TCPMP 原代码分析1
这段时间在研究TCPMP(The Core Pocket Media Player)，这是一个应用于智能设备上的开源媒体播放软件。
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，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，存放的是程序运行是动态生成代码模块，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(……)中候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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