FFmpeg源代码简单分析：avio_open2() (转载)

FFmpeg的库函数源代码分析文章列表：

【架构图】

FFmpeg源代码结构图 - 解码

FFmpeg源代码结构图 - 编码

【通用】

FFmpeg 源代码简单分析：av_register_all()

FFmpeg 源代码简单分析：avcodec_register_all()

FFmpeg 源代码简单分析：内存的分配和释放（av_malloc()、av_free()等）

FFmpeg 源代码简单分析：常见结构体的初始化和销毁（AVFormatContext，AVFrame等）

FFmpeg 源代码简单分析：avio_open2()

FFmpeg 源代码简单分析：av_find_decoder()和av_find_encoder()

FFmpeg 源代码简单分析：avcodec_open2()

FFmpeg 源代码简单分析：avcodec_close()

【解码】

图解FFMPEG打开媒体的函数avformat_open_input

FFmpeg 源代码简单分析：avformat_open_input()

FFmpeg 源代码简单分析：avformat_find_stream_info()

FFmpeg 源代码简单分析：av_read_frame()

FFmpeg 源代码简单分析：avcodec_decode_video2()

FFmpeg 源代码简单分析：avformat_close_input()

【编码】

FFmpeg 源代码简单分析：avformat_alloc_output_context2()

FFmpeg 源代码简单分析：avformat_write_header()

FFmpeg 源代码简单分析：avcodec_encode_video()

FFmpeg 源代码简单分析：av_write_frame()

FFmpeg 源代码简单分析：av_write_trailer()

【其它】

FFmpeg源代码简单分析：日志输出系统（av_log()等）

FFmpeg源代码简单分析：结构体成员管理系统-AVClass

FFmpeg源代码简单分析：结构体成员管理系统-AVOption

FFmpeg源代码简单分析：libswscale的sws_getContext()

FFmpeg源代码简单分析：libswscale的sws_scale()

FFmpeg源代码简单分析：libavdevice的avdevice_register_all()

FFmpeg源代码简单分析：libavdevice的gdigrab

【脚本】

FFmpeg源代码简单分析：makefile

FFmpeg源代码简单分析：configure

【H.264】

FFmpeg的H.264解码器源代码简单分析：概述

=====================================================

本文简单分析FFmpeg中一个常用的函数avio_open2()。该函数用于打开FFmpeg的输入输出文件。avio_open2()的声明位于libavformatavio.h文件中，如下所示。

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  1. /** 
  2.  * Create and initialize a AVIOContext for accessing the 
  3.  * resource indicated by url. 
  4.  * @note When the resource indicated by url has been opened in 
  5.  * read+write mode, the AVIOContext can be used only for writing. 
  6.  * 
  7.  * @param s Used to return the pointer to the created AVIOContext. 
  8.  * In case of failure the pointed to value is set to NULL. 
  9.  * @param url resource to access 
  10.  * @param flags flags which control how the resource indicated by url 
  11.  * is to be opened 
  12.  * @param int_cb an interrupt callback to be used at the protocols level 
  13.  * @param options  A dictionary filled with protocol-private options. On return 
  14.  * this parameter will be destroyed and replaced with a dict containing options 
  15.  * that were not found. May be NULL. 
  16.  * @return >= 0 in case of success, a negative value corresponding to an 
  17.  * AVERROR code in case of failure 
  18.  */  
  19. int avio_open2(AVIOContext **s, const char *url, int flags,  
  20.                const AVIOInterruptCB *int_cb, AVDictionary **options);  


avio_open2()函数参数的含义如下：

s：函数调用成功之后创建的AVIOContext结构体。
url：输入输出协议的地址（文件也是一种“广义”的协议，对于文件来说就是文件的路径）。
flags：打开地址的方式。可以选择只读，只写，或者读写。取值如下。
AVIO_FLAG_READ：只读。
AVIO_FLAG_WRITE：只写。
AVIO_FLAG_READ_WRITE：读写。
int_cb：目前还没有用过。

options：目前还没有用过。

该函数最典型的例子可以参考：最简单的基于FFMPEG的视频编码器（YUV编码为H.264）

函数调用结构图

首先贴出来最终分析得出的函数调用结构图，如下所示。

 

单击查看更清晰的图片

avio_open()

有一个和avio_open2()“长得很像”的函数avio_open()，应该是avio_open2()的早期版本。avio_open()比avio_open2()少了最后2个参数。而它前面几个参数的含义和avio_open2()是一样的。从源代码中可以看出，avio_open()内部调用了avio_open2()，并且把avio_open2()的后2个参数设置成了NULL，因此它的功能实际上和avio_open2()是一样的。avio_open()源代码如下所示。

