FFMPEG学习【libavutil】：数据结构（三）

最新推荐文章于 2023-11-29 20:31:57 发布

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本文详细介绍了FFmpeg中的AVOptions系统，包括其实现原理、如何在结构体中添加AVOptions功能、如何使用AVOptions进行选项的设置与获取等核心内容。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

AVOptions提供了一个通用的系统来声明任意结构（“对象”）上的选项。

一个选项可以有一个帮助文本，一个类型和一系列可能的值。然后可以枚举，读取和写入选项。

Implementing AVOptions

本节介绍如何向结构体添加AVOptions功能。

所有AVOptions相关信息都存储在AVClass中。因此，struct的第一个成员应该是一个指向描述它的AVClass的指针。 AVClass的选项字段必须设置为一个以NULL结尾的AVOptions的静态数组。每个AVOption必须具有非空名称，类型，默认值和数字类型AVOptions也是允许值的范围。它还必须从结构的开始处声明一个以字节为单位的偏移量，其中与此AVOption相关联的字段位于该位置。 AVOption结构中的其他字段也应在适用时进行设置，但不是必需的。

以下示例说明了支持AVOptions的结构：

typedef struct test_struct {
    const AVClass *class;
    int      int_opt;
    char    *str_opt;
    uint8_t *bin_opt;
    int      bin_len;
} test_struct;
static const AVOption test_options[] = {
  { "test_int", "This is a test option of int type.", offsetof(test_struct, int_opt),
    AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, INT_MIN, INT_MAX },
  { "test_str", "This is a test option of string type.", offsetof(test_struct, str_opt),
    AV_OPT_TYPE_STRING },
  { "test_bin", "This is a test option of binary type.", offsetof(test_struct, bin_opt),
    AV_OPT_TYPE_BINARY },
  { NULL },
};
static const AVClass test_class = {
    .class_name = "test class",
    .item_name  = av_default_item_name,
    .option     = test_options,
    .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
};

接下来，分配你的结构时，你必须确保AVClass指针被设置为正确的值。然后，可以调用av_opt_set_defaults（）来初始化默认值。之后，该结构就可以与AVOptions API一起使用了。

清理时，您可以使用av_opt_free（）函数自动释放所有分配的字符串和二进制选项。

继续以上示例：

test_struct *alloc_test_struct(void)
{
    test_struct *ret = av_mallocz(sizeof(*ret));
    ret->class = &test_class;
    av_opt_set_defaults(ret);
    return ret;
}
void free_test_struct(test_struct **foo)
{
    av_opt_free(*foo);
    av_freep(foo);
}

Nesting

可能会发生一个AVOptions启用的结构包含另一个支持AVOptions的结构作为成员（例如，libavcodec中的AVCodecContext导出通用选项，而其priv_data字段导出编解码器特定的选项）。在这种情况下，可以设置父结构以导出子选项。要做到这一点，只需在父结构的AVClass中实现AVClass.child_next（）和AVClass.child_class_next（）。假设来自上面的test_struct现在还包含一个child_struct字段：

typedef struct child_struct {
    AVClass *class;
    int flags_opt;
} child_struct;
static const AVOption child_opts[] = {
    { "test_flags", "This is a test option of flags type.",
      offsetof(child_struct, flags_opt), AV_OPT_TYPE_FLAGS, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX },
    { NULL },
};
static const AVClass child_class = {
    .class_name = "child class",
    .item_name  = av_default_item_name,
    .option     = child_opts,
    .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
};
void *child_next(void *obj, void *prev)
{
    test_struct *t = obj;
    if (!prev && t->child_struct)
        return t->child_struct;
    return NULL
}
const AVClass child_class_next(const AVClass *prev)
{
    return prev ? NULL : &child_class;

将上面定义的child_next（）和child_class_next（）放在test_class中，现在可以通过test_struct访问child_struct的选项（再次，在创建之后，需要在child_struct上完成上述的正确设置）。

