2023-04-18：ffmpeg中的hw_decode.c的功能是通过使用显卡硬件加速器（如 NVIDIA CUDA、Intel Quick Sync Video 等）对视频进行解码，从而提高解码效率和性能。在进行硬件加速解码时，相较于 CPU 的软件解码方式，GPU 可以利用其并行处理能力和更高的带宽进行更高效的解码操作。请用go语言改写hw_decode.c文件。

答案2023-04-18：

hw_decode.c 功能和执行过程

ffmpeg 中的 hw_decode.c 代码，其功能是通过使用显卡硬件加速器对视频进行解码，从而提高解码效率和性能。下面将分步骤描述该代码的功能和执行过程。

引入头文件
代码开头引入了必要的头文件，包括 libavcodec/avcodec.h、libavformat/avformat.h、libavutil/pixdesc.h 等，这些头文件定义了解码和编码相关的结构体和函数。
初始化变量和数据
接下来的一段代码初始化了一些变量和数据，例如 hw_device_ctx 是显卡设备上下文的引用，hw_pix_fmt 是像素格式等。它们都将在后面的代码中使用到。
硬件加速器初始化
在 hw_decoder_init 函数中，调用 av_hwdevice_ctx_create 创建指定类型的硬件加速器，并将它保存到 ctx->hw_device_ctx 所指向的 AVBufferRef 缓冲区中。
获取硬件支持的像素格式
在 get_hw_format 函数中，遍历 pix_fmts 数组，查找是否有与 hw_pix_fmt 相等的像素格式，如果找到则返回该像素格式，否则返回 AV_PIX_FMT_NONE。
解码和输出
decode_write 函数是该代码的核心部分，实现了解码和输出功能。首先调用 avcodec_send_packet 将输入的 packet 数据发送给解码器，然后进入一个无限循环，直到所有数据都被解码并输出。在循环中，先调用 av_frame_alloc 分配 AVFrame 帧空间，然后调用 avcodec_receive_frame 从解码器中接收已解码的帧数据。如果返回的是 EAGAIN 或 EOF，则退出循环；如果出现错误则跳转到 fail 标签处处理。如果解码得到的帧格式与硬件支持的像素格式相同，则将该帧数据从 GPU 拷贝到 CPU 上，再调用 av_image_copy_to_buffer 将帧数据复制到内存缓冲区中，并通过 fwrite 函数将数据写入文件中。最后通过 av_frame_free 和 av_freep 函数释放内存空间。
主函数
main 函数首先解析命令行参数，包括设备类型、输入文件名和输出文件名。然后通过 avformat_open_input 打开输入文件，通过 av_find_best_stream 查找视频流，并获取硬件支持的像素格式。接下来创建 AVCodexContext 上下文，设置 get_format 回调函数和硬件加速器上下文。通过 avcodec_open2 打开解码器，并打开输出文件。最后通过 av_read_frame 读取文件数据，调用 decode_write 函数进行解码和输出，直到读取完毕。

综上所述，该代码实现了使用显卡硬件加速器对视频进行解码的功能，并通过调用相关的结构体和函数实现了硬件加速器的初始化、解码和输出等操作。其主要思路是将显卡的并行处理能力和更高的带宽用于视频解码，从而提高解码效率和性能。

