FFmpeg源代码简单分析：常见结构体的初始化和销毁（AVFormatContext，AVFrame等）

本文简单分析FFmpeg常见结构体的初始化和销毁函数的源代码。常见的结构体在文章：

《FFMPEG中最关键的结构体之间的关系》中已经有过叙述，包括：

AVFormatContext：统领全局的基本结构体。主要用于处理封装格式（FLV/MKV/RMVB等）。

AVIOContext：输入输出对应的结构体，用于输入输出（读写文件，RTMP协议等）。

AVStream，AVCodecContext：视音频流对应的结构体，用于视音频编解码。

AVFrame：存储非压缩的数据（视频对应RGB/YUV像素数据，音频对应PCM采样数据）

AVPacket：存储压缩数据（视频对应H.264等码流数据，音频对应AAC/MP3等码流数据）

他们之间的关系如下图所示（详细信息可以参考上文提到的文章）。

下文简单分析一下上述几个结构体的初始化和销毁函数。这些函数列表如下。

结构体

初始化

销毁

AVFormatContext

avformat_alloc_context()

avformat_free_context()

AVIOContext

avio_alloc_context()

 

AVStream

avformat_new_stream()

 

AVCodecContext

avcodec_alloc_context3()

 

AVFrame

av_frame_alloc();

av_image_fill_arrays()

av_frame_free()

AVPacket

av_init_packet();

av_new_packet()

av_free_packet()

下面进入正文。

AVFormatContext

AVFormatContext的初始化函数是avformat_alloc_context()，销毁函数是avformat_free_context()。

avformat_alloc_context()

avformat_alloc_context()的声明位于libavformat\avformat.h，如下所示。

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1. /** 
2.  * Allocate an AVFormatContext. 
3.  * avformat_free_context() can be used to freethe context and everything 
4.  * allocated by the framework within it. 
5.  */  
6. AVFormatContext*avformat_alloc_context(void);  

avformat_alloc_context()的定义位于libavformat\options.c。代码如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. AVFormatContext *avformat_alloc_context(void)  
2. {  
3.     AVFormatContext *ic;  
4.     ic = av_malloc(sizeof(AVFormatContext));  
5.     if (!ic) return ic;  
6.     avformat_get_context_defaults(ic);  
7.   
8.   
9.     ic->internal = av_mallocz(sizeof(*ic->internal));  
10.     if (!ic->internal) {  
11.         avformat_free_context(ic);  
12.         return NULL;  
13.     }  
14.   
15.   
16.     return ic;  
17. }  

从代码中可以看出，avformat_alloc_context()调用av_malloc()为AVFormatContext结构体分配了内存，而且同时也给AVFormatContext中的internal字段分配内存（这个字段是FFmpeg内部使用的，先不分析）。此外调用了一个avformat_get_context_defaults()函数。该函数用于设置AVFormatContext的字段的默认值。它的定义也位于libavformat\options.c，确切的说就位于avformat_alloc_context()上面。我们看一下该函数的定义。

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1. static void avformat_get_context_defaults(AVFormatContext *s)  
2. {  
3.     memset(s, 0, sizeof(AVFormatContext));  
4.   
5.   
6.     s->av_class = &av_format_context_class;  
7.   
8.   
9.     av_opt_set_defaults(s);  
10. }  

从代码可以看出，avformat_get_context_defaults()首先调用memset()将AVFormatContext的所有字段置0。而后调用了一个函数av_opt_set_defaults()。av_opt_set_defaults()用于给字段设置默认值。
avformat_alloc_context()代码的函数调用关系如下图所示。

avformat_free_context()

avformat_free_context()的声明位于libavformat\avformat.h，如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. /** 
2.  * Free an AVFormatContext and all its streams. 
3.  * @param s context to free 
4.  */  
5. void avformat_free_context(AVFormatContext *s);  

avformat_free_context()的定义位于libavformat\options.c。代码如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. void avformat_free_context(AVFormatContext *s)  
2. {  
3.     int i;  
4.   
5.   
6.     if (!s)  
7.         return;  
8.   
9.   
10.     av_opt_free(s);  
11.     if (s->iformat && s->iformat->priv_class && s->priv_data)  
12.         av_opt_free(s->priv_data);  
13.     if (s->oformat && s->oformat->priv_class && s->priv_data)  
14.         av_opt_free(s->priv_data);  
15.   
16.   
17.     for (i = s->nb_streams - 1; i >= 0; i--) {  
18.         ff_free_stream(s, s->streams[i]);  
19.     }  
20.     for (i = s->nb_programs - 1; i >= 0; i--) {  
21.         av_dict_free(&s->programs[i]->metadata);  
22.         av_freep(&s->programs[i]->stream_index);  
23.         av_freep(&s->programs[i]);  
24.     }  
25.     av_freep(&s->programs);  
26.     av_freep(&s->priv_data);  
27.     while (s->nb_chapters--) {  
28.         av_dict_free(&s->chapters[s->nb_chapters]->metadata);  
29.         av_freep(&s->chapters[s->nb_chapters]);  
30.     }  
31.     av_freep(&s->chapters);  
32.     av_dict_free(&s->metadata);  
33.     av_freep(&s->streams);  
34.     av_freep(&s->internal);  
35.     flush_packet_queue(s);  
36.     av_free(s);  
37. }  