从上面的例子可能不清楚为什么需要child_next（）和child_class_next（）。区别在于child_next（）迭代实际存在的对象，而child_class_next（）遍历所有可能的子类。例如。如果AVCodecContext被初始化为使用具有私有选项的编解码器，那么它的child_next（）将返回AVCodecContext.priv_data并完成迭代。 AVCodecContext.av_class上的OTOH child_class_next（）将使用私有选项来迭代所有可用的编解码器。

Named constants

可以为选项创建命名常量。只需将选项的单位字段设置为常量应用于字符串，并将常量自身创建为类型为AV_OPT_TYPE_CONST的选项，其单位字段设置为相同的字符串。它们的default_val字段应包含命名常量的值。例如，要为上面的test_flags选项添加一些命名常量，请将以下内容放入child_opts数组中：

{ "test_flags", "This is a test option of flags type.",
  offsetof(child_struct, flags_opt), AV_OPT_TYPE_FLAGS, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, "test_unit" },
{ "flag1", "This is a flag with value 16", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 16 }, 0, 0, "test_unit" },

Using AVOptions

本节介绍在支持AVOptions的结构中访问选项。 FFmpeg中的这样的结构是例如。 libavcodec中的AVCodecContext或libavformat中的AVFormatContext。

Examining AVOptions

检查选项的基本功能是av_opt_next（），它遍历为一个对象定义的所有选项，av_opt_find（）将搜索给定名称的选项。

嵌套情况更复杂。支持AVOptions的结构可能具有启用AVOptions的子项。将AV_OPT_SEARCH_CHILDREN标志传递给av_opt_find（）将使函数递归地搜索子项。

列举基本上有两种情况。第一个是当您想要获取结构体及其子代中可能存在的所有选项（例如构建文档时）。在这种情况下，您应该在父结构的AVClass上递归调用av_opt_child_class_next（）。第二种情况是当你有一个已经初始化的结构与所有的孩子，你想获得所有可以实际写入或读取的选项。在这种情况下，您应该在每个结果上递归调用av_opt_child_next（）（和av_opt_next（））。

Reading and writing AVOptions

设置选项时，您通常会直接从用户读取字符串。在这种情况下，只需将其传递给av_opt_set（）即可。对于非字符串类型选项，av_opt_set（）将根据选项类型解析字符串。

类似地，av_opt_get（）将读取任何选项类型并将其转换为将被返回的字符串。不要忘记字符串被分配，所以你必须用av_free（）释放它。

在某些情况下，将所有选项放入AVDictionary并调用av_opt_set_dict（）可能会更为方便。一个具体的例子是lavf / lavc中的格式/编解码器打开功能，它使用填充了选项的字典作为参数。这使得可以设置不能另外设置的一些选项，因为例如在文件实际打开之前，输入文件格式是不知道的。

一、模块

一）、Evaluating option strings

这组函数可用于评估选项字符串并从中获取数字。

它们与av_opt_set（）执行相同的操作，除了将结果写入到调用者提供的指针中。

参数：obj：一个结构体，其第一个元素是指向AVClass的指针。

o：要评估字符串的选项。

val：要评估的字符串。

*_val:字符串的值将写在这里。

返回：0成功，负数为失败。

函数

int	av_opt_eval_flags (void obj, const AVOption o, const char val, int flags_out)

int	av_opt_eval_int (void obj, const AVOption o, const char val, int int_out)

int	av_opt_eval_int64 (void obj, const AVOption o, const char val, int64_t int64_out)

int	av_opt_eval_float (void obj, const AVOption o, const char val, float float_out)

int	av_opt_eval_double (void obj, const AVOption o, const char val, double double_out)

int	av_opt_eval_q (void obj, const AVOption o, const char val, AVRational q_out)

二）、Option setting functions

那些函数将给定名称的obj的字段设置为value。

参数：obj：一个结构，其第一个元素是指向AVClass的指针。

name：要设置的字段的名称

val：要设置的值。如果av_opt_set（）如果字段不是字符串类型，则会解析给定的字符串。支持SI后缀和一些命名标量。如果字段是数字类型，则必须是数字或命名标量。具有多个标量和+ - 中缀运算符的行为未定义。如果该字段是一个标志类型，它必须是一个数字标量或命名标记的序列，以'+'或' - '分隔。用'+'替代标志会导致设置不影响其他标志; 同样地，' - '取消标志。

search_flags:标志传递给av_opt_find2。即如果AV_OPT_SEARCH_CHILDREN被传递到这里，那么可以在obj的子对象上设置该选项。