go代码如下：

github/moonfdd/ffmpeg-go库，把hw_decode.c改写成了go代码。如下：

package mainimport ("fmt""os""unsafe""github.com/moonfdd/ffmpeg-go/ffcommon""github.com/moonfdd/ffmpeg-go/libavcodec""github.com/moonfdd/ffmpeg-go/libavformat""github.com/moonfdd/ffmpeg-go/libavutil"
)func main0() (ret ffcommon.FInt) {var input_ctx *libavformat.AVFormatContextvar video_stream ffcommon.FIntvar video *libavformat.AVStreamvar decoder_ctx *libavcodec.AVCodecContextvar decoder *libavcodec.AVCodecvar packet libavformat.AVPacketvar type0 libavutil.AVHWDeviceTypevar i ffcommon.FIntif len(os.Args) < 4 {fmt.Printf("Usage: %s <device type> <input file> <output file>\n", os.Args[0])return -1}type0 = libavutil.AvHwdeviceFindTypeByName(os.Args[1])if type0 == libavutil.AV_HWDEVICE_TYPE_NONE {fmt.Printf("Device type %s is not supported.\n", os.Args[1])fmt.Printf("Available device types:")type0 = libavutil.AvHwdeviceIterateTypes(type0)for type0 != libavutil.AV_HWDEVICE_TYPE_NONE {fmt.Printf(" %s", libavutil.AvHwdeviceGetTypeName(type0))type0 = libavutil.AvHwdeviceIterateTypes(type0)}fmt.Printf("\n")return -1}/* open the input file */if libavformat.AvformatOpenInput(&input_ctx, os.Args[2], nil, nil) != 0 {fmt.Printf("Cannot open input file '%s'\n", os.Args[2])return -1}if input_ctx.AvformatFindStreamInfo(nil) < 0 {fmt.Printf("Cannot find input stream information.\n")return -1}/* find the video stream information */ret = input_ctx.AvFindBestStream(libavutil.AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1, &decoder, 0)if ret < 0 {fmt.Printf("Cannot find a video stream in the input file\n")return -1}video_stream = retfor i = 0; ; i++ {config := decoder.AvcodecGetHwConfig(i)if config == nil {fmt.Printf("Decoder %s does not support device type %s.\n",ffcommon.StringFromPtr(decoder.Name), libavutil.AvHwdeviceGetTypeName(type0))return -1}if config.Methods&libavcodec.AV_CODEC_HW_CONFIG_METHOD_HW_DEVICE_CTX != 0 && config.DeviceType == type0 {hw_pix_fmt = config.PixFmtbreak}}decoder_ctx = decoder.AvcodecAllocContext3()if decoder_ctx == nil {return -libavutil.ENOMEM}video = input_ctx.GetStream(uint32(video_stream))if decoder_ctx.AvcodecParametersToContext(video.Codecpar) < 0 {return -1}decoder_ctx.GetFormat = ffcommon.NewCallback(get_hw_format)if hw_decoder_init(decoder_ctx, type0) < 0 {return -1}ret = decoder_ctx.AvcodecOpen2(decoder, nil)if ret < 0 {fmt.Printf("Failed to open codec for stream #%d\n", video_stream)return -1}/* open the file to dump raw data */output_file, _ = os.Create(os.Args[3])/* actual decoding and dump the raw data */for ret >= 0 {ret = input_ctx.AvReadFrame(&packet)if ret < 0 {break}if uint32(video_stream) == packet.StreamIndex {ret = decode_write(decoder_ctx, &packet)}packet.AvPacketUnref()}/* flush the decoder */packet.Data = nilpacket.Size = 0ret = decode_write(decoder_ctx, &packet)packet.AvPacketUnref()if output_file != nil {output_file.Close()}libavcodec.AvcodecFreeContext(&decoder_ctx)libavformat.AvformatCloseInput(&input_ctx)libavutil.AvBufferUnref(&hw_device_ctx)return 0
}var hw_device_ctx *libavutil.AVBufferRef
var hw_pix_fmt libavutil.AVPixelFormat
var output_file *os.Filefunc hw_decoder_init(ctx *libavcodec.AVCodecContext, type0 libavutil.AVHWDeviceType) ffcommon.FInt {var err ffcommon.FInt = 0err = libavutil.AvHwdeviceCtxCreate(&hw_device_ctx, type0, "", nil, 0)if err < 0 {fmt.Printf("Failed to create specified HW device.\n")return err}ctx.HwDeviceCtx = hw_device_ctx.AvBufferRef()return err
}func get_hw_format(ctx *libavcodec.AVCodecContext, pix_fmts *libavutil.AVPixelFormat) uintptr {var p *libavutil.AVPixelFormatfor p = pix_fmts; *p != -1; p = (*libavutil.AVPixelFormat)(unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(p)) + uintptr(4))) {if *p == hw_pix_fmt {return uintptr(*p)}}fmt.Printf("Failed to get HW surface format.\n")r := libavutil.AVPixelFormat(libavutil.AV_PIX_FMT_NONE)return uintptr(r)
}func decode_write(avctx *libavcodec.AVCodecContext, packet *libavcodec.AVPacket) ffcommon.FInt {var frame, sw_frame *libavutil.AVFramevar tmp_frame *libavutil.AVFramevar buffer *ffcommon.FUint8Tvar size ffcommon.FIntvar ret ffcommon.FInt = 0var e errorret = avctx.AvcodecSendPacket(packet)if ret < 0 {fmt.Printf("Error during decoding\n")return ret}for {frame = libavutil.AvFrameAlloc()sw_frame = libavutil.AvFrameAlloc()if frame == nil || sw_frame == nil {fmt.Printf("Can not alloc frame\n")ret = -libavutil.ENOMEMgoto fail}ret = avctx.AvcodecReceiveFrame(frame)if ret == -libavutil.EAGAIN || ret == libavutil.AVERROR_EOF {libavutil.AvFrameFree(&frame)libavutil.AvFrameFree(&sw_frame)return 0} else if ret < 0 {fmt.Printf("Error while decoding\n")goto fail}if frame.Format == hw_pix_fmt {/* retrieve data from GPU to CPU */ret = libavutil.AvHwframeTransferData(sw_frame, frame, 0)if ret < 0 {fmt.Printf("Error transferring the data to system memory\n")goto fail}tmp_frame = sw_frame} else {tmp_frame = frame}size = libavutil.AvImageGetBufferSize(tmp_frame.Format, tmp_frame.Width,tmp_frame.Height, 1)buffer = (*byte)(unsafe.Pointer(libavutil.AvMalloc(uint64(size))))if buffer == nil {fmt.Printf("Can not alloc buffer\n")ret = -libavutil.ENOMEMgoto fail}ret = libavutil.AvImageCopyToBuffer(buffer, size,(*[4]*byte)(unsafe.Pointer(&tmp_frame.Data)),(*[4]int32)(unsafe.Pointer(&tmp_frame.Linesize)), tmp_frame.Format,tmp_frame.Width, tmp_frame.Height, 1)if ret < 0 {fmt.Printf("Can not copy image to buffer\n")goto fail}_, e = output_file.Write(ffcommon.ByteSliceFromByteP(buffer, int(size)))if e != nil {fmt.Printf("Failed to dump raw data.\n")goto fail}fail:libavutil.AvFrameFree(&frame)libavutil.AvFrameFree(&sw_frame)libavutil.AvFreep(uintptr(unsafe.Pointer(&buffer)))if ret < 0 {return ret}}
}func main() {// go run ./examples/internalexamples/hw_decode/main.go cuda ./resources/big_buck_bunny.mp4 ./out/hw.yuv// ./lib/ffplay -pixel_format yuv420p -video_size 640x360 ./out/hw.yuvos.Setenv("Path", os.Getenv("Path")+";./lib")ffcommon.SetAvutilPath("./lib/avutil-56.dll")ffcommon.SetAvcodecPath("./lib/avcodec-58.dll")ffcommon.SetAvdevicePath("./lib/avdevice-58.dll")ffcommon.SetAvfilterPath("./lib/avfilter-56.dll")ffcommon.SetAvformatPath("./lib/avformat-58.dll")ffcommon.SetAvpostprocPath("./lib/postproc-55.dll")ffcommon.SetAvswresamplePath("./lib/swresample-3.dll")ffcommon.SetAvswscalePath("./lib/swscale-5.dll")genDir := "./out"_, err := os.Stat(genDir)if err != nil {if os.IsNotExist(err) {os.Mkdir(genDir, 0777) //  Everyone can read write and execute}}main0()
}

