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FFmpegAndroid/doc/FFmpeg_compile_shell.md

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# 前言
FFmpeg是一个跨平台的多媒体库,也是目前音视频领域应用最广泛的库。包括libavcodec、libavformat、libavutil、</br>
libavdevice、libavfilter、libswscale、libswresample、libpostproc等模块。其中avcodec用于编解码,</br>
avformat用于解封装,avutil是提供工具类,avdevice用于各平台的设备接入,avfilter提供滤镜操作,</br>
swscale提供图像缩放与像素格式转换,swresample提供音频重采样,postproc提供高级处理。</br>
# 一、准备工作
## 1、下载ffmpeg源码
使用git命令:git clone https://github.com/FFmpeg/FFmpeg.git。
## 2、下载ndk源码
在Android开发者文档可以下载到ndk源码,[ndk下载链接](https://developer.android.com/ndk/downloads)。
根据实际需求选择对应ndk版本,建议下载ndk-r20b稳定版。mac电脑配置ndk系统环境变量步骤如下:
(1)、在命令行输入vim ~/.bash_profile
(2)、输入i进行编辑模式
(3)、编写export NDK_PATH=xxx/xxx/android-ndk-r20b
(4)、按下esc退出编辑模式,输入:wq保存并退出
# 二、编译ffmpeg源码
## 1、分析configure结构
在FFmpeg源码目录有个configure配置脚本,使用./configure --help进行查看,可以看到如下结构的编译选项:</br>
| Help options: | Description |
|:------------------------|:----------------------------|
| --help | print this message |
| --list-decoders | show all available decoders |
| --list-encoders | show all available encoders |
| --list-hwaccels | show all available hardware |
| --list-demuxers | show all available demuxers |
| --list-muxers | show all available muxers |
| --list-parsers | show all available parsers |
| --list-protocols | show all available protocols|
| --list-filters | show all available filters |
Licensing options:
--enable-gpl allow use of GPL code [no]
--enable-version3 upgrade (L)GPL to version 3 [no]
--enable-nonfree allow use of nonfree code [no]
Configuration options:
--prefix=PREFIX install in PREFIX [/usr/local]
--disable-static do not build static libraries [no]
--enable-shared build shared libraries [no]
--enable-small optimize for size instead of speed
--disable-all disable components, libraries
--disable-autodetect disable detected external libraries
Program options:
--disable-programs do not build command line programs
--disable-ffmpeg disable ffmpeg build
--disable-ffplay disable ffplay build
--disable-ffprobe disable ffprobe build
Component options:
--disable-avdevice disable libavdevice build
--disable-avcodec disable libavcodec build
--disable-avformat disable libavformat build
--disable-swresample disable libswresample build
--disable-swscale disable libswscale build
--disable-postproc disable libpostproc build
--disable-avfilter disable libavfilter build
--disable-pthreads disable pthreads
--disable-network disable network support [no]
Individual component options:
--disable-everything disable all components
--disable-encoder=NAME disable encoder NAME
--enable-encoder=NAME enable encoder NAME
--disable-encoders disable all encoders
--disable-decoder=NAME disable decoder NAME
--enable-decoder=NAME enable decoder NAME
--disable-decoders disable all decoders
--disable-muxer=NAME disable muxer NAME
--enable-muxer=NAME enable muxer NAME
--disable-muxers disable all muxers
--disable-demuxer=NAME disable demuxer NAME
--enable-demuxer=NAME enable demuxer NAME
--disable-demuxers disable all demuxers
--enable-parser=NAME enable parser NAME
