FFMPEG结构体分析：AVIOContext

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AVIOContext是FFMPEG管理输入输出数据的结构体。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avio.h）：

[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.  * Bytestream IO Context. 
  8.  * New fields can be added to the end with minor version bumps. 
  9.  * Removal, reordering and changes to existing fields require a major 
  10.  * version bump. 
  11.  * sizeof(AVIOContext) must not be used outside libav*. 
  12.  * 
  13.  * @note None of the function pointers in AVIOContext should be called 
  14.  *       directly, they should only be set by the client application 
  15.  *       when implementing custom I/O. Normally these are set to the 
  16.  *       function pointers specified in avio_alloc_context() 
  17.  */  
  18. typedef struct {  
  19.     /** 
  20.      * A class for private options. 
  21.      * 
  22.      * If this AVIOContext is created by avio_open2(), av_class is set and 
  23.      * passes the options down to protocols. 
  24.      * 
  25.      * If this AVIOContext is manually allocated, then av_class may be set by 
  26.      * the caller. 
  27.      * 
  28.      * warning -- this field can be NULL, be sure to not pass this AVIOContext 
  29.      * to any av_opt_* functions in that case. 
  30.      */  
  31.     AVClass *av_class;  
  32.     unsigned char *buffer;  /**< Start of the buffer. */  
  33.     int buffer_size;        /**< Maximum buffer size */  
  34.     unsigned char *buf_ptr; /**< Current position in the buffer */  
  35.     unsigned char *buf_end; /**< End of the data, may be less than 
  36.                                  buffer+buffer_size if the read function returned 
  37.                                  less data than requested, e.g. for streams where 
  38.                                  no more data has been received yet. */  
  39.     void *opaque;           /**< A private pointer, passed to the read/write/seek/... 
  40.                                  functions. */  
  41.     int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size);  
  42.     int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size);  
  43.     int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence);  
  44.     int64_t pos;            /**< position in the file of the current buffer */  
  45.     int must_flush;         /**< true if the next seek should flush */  
  46.     int eof_reached;        /**< true if eof reached */  
  47.     int write_flag;         /**< true if open for writing */  
  48.     int max_packet_size;  
  49.     unsigned long checksum;  
  50.     unsigned char *checksum_ptr;  
  51.     unsigned long (*update_checksum)(unsigned long checksum, const uint8_t *buf, unsigned int size);  
  52.     int error;              /**< contains the error code or 0 if no error happened */  
  53.     /** 
  54.      * Pause or resume playback for network streaming protocols - e.g. MMS. 
  55.      */  
  56.     int (*read_pause)(void *opaque, int pause);  
  57.     /** 
  58.      * Seek to a given timestamp in stream with the specified stream_index. 
  59.      * Needed for some network streaming protocols which don't support seeking 
  60.      * to byte position. 
  61.      */  
  62.     int64_t (*read_seek)(void *opaque, int stream_index,  
  63.                          int64_t timestamp, int flags);  
  64.     /** 
  65.      * A combination of AVIO_SEEKABLE_ flags or 0 when the stream is not seekable. 
  66.      */  
  67.     int seekable;  
  68.   
  69.     /** 
  70.      * max filesize, used to limit allocations 
  71.      * This field is internal to libavformat and access from outside is not allowed. 
  72.      */  
  73.      int64_t maxsize;  
  74. } AVIOContext;  

AVIOContext中有以下几个变量比较重要：

unsigned char *buffer：缓存开始位置

int buffer_size：缓存大小（默认32768）

unsigned char *buf_ptr：当前指针读取到的位置

unsigned char *buf_end：缓存结束的位置

void *opaque：URLContext结构体

在解码的情况下，buffer用于存储ffmpeg读入的数据。例如打开一个视频文件的时候，先把数据从硬盘读入buffer，然后在送给解码器用于解码。

其中opaque指向了URLContext。注意，这个结构体并不在FFMPEG提供的头文件中，而是在FFMPEG的源代码中。从FFMPEG源代码中翻出的定义如下所示：

[cpp] view plain copy
  1. typedef struct URLContext {  
  2.     const AVClass *av_class; ///< information for av_log(). Set by url_open().  
  3.     struct URLProtocol *prot;  
  4.     int flags;  
  5.     int is_streamed;  /**< true if streamed (no seek possible), default = false */  
  6.     int max_packet_size;  /**< if non zero, the stream is packetized with this max packet size */  
  7.     void *priv_data;  
  8.     char *filename; /**< specified URL */  
  9.     int is_connected;  
  10.     AVIOInterruptCB interrupt_callback;  
  11. } URLContext;  

URLContext结构体中还有一个结构体URLProtocol。注：每种协议（rtp，rtmp，file等）对应一个URLProtocol。这个结构体也不在FFMPEG提供的头文件中。从FFMPEG源代码中翻出其的定义：

[cpp] view plain copy
  1. typedef struct URLProtocol {  
  2.     const char *name;  
  3.     int (*url_open)(URLContext *h, const char *url, int flags);  
  4.     int (*url_read)(URLContext *h, unsigned char *buf, int size);  
  5.     int (*url_write)(URLContext *h, const unsigned char *buf, int size);  
  6.     int64_t (*url_seek)(URLContext *h, int64_t pos, int whence);  
  7.     int (*url_close)(URLContext *h);  
  8.     struct URLProtocol *next;  
  9.     int (*url_read_pause)(URLContext *h, int pause);  
  10.     int64_t (*url_read_seek)(URLContext *h, int stream_index,  
  11.         int64_t timestamp, int flags);  
  12.     int (*url_get_file_handle)(URLContext *h);  
  13.     int priv_data_size;  
  14.     const AVClass *priv_data_class;  
  15.     int flags;  
  16.     int (*url_check)(URLContext *h, int mask);  
  17. } URLProtocol;  