执行命令如下：

go run ./examples/internalexamples/hw_decode/main.go cuda ./resources/big_buck_bunny.mp4 ./out/hw.yuv
./lib/ffplay -pixel_format yuv420p -video_size 640x360 ./out/hw.yuv

解码出来的视频，看起来有点失真的。

代码分析

首先，我们需要导入所需的库文件。在主函数中，我们首先检查输入参数数量是否正确，如果不正确则输出使用说明并返回错误。

接下来，我们通过设备类型名称获取设备类型，如果不支持该设备类型，则输出可用设备类型列表并返回错误。

在打开输入文件之后，我们使用AvFindBestStream函数查找最佳视频流，并使用其参数初始化解码器并打开解码器。

我们得到每帧数据之后，解码函数AvcodecSendPacket和AvcodecReceiveFrame会被循环调用，以将解码后的帧数据写入输出文件。

最后，我们关闭所有打开的资源，包括输入、输出文件和解码器等。

结语

本文介绍了如何使用Golang实现FFmpeg硬解码程序。通过对FFmpeg官方的HW Decode示例进行适当修改，我们成功地完成了设备类型检查、输入文件打开、解码器配置和输出文件处理等功能。此外，我们也介绍了如何在实际应用中使用FFmpeg库，并提供了一些代码片段供读者参考。

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hw_decode.c 功能和执行过程

go代码如下：

执行命令如下：

代码分析

结语

2023-04-18：ffmpeg中的hw_decode.c的功能是通过使用显卡硬件加速器（如 NVIDIA CUDA、Intel Quick Sync Video 等）对视频进行解码，从而提高解码效相关推荐

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