从代码中可以看出，avformat_free_context()调用了各式各样的销毁函数：av_opt_free()，av_freep()，av_dict_free()。这些函数分别用于释放不同种类的变量，在这里不再详细讨论。在这里看一个释放AVStream的函数ff_free_stream()。该函数的定义位于libavformat\options.c（其实就在avformat_free_context()上方）。

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1. void ff_free_stream(AVFormatContext *s, AVStream *st) {  
2.     int j;  
3.     av_assert0(s->nb_streams>0);  
4.     av_assert0(s->streams[ s->nb_streams - 1 ] == st);  
5.   
6.   
7.     for (j = 0; j < st->nb_side_data; j++)  
8.         av_freep(&st->side_data[j].data);  
9.     av_freep(&st->side_data);  
10.     st->nb_side_data = 0;  
11.   
12.   
13.     if (st->parser) {  
14.         av_parser_close(st->parser);  
15.     }  
16.     if (st->attached_pic.data)  
17.         av_free_packet(&st->attached_pic);  
18.     av_dict_free(&st->metadata);  
19.     av_freep(&st->probe_data.buf);  
20.     av_freep(&st->index_entries);  
21.     av_freep(&st->codec->extradata);  
22.     av_freep(&st->codec->subtitle_header);  
23.     av_freep(&st->codec);  
24.     av_freep(&st->priv_data);  
25.     if (st->info)  
26.         av_freep(&st->info->duration_error);  
27.     av_freep(&st->info);  
28.     av_freep(&s->streams[ --s->nb_streams ]);  
29. }  

从代码中可以看出，与释放AVFormatContext类似，释放AVStream的时候，也是调用了av_freep()，av_dict_free()这些函数释放有关的字段。如果使用了parser的话，会调用av_parser_close()关闭该parser。

AVIOContext

avio_alloc_context()

AVIOContext的初始化函数是avio_alloc_context()，销毁的时候使用av_free()释放掉其中的缓存即可。它的声明位于libavformat\avio.h中，如下所示。

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1. /** 
2.  * Allocate and initialize an AVIOContext for buffered I/O. It must be later 
3.  * freed with av_free(). 
4.  * 
5.  * @param buffer Memory block for input/output operations via AVIOContext. 
6.  *        The buffer must be allocated with av_malloc() and friends. 
7.  * @param buffer_size The buffer size is very important for performance. 
8.  *        For protocols with fixed blocksize it should be set to this blocksize. 
9.  *        For others a typical size is a cache page, e.g. 4kb. 
10.  * @param write_flag Set to 1 if the buffer should be writable, 0 otherwise. 
11.  * @param opaque An opaque pointer to user-specific data. 
12.  * @param read_packet  A function for refilling the buffer, may be NULL. 
13.  * @param write_packet A function for writing the buffer contents, may be NULL. 
14.  *        The function may not change the input buffers content. 
15.  * @param seek A function for seeking to specified byte position, may be NULL. 
16.  * 
17.  * @return Allocated AVIOContext or NULL on failure. 
18.  */  
19. AVIOContext *avio_alloc_context(  
20.                   unsigned char *buffer,  
21.                   int buffer_size,  
22.                   int write_flag,  
23.                   void *opaque,  
24.                   int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
25.                   int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
26.                   int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence));  

avio_alloc_context()定义位于libavformat\aviobuf.c中，如下所示。

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1. AVIOContext *avio_alloc_context(  
2.                   unsigned char *buffer,  
3.                   int buffer_size,  
4.                   int write_flag,  
5.                   void *opaque,  
6.                   int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
7.                   int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
8.                   int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence))  
9. {  
10.     AVIOContext *s = av_mallocz(sizeof(AVIOContext));  
11.     if (!s)  
12.         return NULL;  
13.     ffio_init_context(s, buffer, buffer_size, write_flag, opaque,  
14.                   read_packet, write_packet, seek);  
15.     return s;  
16. }  

从代码中可以看出，avio_alloc_context()首先调用av_mallocz()为AVIOContext分配内存。而后调用了一个函数ffio_init_context()。该函数完成了真正的初始化工作。我们看一下ffio_init_context()函数的定义。

[cpp] view plain copy

 

