //信息错误回调函数
//屏幕旋转信息,在某些系统中屏幕可以旋转90度或180度
int (*HwOrientation)(void*);
void *HwOrientationContext;
bool_t TryDynamic; //未使用
int SettingsPage;   //未使用
size_t StartUpMemory; //可以使用的有效内存数
bool_t InHibernate;   //是否进入休眠状态
bool_t WaitDisable;   //未使用
int FtrId;     //未使用
bool_t LowMemory; //可以使用的有效内存数是否小于系统要求的最低要求
//动态代码生成中间状态及数据
bool_t CodeFailed;
bool_t CodeMoveBack;
bool_t CodeDelaySlot;
void* CodeLock;
void* CodeInstBegin;
void* CodeInstEnd;
int NextCond;
bool_t NextSet;
bool_t NextByte;
bool_t NextHalf;
bool_t NextSign;

uint32_t* FlushCache; //未使用
void* CharConvertUTF8; //未使用
void* CharConvertCustom; //未使用
int CustomCodePage; //未使用
void* CharConvertAscii; //未使用
void* Application;
void* Logger;    //未使用
bool_t KeepDisplay; //是否保持背光长亮
int DisableOutOfMemory; //未使用

} context;
核心模块上下文指针可以通过全局函数获得context* Context();
初始化上下文对象的全局函数是bool_t Context_Init(const tchar_t* Name,const tchar_t* Version,int Id,const tchar_t* CmdLine,void* Application);其中Name参数为应

用程序名称,Version为版本信息字符串。
释放上下文对象的全局函数是void Context_Done();。
void Context_Wnd(void*);函数将视频播放窗口句柄初始化给设备上下文。

功能模块包含定义对象和数据对象,定义对象描述功能模块相互间的逻辑结构,数据对象记录模块属性和方法。
所有的功能模块结构按一个树状结构来组织,结构关系如下,NODE是整个结构的根结点,其下为子节点,节点按类型可分为实节点,全局节点,设置节点,抽象节点。
#define CF_SIZE   0x00FFFFFF
#define CF_GLOBAL 0x01000000
#define CF_SETTINGS 0x02000000
#define CF_ABSTRACT 0x08000000
抽象节点没有对应的对象实例,类似C++的抽象基类,为了按照逻辑关系组织系统结构而存在,例如NODE就是抽象节点。全局节点全局只有一个对象的实例,如播放控制模块

PLAYER_ID。设置节点表示和系统播放设置相关,比如声音均衡器模块EQUALIZER_ID,颜色控制模块COLOR_ID。实节点与抽象节点不同,指可以生成对象实例的节点,实节点没有特

殊标识,一般以数据对象占用内存大小表示是否是一个实节点,创建节点时要根据该信息分配内存单元,实节点也可以有子节点,例如:MMS_ID的父节点是HTTP_ID。全局节点,设