在这个结构体中，除了一些回调函数接口之外，有一个变量const char *name，该变量存储了协议的名称。每一种输入协议都对应这样一个结构体。
比如说，文件协议中代码如下（file.c）：

[cpp] view plain copy
  1. URLProtocol ff_file_protocol = {  
  2.     .name                = "file",  
  3.     .url_open            = file_open,  
  4.     .url_read            = file_read,  
  5.     .url_write           = file_write,  
  6.     .url_seek            = file_seek,  
  7.     .url_close           = file_close,  
  8.     .url_get_file_handle = file_get_handle,  
  9.     .url_check           = file_check,  
  10. };  


libRTMP中代码如下（libRTMP.c）：
[cpp] view plain copy
  1. URLProtocol ff_rtmp_protocol = {  
  2.     .name                = "rtmp",  
  3.     .url_open            = rtmp_open,  
  4.     .url_read            = rtmp_read,  
  5.     .url_write           = rtmp_write,  
  6.     .url_close           = rtmp_close,  
  7.     .url_read_pause      = rtmp_read_pause,  
  8.     .url_read_seek       = rtmp_read_seek,  
  9.     .url_get_file_handle = rtmp_get_file_handle,  
  10.     .priv_data_size      = sizeof(RTMP),  
  11.     .flags               = URL_PROTOCOL_FLAG_NETWORK,  
  12. };  


udp协议代码如下（udp.c）：

[cpp] view plain copy
  1. URLProtocol ff_udp_protocol = {  
  2.     .name                = "udp",  
  3.     .url_open            = udp_open,  
  4.     .url_read            = udp_read,  
  5.     .url_write           = udp_write,  
  6.     .url_close           = udp_close,  
  7.     .url_get_file_handle = udp_get_file_handle,  
  8.     .priv_data_size      = sizeof(UDPContext),  
  9.     .flags               = URL_PROTOCOL_FLAG_NETWORK,  
  10. };  

等号右边的函数是完成具体读写功能的函数。可以看一下file协议的几个函数（其实就是读文件，写文件这样的操作）（file.c）：

[cpp] view plain copy
  1. /* 
  2.  *雷霄骅 
  3.  *leixiaohua1020@126.com 
  4.  *中国传媒大学/数字电视技术 
  5.  */  
  6. /* standard file protocol */  
  7.   
  8. static int file_read(URLContext *h, unsigned char *buf, int size)  
  9. {  
  10.     int fd = (intptr_t) h->priv_data;  
  11.     int r = read(fd, buf, size);  
  12.     return (-1 == r)?AVERROR(errno):r;  
  13. }  
  14.   
  15. static int file_write(URLContext *h, const unsigned char *buf, int size)  
  16. {  
  17.     int fd = (intptr_t) h->priv_data;  
  18.     int r = write(fd, buf, size);  
  19.     return (-1 == r)?AVERROR(errno):r;  
  20. }  
  21.   
  22. static int file_get_handle(URLContext *h)  
  23. {  
  24.     return (intptr_t) h->priv_data;  
  25. }  
  26.   
  27. static int file_check(URLContext *h, int mask)  
  28. {  
  29.     struct stat st;  
  30.     int ret = stat(h->filename, &st);  
  31.     if (ret < 0)  
  32.         return AVERROR(errno);  
  33.   
  34.     ret |= st.st_mode&S_IRUSR ? mask&AVIO_FLAG_READ  : 0;  
  35.     ret |= st.st_mode&S_IWUSR ? mask&AVIO_FLAG_WRITE : 0;  
  36.   
  37.     return ret;  
  38. }  
  39.   
  40. #if CONFIG_FILE_PROTOCOL  
  41.   
  42. static int file_open(URLContext *h, const char *filename, int flags)  
  43. {  
  44.     int access;  
  45.     int fd;  
  46.   
  47.     av_strstart(filename, "file:", &filename);  
  48.   
  49.     if (flags & AVIO_FLAG_WRITE && flags & AVIO_FLAG_READ) {  
  50.         access = O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR;  
  51.     } else if (flags & AVIO_FLAG_WRITE) {  
  52.         access = O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY;  
  53.     } else {  
  54.         access = O_RDONLY;  
  55.     }  
  56. #ifdef O_BINARY  
  57.     access |= O_BINARY;  
  58. #endif  
  59.     fd = open(filename, access, 0666);  
  60.     if (fd == -1)  
  61.         return AVERROR(errno);  
  62.     h->priv_data = (void *) (intptr_t) fd;  
  63.     return 0;  
  64. }  
  65.   
  66. /* XXX: use llseek */  
  67. static int64_t file_seek(URLContext *h, int64_t pos, int whence)  
  68. {  
  69.     int fd = (intptr_t) h->priv_data;  
  70.     if (whence == AVSEEK_SIZE) {  
  71.         struct stat st;  
  72.         int ret = fstat(fd, &st);  
  73.         return ret < 0 ? AVERROR(errno) : st.st_size;  
  74.     }  
  75.     return lseek(fd, pos, whence);  
  76. }  
  77.   
  78. static int file_close(URLContext *h)  
  79. {  
  80.     int fd = (intptr_t) h->priv_data;  
  81.     return close(fd);  
  82. }
Keep it simple!
作者：N3verL4nd
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