音视频学习之路--编译FFmpeg

yuanhao
901 阅读8分钟

前言

看了前面的一些C/C++基础以及一些编译基础，那现在是时候实战一下，这里就编译顺便看一下FFmpeg的大体结构。

正文

这里就边操作，边记录吧，来看看大名鼎鼎的FFmpeg库。

FFmpeg定义

FFmpeg既是一款音视频编解码工具，同时也是一组音视频编解码开发套件，作为编解码开发套件，为开发者提供了丰富的音视频处理的调用接口。

FFmpeg提供了多种媒体格式的封装和解封装，包含多种音视频编解码、多种协议的流媒体、多种色彩格式转换、多种采样率转换、多种码率转换等等。

同时FFmpeg框架提供了多种丰富的插件模块，包含封装与解封装插件、编码与解码的插件等。

关于这里的一些具体概念，比如什么是封装和解封装，我们到后面学习音视频相关知识点就明白了，这里先大概了解。

FFmpeg模块介绍

关于下载FFmpeg代码很容易，从官网或者GitHub都可以，但是我尝试了在Linux上下载很慢，所以我直接在Windows上在GitHub下载了，拷贝到了Linux虚拟机中，下面就是完整的目录：

image.png

FFmpeg框架的目录还是蛮清晰的，其中包括了几个模块，这里先简单介绍一下：

  • libavcodec

编解码库，封装了Codec层，但是有一些codec是具备自己的License，FFmpeg不会默认添加，比如libx264、FDK-AAC、Lame等库，但是FFmpeg像是一个平台，可以降其他第三方codec以插件的方式添加进来，为开发者提供统一接口。

  • libavformat

文件格式和协议库，封装了Protocol层和Demuxer、Muxer层，使得协议和格式对于开发者来说是透明的。

  • libavfilter

音视频滤镜库，该模块包含了音视频特效的处理，在使用FFmpeg的API进行编解码的过程中，可以使用该模块高效的为音视频数据做特殊处理。

  • libavdevice

输入输出设备库，比如需要编译出播放声音或者视频的工具ffplay，就需要确保该模块是打开的，同时也需要libsdl的预先编译，该设备模块播放声音和视频又都是使用libsdl库。

  • libavutil

核心工具库，最基础模块之一，其他模块都会依赖该模块做一些基本的音视频处理操作。

  • libswresample

用于音视频采样，可以对音频进行声道数、数据格式、采样率等多种基本信息的转换。

  • libswscale

该模块用于图像格式转换，可以降YUV的数据转换为RGB的数据

  • libpostproc

该模块用于后期处理，当我们使用filter的时候，就需要打开这个模块，filter会用到这个模块的一些基础函数。

另外，库里还包含对H.264/MPEG-4 AVC视频编码的X264库，是非常常用的有损视频编码器，支持CBR、VBR模块，可以在编码的过程中直接改变码率的设置，在直播场景中非常适用，可以做码率自适应的功能。

一些最基本的介绍就是上面了，具体是啥意思，我们后面再细说。

编译FFmpeg

wget命令

在Linux中可以使用wget命令来下载文件，这个wget就相当于是一个下载器，但是呢最近发现很多网站使用wget下载特别慢，尤其是国外的一些网站，Windows挂了代理也还是不行，上网找了一些，推荐使用mwget。

mwget命令

mwget下载器是一个多线程下载应用，比wget下载更快，下面有个脚本可以直接安装：

#!/bin/bashwget http://jaist.dl.sourceforge.net/project/kmphpfm/mwget/0.1/mwget_0.1.0.orig.tar.bz2
yum install bzip2 gcc-c++ openssl-devel intltool -y
bzip2 -d mwget_0.1.0.orig.tar.bz2
tar -xvf mwget_0.1.0.orig.tar 
cd mwget_0.1.0.orig
./configure 　　#一般用来生成 Makefile，为下一步的编译做准备，你可以通过在 configure 后加上参数来对安装进行控制，比如代码:./configure –prefix=/usr 意思是将该软件安装在/usr下面
make　　　　　　 #编译，大多数的源代码包都经过这一步进行编译
make install　　#开始安装echo "至此，安装完成"