置节点和实节点可以相互组合,比如播放控制节点同时是全局节点,设置节点和实节点。节点名称后带_ID的就是实节点,否则就是抽象节点。NODE (根节点)
    ├─FLOW (流控制模块)
    │ ├─CODEC (解码模块)
    │ │ ├─EQUALIZER_ID (声音均衡器模块)
    │ │ ├─VBUFFER_ID (视频缓冲模块)
    │ │ ├─DMO (DirectX Media Object)
    │ │ │ ├─WMV_ID
    │ │ │ ├─WMS_ID
    │ │ │ ├─WMVA_ID
    │ │ │ ├─WMA_ID
    │ │ │ └─WMAV_ID
    │ │ ├─FFMPEG VIDEO (FFMpeg 解码模块)
    │ │ └─LIBMAD_ID (Libmad Mp3解码模块)
    │ ├─OUT (信号渲染模块)
    │ │ ├─AOUT (音频信号渲染)
    │ │ │ ├─NULLAUDIO_ID
    │ │ │ └─WAVEOUT_ID
    │ │ └─VOUT (视频信号渲染)
    │ │      ├─NULLVIDEO_ID
    │ │      └─OVERLAY
    │ ├─IDCT (离散余弦解码模块)
    │ │ └─SOFTIDCT_ID
    │ └─CODECIDCT(离散余弦解码模块,函数比IDCT要少)
    │      └─MPEG1_ID
    ├─MEDIA (媒体文件格式编码解析模块)
    │ ├─FORMAT (格式解析模块)
    │ │ └─FORMATBASE
    │ │      ├─RAWAUDIO
    │ │      │ └─MP3_ID
    │ │      ├─RAWIMAGE
    │ │      ├─ASF_ID
    │ │      ├─AVI_ID
    │ │      ├─MP4_ID
    │ │      ├─MPG_ID
    │ │      ├─NSV_ID
    │ │      └─WAV_ID
    │ ├─PLAYLIST (播放列表模块)
    │ │ ├─ASX_ID
    │ │ ├─M3U_ID
    │ │ └─PLS_ID
    │ └─STREAMPROCESS (数据流处理模块)
    ├─STREAM (数据输入模块)
    │ ├─MEMSTREAM_ID (内存数据流模块)
    │ ├─FILE_ID (文件IO模块)
    │ └─HTTP_ID (网络数据获取模块)
    ├─TIMER (定时器模块)
    │ └─SYSTIMER_ID
    ├─ASSOCIATION_ID (文件扩展名自动关联模块)
    ├─ADVANCED_ID (高级设置模块)
    ├─COLOR_ID (颜色控制模块)
    ├─PLATFORM_ID (平台信息模块)
    ├─XSCALEDRIVER_ID (Intel XScale CPU 信息模块)
    ├─PLAYER_ID (播放控制模块)
    └─PLAYER_BUFFER_ID (播放缓冲模块)
   
    节点树状结构由若干个静态定义对象(nodedef)实例实现,
        typedef struct nodedef
{
   int    Flags;
   int    Class;
   int    ParentClass;
   int    Priority;
   nodecreate Create;
   nodedelete Delete;
} nodedef;
Flags表示当前节点的类型:抽象、实节点、全局、设置。
Class表示当前节点的标识,如MEDIA_CLASS或ASF_ID等等。
ParentClass表示当前节点的父节点标识,如SYSTIMER_ID对象的父节点是TIMER_CLASS。
Priority表示当前节点优先级。
Create和Delete是两个函数指针,表示该节点的创建函数和销毁函数。
如播放控制模块的结构定义是
static const nodedef Player =
{
sizeof(player_base)|CF_GLOBAL|CF_SETTINGS,
PLAYER_ID,
NODE_CLASS,
PRI_MAXIMUM+600,
(nodecreate)Create,
(nodedelete)Delete,
};

绝大多数节点都有一个对应的数据对象,记录该节点的数据和方法,每一个子节点对象都是以父节点对象作为该节点一个元素,类似C++的封装继承机制。如果子节点的父节点没

有数据对象,该节点可以从node节点直接继承。每一个节点都可以看成Node节点的直接或间接子节点,所以所有节点头以一个相同的node结构开头,子节点可能还有自己的属性,

在继承父对象后就是子节点自己的元素。
    typedef struct node
{
int   Class;
nodeenum Enum;
nodeget Get;
nodeset Set;
} node;
Class表示该对象的标识,如PLAYER_ID。
Enum是一个函数指针,指向一个函数用于枚举当前节点的属性。
Get是一个函数指针,得到当前节点某一属性值。
Set是一个函数指针,设置当前节点的某一属性数值。

节点的属性值数据特性在一个static const datatable xxxParams[] = {……};的静态数组里定义。
typedef struct datatable
{
int No;
int Type;
int Flags;
int Format1;
int Format2;
} datatable;

No表示属性的标识,如播放控制模块的#define PLAYER_PLAY 0x32 就表示控制播放器播放或暂停。
Type表示属性的数据类型,可用值在node.h中定义。
Flags是属性数据的标志,表示该数据是不是只读数据,是否有最大最小值等等,可用值在node.h中定义,如果该标志包含DF_SETUP同时不包含DF_NOSAVE和DF_RDONLY属性,该属

