音视频入门基础：FLV专题（6）——FFmpeg源码中，解码FLV header的实现

时间：2024-10-01 22:41:13

一、引言

在《音视频入门基础：FLV专题（3）——FLV header简介》中对FLV格式的FLV header进行了简介，本文讲述FFmpeg源码中是怎样解码FLV header，拿到里面的信息。执行命令ffmpeg -i XXX.flv时，FFmpeg源码内部会调用flv_probe函数检测该文件是否为FLV格式的文件（具体可以参考：《音视频入门基础：FLV专题（5）——FFmpeg源码中，判断某文件是否为FLV文件的实现》）。然后如果检测出该文件为FLV格式的文件，会调用flv_read_header函数解码FLV header。

二、flv_read_header函数的定义

flv_read_header函数定义在FFmpeg源码（本文演示用的FFmpeg源码版本为7.0.1）的源文件libavformat/flvdec.c中：

static int flv_read_header(AVFormatContext *s)
{
    int flags;
    FLVContext *flv = s->priv_data;
    int offset;
    int pre_tag_size = 0;

    /* Actual FLV data at 0xe40000 in KUX file */
    if(!strcmp(s->iformat->name, "kux"))
        avio_skip(s->pb, 0xe40000);

    avio_skip(s->pb, 4);
    flags = avio_r8(s->pb);

    flv->missing_streams = flags & (FLV_HEADER_FLAG_HASVIDEO | FLV_HEADER_FLAG_HASAUDIO);

    s->ctx_flags |= AVFMTCTX_NOHEADER;

    offset = avio_rb32(s->pb);
    avio_seek(s->pb, offset, SEEK_SET);

    /* Annex E. The FLV File Format
     * E.3 TheFLVFileBody
     *     Field               Type    Comment
     *     PreviousTagSize0    UI32    Always 0
     * */
    pre_tag_size = avio_rb32(s->pb);
    if (pre_tag_size) {
        av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Read FLV header error, input file is not a standard flv format, first PreviousTagSize0 always is 0\n");
    }

    s->start_time = 0;
    flv->sum_flv_tag_size = 0;
    flv->last_keyframe_stream_index = -1;

    return 0;
}

Fmpeg对媒体文件/流进行解复用时，会调用avformat_open_input函数，通过avformat_open_input函数内部的av_probe_input_format3函数来检测该文件是否为FLV格式的文件。如果是，avformat_open_input底层会调用flv_read_header函数来解码FLV header。

所以flv_read_header函数的作用就是解码FLV header。

形参s：既是输入型参数也是输出型参数，指向一个AVFormatContext类型变量。执行flv_read_header函数后，s->priv_data会得到从FLV header中解码出来的信息。然后在flv_read_header函数外部可以通过语句FLVContext *flv = s->priv_data得到这些信息。FLVContext 结构体声明在libavformat/flvdec.c中：

typedef struct FLVContext {
    const AVClass *class; ///< Class for private options.
    int trust_metadata;   ///< configure streams according onMetaData
    int trust_datasize;   ///< trust data size of FLVTag
    int dump_full_metadata;   ///< Dump full metadata of the onMetadata
    int wrong_dts;        ///< wrong dts due to negative cts
    uint8_t *new_extradata[FLV_STREAM_TYPE_NB];
    int new_extradata_size[FLV_STREAM_TYPE_NB];
    int last_sample_rate;
    int last_channels;
    struct {
        int64_t dts;
        int64_t pos;
    } validate_index[2];
    int validate_next;
    int validate_count;
    int searched_for_end;

    uint8_t resync_buffer[2*RESYNC_BUFFER_SIZE];

    int broken_sizes;
    int64_t sum_flv_tag_size;

    int last_keyframe_stream_index;
    int keyframe_count;
    int64_t video_bit_rate;
    int64_t audio_bit_rate;
    int64_t *keyframe_times;
    int64_t *keyframe_filepositions;
    int missing_streams;
    AVRational framerate;
    int64_t last_ts;
    int64_t time_offset;
    int64_t time_pos;