这个脚本在Ubuntu上肯定运行不起来，就比如yum这个命令在Ubuntu上就不行，这里就简单介绍一下apt和yum。

apt和yun

一般来说著名的Linux系统分为2大类，

  • RedHat系列：Redhat、Centos、Fedora等

  • Debian系列：Debian、Ubuntu等

这2个系统的包管理器用的是不一样的，有区分yum、dkpg和apt，下图是区别：

image.png

所以上面yum安装bzip2的命令就需要修改一下，改成

apt install bzip2 gcc-c++ openssl-devel intltool -y

但是呢，会发现这4个软件只有一个bzip2能安装成功，其他几个都找不到，这又是什么鬼呢，下面再来细说。

Ubuntu安装mwget

这里还是单独说一下在Ubuntu下安装这个mwget，因为网上很多都是centos系统，直接看一个链接：

# Ubuntu安装mwget

会发现想跑通mwget的shell脚本需要安装3个软件，然后把压缩包bz2文件先进行解压，然后运行./configure脚本，这个脚本跑完后需要执行make和make install，注意这又是坑，首先需要sudo权限，然后会发现很多cpp文件缺少头文件，这时需要挨个去修改添加头文件。

下载FFmpeg

假设上面mwget能成功安装，这时就需要下载和解压FFmpeg了，命令如下：

mwget https://ffmpeg.org/releases/ffmpeg-4.2.2.tar.bz2
tar -jxvf ffmpeg-4.2.2.tar.bz2

下载完之后，就是上面我们简单介绍的几个目录了，这时可以直接运行configure脚本，这个脚本是用来配置FFmpeg的，里面配置项巨多，我们可以直接运行：

image.png

这里发现居然执行不过，原因很简单，是因为没有yasm汇编编译器，FFmpeg为了提高效率使用了汇编指令，所以需要安装汇编编译器：

sudo apt-get install yasm

即可，然后configure脚本就可以执行成功。

编译FFmpeg

当然上面脚本编译时是编译很多东西，我们需要针对我们自己的需求，定制一个脚本，其实就是配置FFmpeg的configure中的各种选项，下面我们来看一下：

#!/bin/bash

echo ">>>>>>>>> 注意：该编译环境目前只在 NDK17c + ffmpeg4.2.2 测试过 <<<<<<<<"
echo ">>>>>>>>> 注意：该编译环境目前只在 NDK17c + ffmpeg4.2.2 测试过 <<<<<<<<"
echo ">>>>>>>>> 注意：该编译环境目前只在 NDK17c + ffmpeg4.2.2 测试过 <<<<<<<<"

#NDK_ROOT 变量指向 ndk 目录
NDK_ROOT=$NDK_HOME
#指定android api版本
ANDROID_API=21


#开始编译 在下面调用传入参数即可
function build_ffmpeg()
{
echo "开始编译 $PREFIX_CPU"
echo "开始编译 $PREFIX"
echo "开始编译 $TOOLCHAIN"

./configure \
--prefix=$PREFIX \
--enable-small \
--disable-programs \
--disable-avdevice \
--disable-encoders \
--disable-muxers \
--disable-filters \
--enable-cross-compile \
--cross-prefix=$CROSS_PREFIX \
--disable-shared \
--enable-static \
--sysroot=$NDK_ROOT/platforms/android-$ANDROID_API/arch-$ARCH \
--extra-cflags="$CFLAGES" \
--arch=$ARCH \
--target-os=android

#上面运行脚本生成makefile之后，使用make执行脚本
make clean
make
make install

echo "$PREFIX_CPU 编译完成"
echo "$PREFIX_CPU 编译完成"
echo "$PREFIX_CPU 编译完成"
}

#armeabi-v7a
PREFIX=./result/armeabi-v7a
TOOLCHAIN=$NDK_ROOT/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/linux-x86_64
ARCH=arm
CROSS_PREFIX=$TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi-
CFLAGES="-isysroot $NDK_ROOT/sysroot -isystem $NDK_ROOT/sysroot/usr/include/arm-linux-androideabi -D__ANDROID_API__=$ANDROID_API -U_FILE_OFFSET_BITS  -DANDROID -ffunction-sections -funwind-tables -fstack-protector-strong -no-canonical-prefixes -march=armv7-a -mfloat-abi=softfp -mfpu=vfpv3-d16 -mthumb -Wa,--noexecstack -Wformat -Werror=format-security  -O0 -fPIC"