1. int ffio_init_context(AVIOContext *s,  
2.                   unsigned char *buffer,  
3.                   int buffer_size,  
4.                   int write_flag,  
5.                   void *opaque,  
6.                   int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
7.                   int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),  
8.                   int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence))  
9. {  
10.     s->buffer      = buffer;  
11.     s->orig_buffer_size =  
12.     s->buffer_size = buffer_size;  
13.     s->buf_ptr     = buffer;  
14.     s->opaque      = opaque;  
15.     s->direct      = 0;  
16.   
17.   
18.     url_resetbuf(s, write_flag ? AVIO_FLAG_WRITE : AVIO_FLAG_READ);  
19.   
20.   
21.     s->write_packet    = write_packet;  
22.     s->read_packet     = read_packet;  
23.     s->seek            = seek;  
24.     s->pos             = 0;  
25.     s->must_flush      = 0;  
26.     s->eof_reached     = 0;  
27.     s->error           = 0;  
28.     s->seekable        = seek ? AVIO_SEEKABLE_NORMAL : 0;  
29.     s->max_packet_size = 0;  
30.     s->update_checksum = NULL;  
31.   
32.   
33.     if (!read_packet && !write_flag) {  
34.         s->pos     = buffer_size;  
35.         s->buf_end = s->buffer + buffer_size;  
36.     }  
37.     s->read_pause = NULL;  
38.     s->read_seek  = NULL;  
39.   
40.   
41.     return 0;  
42. }  

从函数的代码可以看出，ffio_init_context()对AVIOContext中的缓存，函数指针等等进行了赋值。

AVStream，AVCodecContext

AVStream的初始化函数是avformat_new_stream()，销毁函数使用销毁AVFormatContext的avformat_free_context()就可以了。

avformat_new_stream()

avformat_new_stream()的声明位于libavformat\avformat.h中，如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. /** 
2.  * Add a new stream to a media file. 
3.  * 
4.  * When demuxing, it is called by the demuxer in read_header(). If the 
5.  * flag AVFMTCTX_NOHEADER is set in s.ctx_flags, then it may also 
6.  * be called in read_packet(). 
7.  * 
8.  * When muxing, should be called by the user before avformat_write_header(). 
9.  * 
10.  * User is required to call avcodec_close() and avformat_free_context() to 
11.  * clean up the allocation by avformat_new_stream(). 
12.  * 
13.  * @param s media file handle 
14.  * @param c If non-NULL, the AVCodecContext corresponding to the new stream 
15.  * will be initialized to use this codec. This is needed for e.g. codec-specific 
16.  * defaults to be set, so codec should be provided if it is known. 
17.  * 
18.  * @return newly created stream or NULL on error. 
19.  */  
20. AVStream *avformat_new_stream(AVFormatContext *s, const AVCodec *c);  

avformat_new_stream()的定义位于libavformat\utils.c中，如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. AVStream *avformat_new_stream(AVFormatContext *s, const AVCodec *c)  
2. {  
3.     AVStream *st;  
4.     int i;  
5.     AVStream **streams;  
6.   
7.   
8.     if (s->nb_streams >= INT_MAX/sizeof(*streams))  
9.         return NULL;  
10.     streams = av_realloc_array(s->streams, s->nb_streams + 1, sizeof(*streams));  
11.     if (!streams)  
12.         return NULL;  
13.     s->streams = streams;  
14.   
15.   
16.     st = av_mallocz(sizeof(AVStream));  
17.     if (!st)  
18.         return NULL;  
19.     if (!(st->info = av_mallocz(sizeof(*st->info)))) {  
20.         av_free(st);  
21.         return NULL;  
22.     }  
23.     st->info->last_dts = AV_NOPTS_VALUE;  
24.   
25.   
26.     st->codec = avcodec_alloc_context3(c);  
27.     if (s->iformat) {  
28.         /* no default bitrate if decoding */  
29.         st->codec->bit_rate = 0;  
30.   
31.   
32.         /* default pts setting is MPEG-like */  
33.         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);  
34.     }  
35.   
36.   
37.     st->index      = s->nb_streams;  
38.     st->start_time = AV_NOPTS_VALUE;  
39.     st->duration   = AV_NOPTS_VALUE;  
40.     /* we set the current DTS to 0 so that formats without any timestamps 
41.      * but durations get some timestamps, formats with some unknown 
42.      * timestamps have their first few packets buffered and the 
43.      * timestamps corrected before they are returned to the user */  
44.     st->cur_dts       = s->iformat ? RELATIVE_TS_BASE : 0;  
45.     st->first_dts     = AV_NOPTS_VALUE;  
46.     st->probe_packets = MAX_PROBE_PACKETS;  
47.     st->pts_wrap_reference = AV_NOPTS_VALUE;  
48.     st->pts_wrap_behavior = AV_PTS_WRAP_IGNORE;  
49.   
50.   
51.     st->last_IP_pts = AV_NOPTS_VALUE;  
52.     st->last_dts_for_order_check = AV_NOPTS_VALUE;  
53.     for (i = 0; i < MAX_REORDER_DELAY + 1; i++)  
54.         st->pts_buffer[i] = AV_NOPTS_VALUE;  
55.   
56.   
57.     st->sample_aspect_ratio = (AVRational) { 0, 1 };  
58.   
59.   
60. #if FF_API_R_FRAME_RATE  
61.     st->info->last_dts      = AV_NOPTS_VALUE;  
62. #endif  
63.     st->info->fps_first_dts = AV_NOPTS_VALUE;  
64.     st->info->fps_last_dts  = AV_NOPTS_VALUE;  
65.   
66.   
67.     st->inject_global_side_data = s->internal->inject_global_side_data;  
68.   
69.   
70.     s->streams[s->nb_streams++] = st;  
71.     return st;  
72. }  