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  1. int avio_open(AVIOContext **s, const char *filename, int flags)  
  2. {  
  3.     return avio_open2(s, filename, flags, NULL, NULL);  
  4. }  

avio_open2()

下面看一下avio_open2()的源代码，位于libavformataviobuf.c文件中。

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  1. int avio_open2(AVIOContext **s, const char *filename, int flags,  
  2.                const AVIOInterruptCB *int_cb, AVDictionary **options)  
  3. {  
  4.     URLContext *h;  
  5.     int err;  
  6.   
  7.   
  8.     err = ffurl_open(&h, filename, flags, int_cb, options);  
  9.     if (err < 0)  
  10.         return err;  
  11.     err = ffio_fdopen(s, h);  
  12.     if (err < 0) {  
  13.         ffurl_close(h);  
  14.         return err;  
  15.     }  
  16.     return 0;  
  17. }  

从avio_open2()的源代码可以看出，它主要调用了2个函数：ffurl_open()和ffio_fdopen()。其中ffurl_open()用于初始化URLContext，ffio_fdopen()用于根据URLContext初始化AVIOContext。URLContext中包含的URLProtocol完成了具体的协议读写等工作。AVIOContext则是在URLContext的读写函数外面加上了一层“包装”（通过retry_transfer_wrapper()函数）。

URLProtocol和URLContext

在查看ffurl_open()和ffio_fdopen()函数之前，首先查看一下URLContext和URLProtocol的定义。这两个结构体在FFmpeg的早期版本的SDK中是定义在头文件中可以直接使用的。但是近期的FFmpeg的SDK中已经找不到这两个结构体的定义了。FFmpeg把这两个结构体移动到了源代码的内部，变成了内部结构体。
URLProtocol的定义位于libavformaturl.h，如下所示。

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  1. typedef struct URLProtocol {  
  2.     const char *name;  
  3.     int     (*url_open)( URLContext *h, const char *url, int flags);  
  4.     /** 
  5.      * This callback is to be used by protocols which open further nested 
  6.      * protocols. options are then to be passed to ffurl_open()/ffurl_connect() 
  7.      * for those nested protocols. 
  8.      */  
  9.     int     (*url_open2)(URLContext *h, const char *url, int flags, AVDictionary **options);  
  10.   
  11.   
  12.     /** 
  13.      * Read data from the protocol. 
  14.      * If data is immediately available (even less than size), EOF is 
  15.      * reached or an error occurs (including EINTR), return immediately. 
  16.      * Otherwise: 
  17.      * In non-blocking mode, return AVERROR(EAGAIN) immediately. 
  18.      * In blocking mode, wait for data/EOF/error with a short timeout (0.1s), 
  19.      * and return AVERROR(EAGAIN) on timeout. 
  20.      * Checking interrupt_callback, looping on EINTR and EAGAIN and until 
  21.      * enough data has been read is left to the calling function; see 
  22.      * retry_transfer_wrapper in avio.c. 
  23.      */  
  24.     int     (*url_read)( URLContext *h, unsigned char *buf, int size);  
  25.     int     (*url_write)(URLContext *h, const unsigned char *buf, int size);  
  26.     int64_t (*url_seek)( URLContext *h, int64_t pos, int whence);  
  27.     int     (*url_close)(URLContext *h);  
  28.     struct URLProtocol *next;  
  29.     int (*url_read_pause)(URLContext *h, int pause);  
  30.     int64_t (*url_read_seek)(URLContext *h, int stream_index,  
  31.                              int64_t timestamp, int flags);  
  32.     int (*url_get_file_handle)(URLContext *h);  
  33.     int (*url_get_multi_file_handle)(URLContext *h, int **handles,  
  34.                                      int *numhandles);  
  35.     int (*url_shutdown)(URLContext *h, int flags);  
  36.     int priv_data_size;  
  37.     const AVClass *priv_data_class;  
  38.     int flags;  
  39.     int (*url_check)(URLContext *h, int mask);  
  40. } URLProtocol;  


从URLProtocol的定义可以看出，其中包含了用于协议读写的函数指针。例如：
url_open()：打开协议。
url_read()：读数据。
url_write()：写数据。
url_close()：关闭协议。
每种具体的协议都包含了一个URLProtocol结构体，例如：
FILE协议（“文件”在FFmpeg中也被当做一种协议）的结构体ff_file_protocol的定义如下所示（位于libavformatfile.c）。