性会被记录在注册表中,下次启动时用注册表的数据初始化该属性。
Format1和Format2是可选标志与Flags配合使用,比如如果Flags表示该属性存在最大最小值,Format1和Format2可以分别表示最小和最大数值。

在在系统上下文对象中有两个元素记录节点信息array Node;和array NodeClass;,array是数组数据类型,Node是节点数据对象的数组,NodeClass节点对象的数组,按照系统逻

辑关系组织。
创建节点时传入nodedef对象到节点创建函数,函数会根据nodedef信息生成对应nodeclass对象添加到NodeClass数组,同时根据nodedef信息分配数据对象的内存空间。在该节点

的Create函数里面再初始化该节点的数据对象。

在所有功能模块中和界面加交互的主要就是播放控制模块struct node* Player;使用方法如下:
context* p = Context();
player* myplayer = NULL;
if(p) myplayer = (player*)(p->Player);
控制播放参数使用Set(void* This,int No,const void* Data,int Size);函数,第一个参数是播放模块指针,第二个参数是控制代码,即要进行什么操作,第三个参数是需要赋值

给控制代码的数值,最后一个参数是所赋数值的占用内存的大小。
例如开始播放的代码是:
myplayer->Set(myplayer,PLAYER_PLAY,1,sizeof(int));
PLAYER_PLAY为控制代码,表示当前控制的是播放暂停功能,数值为1表示播放为0表示暂停。
得到某一控制属性使用Get(void* This,int No,void* Data,int Size);函数,参数含义和Set函数相同。
控制代码是一组宏,定义在player.h文件中。比较重要的控制参数有
// play or pause (bool_t)
#define PLAYER_PLAY   0x32
// position in fraction (fraction)
#define PLAYER_PERCENT 0x25
// position in time (tick_t)
#define PLAYER_POSITION 0x28
// current format (format*)
#define PLAYER_FORMAT 0x2B
// current file in playlist (int)
#define PLAYER_LIST_CURRENT 0x2F
// current file index (suffled) in playlist (int)
#define PLAYER_LIST_CURRIDX 0xA2
// fullscreen mode (bool_t)
#define PLAYER_FULLSCREEN 0x3E
// stop
#define PLAYER_STOP   0xB2
// skin viewport rectangle (rect)
#define PLAYER_SKIN_VIEWPORT 0x3C
播放控制模块所有可用参数见static const datatable PlayerParams[]结构。

添加一个媒体文件到播放模块使用int PlayerAdd(player* Player,int Index, const tchar_t* Path, const tchar_t* Title);
第一个参数为播放模块指针,第二个参数是添加到播放模块文件队列的序号,如果是使文件成为第一个文件该参数设为0,第三个参数是媒体文件的目录和名称,第四个参数为媒体

文件标题,该参数可以忽略。

核心模块也管理多语言字符串,使用函数const tchar_t* LangStr(int Class, int Id);和const tchar_t* LangStrDef(int Class, int Id)可以得到对应字符串,系统字符串资

源有两种,标准字符串和特殊字符集字符串。标准字符串资源文件是工程目录下的lang_std.txt文件,该文件字符串为ASCII字符,可与其他代码页字符兼容。该文件记录的是核心

模块运行时需要使用的字符串,Decode和Splite模块可以处理的编码格式和文件格式也在这个文件中记录,例如lang_std.txt文件中的
MP3_0001=audio/mpeg
MP3_0002=mp1:A;mp2:A;mp3:A;mpa:A
MP3_0200=acodec/0x0055
纪录了MP3文件分离器对应的文件类型、扩展名和文件特征码。
要得到标准字符串使用函数LangStrDef,第一个参数表示字符类别,第二个参数表示字符ID。界面相关的是特殊字符集的字符串,使用函数LangStr,第一个参数表示字符类别,第

二个参数表示字符ID。关于字符串资源文件结构含义将在以后的文档中说明。

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