从代码中可以看出，avformat_new_stream()首先调用av_mallocz()为AVStream分配内存。接着给新分配的AVStream的各个字段赋上默认值。然后调用了另一个函数avcodec_alloc_context3()初始化AVStream中的AVCodecContext。

avcodec_alloc_context3()

avcodec_alloc_context3()的声明位于libavcodec\avcodec.h中，如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. /** 
2.  * Allocate an AVCodecContext and set its fields to default values. The 
3.  * resulting struct should be freed with avcodec_free_context(). 
4.  * 
5.  * @param codec if non-NULL, allocate private data and initialize defaults 
6.  *              for the given codec. It is illegal to then call avcodec_open2() 
7.  *              with a different codec. 
8.  *              If NULL, then the codec-specific defaults won't be initialized, 
9.  *              which may result in suboptimal default settings (this is 
10.  *              important mainly for encoders, e.g. libx264). 
11.  * 
12.  * @return An AVCodecContext filled with default values or NULL on failure. 
13.  * @see avcodec_get_context_defaults 
14.  */  
15. AVCodecContext *avcodec_alloc_context3(const AVCodec *codec);  

下面我们看一下avcodec_alloc_context3()的定义。下面我们看一下avcodec_alloc_context3()的定义。avcodec_alloc_context3()的定义位于libavcodec\options.c中。

[cpp] view plain copy

 

1. AVCodecContext *avcodec_alloc_context3(const AVCodec *codec)  
2. {  
3.     AVCodecContext *avctx= av_malloc(sizeof(AVCodecContext));  
4.   
5.   
6.     if (!avctx)  
7.         return NULL;  
8.   
9.   
10.     if(avcodec_get_context_defaults3(avctx, codec) < 0){  
11.         av_free(avctx);  
12.         return NULL;  
13.     }  
14.   
15.   
16.     return avctx;  
17. }  

从代码中可以看出，avcodec_alloc_context3()首先调用av_malloc()为AVCodecContext分配存储空间，然后调用了一个函数avcodec_get_context_defaults3()用于设置该AVCodecContext的默认值。avcodec_get_context_defaults3()的定义如下。

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1. int avcodec_get_context_defaults3(AVCodecContext *s, const AVCodec *codec)  
2. {  
3.     int flags=0;  
4.     memset(s, 0, sizeof(AVCodecContext));  
5.   
6.   
7.     s->av_class = &av_codec_context_class;  
8.   
9.   
10.     s->codec_type = codec ? codec->type : AVMEDIA_TYPE_UNKNOWN;  
11.     if (codec)  
12.         s->codec_id = codec->id;  
13.   
14.   
15.     if(s->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)  
16.         flags= AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM;  
17.     else if(s->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)  
18.         flags= AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM;  
19.     else if(s->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)  
20.         flags= AV_OPT_FLAG_SUBTITLE_PARAM;  
21.     av_opt_set_defaults2(s, flags, flags);  
22.   
23.   
24.     s->time_base           = (AVRational){0,1};  
25.     s->get_buffer2         = avcodec_default_get_buffer2;  
26.     s->get_format          = avcodec_default_get_format;  
27.     s->execute             = avcodec_default_execute;  
28.     s->execute2            = avcodec_default_execute2;  
29.     s->sample_aspect_ratio = (AVRational){0,1};  
30.     s->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_NONE;  
31.     s->sample_fmt          = AV_SAMPLE_FMT_NONE;  
32.     s->timecode_frame_start = -1;  
33.   
34.   
35.     s->reordered_opaque    = AV_NOPTS_VALUE;  
36.     if(codec && codec->priv_data_size){  
37.         if(!s->priv_data){  
38.             s->priv_data= av_mallocz(codec->priv_data_size);  
39.             if (!s->priv_data) {  
40.                 return AVERROR(ENOMEM);  
41.             }  
42.         }  
43.         if(codec->priv_class){  
44.             *(const AVClass**)s->priv_data = codec->priv_class;  
45.             av_opt_set_defaults(s->priv_data);  
46.         }  
47.     }  
48.     if (codec && codec->defaults) {  
49.         int ret;  
50.         const AVCodecDefault *d = codec->defaults;  
51.         while (d->key) {  
52.             ret = av_opt_set(s, d->key, d->value, 0);  
53.             av_assert0(ret >= 0);  
54.             d++;  
55.         }  
56.     }  
57.     return 0;  
58. }  

avformat_new_stream()函数的调用结构如下所示。

 