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  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.     .priv_data_size      = sizeof(FileContext),  
  11.     .priv_data_class     = &file_class,  
  12. };  


在使用FILE协议进行读写的时候，调用url_open()实际上就是调用了file_open()函数，这里限于篇幅不再对file_open()的源代码进行分析。file_open()函数实际上调用了系统的打开文件函数open()。同理，调用url_read()实际上就是调用了file_read()函数；file_read()函数实际上调用了系统的读取文件函数read()。url_write()，url_seek()等函数的道理都是一样的。

LibRTMP协议的结构体ff_librtmp_protocol的定义如下所示（位于libavformatlibrtmp.c）。

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  1. URLProtocol ff_librtmp_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(LibRTMPContext),  
  11.     .priv_data_class     = &librtmp_class,  
  12.     .flags               = URL_PROTOCOL_FLAG_NETWORK,  
  13. };  


UDP协议的结构体ff_udp_protocol的定义如下所示（位于libavformatudp.c）。

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  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.     .priv_data_class     = &udp_context_class,  
  10.     .flags               = URL_PROTOCOL_FLAG_NETWORK,  
  11. };  


上文中简单介绍了URLProtocol结构体。下面看一下URLContext结构体。URLContext的定义也位于libavformaturl.h，如下所示。

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  1. typedef struct URLContext {  
  2.     const AVClass *av_class;    /**< information for av_log(). Set by url_open(). */  
  3.     struct URLProtocol *prot;  
  4.     void *priv_data;  
  5.     char *filename;             /**< specified URL */  
  6.     int flags;  
  7.     int max_packet_size;        /**< if non zero, the stream is packetized with this max packet size */  
  8.     int is_streamed;            /**< true if streamed (no seek possible), default = false */  
  9.     int is_connected;  
  10.     AVIOInterruptCB interrupt_callback;  
  11.     int64_t rw_timeout;         /**< maximum time to wait for (network) read/write operation completion, in mcs */  
  12. } URLContext;  


从代码中可以看出，URLProtocol结构体是URLContext结构体的一个成员。由于还没有对URLContext结构体进行详细研究，有关该结构体的代码不再做过多分析。

ffurl_open()

前文提到AVIOContext中主要调用了2个函数：ffurl_open()和ffio_fdopen()。其中ffurl_open()用于初始化URLContext，ffio_fdopen()用于根据URLContext初始化AVIOContext。下面首先看一下初始化URLContext的函数ffurl_open()。
ffurl_open()的函数定义位于libavformatavio.c中，如下所示。

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  1. int ffurl_open(URLContext **puc, const char *filename, int flags,  
  2.                const AVIOInterruptCB *int_cb, AVDictionary **options)  
  3. {  
  4.     int ret = ffurl_alloc(puc, filename, flags, int_cb);  
  5.     if (ret < 0)  
  6.         return ret;  
  7.     if (options && (*puc)->prot->priv_data_class &&  
  8.         (ret = av_opt_set_dict((*puc)->priv_data, options)) < 0)  
  9.         goto fail;  
  10.     if ((ret = av_opt_set_dict(*puc, options)) < 0)  
  11.         goto fail;  
  12.     ret = ffurl_connect(*puc, options);  
  13.     if (!ret)  
  14.         return 0;  
  15. fail:  
  16.     ffurl_close(*puc);  
  17.     *puc = NULL;  
  18.     return ret;  
  19. }  

从代码中可以看出，ffurl_open()主要调用了2个函数：ffurl_alloc()和ffurl_connect()。ffurl_alloc()用于查找合适的URLProtocol，并创建一个URLContext；ffurl_connect()用于打开获得的URLProtocol。

ffurl_alloc()

ffurl_alloc()的定义位于libavformatavio.c中，如下所示。

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  1. int ffurl_alloc(URLContext **puc, const char *filename, int flags,  
  2.                 const AVIOInterruptCB *int_cb)  
  3. {  
  4.     URLProtocol *p = NULL;  
  5.   
  6.   
  7.     if (!first_protocol) {  
  8.         av_log(NULL, AV_LOG_WARNING, "No URL Protocols are registered. "  
  9.                                      "Missing call to av_register_all()? ");  
  10.     }  
  11.   
  12.   
  13.     p = url_find_protocol(filename);  
  14.     if (p)  
  15.        return url_alloc_for_protocol(puc, p, filename, flags, int_cb);  
  16.   
  17.   
  18.     *puc = NULL;  
  19.     if (av_strstart(filename, "https:", NULL))  
  20.         av_log(NULL, AV_LOG_WARNING, "https protocol not found, recompile with openssl or gnutls enabled. ");  
  21.     return AVERROR_PROTOCOL_NOT_FOUND;  
  22. }  