--disable-parser=NAME disable parser NAME
--disable-parsers disable all parsers
--enable-protocol=NAME enable protocol NAME
--disable-protocol=NAME disable protocol NAME
--disable-protocols disable all protocols
--enable-filter=NAME enable filter NAME
--disable-filter=NAME disable filter NAME
--disable-filters disable all filters
External library support:
--disable-avfoundation disable Apple AVFoundation framework
--enable-jni enable JNI support [no]
--enable-libaom enable AV1 video codec via libaom [no]
--enable-libass enable libass subtitles rendering [no]
--enable-libdav1d enable AV1 decoding via libdav1d [no]
--enable-libfdk-aac enable AAC de/encoding via libfdk-aac [no]
--enable-libfontconfig enable libfontconfig [no]
--enable-libfreetype enable libfreetype, needed for drawtext
--enable-libfribidi enable libfribidi, improves drawtext filter
--enable-libmp3lame enable MP3 encoding via libmp3lame [no]
--enable-libopencv enable video filtering via libopencv [no]
--enable-libopenh264 enable H.264 encoding via OpenH264 [no]
--enable-libopus enable Opus de/encoding via libopus [no]
--enable-librtmp enable RTMP[E] support via librtmp [no]
--enable-libshine enable fixed-point MP3 encoding
--enable-libsoxr enable Include libsoxr resampling [no]
--enable-libspeex enable Speex de/encoding via libspeex [no]
--enable-libtensorflow enable TensorFlow as a DNN module [no]
--enable-libvorbis enable Vorbis en/decoding via libvorbis
--enable-libvpx enable VP8 and VP9 de/encoding via libvpx
--enable-libx264 enable H.264 encoding via x264 [no]
--enable-libx265 enable HEVC encoding via x265 [no]
--enable-mediacodec enable Android MediaCodec support [no]
--enable-opengl enable OpenGL rendering [no]
--enable-openssl enable openssl, needed for https support
Toolchain options:
--arch=ARCH select architecture []
--cpu=CPU select the minimum required CPU
--cross-prefix=PREFIX use PREFIX for compilation tools []
--enable-cross-compile assume a cross-compiler is used
--sysroot=PATH root of cross-build tree
--target-os=OS compiler targets OS []
--toolchain=NAME set tool defaults according to name
--nm=NM use nm tool NM [nm -g]
--ar=AR use archive tool AR [ar]
--as=AS use assembler AS []
--strip=STRIP use strip tool STRIP [strip]
--cc=CC use C compiler CC [gcc]
--cxx=CXX use C compiler CXX [g++]
--ld=LD use linker LD []
--host-cc=HOSTCC use host C compiler HOSTCC
--host-cflags=HCFLAGS use HCFLAGS when compiling for host
--host-ld=HOSTLD use host linker HOSTLD
--host-ldflags=HLDFLAGS use HLDFLAGS when linking for host
--host-extralibs=HLIBS use libs HLIBS when linking for host
--host-os=OS compiler host OS []
--extra-cflags=ECFLAGS add ECFLAGS to CFLAGS []
--extra-cxxflags=ECFLAGS add ECFLAGS to CXXFLAGS []
--extra-ldflags=ELDFLAGS add ELDFLAGS to LDFLAGS []
## 2、修改so后缀
默认编译出来的so库包括avcodec、avformat、avutil、avdevice、avfilter、swscale、</br>
avresample、swresample、postproc,编译出来so是个软链接,真正so名字后缀带有一长串主版本号与子版本号,</br>
这样的so名字在Adnroid平台无法识别。所以我们需要修改一下,打开该文件并搜索SLIBNAME,找到如下命令行:</br>
```
SLIBNAME_WITH_MAJOR='$(SLIBNAME).$(LIBMAJOR)'
LIB_INSTALL_EXTRA_CMD='$$(RANLIB)"$(LIBDIR)/$(LIBNAME)"'
SLIB_INSTALL_NAME='$(SLIBNAME_WITH_VERSION)'