AVFrame

AVFrame的初始化函数是av_frame_alloc()，销毁函数是av_frame_free()。在这里有一点需要注意，旧版的FFmpeg都是使用avcodec_alloc_frame()初始化AVFrame的，但是我在写这篇文章的时候，avcodec_alloc_frame()已经被标记为“过时的”了，为了保证与时俱进，决定分析新的API——av_frame_alloc()。

av_frame_alloc()

av_frame_alloc()的声明位于libavutil\frame.h，如下所示。

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1. /** 
2.  * Allocate an AVFrame and set its fields to default values.  The resulting 
3.  * struct must be freed using av_frame_free(). 
4.  * 
5.  * @return An AVFrame filled with default values or NULL on failure. 
6.  * 
7.  * @note this only allocates the AVFrame itself, not the data buffers. Those 
8.  * must be allocated through other means, e.g. with av_frame_get_buffer() or 
9.  * manually. 
10.  */  
11. AVFrame *av_frame_alloc(void);  

av_frame_alloc()的定义位于libavutil\frame.c。代码如下所示。

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1. AVFrame *av_frame_alloc(void)  
2. {  
3.     AVFrame *frame = av_mallocz(sizeof(*frame));  
4.   
5.   
6.     if (!frame)  
7.         return NULL;  
8.   
9.   
10.     frame->extended_data = NULL;  
11.     get_frame_defaults(frame);  
12.   
13.   
14.     return frame;  
15. }  

从代码可以看出，av_frame_alloc()首先调用av_mallocz()为AVFrame结构体分配内存。而后调用了一个函数get_frame_defaults()用于设置一些默认参数。get_frame_defaults()定义如下。

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1. static void get_frame_defaults(AVFrame *frame)  
2. {  
3.     if (frame->extended_data != frame->data)  
4.         av_freep(&frame->extended_data);  
5.   
6.   
7.     memset(frame, 0, sizeof(*frame));  
8.   
9.   
10.     frame->pts                   =  
11.     frame->pkt_dts               =  
12.     frame->pkt_pts               = AV_NOPTS_VALUE;  
13.     av_frame_set_best_effort_timestamp(frame, AV_NOPTS_VALUE);  
14.     av_frame_set_pkt_duration         (frame, 0);  
15.     av_frame_set_pkt_pos              (frame, -1);  
16.     av_frame_set_pkt_size             (frame, -1);  
17.     frame->key_frame           = 1;  
18.     frame->sample_aspect_ratio = (AVRational){ 0, 1 };  
19.     frame->format              = -1; /* unknown */  
20.     frame->extended_data       = frame->data;  
21.     frame->color_primaries     = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED;  
22.     frame->color_trc           = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED;  
23.     frame->colorspace          = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED;  
24.     frame->color_range         = AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED;  
25.     frame->chroma_location     = AVCHROMA_LOC_UNSPECIFIED;  
26. }  

从av_frame_alloc()的代码我们可以看出，该函数并没有为AVFrame的像素数据分配空间。因此AVFrame中的像素数据的空间需要自行分配空间，例如使用avpicture_fill()，av_image_fill_arrays()等函数。

av_frame_alloc()函数的调用结构如下所示。

avpicture_fill()

avpicture_fill()的声明位于libavcodec\avcodec.h，如下所示。

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1. /** 
2.  * Setup the picture fields based on the specified image parameters 
3.  * and the provided image data buffer. 
4.  * 
5.  * The picture fields are filled in by using the image data buffer 
6.  * pointed to by ptr. 
7.  * 
8.  * If ptr is NULL, the function will fill only the picture linesize 
9.  * array and return the required size for the image buffer. 
10.  * 
11.  * To allocate an image buffer and fill the picture data in one call, 
12.  * use avpicture_alloc(). 
13.  * 
14.  * @param picture       the picture to be filled in 
15.  * @param ptr           buffer where the image data is stored, or NULL 
16.  * @param pix_fmt       the pixel format of the image 
17.  * @param width         the width of the image in pixels 
18.  * @param height        the height of the image in pixels 
19.  * @return the size in bytes required for src, a negative error code 
20.  * in case of failure 
21.  * 
22.  * @see av_image_fill_arrays() 
23.  */  
24. int avpicture_fill(AVPicture *picture, const uint8_t *ptr,  
25.                    enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height);  

avpicture_fill()的定义位于libavcodec\avpicture.c，如下所示。

PS：目测这个函数未来也有可能成为“过时的”函数，因为通过观察这一年FFmpeg代码的变化，发现FFmpeg组织似乎想把AVFrame相关的函数（原先定义在AVCodec的头文件中）从AVCodec的代码中分离出来，形成一套单独的API。所以很多和AVFrame相关的名称为avcodec_XXX()的函数都被标记上了“过时的”标记。当然，上述推测也是我自己猜测的。