从代码中可以看出，ffurl_alloc()主要调用了2个函数：url_find_protocol()根据文件路径查找合适的URLProtocol，url_alloc_for_protocol()为查找到的URLProtocol创建URLContext。

url_find_protocol()

先来看一下url_find_protocol()函数，定义如下所示。

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  1. #define URL_SCHEME_CHARS                          
  2.     "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"                  
  3.     "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"                  
  4.     "0123456789+-."  
  5.   
  6. static struct URLProtocol *url_find_protocol(const char *filename)  
  7. {  
  8.     URLProtocol *up = NULL;  
  9.     char proto_str[128], proto_nested[128], *ptr;  
  10.     size_t proto_len = strspn(filename, URL_SCHEME_CHARS);  
  11.   
  12.   
  13.     if (filename[proto_len] != ':' &&  
  14.         (filename[proto_len] != ',' || !strchr(filename + proto_len + 1, ':')) ||  
  15.         is_dos_path(filename))  
  16.         strcpy(proto_str, "file");  
  17.     else  
  18.         av_strlcpy(proto_str, filename,  
  19.                    FFMIN(proto_len + 1, sizeof(proto_str)));  
  20.   
  21.   
  22.     if ((ptr = strchr(proto_str, ',')))  
  23.         *ptr = '';  
  24.     av_strlcpy(proto_nested, proto_str, sizeof(proto_nested));  
  25.     if ((ptr = strchr(proto_nested, '+')))  
  26.         *ptr = '';  
  27.   
  28.   
  29.     while (up = ffurl_protocol_next(up)) {  
  30.         if (!strcmp(proto_str, up->name))  
  31.             break;  
  32.         if (up->flags & URL_PROTOCOL_FLAG_NESTED_SCHEME &&  
  33.             !strcmp(proto_nested, up->name))  
  34.             break;  
  35.     }  
  36.   
  37.   
  38.     return up;  
  39. }  


url_find_protocol()函数表明了FFmpeg根据文件路径猜测协议的方法。该函数首先根据strspn()函数查找字符串中第一个“非字母或数字”的字符的位置，并保存在proto_len中。一般情况下，协议URL中都是包含“:”的，比如说RTMP的URL格式是“rtmp://xxx…”，UDP的URL格式是“udp://…”，HTTP的URL格式是“http://...”。因此，一般情况下proto_len的数值就是“:”的下标（代表了“:”前面的协议名称的字符的个数，例如rtmp://的proto_len为4）。
接下来函数将filename的前proto_len个字节拷贝至proto_str字符串中。

PS：

这个地方比较纠结，源代码中av_strlcpy()函数的第3个参数size写的字符串的长度是（proto_len+1），但是查了一下av_strlcpy()的定义，发现该函数至多拷贝（size-1）个字符。这么一涨一消，最终还是拷贝了proto_len个字节。例如RTMP协议就拷贝了“rtmp”，UDP协议就拷贝了“udp”。

av_strlcpy()是FFMpeg的一个工具函数，声明位于libavutilavstring.h，如下所示。

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  1. /** 
  2.  * Copy the string src to dst, but no more than size - 1 bytes, and 
  3.  * null-terminate dst. 
  4.  * 
  5.  * This function is the same as BSD strlcpy(). 
  6.  * 
  7.  * @param dst destination buffer 
  8.  * @param src source string 
  9.  * @param size size of destination buffer 
  10.  * @return the length of src 
  11.  * 
  12.  * @warning since the return value is the length of src, src absolutely 
  13.  * _must_ be a properly 0-terminated string, otherwise this will read beyond 
  14.  * the end of the buffer and possibly crash. 
  15.  */  
  16. size_t av_strlcpy(char *dst, const char *src, size_t size);  

这里有一种例外，那就是文件路径。“文件”在FFmpeg中也是一种“协议”，并且前缀是“file”。也就是标准的文件路径应该是“file://...”格式的。但是这太不符合我们一般人的使用习惯，我们一般是不会在文件路径前面加上“file”协议名称的。所以该函数采取的方法是：一旦检测出来输入的URL是文件路径而不是网络协议，就自动向proto_str中拷贝“file”。

其中判断文件路径那里有一个很复杂的if()语句。根据我的理解，“||”前面的语句用于判断是否是相对文件路径，“||”后面的语句用于判断是否是绝对路径。判断绝对路径的时候用到了一个函数is_dos_path()，定义位于libavformatos_support.h，如下所示。

