FFmpeg源代码简单分析：avformat_alloc_output

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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

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本文简单分析FFmpeg中常用的一个函数：avformat_alloc_output_context2()。在基于FFmpeg的视音频编码器程序中，该函数通常是第一个调用的函数（除了组件注册函数av_register_all()）。avformat_alloc_output_context2()函数可以初始化一个用于输出的AVFormatContext结构体。它的声明位于libavformat\avformat.h，如下所示。

/*** Allocate an AVFormatContext for an output format.* avformat_free_context() can be used to free the context and* everything allocated by the framework within it.** @param *ctx is set to the created format context, or to NULL in* case of failure* @param oformat format to use for allocating the context, if NULL* format_name and filename are used instead* @param format_name the name of output format to use for allocating the* context, if NULL filename is used instead* @param filename the name of the filename to use for allocating the* context, may be NULL* @return >= 0 in case of success, a negative AVERROR code in case of* failure*/
int avformat_alloc_output_context2(AVFormatContext **ctx, AVOutputFormat *oformat,const char *format_name, const char *filename);

代码中的英文注释写的已经比较详细了，在这里拿中文简单叙述一下。

ctx：函数调用成功之后创建的AVFormatContext结构体。
oformat：指定AVFormatContext中的AVOutputFormat，用于确定输出格式。如果指定为NULL，可以设定后两个参数（format_name或者filename）由FFmpeg猜测输出格式。
PS：使用该参数需要自己手动获取AVOutputFormat，相对于使用后两个参数来说要麻烦一些。
format_name：指定输出格式的名称。根据格式名称，FFmpeg会推测输出格式。输出格式可以是“flv”，“mkv”等等。
filename：指定输出文件的名称。根据文件名称，FFmpeg会推测输出格式。文件名称可以是“xx.flv”，“yy.mkv”等等。

函数执行成功的话，其返回值大于等于0。

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。

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avformat_alloc_output_context2()

下面看一下avformat_alloc_output_context2()的函数定义。该函数的定义位于libavformat\mux.c中，如下所示。

int avformat_alloc_output_context2(AVFormatContext **avctx, AVOutputFormat *oformat,const char *format, const char *filename)
{AVFormatContext *s = avformat_alloc_context();int ret = 0;*avctx = NULL;if (!s)goto nomem;if (!oformat) {if (format) {oformat = av_guess_format(format, NULL, NULL);if (!oformat) {av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Requested output format '%s' is not a suitable output format\n", format);ret = AVERROR(EINVAL);goto error;}} else {oformat = av_guess_format(NULL, filename, NULL);if (!oformat) {ret = AVERROR(EINVAL);av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Unable to find a suitable output format for '%s'\n",filename);goto error;}}}s->oformat = oformat;if (s->oformat->priv_data_size > 0) {s->priv_data = av_mallocz(s->oformat->priv_data_size);if (!s->priv_data)goto nomem;if (s->oformat->priv_class) {*(const AVClass**)s->priv_data= s->oformat->priv_class;av_opt_set_defaults(s->priv_data);}} elses->priv_data = NULL;if (filename)av_strlcpy(s->filename, filename, sizeof(s->filename));*avctx = s;return 0;
nomem:av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Out of memory\n");ret = AVERROR(ENOMEM);
error:avformat_free_context(s);return ret;
}

从代码中可以看出，avformat_alloc_output_context2()的流程如要包含以下2步：

1) 调用avformat_alloc_context()初始化一个默认的AVFormatContext。

2) 如果指定了输入的AVOutputFormat，则直接将输入的AVOutputFormat赋值给AVOutputFormat的oformat。如果没有指定输入的AVOutputFormat，就需要根据文件格式名称或者文件名推测输出的AVOutputFormat。无论是通过文件格式名称还是文件名推测输出格式，都会调用一个函数av_guess_format()。