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1. int avpicture_fill(AVPicture *picture, const uint8_t *ptr,  
2.                    enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height)  
3. {  
4.     return av_image_fill_arrays(picture->data, picture->linesize,  
5.                                 ptr, pix_fmt, width, height, 1);  
6. }  

从代码中可以看出，avpicture_fill()仅仅是简单调用了一下av_image_fill_arrays()。也就是说这两个函数实际上是等同的。

av_image_fill_arrays()

av_image_fill_arrays()的声明位于libavutil\imgutils.h中，如下所示。

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1. /** 
2.  * Setup the data pointers and linesizes based on the specified image 
3.  * parameters and the provided array. 
4.  * 
5.  * The fields of the given image are filled in by using the src 
6.  * address which points to the image data buffer. Depending on the 
7.  * specified pixel format, one or multiple image data pointers and 
8.  * line sizes will be set.  If a planar format is specified, several 
9.  * pointers will be set pointing to the different picture planes and 
10.  * the line sizes of the different planes will be stored in the 
11.  * lines_sizes array. Call with !src to get the required 
12.  * size for the src buffer. 
13.  * 
14.  * To allocate the buffer and fill in the dst_data and dst_linesize in 
15.  * one call, use av_image_alloc(). 
16.  * 
17.  * @param dst_data      data pointers to be filled in 
18.  * @param dst_linesizes linesizes for the image in dst_data to be filled in 
19.  * @param src           buffer which will contain or contains the actual image data, can be NULL 
20.  * @param pix_fmt       the pixel format of the image 
21.  * @param width         the width of the image in pixels 
22.  * @param height        the height of the image in pixels 
23.  * @param align         the value used in src for linesize alignment 
24.  * @return the size in bytes required for src, a negative error code 
25.  * in case of failure 
26.  */  
27. int av_image_fill_arrays(uint8_t *dst_data[4], int dst_linesize[4],  
28.                          const uint8_t *src,  
29.                          enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height, int align);  

av_image_fill_arrays()的定义位于libavutil\imgutils.c中。

[cpp] view plain copy

 

1. int av_image_fill_arrays(uint8_t *dst_data[4], int dst_linesize[4],  
2.                          const uint8_t *src,  
3.                          enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height, int align)  
4. {  
5.     int ret, i;  
6.   
7.   
8.     if ((ret = av_image_check_size(width, height, 0, NULL)) < 0)  
9.         return ret;  
10.   
11.   
12.     if ((ret = av_image_fill_linesizes(dst_linesize, pix_fmt, width)) < 0)  
13.         return ret;  
14.   
15.   
16.     for (i = 0; i < 4; i++)  
17.         dst_linesize[i] = FFALIGN(dst_linesize[i], align);  
18.   
19.   
20.     if ((ret = av_image_fill_pointers(dst_data, pix_fmt, width, NULL, dst_linesize)) < 0)  
21.         return ret;  
22.   
23.   
24.     return av_image_fill_pointers(dst_data, pix_fmt, height, (uint8_t *)src, dst_linesize);  
25. }  

av_image_fill_arrays()函数中包含3个函数：av_image_check_size()，av_image_fill_linesizes()，av_image_fill_pointers()。av_image_check_size()用于检查输入的宽高参数是否合理，即不能太大或者为负数。av_image_fill_linesizes()用于填充dst_linesize。av_image_fill_pointers()则用于填充dst_data。它们的定义相对比较简单，不再详细分析。
av_image_check_size()代码如下所示。

