FFMPEG结构体分析：AVCodec

注：写了一系列的结构体的分析的文章，在这里列一个列表：

FFMPEG结构体分析：AVFrame
FFMPEG结构体分析：AVFormatContext
FFMPEG结构体分析：AVCodecContext
FFMPEG结构体分析：AVIOContext
FFMPEG结构体分析：AVCodec
FFMPEG结构体分析：AVStream
FFMPEG结构体分析：AVPacket


FFMPEG有几个最重要的结构体，包含了解协议，解封装，解码操作，此前已经进行过分析：

FFMPEG中最关键的结构体之间的关系

在此不再详述，其中AVCodec是存储编解码器信息的结构体。本文将会详细分析一下该结构体里每个变量的含义和作用。

首先看一下结构体的定义（位于avcodec.h文件中）：

[cpp] view plain copy
  1. /* 雷霄骅  
  2.  * 中国传媒大学/数字电视技术  
  3.  * leixiaohua1020@126.com  
  4.  *  
  5.  */  
  6.  /** 
  7.  * AVCodec. 
  8.  */  
  9. typedef struct AVCodec {  
  10.     /** 
  11.      * Name of the codec implementation. 
  12.      * The name is globally unique among encoders and among decoders (but an 
  13.      * encoder and a decoder can share the same name). 
  14.      * This is the primary way to find a codec from the user perspective. 
  15.      */  
  16.     const char *name;  
  17.     /** 
  18.      * Descriptive name for the codec, meant to be more human readable than name. 
  19.      * You should use the NULL_IF_CONFIG_SMALL() macro to define it. 
  20.      */  
  21.     const char *long_name;  
  22.     enum AVMediaType type;  
  23.     enum CodecID id;  
  24.     /** 
  25.      * Codec capabilities. 
  26.      * see CODEC_CAP_* 
  27.      */  
  28.     int capabilities;  
  29.     const AVRational *supported_framerates; ///< array of supported framerates, or NULL if any, array is terminated by {0,0}  
  30.     const enum PixelFormat *pix_fmts;       ///< array of supported pixel formats, or NULL if unknown, array is terminated by -1  
  31.     const int *supported_samplerates;       ///< array of supported audio samplerates, or NULL if unknown, array is terminated by 0  
  32.     const enum AVSampleFormat *sample_fmts; ///< array of supported sample formats, or NULL if unknown, array is terminated by -1  
  33.     const uint64_t *channel_layouts;         ///< array of support channel layouts, or NULL if unknown. array is terminated by 0  
  34.     uint8_t max_lowres;                     ///< maximum value for lowres supported by the decoder  
  35.     const AVClass *priv_class;              ///< AVClass for the private context  
  36.     const AVProfile *profiles;              ///< array of recognized profiles, or NULL if unknown, array is terminated by {FF_PROFILE_UNKNOWN}  
  37.   
  38.     /***************************************************************** 
  39.      * No fields below this line are part of the public API. They 
  40.      * may not be used outside of libavcodec and can be changed and 
  41.      * removed at will. 
  42.      * New public fields should be added right above. 
  43.      ***************************************************************** 
  44.      */  
  45.     int priv_data_size;  
  46.     struct AVCodec *next;  
  47.     /** 
  48.      * @name Frame-level threading support functions 
  49.      * @{ 
  50.      */  
  51.     /** 
  52.      * If defined, called on thread contexts when they are created. 
  53.      * If the codec allocates writable tables in init(), re-allocate them here. 
  54.      * priv_data will be set to a copy of the original. 
  55.      */  
  56.     int (*init_thread_copy)(AVCodecContext *);  
  57.     /** 
  58.      * Copy necessary context variables from a previous thread context to the current one. 
  59.      * If not defined, the next thread will start automatically; otherwise, the codec 
  60.      * must call ff_thread_finish_setup(). 
  61.      * 
  62.      * dst and src will (rarely) point to the same context, in which case memcpy should be skipped. 
  63.      */  
  64.     int (*update_thread_context)(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);  
  65.     /** @} */  
  66.   
  67.     /** 
  68.      * Private codec-specific defaults. 
  69.      */  
  70.     const AVCodecDefault *defaults;  
  71.   
  72.     /** 
  73.      * Initialize codec static data, called from avcodec_register(). 
  74.      */  
  75.     void (*init_static_data)(struct AVCodec *codec);  
  76.   
  77.     int (*init)(AVCodecContext *);  
  78.     int (*encode)(AVCodecContext *, uint8_t *buf, int buf_size, void *data);  
  79.     /** 
  80.      * Encode data to an AVPacket. 
  81.      * 
  82.      * @param      avctx          codec context 
  83.      * @param      avpkt          output AVPacket (may contain a user-provided buffer) 
  84.      * @param[in]  frame          AVFrame containing the raw data to be encoded 
  85.      * @param[out] got_packet_ptr encoder sets to 0 or 1 to indicate that a 
  86.      *                            non-empty packet was returned in avpkt. 
  87.      * @return 0 on success, negative error code on failure 
  88.      */  
  89.     int (*encode2)(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt, const AVFrame *frame,  
  90.                    int *got_packet_ptr);  
  91.     int (*decode)(AVCodecContext *, void *outdata, int *outdata_size, AVPacket *avpkt);  
  92.     int (*close)(AVCodecContext *);  
  93.     /** 
  94.      * Flush buffers. 
  95.      * Will be called when seeking 
  96.      */  
  97.     void (*flush)(AVCodecContext *);  
  98. } AVCodec;  