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  1. static inline int is_dos_path(const char *path)  
  2. {  
  3. #if HAVE_DOS_PATHS  
  4.     if (path[0] && path[1] == ':')  
  5.         return 1;  
  6. #endif  
  7.     return 0;  
  8. }  


注意“&&”优先级低于“==”。如果文件路径第1个字符不为空（一般情况下是盘符）而且第2个字符为“:”，就认为它是绝对文件路径。
此外url_find_protocol()函数中还涉及到一个函数ffurl_protocol_next()。该函数用于获得下一个URLProtocol（所有的URLProtocol在FFmpeg初始化注册的时候形成一个链表结构）。ffurl_protocol_next()代码极其简单，如下所示。

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  1. URLProtocol *ffurl_protocol_next(const URLProtocol *prev)  
  2. {  
  3.     return prev ? prev->next : first_protocol;  
  4. }  



url_alloc_for_protocol()

url_alloc_for_protocol()的定义位于libavformatavio.c中，如下所示。

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  1. static int url_alloc_for_protocol(URLContext **puc, struct URLProtocol *up,  
  2.                                   const char *filename, int flags,  
  3.                                   const AVIOInterruptCB *int_cb)  
  4. {  
  5.     URLContext *uc;  
  6.     int err;  
  7.   
  8.   
  9. #if CONFIG_NETWORK  
  10.     if (up->flags & URL_PROTOCOL_FLAG_NETWORK && !ff_network_init())  
  11.         return AVERROR(EIO);  
  12. #endif  
  13.     if ((flags & AVIO_FLAG_READ) && !up->url_read) {  
  14.         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,  
  15.                "Impossible to open the '%s' protocol for reading ", up->name);  
  16.         return AVERROR(EIO);  
  17.     }  
  18.     if ((flags & AVIO_FLAG_WRITE) && !up->url_write) {  
  19.         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,  
  20.                "Impossible to open the '%s' protocol for writing ", up->name);  
  21.         return AVERROR(EIO);  
  22.     }  
  23.     uc = av_mallocz(sizeof(URLContext) + strlen(filename) + 1);  
  24.     if (!uc) {  
  25.         err = AVERROR(ENOMEM);  
  26.         goto fail;  
  27.     }  
  28.     uc->av_class = &ffurl_context_class;  
  29.     uc->filename = (char *)&uc[1];  
  30.     strcpy(uc->filename, filename);  
  31.     uc->prot            = up;  
  32.     uc->flags           = flags;  
  33.     uc->is_streamed     = 0; /* default = not streamed */  
  34.     uc->max_packet_size = 0; /* default: stream file */  
  35.     if (up->priv_data_size) {  
  36.         uc->priv_data = av_mallocz(up->priv_data_size);  
  37.         if (!uc->priv_data) {  
  38.             err = AVERROR(ENOMEM);  
  39.             goto fail;  
  40.         }  
  41.         if (up->priv_data_class) {  
  42.             int proto_len= strlen(up->name);  
  43.             char *start = strchr(uc->filename, ',');  
  44.             *(const AVClass **)uc->priv_data = up->priv_data_class;  
  45.             av_opt_set_defaults(uc->priv_data);  
  46.             if(!strncmp(up->name, uc->filename, proto_len) && uc->filename + proto_len == start){  
  47.                 int ret= 0;  
  48.                 char *p= start;  
  49.                 char sep= *++p;  
  50.                 char *key, *val;  
  51.                 p++;  
  52.                 while(ret >= 0 && (key= strchr(p, sep)) && p<key && (val = strchr(key+1, sep))){  
  53.                     *val= *key= 0;  
  54.                     ret= av_opt_set(uc->priv_data, p, key+1, 0);  
  55.                     if (ret == AVERROR_OPTION_NOT_FOUND)  
  56.                         av_log(uc, AV_LOG_ERROR, "Key '%s' not found. ", p);  
  57.                     *val= *key= sep;  
  58.                     p= val+1;  
  59.                 }  
  60.                 if(ret<0 || p!=key){  
  61.                     av_log(uc, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options string %s ", start);  
  62.                     av_freep(&uc->priv_data);  
  63.                     av_freep(&uc);  
  64.                     err = AVERROR(EINVAL);  
  65.                     goto fail;  
  66.                 }  
  67.                 memmove(start, key+1, strlen(key));  
  68.             }  
  69.         }  
  70.     }  
  71.     if (int_cb)  
  72.         uc->interrupt_callback = *int_cb;  
  73.   
  74.   
  75.     *puc = uc;  
  76.     return 0;  
  77. fail:  
  78.     *puc = NULL;  
  79.     if (uc)  
  80.         av_freep(&uc->priv_data);  
  81.     av_freep(&uc);  
  82. #if CONFIG_NETWORK  
  83.     if (up->flags & URL_PROTOCOL_FLAG_NETWORK)  
  84.         ff_network_close();  
  85. #endif  
  86.     return err;  
  87. }  