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1. int av_image_check_size(unsigned int w, unsigned int h, int log_offset, void *log_ctx)  
2. {  
3.     ImgUtils imgutils = { &imgutils_class, log_offset, log_ctx };  
4.   
5.   
6.     if ((int)w>0 && (int)h>0 && (w+128)*(uint64_t)(h+128) < INT_MAX/8)  
7.         return 0;  
8.   
9.   
10.     av_log(&imgutils, AV_LOG_ERROR, "Picture size %ux%u is invalid\n", w, h);  
11.     return AVERROR(EINVAL);  
12. }  

av_image_fill_linesizes()代码如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. int av_image_fill_linesizes(int linesizes[4], enum AVPixelFormat pix_fmt, int width)  
2. {  
3.     int i, ret;  
4.     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);  
5.     int max_step     [4];       /* max pixel step for each plane */  
6.     int max_step_comp[4];       /* the component for each plane which has the max pixel step */  
7.   
8.   
9.     memset(linesizes, 0, 4*sizeof(linesizes[0]));  
10.   
11.   
12.     if (!desc || desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL)  
13.         return AVERROR(EINVAL);  
14.   
15.   
16.     av_image_fill_max_pixsteps(max_step, max_step_comp, desc);  
17.     for (i = 0; i < 4; i++) {  
18.         if ((ret = image_get_linesize(width, i, max_step[i], max_step_comp[i], desc)) < 0)  
19.             return ret;  
20.         linesizes[i] = ret;  
21.     }  
22.   
23.   
24.     return 0;  
25. }  

av_image_fill_pointers()代码如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. int av_image_fill_pointers(uint8_t *data[4], enum AVPixelFormat pix_fmt, int height,  
2.                            uint8_t *ptr, const int linesizes[4])  
3. {  
4.     int i, total_size, size[4] = { 0 }, has_plane[4] = { 0 };  
5.   
6.   
7.     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);  
8.     memset(data     , 0, sizeof(data[0])*4);  
9.   
10.   
11.     if (!desc || desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL)  
12.         return AVERROR(EINVAL);  
13.   
14.   
15.     data[0] = ptr;  
16.     if (linesizes[0] > (INT_MAX - 1024) / height)  
17.         return AVERROR(EINVAL);  
18.     size[0] = linesizes[0] * height;  
19.   
20.   
21.     if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL ||  
22.         desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PSEUDOPAL) {  
23.         size[0] = (size[0] + 3) & ~3;  
24.         data[1] = ptr + size[0]; /* palette is stored here as 256 32 bits words */  
25.         return size[0] + 256 * 4;  
26.     }  
27.   
28.   
29.     for (i = 0; i < 4; i++)  
30.         has_plane[desc->comp[i].plane] = 1;  
31.   
32.   
33.     total_size = size[0];  
34.     for (i = 1; i < 4 && has_plane[i]; i++) {  
35.         int h, s = (i == 1 || i == 2) ? desc->log2_chroma_h : 0;  
36.         data[i] = data[i-1] + size[i-1];  
37.         h = (height + (1 << s) - 1) >> s;  
38.         if (linesizes[i] > INT_MAX / h)  
39.             return AVERROR(EINVAL);  
40.         size[i] = h * linesizes[i];  
41.         if (total_size > INT_MAX - size[i])  
42.             return AVERROR(EINVAL);  
43.         total_size += size[i];  
44.     }  
45.   
46.   
47.     return total_size;  
48. }  

avpicture_fill()函数调用关系如下图所示。

 

av_frame_free()

av_frame_free ()的声明位于libavutil\frame.h，如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. /** 
2.  * Free the frame and any dynamically allocated objects in it, 
3.  * e.g. extended_data. If the frame is reference counted, it will be 
4.  * unreferenced first. 
5.  * 
6.  * @param frame frame to be freed. The pointer will be set to NULL. 
7.  */  
8. void av_frame_free(AVFrame **frame);  

av_frame_free ()的定义位于libavutil\frame.c。代码如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. void av_frame_free(AVFrame **frame)  
2. {  
3.     if (!frame || !*frame)  
4.         return;  
5.   
6.   
7.     av_frame_unref(*frame);  
8.     av_freep(frame);  
9. }  

在释放AVFrame结构体之前，首先调用了一个函数av_frame_unref()。av_frame_unref()也是一个FFmpeg的API，它的作用是释放AVFrame中参考的缓存（还没完全弄懂），并且重置AVFrame中的字段。调用这个函数的目的应该是为了确保AVFrame可以被正常释放。代码如下。

[cpp] view plain copy

 

1. void av_frame_unref(AVFrame *frame)  
2. {  
3.     int i;  
4.   
5.   
6.     for (i = 0; i < frame->nb_side_data; i++) {  
7.         free_side_data(&frame->side_data[i]);  
8.     }  
9.     av_freep(&frame->side_data);  
10.   
11.   
12.     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(frame->buf); i++)  
13.         av_buffer_unref(&frame->buf[i]);  
14.     for (i = 0; i < frame->nb_extended_buf; i++)  
15.         av_buffer_unref(&frame->extended_buf[i]);  
16.     av_freep(&frame->extended_buf);  
17.     av_dict_free(&frame->metadata);  
18.     av_buffer_unref(&frame->qp_table_buf);  
19.   
20.   
21.     get_frame_defaults(frame);  
22. }  