返回：如果值已设置，则为0，如果出现错误，则为AVERROR代码：AVERROR_OPTION_NOT_FOUND（如果不存在匹配选项）AVERROR（ERANGE）如果值超出范围AVERROR（EINVAL），如果该值无效

宏

#define av_opt_set_int_list(obj, name, val, term, flags)

将二进制选项设置为整数列表。

参数：obj：AVClass对象设置选项

name：二进制选项的名称

val：指向整数列表的指针（对于列表的内容，必须具有正确的类型）

term：列表终止符（通常为0或-1）

flags：搜索标志

函数

int	av_opt_set (void obj, const char name, const char *val, int search_flags)

int	av_opt_set_int (void obj, const char name, int64_t val, int search_flags)

int	av_opt_set_double (void obj, const char name, double val, int search_flags)

int	av_opt_set_q (void obj, const char name, AVRational val, int search_flags)

int	av_opt_set_bin (void obj, const char name, const uint8_t *val, int size, int search_flags)

int	av_opt_set_image_size (void obj, const char name, int w, int h, int search_flags)

int	av_opt_set_pixel_fmt (void obj, const char name, enum AVPixelFormat fmt, int search_flags)

int	av_opt_set_sample_fmt (void obj, const char name, enum AVSampleFormat fmt, int search_flags)

int	av_opt_set_video_rate (void obj, const char name, AVRational val, int search_flags)

int	av_opt_set_channel_layout (void obj, const char name, int64_t ch_layout, int search_flags)

int	av_opt_set_dict_val (void obj, const char name, const AVDictionary *val, int search_flags)

三）、Option getting functions

那些函数从对象获取给定名称的选项的值。

参数：obj：一个结构体，其第一个元素是指向AVClass的指针。

name：获取的选项的名称。

search_flags:标志传递给av_opt_find2。即如果AV_OPT_SEARCH_CHILDREN在这里被传递，那么该选项可能在obj的一个小孩中找到。

out_val:该选项的值将在此处写入

返回：> = 0成功，否则为否定错误代码

函数

int	av_opt_get (void obj, const char name, int search_flags, uint8_t **out_val)

注意：返回的字符串将被av_malloc（）编译，并且必须由调用者编写av_free（）
如果av_opt_get中的search_flags中设置了AV_OPT_ALLOW_NULL，并且该选项具有AV_OPT_TYPE_STRING或AV_OPT_TYPE_BINARY，并将其设置为NULL，则out_val将被设置为NULL，而不是分配的空字符串。

int	av_opt_get_int (void obj, const char name, int search_flags, int64_t *out_val)

int	av_opt_get_double (void obj, const char name, int search_flags, double *out_val)

int	av_opt_get_q (void obj, const char name, int search_flags, AVRational *out_val)

int	av_opt_get_image_size (void obj, const char name, int search_flags, int w_out, int h_out)

int	av_opt_get_pixel_fmt (void obj, const char name, int search_flags, enum AVPixelFormat *out_fmt)

int	av_opt_get_sample_fmt (void obj, const char name, int search_flags, enum AVSampleFormat *out_fmt)

int	av_opt_get_video_rate (void obj, const char name, int search_flags, AVRational *out_val)

int	av_opt_get_channel_layout (void obj, const char name, int search_flags, int64_t *ch_layout)

int	av_opt_get_dict_val (void obj, const char name, int search_flags, AVDictionary **out_val)

二、数据结构

struct AVOption{
const char * name；
const char * help；// 短英文帮助文本
int offset; //相对于存储选项值的上下文结构的偏移量。
enum AVOptionType type;
union {
int64_t i64
double dbl
const char * str
AVRational q
} default_val //标量选项的默认值
double min; // 选项的最小有效值
double max; // 选项的最大有效值
int flags;
const char * unit;//选项所属的逻辑单位。
}

struct AVOptionRange{
const char * str;
double value_min;//价值范围。
double value_max;
double component_min;//价值的组成范围。
double component_max;
int is_range; //范围标志。
}

struct AVOptionRanges{
AVOptionRange ** range;//选项范围数组。
int nb_ranges;//每个组件的范围数。
int nb_components;//组件数量
}