    FLVMetaVideoColor *metaVideoColor;
    int meta_color_info_flag;
} FLVContext;

返回值：flv_read_header函数固定返回0。

三、flv_read_header函数的内部实现分析

flv_read_header函数中，首先判断该文件是否为KUX文件。kux格式是优酷的一种视频加密格式，为保护版权和经营策略，只能使用优酷播放器播放：

    /* Actual FLV data at 0xe40000 in KUX file */
    if(!strcmp(s->iformat->name, "kux"))
        avio_skip(s->pb, 0xe40000);

AVIOContext文件位置指针（s->pb->buf_ptr）一开始指向FLV header的开头，通过avio_skip函数跳过4个字节，让AVIOContext文件位置指针指向FLV header的第5个字节。关于avio_skip函数用法可以参考：《FFmpeg源码：avio_skip函数分析》：

    avio_skip(s->pb, 4);

读取FLV header的第5个字节，赋值给局部变量flags。从《音视频入门基础：FLV专题（3）——FLV header简介》可以知道，

如果FLV header第5个字节的值为0x04（二进制的0b00000100）表示该FLV文件中仅含有音频不含视频；第5个字节的值为0x01（二进制的0b00000001）表示该FLV文件中仅含有视频不含音频；第5个字节的值为0x05（二进制的0b00000101）表示该FLV文件中既含视频也含音频：

    flags = avio_r8(s->pb);

枚举FLV_HEADER_FLAG_HASVIDEO和FLV_HEADER_FLAG_HASAUDIO声明在libavformat/flv.h中：

enum {
    FLV_HEADER_FLAG_HASVIDEO = 1,
    FLV_HEADER_FLAG_HASAUDIO = 4,
};

所以flv->missing_streams = flags & (FLV_HEADER_FLAG_HASVIDEO | FLV_HEADER_FLAG_HASAUDIO)

= flags & (1 | 4)

= flags & 5

所以当flv->missing_streams值为0x04表示该FLV文件中仅含有音频不含视频；flv->missing_streams的值为0x01表示该FLV文件中仅含有视频不含音频；flv->missing_streams的值为0x05表示该FLV文件中既含视频也含音频：

flv->missing_streams = flags & (FLV_HEADER_FLAG_HASVIDEO | FLV_HEADER_FLAG_HASAUDIO);

读取FLV header的第6到第9个字节，即以字节为单位的整个FLV header的长度，赋值给局部变量offset。关于avio_rb32函数用法可以参考：《FFmpeg源码：avio_r8、avio_rl16、avio_rl24、avio_rl32、avio_rl64函数分析》：

    offset = avio_rb32(s->pb);

把AVIOContext的文件位置指针移动到离文件开头offset字节处，即让文件位置指针指向FLV header紧接着的那个字节，也就是PreviousTagSize0。关于avio_seek函数用法可以参考：《FFmpeg源码：avio_seek函数分析》：

    avio_seek(s->pb, offset, SEEK_SET);

 读取FLV文件的PreviousTagSize0，赋值给局部变量pre_tag_size。从《音视频入门基础：FLV专题（3）——FLV header简介》可以知道，PreviousTagSize0，占4个字节，值必须为0。所以如果读取到的PreviousTagSize0值不为0，表示格式错误，打印日志：“Read FLV header error, input file is not a standard flv format, first PreviousTagSize0 always is 0”：

    pre_tag_size = avio_rb32(s->pb);
    if (pre_tag_size) {
        av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Read FLV header error, input file is not a standard flv format, first PreviousTagSize0 always is 0\n");
    }

初始化s->start_time，flv->sum_flv_tag_size，flv->last_keyframe_stream_index：

    s->start_time = 0;
    flv->sum_flv_tag_size = 0;
    flv->last_keyframe_stream_index = -1;

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