AVPacket

AVPacket的初始化函数有两个：av_init_packet()，av_new_packet()。销毁函数是av_free_packet()。在初始化函数中av_init_packet()比较简单，初始化一些字段；而av_new_packet()相对“高级”一些，除了包含av_init_packet()的功能之外，还包含了AVPacket内部内存的分配。下面分别看看这些函数。

av_init_packet()

av_init_packet()的声明位于libavcodec\avcodec.h，如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. /** 
2.  * Initialize optional fields of a packet with default values. 
3.  * 
4.  * Note, this does not touch the data and size members, which have to be 
5.  * initialized separately. 
6.  * 
7.  * @param pkt packet 
8.  */  
9. void av_init_packet(AVPacket *pkt);  

av_init_packet()的定义位于libavcodec\avpacket.c。如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. void av_init_packet(AVPacket *pkt)  
2. {  
3.     pkt->pts                  = AV_NOPTS_VALUE;  
4.     pkt->dts                  = AV_NOPTS_VALUE;  
5.     pkt->pos                  = -1;  
6.     pkt->duration             = 0;  
7.     pkt->convergence_duration = 0;  
8.     pkt->flags                = 0;  
9.     pkt->stream_index         = 0;  
10. #if FF_API_DESTRUCT_PACKET  
11. FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS  
12.     pkt->destruct             = NULL;  
13. FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS  
14. #endif  
15.     pkt->buf                  = NULL;  
16.     pkt->side_data            = NULL;  
17.     pkt->side_data_elems      = 0;  
18. }  

av_new_packet()

av_new_packet()的声明位于libavcodec\avcodec.h。如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. /** 
2.  * Allocate the payload of a packet and initialize its fields with 
3.  * default values. 
4.  * 
5.  * @param pkt packet 
6.  * @param size wanted payload size 
7.  * @return 0 if OK, AVERROR_xxx otherwise 
8.  */  
9. int av_new_packet(AVPacket *pkt, int size);  

av_new_packet()的定义位于libavcodec\avpacket.c。如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. int av_new_packet(AVPacket *pkt, int size)  
2. {  
3.     AVBufferRef *buf = NULL;  
4.     int ret = packet_alloc(&buf, size);  
5.     if (ret < 0)  
6.         return ret;  
7.   
8.   
9.     av_init_packet(pkt);  
10.     pkt->buf      = buf;  
11.     pkt->data     = buf->data;  
12.     pkt->size     = size;  
13. #if FF_API_DESTRUCT_PACKET  
14. FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS  
15.     pkt->destruct = dummy_destruct_packet;  
16. FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS  
17. #endif  
18.   
19.   
20.     return 0;  
21. }  

从代码可以看出，av_new_packet()调用了av_init_packet(pkt)。此外还调用了一个函数packet_alloc()。packet_alloc()函数的定义如下。

[cpp] view plain copy

 

1. static int packet_alloc(AVBufferRef **buf, int size)  
2. {  
3.     int ret;  
4.     if ((unsigned)size >= (unsigned)size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)  
5.         return AVERROR(EINVAL);  
6.   
7.   
8.     ret = av_buffer_realloc(buf, size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);  
9.     if (ret < 0)  
10.         return ret;  
11.   
12.   
13.     memset((*buf)->data + size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);  
14.   
15.   
16.     return 0;  
17. }  

packet_alloc()中调用av_buffer_realloc()为AVPacket分配内存。然后调用memset()将分配的内存置0。
PS：发现AVPacket的结构随着FFmpeg的发展越发复杂了。原先AVPacket中的数据仅仅存在一个uint8_t类型的数组里，而现在已经使用一个专门的结构体AVBufferRef存储数据。
av_new_packet()代码的函数调用关系如下图所示。

 

av_free_packet()

av_free_packet()的声明位于libavcodec\avcodec.h，如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. /** 
2.  * Free a packet. 
3.  * 
4.  * @param pkt packet to free 
5.  */  
6. void av_free_packet(AVPacket *pkt);  

av_free_packet()的定义位于libavcodec\avpacket.c。如下所示。

[cpp] view plain copy

 

1. void av_free_packet(AVPacket *pkt)  
2. {  
3.     if (pkt) {  
4. FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS  
5.         if (pkt->buf)  
6.             av_buffer_unref(&pkt->buf);  
7. #if FF_API_DESTRUCT_PACKET  
8.         else if (pkt->destruct)  
9.             pkt->destruct(pkt);  
10.         pkt->destruct = NULL;  
11. #endif  
12. FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS  
13.         pkt->data            = NULL;  
14.         pkt->size            = 0;  
15.   
16.   
17.         av_packet_free_side_data(pkt);  
18.     }  
19. }  

从代码可以看出，av_free_packet()调用av_buffer_unref()释放AVPacket中的数据，而后还调用了av_packet_free_side_data()释放了side_data（存储封装格式可以提供的额外的数据）。

雷霄骅 (Lei Xiaohua)
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