下面说一下最主要的几个变量：

const char *name：编解码器的名字，比较短

const char *long_name：编解码器的名字，全称，比较长

enum AVMediaType type：指明了类型，是视频，音频，还是字幕

enum AVCodecID id：ID，不重复

const AVRational *supported_framerates：支持的帧率（仅视频）

const enum AVPixelFormat *pix_fmts：支持的像素格式（仅视频）

const int *supported_samplerates：支持的采样率（仅音频）

const enum AVSampleFormat *sample_fmts：支持的采样格式（仅音频）

const uint64_t *channel_layouts：支持的声道数（仅音频）

int priv_data_size：私有数据的大小

详细介绍几个变量：

1.enum AVMediaType type

AVMediaType定义如下：

[cpp] view plain copy
  1. enum AVMediaType {  
  2.     AVMEDIA_TYPE_UNKNOWN = -1,  ///< Usually treated as AVMEDIA_TYPE_DATA  
  3.     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,  
  4.     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,  
  5.     AVMEDIA_TYPE_DATA,          ///< Opaque data information usually continuous  
  6.     AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE,  
  7.     AVMEDIA_TYPE_ATTACHMENT,    ///< Opaque data information usually sparse  
  8.     AVMEDIA_TYPE_NB  
  9. };  

2.enum AVCodecID id

AVCodecID定义如下：

[cpp] view plain copy
  1. enum AVCodecID {  
  2.     AV_CODEC_ID_NONE,  
  3.   
  4.     /* video codecs */  
  5.     AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  
  6.     AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO, ///< preferred ID for MPEG-1/2 video decoding  
  7.     AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO_XVMC,  
  8.     AV_CODEC_ID_H261,  
  9.     AV_CODEC_ID_H263,  
  10.     AV_CODEC_ID_RV10,  
  11.     AV_CODEC_ID_RV20,  
  12.     AV_CODEC_ID_MJPEG,  
  13.     AV_CODEC_ID_MJPEGB,  
  14.     AV_CODEC_ID_LJPEG,  
  15.     AV_CODEC_ID_SP5X,  
  16.     AV_CODEC_ID_JPEGLS,  
  17.     AV_CODEC_ID_MPEG4,  
  18.     AV_CODEC_ID_RAWVIDEO,  
  19.     AV_CODEC_ID_MSMPEG4V1,  
  20.     AV_CODEC_ID_MSMPEG4V2,  
  21.     AV_CODEC_ID_MSMPEG4V3,  
  22.     AV_CODEC_ID_WMV1,  
  23.     AV_CODEC_ID_WMV2,  
  24.     AV_CODEC_ID_H263P,  
  25.     AV_CODEC_ID_H263I,  
  26.     AV_CODEC_ID_FLV1,  
  27.     AV_CODEC_ID_SVQ1,  
  28.     AV_CODEC_ID_SVQ3,  
  29.     AV_CODEC_ID_DVVIDEO,  
  30.     AV_CODEC_ID_HUFFYUV,  
  31.     AV_CODEC_ID_CYUV,  
  32.     AV_CODEC_ID_H264,  
  33.     ...（代码太长，略）  
  34. }  