下面我们分别看看上文步骤中提到的两个重要的函数：avformat_alloc_context()和av_guess_format()。

avformat_alloc_context()

avformat_alloc_context()的是一个FFmpeg的API，它的定义如下。

AVFormatContext *avformat_alloc_context(void)
{AVFormatContext *ic;ic = av_malloc(sizeof(AVFormatContext));if (!ic) return ic;avformat_get_context_defaults(ic);ic->internal = av_mallocz(sizeof(*ic->internal));if (!ic->internal) {avformat_free_context(ic);return NULL;}return ic;
}

从代码中可以看出，avformat_alloc_context()首先调用av_malloc()为AVFormatContext分配一块内存。然后调用了一个函数avformat_get_context_defaults()用于给AVFormatContext设置默认值。avformat_get_context_defaults()的定义如下。

static void avformat_get_context_defaults(AVFormatContext *s)
{memset(s, 0, sizeof(AVFormatContext));s->av_class = &av_format_context_class;av_opt_set_defaults(s);
}

从代码中可以看出，avformat_alloc_context()首先调用memset()将AVFormatContext的内存置零；然后指定它的AVClass（指定了AVClass之后，该结构体就支持和AVOption相关的功能）；最后调用av_opt_set_defaults()给AVFormatContext的成员变量设置默认值（av_opt_set_defaults()就是和AVOption有关的一个函数，专门用于给指定的结构体设定默认值，此处暂不分析）。

av_guess_format()

av_guess_format()是FFmpeg的一个API。它的声明如下。

/*** Return the output format in the list of registered output formats* which best matches the provided parameters, or return NULL if* there is no match.** @param short_name if non-NULL checks if short_name matches with the* names of the registered formats* @param filename if non-NULL checks if filename terminates with the* extensions of the registered formats* @param mime_type if non-NULL checks if mime_type matches with the* MIME type of the registered formats*/
AVOutputFormat *av_guess_format(const char *short_name,const char *filename,const char *mime_type);

拿中文简单解释一下参数。

short_name：格式的名称。
filename：文件的名称。
mime_type：MIME类型。

返回最匹配的AVOutputFormat。如果没有很匹配的AVOutputFormat，则返回NULL。

av_guess_format()的代码如下所示。

AVOutputFormat *av_guess_format(const char *short_name, const char *filename,const char *mime_type)
{AVOutputFormat *fmt = NULL, *fmt_found;int score_max, score;/* specific test for image sequences */
#if CONFIG_IMAGE2_MUXERif (!short_name && filename &&av_filename_number_test(filename) &&ff_guess_image2_codec(filename) != AV_CODEC_ID_NONE) {return av_guess_format("image2", NULL, NULL);}
#endif/* Find the proper file type. */fmt_found = NULL;score_max = 0;while ((fmt = av_oformat_next(fmt))) {score = 0;if (fmt->name && short_name && av_match_name(short_name, fmt->name))score += 100;if (fmt->mime_type && mime_type && !strcmp(fmt->mime_type, mime_type))score += 10;if (filename && fmt->extensions &&av_match_ext(filename, fmt->extensions)) {score += 5;}if (score > score_max) {score_max = score;fmt_found = fmt;}}return fmt_found;
}

从代码中可以看出，av_guess_format()中使用一个整型变量score记录每种输出格式的匹配程度。函数中包含了一个while()循环，该循环利用函数av_oformat_next()遍历FFmpeg中所有的AVOutputFormat，并逐一计算每个输出格式的score。具体的计算过程分成如下几步：

1) 如果封装格式名称匹配，score增加100。匹配中使用了函数av_match_name()。
2) 如果mime类型匹配，score增加10。匹配直接使用字符串比较函数strcmp()。
3) 如果文件名称的后缀匹配，score增加5。匹配中使用了函数av_match_ext()。

while()循环结束后，得到得分最高的格式，就是最匹配的格式。

下面看一下一个AVOutputFormat的实例，就可以理解“封装格式名称”，“mine类型”，“文件名称后缀”这些概念了。下面是flv格式的视音频复用器（Muxer）对应的AVOutputFormat格式的变量ff_flv_muxer。