url_alloc_for_protocol()完成了以下步骤：首先，检查输入的URLProtocol是否支持指定的flag。比如flag中如果指定了AVIO_FLAG_READ，则URLProtocol中必须包含url_read()；如果指定了AVIO_FLAG_WRITE，则URLProtocol中必须包含url_write()。在检查无误之后，接着就可以调用av_mallocz()为即将创建的URLContext分配内存了。接下来基本上就是各种赋值工作，在这里不再详细记录。

ffurl_connect()

ffurl_connect()用于打开获得的URLProtocol。该函数的定义位于libavformatavio.c中，如下所示。

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  1. int ffurl_connect(URLContext *uc, AVDictionary **options)  
  2. {  
  3.     int err =  
  4.         uc->prot->url_open2 ? uc->prot->url_open2(uc,  
  5.                                                   uc->filename,  
  6.                                                   uc->flags,  
  7.                                                   options) :  
  8.         uc->prot->url_open(uc, uc->filename, uc->flags);  
  9.     if (err)  
  10.         return err;  
  11.     uc->is_connected = 1;  
  12.     /* We must be careful here as ffurl_seek() could be slow, 
  13.      * for example for http */  
  14.     if ((uc->flags & AVIO_FLAG_WRITE) || !strcmp(uc->prot->name, "file"))  
  15.         if (!uc->is_streamed && ffurl_seek(uc, 0, SEEK_SET) < 0)  
  16.             uc->is_streamed = 1;  
  17.     return 0;  
  18. }  

该函数最重要的函数就是它的第一句：URLProtocol中是否包含url_open2()？如果包含的话，就调用url_open2()，否则就调用url_open()。

url_open()本身是URLProtocol的一个函数指针，这个地方根据不同的协议调用的url_open()具体实现函数也是不一样的，例如file协议的url_open()对应的是file_open()，而file_open()最终调用了_wsopen()，_sopen()（Windows下）或者open()（Linux下，类似于fopen()）这样的系统中打开文件的API函数；而libRTMP的url_open()对应的是rtmp_open()，而rtmp_open()最终调用了libRTMP的API函数RTMP_Init()，RTMP_SetupURL()，RTMP_Connect() 以及RTMP_ConnectStream()。

ffio_fdopen()

ffio_fdopen()使用已经获得的URLContext初始化AVIOContext。它的函数定义位于libavformataviobuf.c中，如下所示。

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  1. #define IO_BUFFER_SIZE 32768  
  2.   
  3.   
  4. int ffio_fdopen(AVIOContext **s, URLContext *h)  
  5. {  
  6.     uint8_t *buffer;  
  7.     int buffer_size, max_packet_size;  
  8.   
  9.   
  10.     max_packet_size = h->max_packet_size;  
  11.     if (max_packet_size) {  
  12.         buffer_size = max_packet_size; /* no need to bufferize more than one packet */  
  13.     } else {  
  14.         buffer_size = IO_BUFFER_SIZE;  
  15.     }  
  16.     buffer = av_malloc(buffer_size);  
  17.     if (!buffer)  
  18.         return AVERROR(ENOMEM);  
  19.   
  20.   
  21.     *s = avio_alloc_context(buffer, buffer_size, h->flags & AVIO_FLAG_WRITE, h,  
  22.                             (void*)ffurl_read, (void*)ffurl_write, (void*)ffurl_seek);  
  23.     if (!*s) {  
  24.         av_free(buffer);  
  25.         return AVERROR(ENOMEM);  
  26.     }  
  27.     (*s)->direct = h->flags & AVIO_FLAG_DIRECT;  
  28.     (*s)->seekable = h->is_streamed ? 0 : AVIO_SEEKABLE_NORMAL;  
  29.     (*s)->max_packet_size = max_packet_size;  
  30.     if(h->prot) {  
  31.         (*s)->read_pause = (int (*)(void *, int))h->prot->url_read_pause;  
  32.         (*s)->read_seek  = (int64_t (*)(void *, int, int64_t, int))h->prot->url_read_seek;  
  33.     }  
  34.     (*s)->av_class = &ffio_url_class;  
  35.     return 0;  
  36. }  

ffio_fdopen()函数首先初始化AVIOContext中的Buffer。如果URLContext中设置了max_packet_size，则将Buffer的大小设置为max_packet_size。如果没有设置的话（似乎大部分URLContext都没有设置该值），则会分配IO_BUFFER_SIZE个字节给Buffer。IO_BUFFER_SIZE取值为32768。

avio_alloc_context()

ffio_fdopen()接下来会调用avio_alloc_context()初始化一个AVIOContext。avio_alloc_context()本身是一个FFmpeg的API函数。它的声明位于libavformatavio.h中，如下所示。

