ffmpeg的HEVC解码源代码分析（一）整体框架

通过调试ffmpeg对HEVC码流（格式为es流，就是rawvideo）的解码过程，分析ffmpeg的HEVC解码过程和实现方法。

首先要说的是调试所用的工程的config为：./configure –disable-asm –disable-pthreads –enable-debug –disable-optimizations进行configure。

禁用了pthread，所以涉及到pthread的函数都不采用。

配置和编译的详细过程见文章《Linux环境下，用eclipse对ffmpeg源代码进行调试》。

输入为HEVC的纯码流，输出为YUV文件。

开始调试，进入main函数后的函数调用关系如图fig.A所示：

fig.A中大多数的步骤都是ffmpeg中各种codec通用的，不针对HEVC。

1.注册变量和函数，通过一系列的函数顺序实现，包括：avcodec_register_all()，avfilter_register_all，av_register_all等等。

2.ffmpeg_parse_options()：深入分析输入参数。对输入输出文件做分析。

为什么说深入呢？因为这个函数做了很多工作：将用户的命令行分解，打开输入的码流文件，并对码流文件进行试解码（调用函数try_decode_frame）以分析输入码流的特征。所以运行完这个函数，ffmpeg已经可以确定输入文件的文件类型，codec等等信息了。

3.transcode()：字面意思是转码，就是将输入文件转成输出文件的格式，对视频来说就是一个解码到YUV图像，再进行编码的过程，在本文中，输出为YUV，就不用再进行编码了。

3.1：transcode_init():初始化，输入输出文件的各种配置，比如色彩空间，文件格式等等。

3.2：transcode_step()到process_init(): 开始转码，对本文来说就是解码。

3.2.1：get_input_packet()，av_read_frame()，read_from_packet_buffer()函数，完成的任务就是从输入码流中读入一个packet，将信息存放到结构体AVPacket（AVPacket的分析见《ffmpeg重要结构体之AVPacket》）。packet的含义我个人理解就是能解出一帧图像的码流单元。

举个例子，对于HEVC，在某码流开始时，前6个nal的类型依次为：VPS，SPS，PPS，SEI，slice，slice.两个slice的nal组成一帧，则第一个packet就由这6个nal组成。

3.2.2 ：从process_input_packet()一直到avctx->codec->decode()，avctx->codec->decode()指向hevc_decode_frame()，正式进入到HEVC解码部分。

fig.B从函数hevc_decode_frame()开始的函数调用关系。hevc_decode_frame()调用decode_nal_units()，逐个解析nalu。

1.ff_hevc_split_packet()：这个函数将AVPacket分解为一个个的nalu，并将每个nalu的信息存放的结构体HEVCContext的成员HEVCPacket pkt（见《ffmpeg重要结构体之HEVCContext和HEVCFrame》）中，举个例子，一个packet中有10个nalu，ff_hevc_split_packet()会将这10个nalu的类型和长度都解析出来，并存好。

2.decode_nal_unit()：此函数解码一个nalu的码流，根据nalu的类型调用不同的函数进行处理。

2.1:码流解析：当nalu的类型为VPS，PPS，SPS，或者SEI时，decode_nal_unit()调用相对应的解析函数进行处理。

这个步骤相对简单，解析函数比如ff_hevc_decode_nal_sps()，基本上就是按照HEVC的标准，将码流元素逐个读入，并存放的过程。

2.2slice解码：当nalu的类型为slice的时候，会先调用hls_slice_header()函数，将slice header 的信息读入，然后便是HEVC的slice解码。

hevc_frame_start()和函数ff_hevc_slice_rpl()涉及到DPB（decoded picture buffer）管理和rpl(reference picture list)解析即应用，以后会展开讨论。

而hls_decode_entry()就是逐个解码slice中的CTU(coding tree unit)了，在其他文章里会继续讨论。