SLIB_INSTALL_LINKS='$(SLIBNAME_WITH_MAJOR)$(SLIBNAME)'
```
替换为:
```
SLIBNAME_WITH_MAJOR='$(SLIBPREF)$(FULLNAME)-$(LIBMAJOR)$(SLIBSUF)'
LIB_INSTALL_EXTRA_CMD='$$(RANLIB)"$(LIBDIR)/$(LIBNAME)"'
SLIB_INSTALL_NAME='$(SLIBNAME_WITH_MAJOR)'
SLIB_INSTALL_LINKS='$(SLIBNAME)'
```
## 3、修改hevc_mvs.c
在linux或者mac平台交叉编译过程中,可能在libavcodec/hevc_mvs.c报错:
```
libavcodec/hevc_mvs.c: In function 'derive_spatial_merge_candidates':
libavcodec/hevc_mvs.c:208:15: error: 'y0000000' undeclared (first use in this function)
((y ## v) >> s->ps.sps->log2_min_pu_size))
^
libavcodec/hevc_mvs.c:204:14: note: in definition of macro 'TAB_MVF'
tab_mvf[(y) * min_pu_width + x]
^
libavcodec/hevc_mvs.c:274:16: note: in expansion of macro 'TAB_MVF_PU'
(cand && !(TAB_MVF_PU(v).pred_flag == PF_INTRA))
^
libavcodec/hevc_mvs.c:368:23: note: in expansion of macro 'AVAILABLE'
is_available_b0 = AVAILABLE(cand_up_right, B0) &&
^
libavcodec/hevc_mvs.c:208:15: note: each undeclared identifier is reported only once for each function it appears in
((y ## v) >> s->ps.sps->log2_min_pu_size))
^
libavcodec/hevc_mvs.c:204:14: note: in definition of macro 'TAB_MVF'
tab_mvf[(y) * min_pu_width + x]
^
libavcodec/hevc_mvs.c:274:16: note: in expansion of macro 'TAB_MVF_PU'
(cand && !(TAB_MVF_PU(v).pred_flag == PF_INTRA))
```
原因是hevc_mvs.c会引用libavutil/timer.h文件(参考:ijkplayer#issues#4093)
```
#if CONFIG_LINUX_PERF
#ifndef _GNU_SOURCE
#define _GNU_SOURCE
#endif
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <asm/unistd.h>
#include <linux/perf_event.h>
#endif
```
在sys/ioctl.h中最终会引用asm/termbits .h文件有#define B0 0000000,导致与hevc_mvs.c的B0命名冲突。</br>
解决方法有2种:把B0改为b0、xB0改为xb0、yB0改为yb0。</br>
或者在脚本添加:export COMMON_FF_CFG_FLAGS="$COMMON_FF_CFG_FLAGS --disable-linux-perf"</br>
## 4、编译脚本
在ffmpeg源码根目录创建一个shell脚本,比如命名为build_ffmpeg.sh,以mac编译环境为例,</br>
ndk旧版本已经过时,google官方放弃了gcc交叉编译工具链,转而使用clang编译工具链,因为clang编译速度快、效率高。</br>
下面例子是采用ndk新版的clang进行编译(如果是使用虚拟机在linux环境交叉编译FFmpeg,下面的darwin改为linux)。具体如下:</br>
```
#!/bin/bash
make clean
set -e
archbit=64
if [ $archbit -eq 64 ];then
echo "build for 64bit"
ARCH=aarch64
CPU=armv8-a
API=21
PLATFORM=aarch64
ANDROID=android
CFLAGS=""
LDFLAGS=""
else
echo "build for 32bit"
ARCH=arm
CPU=armv7-a
API=16
PLATFORM=armv7a
ANDROID=androideabi
CFLAGS="-mfloat-abi=softfp -march=$CPU"
LDFLAGS="-Wl,--fix-cortex-a8"
fi
export NDK=/Users/xufulong/Library/Android/android-ndk-r20b
export TOOLCHAIN=$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin
export SYSROOT=$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/sysroot
export CROSS_PREFIX=$TOOLCHAIN/$ARCH-linux-$ANDROID-
export CC=$TOOLCHAIN/$PLATFORM-linux-$ANDROID$API-clang
export CXX=$TOOLCHAIN/$PLATFORM-linux-$ANDROID$API-clang++
export PREFIX=../ffmpeg-android/$CPU
function build_android {
./configure \
--prefix=$PREFIX \
--cross-prefix=$CROSS_PREFIX \
--target-os=android \
--arch=$ARCH \
--cpu=$CPU \
--cc=$CC \
--cxx=$CXX \
--nm=$TOOLCHAIN/$ARCH-linux-$ANDROID-nm \
--strip=$TOOLCHAIN/$ARCH-linux-$ANDROID-strip \
--enable-cross-compile \
--sysroot=$SYSROOT \
--extra-cflags="$CFLAGS" \
--extra-ldflags="$LDFLAGS" \
--extra-ldexeflags=-pie \