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  1. /** 
  2.  * Allocate and initialize an AVIOContext for buffered I/O. It must be later 
  3.  * freed with av_free(). 
  4.  * 
  5.  * @param buffer Memory block for input/output operations via AVIOContext. 
  6.  *        The buffer must be allocated with av_malloc() and friends. 
  7.  * @param buffer_size The buffer size is very important for performance. 
  8.  *        For protocols with fixed blocksize it should be set to this blocksize. 
  9.  *        For others a typical size is a cache page, e.g. 4kb. 
  10.  * @param write_flag Set to 1 if the buffer should be writable, 0 otherwise. 
  11.  * @param opaque An opaque pointer to user-specific data. 
  12.  * @param read_packet  A function for refilling the buffer, may be NULL. 
  13.  * @param write_packet A function for writing the buffer contents, may be NULL. 
  14.  *        The function may not change the input buffers content. 
  15.  * @param seek A function for seeking to specified byte position, may be NULL. 
  16.  * 
  17.  * @return Allocated AVIOContext or NULL on failure. 
  18.  */  
  19. AVIOContext *avio_alloc_context(  
  20.                   unsigned char *buffer,  
  21.                   int buffer_size,  
  22.                   int write_flag,  
  23.                   void *opaque,  
  24.                   int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
  25.                   int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
  26.                   int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence));  


avio_alloc_context()看上去参数很多，但实际上并不复杂。先简单解释一下它各个参数的含义：

buffer：AVIOContext中的Buffer。
buffer_size：AVIOContext中的Buffer的大小。
write_flag：设置为1则Buffer可写；否则Buffer只可读。
opaque：用户自定义数据。
read_packet()：读取外部数据，填充Buffer的函数。
write_packet()：向Buffer中写入数据的函数。
seek()：用于Seek的函数。

该函数成功执行的话则会返回一个创建好的AVIOContext。
下面看一下avio_alloc_context()的定义，位于libavformataviobuf.c，如下所示。

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  1. AVIOContext *avio_alloc_context(  
  2.                   unsigned char *buffer,  
  3.                   int buffer_size,  
  4.                   int write_flag,  
  5.                   void *opaque,  
  6.                   int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
  7.                   int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
  8.                   int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence))  
  9. {  
  10.     AVIOContext *s = av_mallocz(sizeof(AVIOContext));  
  11.     if (!s)  
  12.         return NULL;  
  13.     ffio_init_context(s, buffer, buffer_size, write_flag, opaque,  
  14.                   read_packet, write_packet, seek);  
  15.     return s;  
  16. }  


该函数代码很简单：首先调用av_mallocz()为AVIOContext分配一块内存空间，然后基本上将所有输入参数传递给ffio_init_context()。

ffio_init_context()

ffio_init_context()的定义如下。

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  1. int ffio_init_context(AVIOContext *s,  
  2.                   unsigned char *buffer,  
  3.                   int buffer_size,  
  4.                   int write_flag,  
  5.                   void *opaque,  
  6.                   int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
  7.                   int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
  8.                   int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence))  
  9. {  
  10.     s->buffer      = buffer;  
  11.     s->orig_buffer_size =  
  12.     s->buffer_size = buffer_size;  
  13.     s->buf_ptr     = buffer;  
  14.     s->opaque      = opaque;  
  15.     s->direct      = 0;  
  16.   
  17.   
  18.     url_resetbuf(s, write_flag ? AVIO_FLAG_WRITE : AVIO_FLAG_READ);  
  19.   
  20.   
  21.     s->write_packet    = write_packet;  
  22.     s->read_packet     = read_packet;  
  23.     s->seek            = seek;  
  24.     s->pos             = 0;  
  25.     s->must_flush      = 0;  
  26.     s->eof_reached     = 0;  
  27.     s->error           = 0;  
  28.     s->seekable        = seek ? AVIO_SEEKABLE_NORMAL : 0;  
  29.     s->max_packet_size = 0;  
  30.     s->update_checksum = NULL;  
  31.   
  32.   
  33.     if (!read_packet && !write_flag) {  
  34.         s->pos     = buffer_size;  
  35.         s->buf_end = s->buffer + buffer_size;  
  36.     }  
  37.     s->read_pause = NULL;  
  38.     s->read_seek  = NULL;  
  39.   
  40.   
  41.     return 0;  
  42. }  