build_ffmpeg

#arm64-v8a
PREFIX=./result/arm64-v8a
TOOLCHAIN=$NDK_ROOT/toolchains/aarch64-linux-android-4.9/prebuilt/linux-x86_64
ARCH=arm64
CROSS_PREFIX=$TOOLCHAIN/bin/aarch64-linux-android-
CFLAGES="-isysroot $NDK_ROOT/sysroot -isystem $NDK_ROOT/sysroot/usr/include/aarch64-linux-android -D__ANDROID_API__=$ANDROID_API -U_FILE_OFFSET_BITS  -DANDROID -ffunction-sections -funwind-tables -fstack-protector-strong -no-canonical-prefixes -Wa,--noexecstack -Wformat -Werror=format-security  -O0 -fPIC"

build_ffmpeg

#直接跳转到编译完成的路径
cd /result

上面就是编译的脚本，这里有几点需要说明一下，对于这种编译的脚本，还是要力求都看懂，不然出问题了根本无法查找。

  • 就是变量问题，比如这里的PREFIX、TOOLCHAIN、ARCH这3个变量就是有的是新建的目录、有的就是字符串。
  • 这里函数参数也要注意，比如工具链、CPU架构版本等等。
  • 这里可以在shell脚本中使用函数，其中和运行shell脚本一样可以直接在脚本名后面传递参数一样，这里可以直接定义build_ffmpeg()函数，然后在后面进行调用。
  • 其中在build_ffmpeg函数中，就是调用FFmpeg的configure脚本，并且传入一些列参数来配置这个脚本，关于这个脚本，后面还可以细说一下里面的常用配置。
  • 在运行完configure后，会生成一个makefile文件，然后通过make指令可以执行脚本。

configure常用参数

既然我们知道了这里的编译脚本就是配置configure中的一些配置，那常用的配置我们必须得懂，下面就罗列一些：

  • --prefix=PREFIX：设置动、静态库的位置，这个必须设置。
  • --enable-small：可以优化库的大小。
  • --disable-programs：我们不需要使用程序也就是不需要在Windows执行某个.exe程序，我们只在代码中使用。
  • --disable-avdevice：可以操控我们的摄像头，Android中是不支持。
  • --disable-encoders：编码是否打开，这里为了编译更快，如果用不到可以去掉。
  • --disable-muxers：混合封装是否可以打开，如果不用可以去掉。
  • --disable-filters：滤镜特效等是否开启，如果不用可以去掉。
  • --enable-cross-compile：开启交叉编译。
  • --cross-prefix=$CROSS_PREFIX：交叉编译的脚本，也就是前面设置的NDK里的编译脚本。
  • --disable-shared：是否开启编译成动态库。
  • --enable-static：是否开启编译成静态库。
  • --sysroot=NDKROOT/platforms/android−NDK_ROOT/platforms/android-ANDROID_API/arch-$ARCH：交叉编译的一些配置。
  • --extra-cflags="$CFLAGES"：其他的一些配置。
  • --arch=$ARCH：期望的运行环境的CPU架构
  • --target-os=android：期望运行在Android平台。

编译问题

首先这个编译可不是一帆风顺的，由于代码太多，我的Ubuntu虚拟机大概要编译20分钟，其中有几个主要错误，下面来说一下。

  • C compiler test failed：c编译器错误，这个原因主要是FFmpeg 4.2.2版本开始默认使用clang进行编译，这需要找到configure中的代码进行修改默认配置：
//1. 修改 configure 文件
vim configure
//2. 把 默认的 clang 修改为 gcc
if test "$target_os" = android; then
   # cc_default="clang"
		 cc_default="gcc"
fi

  • yasm not found：这个之前也说过，无法找到汇编编译器，需要安装即可。

  • vim中如何查找关键字，这个是vim的一个操作，在命令模式下，输入 /xxx 即可查找xxx，并且可以高亮显示，想查看下一个按 n 键即next可以查看下一个xxx关键字，这个在查找长脚本文件中很关键。

总结

编译FFmpeg还是很复杂的，这也正常，毕竟FFmpeg有这么多功能，音视频学习之路还很长，边学边总结吧，加油。

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