三、宏

#define AV_OPT_SEARCH_CHILDREN (1 << 0)

首先在给定对象的可能孩子中搜索。

#define AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ (1 << 1)

传递给av_opt_find（）的obj是假的 - 只有一个指向AVClass的双指针，而不是指向包含AVClass的结构的必需指针。

#define AV_OPT_ALLOW_NULL (1 << 2)

在av_opt_get中，如果该选项具有指针类型并返回NULL，而不是返回一个空字符串。

#define AV_OPT_MULTI_COMPONENT_RANGE (1 << 12)

允许av_opt_query_ranges和av_opt_query_ranges_default为某些选项类型返回多个组件。

#define AV_OPT_SERIALIZE_SKIP_DEFAULTS 0x00000001

序列化未设置为只默认值的选项。

#define AV_OPT_SERIALIZE_OPT_FLAGS_EXACT 0x00000002

序列化与opt_flags完全匹配的选项。

四、枚举

enum AVOptionType {
AV_OPT_TYPE_FLAGS, AV_OPT_TYPE_INT, AV_OPT_TYPE_INT64, AV_OPT_TYPE_DOUBLE,
AV_OPT_TYPE_FLOAT, AV_OPT_TYPE_STRING, AV_OPT_TYPE_RATIONAL, AV_OPT_TYPE_BINARY,
AV_OPT_TYPE_DICT, AV_OPT_TYPE_UINT64, AV_OPT_TYPE_CONST = 128, AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE = MKBETAG('S','I','Z','E'),
AV_OPT_TYPE_PIXEL_FMT = MKBETAG('P','F','M','T'), AV_OPT_TYPE_SAMPLE_FMT = MKBETAG('S','F','M','T'), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE = MKBETAG('V','R','A','T'),AV_OPT_TYPE_DURATION = MKBETAG('D','U','R',' '),
AV_OPT_TYPE_COLOR = MKBETAG('C','O','L','R'), AV_OPT_TYPE_CHANNEL_LAYOUT = MKBETAG('C','H','L','A'), AV_OPT_TYPE_BOOL = MKBETAG('B','O','O','L')
}

enum	{ AV_OPT_FLAG_IMPLICIT_KEY = 1 }

五、函数

int	av_opt_show2 (void obj, void av_log_obj, int req_flags, int rej_flags)

显示对象选项。

参数：av_log_obj：用于显示选项的日志上下文

req_flags ：请求显示选项的标志。只显示它的选项 - > flags＆req_flags。

rej_flags：拒绝标记的选项显示。只显示它的选项！（opt-> flags＆req_flags）。

void	av_opt_set_defaults (void *s)

将所有AVOption字段的值设置为其默认值。

参数：s：一个支持Option的结构（它的第一个成员必须是A类的指针）

void	av_opt_set_defaults2 (void *s, int mask, int flags)

将所有AVOption字段的值设置为其默认值。

只有这些AVOption字段（opt-> flags＆mask）==标志将其默认值应用于s。

参数：s：一个支持Option的结构（它的第一个成员必须是A类的指针）

mask：AV_OPT_FLAG_ *的组合

flags：AV_OPT_FLAG_ *的组合

int	av_set_options_string (void ctx, const char opts, const char key_val_sep, const char pairs_sep)

解析opts中的键/值对列表。

对于找到的每个键/值对，将值存储在ctx中的字段中，名称类似于键。 ctx必须是AVClass上下文，使用AVOptions进行存储。

参数：opts：选项字符串进行解析，可能为NULL

key_val_sep：一个0个终止的字符列表，用于将值与值分离

pairs_sep：用于将两个对彼此分离的0个字符的字符列表

返回：成功设置密钥/值对的数量，或与错误：AVERROR（EINVAL）相对应的AVERROR代码，如果opts无法解析，则如果密钥/值对不能被解析，则由av_opt_set（）发出的错误代码。

int	av_opt_set_from_string (void ctx, const char opts, const char const shorthand, const char key_val_sep, const char pairs_sep)

