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FFmpeg数据结构AVBuffer

叶余 2019-02-19 08:45:00 阅读数:220 评论数:0 点赞数:0 收藏数:0

本文为作者原创,转载请注明出处:https://www.cnblogs.com/leisure_chn/p/10399048.html

AVBuffer是FFmpeg中很常用的一种缓冲区,缓冲区使用引用计数(reference-counted)机制。
AVBufferRef则对AVBuffer缓冲区提供了一层封装,最主要的是作引用计数处理,实现了一种安全机制。用户不应直接访问AVBuffer,应通过AVBufferRef来访问AVBuffer,以保证安全。
FFmpeg中很多基础的数据结构都包含了AVBufferRef成员,来间接使用AVBuffer缓冲区。
本文使用的FFmpeg版本号为FFmpeg 4.1。

AVBuffer和AVBufferRef结构体定义及操作函数位于libavutil中的buffer.h、buffer_internal.h、buffer.c三个文件中。需要关注的要点是AVBufferRef和AVBuffer的关系以及缓冲区引用计数的概念

1. 数据结构定义

1.1 struct AVBuffer

struct AVBuffer定义于“libavutil/buffer_internal.h”,buffer_internal.h位于FFmpeg工程源码中,而FFmpeg提供的开发库头文件中并无此文件,因此这是一个内部数据结构,不向用户开放,用户不应直接访问AVBuffer,应通过AVBufferRef来访问AVBuffer,以保证安全。

struct AVBuffer {
uint8_t *data; /**< data described by this buffer */
int size; /**< size of data in bytes */
/**
* number of existing AVBufferRef instances referring to this buffer
*/
atomic_uint refcount;
/**
* a callback for freeing the data
*/
void (*free)(void *opaque, uint8_t *data);
/**
* an opaque pointer, to be used by the freeing callback
*/
void *opaque;
/**
* A combination of BUFFER_FLAG_*
*/
int flags;
};
  • data: 缓冲区地址
  • size: 缓冲区大小
  • refcount: 引用计数值
  • free: 用于释放缓冲区内存的回调函数
  • opaque: 提供给free回调函数的参数
  • flags: 缓冲区标志

1.2 struct AVBufferRef

struct AVBufferRef定义于buffer.h中:

/**
* A reference to a data buffer.
*
* The size of this struct is not a part of the public ABI and it is not meant
* to be allocated directly.
*/
typedef struct AVBufferRef {
AVBuffer *buffer;
/**
* The data buffer. It is considered writable if and only if
* this is the only reference to the buffer, in which case
* av_buffer_is_writable() returns 1.
*/
uint8_t *data;
/**
* Size of data in bytes.
*/
int size;
} AVBufferRef;
  • buffer: AVBuffer
  • data: 缓冲区地址,实际等于buffer->data
  • size: 缓冲区大小,实际等于buffer->size

2. 关键函数实现

2.1 av_buffer_alloc()

AVBufferRef *av_buffer_alloc(int size)
{
AVBufferRef *ret = NULL;
uint8_t *data = NULL;
data = av_malloc(size);
if (!data)
return NULL;
ret = av_buffer_create(data, size, av_buffer_default_free, NULL, 0);
if (!ret)
av_freep(&data);
return ret;
}

av_buffer_alloc()作了如下处理:

a) 使用av_malloc分配缓冲区

b) 调用av_buffer_create()创建AVBuffer AVBufferRef::*buffer成员,用于管理AVBuffer缓冲区

c) 返回AVBufferRef *对象

2.2 av_buffer_create()

AVBufferRef *av_buffer_create(uint8_t *data, int size,
void (*free)(void *opaque, uint8_t *data),
void *opaque, int flags)
{
AVBufferRef *ref = NULL;
AVBuffer *buf = NULL;
buf = av_mallocz(sizeof(*buf));
if (!buf)
return NULL;
buf->data = data;
buf->size = size;
buf->free = free ? free : av_buffer_default_free;
buf->opaque = opaque;
atomic_init(&buf->refcount, 1);
if (flags & AV_BUFFER_FLAG_READONLY)
buf->flags |= BUFFER_FLAG_READONLY;
ref = av_mallocz(sizeof(*ref));
if (!ref) {
av_freep(&buf);
return NULL;
}
ref->buffer = buf;
ref->data = data;
ref->size = size;
return ref;
}

av_buffer_create()是一个比较核心的函数,从其实现代码很容易看出AVBufferRef和AVBuffer这间的关系。
函数主要功能就是初始化AVBuffer AVBufferRef::*buffer成员,即为上述清单ref->buffer各字段赋值,最终,AVBufferRef *ref全部构造完毕,将之返回。

其中void (*free)(void *opaque, uint8_t *data)参数赋值为av_buffer_default_free,实现如下。其实就是直接调用了av_free回收内存。


void av_buffer_default_free(void *opaque, uint8_t *data)
{
av_free(data);
}

2.3 av_buffer_ref()

AVBufferRef *av_buffer_ref(AVBufferRef *buf)
{
AVBufferRef *ret = av_mallocz(sizeof(*ret));
if (!ret)
return NULL;
*ret = *buf;
atomic_fetch_add_explicit(&buf->buffer->refcount, 1, memory_order_relaxed);
return ret;
}

av_buffer_ref()处理如下:

a) *ret = *buf;一句将buf各成员值赋值给ret中对应成员,buf和ret将共用同一份AVBuffer缓冲区

b) atomic_fetch_add_explicit(...);一句将AVBuffer缓冲区引用计数加1
注意此处的关键点:共用缓冲区(缓冲区不拷贝),缓冲区引用计数加1

2.4 av_buffer_unref()

static void buffer_replace(AVBufferRef **dst, AVBufferRef **src)
{
AVBuffer *b;
b = (*dst)->buffer;
if (src) {
**dst = **src;
av_freep(src);
} else
av_freep(dst);
if (atomic_fetch_add_explicit(&b->refcount, -1, memory_order_acq_rel) == 1) {
b->free(b->opaque, b->data);
av_freep(&b);
}
}
void av_buffer_unref(AVBufferRef **buf)
{
if (!buf || !*buf)
return;
buffer_replace(buf, NULL);
}

av_buffer_unref()处理如下:

a) 回收AVBufferRef **buf内存

b) 将(*buf)->buffer(即AVBAVBufferRef的成员AVBuffer)的引用计数减1,若引用计数为0,则通过b->free(b->opaque, b->data);调用回调函数回收AVBuffer缓冲区内存
注意此处的关键点:销毁一个AVBufferRef时,将其AVBuffer缓冲区引用计数减1,若缓冲区引用计数变为0,则将缓冲区也回收,这很容易理解,只有当缓冲区不被任何对象引用时,缓冲区才能被销毁

3. 修改记录

2018-12-13 V1.0 初稿

版权声明
本文为[叶余]所创,转载请带上原文链接,感谢
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