AVOutputFormat ff_flv_muxer = {.name           = "flv",.long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLV (Flash Video)"),.mime_type      = "video/x-flv",.extensions     = "flv",.priv_data_size = sizeof(FLVContext),.audio_codec    = CONFIG_LIBMP3LAME ? AV_CODEC_ID_MP3 : AV_CODEC_ID_ADPCM_SWF,.video_codec    = AV_CODEC_ID_FLV1,.write_header   = flv_write_header,.write_packet   = flv_write_packet,.write_trailer  = flv_write_trailer,.codec_tag      = (const AVCodecTag* const []) {flv_video_codec_ids, flv_audio_codec_ids, 0},.flags          = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS |AVFMT_TS_NONSTRICT,
};

下面看看av_guess_format()匹配最佳格式的过程中涉及到的几个函数。

av_oformat_next()

av_oformat_next()是个API函数，声明如下所示。

/*** If f is NULL, returns the first registered output format,* if f is non-NULL, returns the next registered output format after f* or NULL if f is the last one.*/
AVOutputFormat *av_oformat_next(const AVOutputFormat *f);

av_oformat_next()参数不为NULL的时候用于获得下一个AVOutputFormat，否则获得第一个AVOutputFormat。定义如下。

AVOutputFormat *av_oformat_next(const AVOutputFormat *f)
{if (f)return f->next;elsereturn first_oformat;
}

av_match_name()

av_match_name()是一个API函数，声明如下所示。

/*** Match instances of a name in a comma-separated list of names.* @param name  Name to look for.* @param names List of names.* @return 1 on match, 0 otherwise.*/
int av_match_name(const char *name, const char *names);

av_match_name()用于比较两个格式的名称。简单地说就是比较字符串。注意该函数的字符串是不区分大小写的：字符都转换为小写进行比较。

int av_match_name(const char *name, const char *names)
{const char *p;int len, namelen;if (!name || !names)return 0;namelen = strlen(name);while ((p = strchr(names, ','))) {len = FFMAX(p - names, namelen);if (!av_strncasecmp(name, names, len))return 1;names = p + 1;}return !av_strcasecmp(name, names);
}

上述函数还有一点需要注意，其中使用了一个while()循环，用于搜索“,”。这是因为FFmpeg中有些格式是对应多种格式名称的，例如MKV格式的解复用器（Demuxer）的定义如下。

AVInputFormat ff_matroska_demuxer = {.name           = "matroska,webm",.long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Matroska / WebM"),.extensions     = "mkv,mk3d,mka,mks",.priv_data_size = sizeof(MatroskaDemuxContext),.read_probe     = matroska_probe,.read_header    = matroska_read_header,.read_packet    = matroska_read_packet,.read_close     = matroska_read_close,.read_seek      = matroska_read_seek,.mime_type      = "audio/webm,audio/x-matroska,video/webm,video/x-matroska"
};

从代码可以看出，ff_matroska_demuxer中的name字段对应“matroska,webm”。av_match_name()函数对于这样的字符串，会把它按照“,”截断成一个个封装格式名称，然后一一进行比较。

av_match_ext()

av_match_ext()是一个API函数，声明如下所示。

/*** Return a positive value if the given filename has one of the given* extensions, 0 otherwise.** @param filename   file name to check against the given extensions* @param extensions a comma-separated list of filename extensions*/
int av_match_ext(const char *filename, const char *extensions);

av_match_ext()用于比较文件的后缀。该函数首先通过反向查找的方式找到输入文件名中的“.”，就可以通过获取“.”后面的字符串来得到该文件的后缀。然后调用av_match_name()，采用和比较格式名称的方法比较两个后缀。

int av_match_ext(const char *filename, const char *extensions)
{const char *ext;if (!filename)return 0;ext = strrchr(filename, '.');if (ext)return av_match_name(ext + 1, extensions);return 0;
}

经过以上几步之后，av_guess_format()最终可以得到最合适的AVOutputFormat并且返回给avformat_alloc_output_context2()。avformat_alloc_output_context2()接下来将获得的AVOutputFormat赋值给刚刚新建的AVFormatContext，即可完成初始化工作。

雷霄骅 (Lei Xiaohua)
leixiaohua1020@126.com
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