3.const enum AVPixelFormat *pix_fmts

AVPixelFormat定义如下：

[cpp] view plain copy
  1. enum AVPixelFormat {  
  2.     AV_PIX_FMT_NONE = -1,  
  3.     AV_PIX_FMT_YUV420P,   ///< planar YUV 4:2:0, 12bpp, (1 Cr & Cb sample per 2x2 Y samples)  
  4.     AV_PIX_FMT_YUYV422,   ///< packed YUV 4:2:2, 16bpp, Y0 Cb Y1 Cr  
  5.     AV_PIX_FMT_RGB24,     ///< packed RGB 8:8:8, 24bpp, RGBRGB...  
  6.     AV_PIX_FMT_BGR24,     ///< packed RGB 8:8:8, 24bpp, BGRBGR...  
  7.     AV_PIX_FMT_YUV422P,   ///< planar YUV 4:2:2, 16bpp, (1 Cr & Cb sample per 2x1 Y samples)  
  8.     AV_PIX_FMT_YUV444P,   ///< planar YUV 4:4:4, 24bpp, (1 Cr & Cb sample per 1x1 Y samples)  
  9.     AV_PIX_FMT_YUV410P,   ///< planar YUV 4:1:0,  9bpp, (1 Cr & Cb sample per 4x4 Y samples)  
  10.     AV_PIX_FMT_YUV411P,   ///< planar YUV 4:1:1, 12bpp, (1 Cr & Cb sample per 4x1 Y samples)  
  11.     AV_PIX_FMT_GRAY8,     ///<        Y        ,  8bpp  
  12.     AV_PIX_FMT_MONOWHITE, ///<        Y        ,  1bpp, 0 is white, 1 is black, in each byte pixels are ordered from the msb to the lsb  
  13.     AV_PIX_FMT_MONOBLACK, ///<        Y        ,  1bpp, 0 is black, 1 is white, in each byte pixels are ordered from the msb to the lsb  
  14.     AV_PIX_FMT_PAL8,      ///< 8 bit with PIX_FMT_RGB32 palette  
  15.     AV_PIX_FMT_YUVJ420P,  ///< planar YUV 4:2:0, 12bpp, full scale (JPEG), deprecated in favor of PIX_FMT_YUV420P and setting color_range  
  16.     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,  ///< planar YUV 4:2:2, 16bpp, full scale (JPEG), deprecated in favor of PIX_FMT_YUV422P and setting color_range  
  17.     AV_PIX_FMT_YUVJ444P,  ///< planar YUV 4:4:4, 24bpp, full scale (JPEG), deprecated in favor of PIX_FMT_YUV444P and setting color_range  
  18.     AV_PIX_FMT_XVMC_MPEG2_MC,///< XVideo Motion Acceleration via common packet passing  
  19.     AV_PIX_FMT_XVMC_MPEG2_IDCT,  
  20.     ...（代码太长，略）  
  21. }  

4.const enum AVSampleFormat *sample_fmts
[cpp] view plain copy
  1. enum AVSampleFormat {  
  2.     AV_SAMPLE_FMT_NONE = -1,  
  3.     AV_SAMPLE_FMT_U8,          ///< unsigned 8 bits  
  4.     AV_SAMPLE_FMT_S16,         ///< signed 16 bits  
  5.     AV_SAMPLE_FMT_S32,         ///< signed 32 bits  
  6.     AV_SAMPLE_FMT_FLT,         ///< float  
  7.     AV_SAMPLE_FMT_DBL,         ///< double  
  8.   
  9.     AV_SAMPLE_FMT_U8P,         ///< unsigned 8 bits, planar  
  10.     AV_SAMPLE_FMT_S16P,        ///< signed 16 bits, planar  
  11.     AV_SAMPLE_FMT_S32P,        ///< signed 32 bits, planar  
  12.     AV_SAMPLE_FMT_FLTP,        ///< float, planar  
  13.     AV_SAMPLE_FMT_DBLP,        ///< double, planar  
  14.   
  15.     AV_SAMPLE_FMT_NB           ///< Number of sample formats. DO NOT USE if linking dynamically  
  16. };  


每一个编解码器对应一个该结构体，查看一下ffmpeg的源代码，我们可以看一下H.264解码器的结构体如下所示（h264.c）：

[cpp] view plain copy
  1. AVCodec ff_h264_decoder = {  
  2.     .name           = "h264",  
  3.     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,  
  4.     .id             = CODEC_ID_H264,  
  5.     .priv_data_size = sizeof(H264Context),  
  6.     .init           = ff_h264_decode_init,  
  7.     .close          = ff_h264_decode_end,  
  8.     .decode         = decode_frame,  
  9.     .capabilities   = /*CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_DELAY |  
  10.                       CODEC_CAP_SLICE_THREADS | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,  
  11.     .flush= flush_dpb,  
  12.     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),  
  13.     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),  
  14.     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_update_thread_context),  
  15.     .profiles = NULL_IF_CONFIG_SMALL(profiles),  
  16.     .priv_class     = &h264_class,  
  17. };  

JPEG2000解码器结构体（j2kdec.c）

[cpp] view plain copy
  1. AVCodec ff_jpeg2000_decoder = {  
  2.     .name           = "j2k",  
  3.     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,  
  4.     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,  
  5.     .priv_data_size = sizeof(J2kDecoderContext),  
  6.     .init           = j2kdec_init,  
  7.     .close          = decode_end,  
  8.     .decode         = decode_frame,  
  9.     .capabilities = CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,  
  10.     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("JPEG 2000"),  
  11.     .pix_fmts =  
  12.         (const enum PixelFormat[]) {PIX_FMT_GRAY8, PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_NONE}  
  13. };  

下面简单介绍一下遍历ffmpeg中的解码器信息的方法（这些解码器以一个链表的形式存储）：

1.注册所有编解码器：av_register_all();

2.声明一个AVCodec类型的指针，比如说AVCodec* first_c;

3.调用av_codec_next()函数，即可获得指向链表下一个解码器的指针，循环往复可以获得所有解码器的信息。注意，如果想要获得指向第一个解码器的指针，则需要将该函数的参数设置为NULL。

Keep it simple!
作者：N3verL4nd
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