--enable-runtime-cpudetect \
--disable-static \
--enable-shared \
--disable-ffprobe \
--disable-ffplay \
--disable-ffmpeg \
--disable-debug \
--disable-doc \
--enable-avfilter \
--enable-avresample \
--enable-decoders \
$ADDITIONAL_CONFIGURE_FLAG
make
make install
}
build_android
```
按照上面shell脚本分为4段。第一段make clean清除缓存,set -e设置编译出错后马上退出,archbit=xx指定cpu架构是32位还是64位。</br>
第二段if...else...fi用来条件编译不同cpu架构对应字段的值。第三段用export关键字声明宏定义,其中PREFIX是指定输出文件路径。</br>
第四段是一个执行函数,按照ffmpeg的configure规范进行编写。函数里面的enable代表开启,disable代表关闭,也就是对ffmpeg进行剪裁,</br>
根据我们需要的功能进行enable。make命令是执行编译,make install命令是执行安装。最后的build_android是执行函数。</br>
初次执行shell脚本,需要修改脚本权限,使用linux命令:chmod 777 build_ffmpeg.sh。执行脚本只需要一行命令,</br>
即在命令行输入./build_ffmpeg.sh。编译过程中,命令行会不断打印编译日志,等待命令行输出INSTALL xxx关键字代表编译完成。</br>
## 5、编译问题分析
编译过程中,可能会出现这样那样的问题,比如ndk配置不对、脚本语法不对。但不用慌,编译输出窗口会描述出错原因,</br>
在ffbuild/config.log会告诉你问题的具体原因所在,顺着思路一般可以找到问题的答案。</br>
# 三、so库剪裁
ffmpeg强大之处在于支持按需编译,进行弹性剪裁。可以使用--disable-everything关闭所有模块,</br>
可以使用enable/disable来开启关闭某个模块,或者某个编解码器、某个封装器、某个协议。</br>
## 1、encoders与decoders
encoder和decoder在libavcodec模块,可以用./configure --list-encoders或者ffmpeg --encoders查看支持的编码器。</br>
同样地,可以用./configure --list-decoders或者ffmpeg --decoders查看支持的解码器。我们可以先--disable-encoders,</br>
--enable-encoder=aac,h264 其中lib开头的表示第三方库。</br>
## 2、muxers与demuxers
muxer和demuxer在libavformat模块,可用./configure --list-muxers或者ffmpeg --muxers查看支持的封装器。</br>
同样地,可用./configure --list-demuxers或者ffmpeg --demuxers查看支持的解封装器。先--disable-muxers,再--enable-muxer=mp3</br>
## 3、protocols
protocol也是在libavformat模块中,./configure --list-protocols或者ffmpeg --protocols查看支持的协议,</br>
## 4、parsers
parser在libavfilter模块中,提供各种filter,比如音频:amix、atempo,视频:rotate、hflip,</br>
我们可以根据需求--enable-parser来开启,可使用./configure --list-parsers查看具体列表。</br>
# 四、编译过程分析
编译过程包括:预编译、编译、汇编、链接。详细可以查阅书籍<程序员的自我修养>
## 1、预编译
预编译处理(.c/.cpp->.i),对源文件的伪指令进行处理。
伪指令包括:宏定义(#define)、条件编译指令(#ifdef #elseif #endif)、头文件包含指令(#include)
## 2、编译
编译(.i->.s),对经过预编译处理文件进行语法分析,编译为汇编文件。
## 3、汇编
汇编(.i->.o),把汇编代码翻译为机器码,也就是二进制的目标文件。
## 4、链接
链接(.o->.so/.a/.lib),把所有目标文件链接成动态库、静态库文件。
## 5、FFmpeg的makefile分析
makefile主要发生在汇编阶段,把所有依赖的目标文件添加进去。以FFmpeg的AVFilter模块makefile为例(有省略):
```
NAME = avfilter
DESC = FFmpeg audio/video filtering library
HEADERS = avfilter.h \
buffersink.h \
buffersrc.h \
version.h \
OBJS = allfilters.o \
audio.o \
avfilter.o \
avfiltergraph.o \
buffersink.o \
buffersrc.o \
drawutils.o \
fifo.o \
formats.o \
framepool.o \
framequeue.o \
graphdump.o \
graphparser.o \
transform.o \
video.o \
# audio filters
OBJS-$(CONFIG_ACOPY_FILTER) += af_acopy.o
OBJS-$(CONFIG_ACROSSFADE_FILTER) += af_afade.o
OBJS-$(CONFIG_ACROSSOVER_FILTER) += af_acrossover.o
OBJS-$(CONFIG_ADELAY_FILTER) += af_adelay.o
OBJS-$(CONFIG_AECHO_FILTER) += af_aecho.o
# video filters
OBJS-$(CONFIG_BLACKDETECT_FILTER) += vf_blackdetect.o
OBJS-$(CONFIG_DEBLOCK_FILTER) += vf_deblock.o
OBJS-$(CONFIG_DELOGO_FILTER) += vf_delogo.o
OBJS-$(CONFIG_DRAWTEXT_FILTER) += vf_drawtext.o
OBJS-$(CONFIG_EDGEDETECT_FILTER) += vf_edgedetect.o
OBJS-$(CONFIG_EQ_FILTER) += vf_eq.o
OBJS-$(CONFIG_GBLUR_FILTER) += vf_gblur.o
OBJS-$(CONFIG_OVERLAY_FILTER) += vf_overlay.o framesync.o
```