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Raw Blame History

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、
libavdevice、libavfilter、libswscale、libswresample、libpostproc等模块。其中avcodec用于编解码，
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，
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。

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。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：

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、
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，
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：

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。
解决方法有2种：把B0改为b0、xB0改为xb0、yB0改为yb0。
或者在脚本添加：export COMMON_FF_CFG_FLAGS="$COMMON_FF_CFG_FLAGS --disable-linux-perf"

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，
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。
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：

#!/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。
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。
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，
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。
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，
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。

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，
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。

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，
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。

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。
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，
--enable-encoder=aac,h264 其中lib开头的表示第三方库。

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。
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

3、protocols

protocol也是在libavformat模块中，./configure --list-protocols或者ffmpeg --protocols查看支持的协议，

4、parsers

parser在libavfilter模块中，提供各种filter，比如音频：amix、atempo，视频：rotate、hflip，
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。

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

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