可以看出，这个函数的工作就是各种赋值，不算很有“技术含量”，不再详述。

ffurl_read()，ffurl_write()，ffurl_seek()

现在我们再回到ffio_fdopen()，会发现它初始化AVIOContext的结构体的时候，首先将自己分配的Buffer设置为该AVIOContext的Buffer；然后将URLContext作为用户自定义数据（对应AVIOContext的opaque变量）提供给该AVIOContext；最后分别将3个函数作为该AVIOContext的读，写，跳转函数：ffurl_read()，ffurl_write()，ffurl_seek()。下面我们选择一个ffurl_read()看看它的定义。
ffurl_read()的定义位于libavformatavio.c，如下所示。

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  1. int ffurl_read(URLContext *h, unsigned char *buf, int size)  
  2. {  
  3.     if (!(h->flags & AVIO_FLAG_READ))  
  4.         return AVERROR(EIO);  
  5.     return retry_transfer_wrapper(h, buf, size, 1, h->prot->url_read);  
  6. }  


该函数先判断了一下输入的URLContext是否支持“读”操作，接着调用了一个函数：retry_transfer_wrapper()。
如果我们看ffurl_write()的代码，如下所示。

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  1. int ffurl_write(URLContext *h, const unsigned char *buf, int size)  
  2. {  
  3.     if (!(h->flags & AVIO_FLAG_WRITE))  
  4.         return AVERROR(EIO);  
  5.     /* avoid sending too big packets */  
  6.     if (h->max_packet_size && size > h->max_packet_size)  
  7.         return AVERROR(EIO);  
  8.   
  9.   
  10.     return retry_transfer_wrapper(h, (unsigned char *)buf, size, size, (void*)h->prot->url_write);  
  11. }  


会发现他也调用了同样的一个函数retry_transfer_wrapper()。唯一的不同在于ffurl_read()调用retry_transfer_wrapper()的时候，最后一个参数是URLProtocol的url_read()，而ffurl_write()调用retry_transfer_wrapper()的时候，最后一个参数是URLProtocol的url_write()。
下面我们看一下retry_transfer_wrapper()的定义，位于libavformatavio.c，如下所示。

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  1. static inline int retry_transfer_wrapper(URLContext *h, uint8_t *buf,  
  2.                                          int size, int size_min,  
  3.                                          int (*transfer_func)(URLContext *h,  
  4.                                                               uint8_t *buf,  
  5.                                                               int size))  
  6. {  
  7.     int ret, len;  
  8.     int fast_retries = 5;  
  9.     int64_t wait_since = 0;  
  10.   
  11.   
  12.     len = 0;  
  13.     while (len < size_min) {  
  14.         if (ff_check_interrupt(&h->interrupt_callback))  
  15.             return AVERROR_EXIT;  
  16.         ret = transfer_func(h, buf + len, size - len);  
  17.         if (ret == AVERROR(EINTR))  
  18.             continue;  
  19.         if (h->flags & AVIO_FLAG_NONBLOCK)  
  20.             return ret;  
  21.         if (ret == AVERROR(EAGAIN)) {  
  22.             ret = 0;  
  23.             if (fast_retries) {  
  24.                 fast_retries--;  
  25.             } else {  
  26.                 if (h->rw_timeout) {  
  27.                     if (!wait_since)  
  28.                         wait_since = av_gettime_relative();  
  29.                     else if (av_gettime_relative() > wait_since + h->rw_timeout)  
  30.                         return AVERROR(EIO);  
  31.                 }  
  32.                 av_usleep(1000);  
  33.             }  
  34.         } else if (ret < 1)  
  35.             return (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF) ? ret : len;  
  36.         if (ret)  
  37.             fast_retries = FFMAX(fast_retries, 2);  
  38.         len += ret;  
  39.     }  
  40.     return len;  
  41. }  


从代码中可以看出，它的核心实际上是调用了一个名称为transfer_func()的函数。而该函数就是retry_transfer_wrapper()的第四个参数。该函数实际上是对URLProtocol的读写操作中的错误进行了一些“容错”处理，可以让数据的读写更加的稳定。

avio_alloc_context()执行完毕后，ffio_fdopen()函数的工作就基本完成了，avio_open2()的工作也就做完了。

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