解析opts中的键值对列表。

对于找到的每个键=值对，设置ctx中相应选项的值。

参数：ctx：AVClass对象设置选项

opts：选项字符串，由分隔符分隔的键值对

shorthand：一个以NULL结尾的快捷方式符号选项名称数组：如果opts中的第一个字段没有关键部分，则该关键字取自速记的第一个元素; 然后再次为第二个等等，直到选择完成，缩写完成或找到命名选项; 之后，所有选项都必须命名

key_val_sep：用于将值与值分隔的0个终止的字符列表，例如'='

pairs_sep：用于将两个对彼此分离的0个字符的列表，例如'：'或'，'

返回：成功设置key = value对的数量，或与错误时的AVERROR代码相对应的负数值：AVERROR（EINVAL）如果opts无法解析，则如果键/值对不能被解析，则由av_set_string3（）发出的错误代码。

void	av_opt_free (void *obj)

释放obj中所有分配的对象。

int	av_opt_flag_is_set (void obj, const char field_name, const char *flag_name)

检查flags字段中是否设置了特定的标志。

参数：field_name：标志字段选项的名称

flag_name：要检查的标志的名称

返回：如果标志设置为非零，如果标志未设置，则为0，不是正确的类型，或者标志字段不存在。

int	av_opt_set_dict (void obj, struct AVDictionary *options)

设置对象上给定字典的所有选项。

参数：obj：一个结构体，其第一个元素是指向AVClass的指针

options：选择处理。这个字典将被释放，并被一个新的字体替换，其中包含obj中没有找到的所有选项。当然这个新的字典需要被av_dict_free（）的调用者释放。

返回：0成功，如果在obj中发现某个选项，则为AVIDOR，但无法设置。

int	av_opt_set_dict2 (void obj, struct AVDictionary *options, int search_flags)

设置对象上给定字典的所有选项。

参数：obj：一个结构体，其第一个元素是指向AVClass的指针

search_flags：AV_OPT_SEARCH_ *的组合。

返回：0成功，如果在obj中发现某个选项，则为AVIDOR，但无法设置。

int	av_opt_get_key_value (const char *ropts, const char key_val_sep, const char pairs_sep, unsigned flags, char rkey, char *rval)

从字符串的开头提取键值对。

参数：ropts：指向选项字符串的指针，将被更新为指向其余的字符串（对之一或最后一个NUL）

key_val_sep：用于将值与值分隔的0个终止的字符列表，例如'='

pairs_sep：用于将两个对彼此分离的0个字符的列表，例如'：'或'，'

flags：标志; 请参阅下面的AV_OPT_FLAG_ *值

rkey：解密键，必须使用av_free（）

rval：解析值，必须使用av_free（）

返回：> = 0表示成功，否则为错误对应于错误代码的负值; 特别是：AVERROR（EINVAL）如果没有键存在

const AVOption * av_opt_find (void *obj, const char *name, const char *unit, int opt_flags, int search_flags)

在对象中查找一个选项。

只考虑设置了所有指定标志的选项。

参数：obj：指向结构体的指针，其第一个元素是指向AVClass的指针。或者，如果设置了AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ搜索标志，则指向AVClass的双指针。

name：要查找的选项的名称。

uint：当搜索命名常量时，它所属的单位的名称。

opt_flags：仅查找所有指定的标志设置的选项（AV_OPT_FLAG）。

search_flags：AV_OPT_SEARCH_ *的组合。

返回：指向找到的选项的指针，如果没有找到选项，则返回NULL。

注意：使用AV_OPT_SEARCH_CHILDREN标志找到的选项可能无法通过av_opt_set（）直接设置。使用AVDictionary（例如avformat_open_input（））选项的特殊调用来设置使用此标志找到的选项。

const AVOption * av_opt_find2 (void *obj, const char *name, const char *unit, int opt_flags, int search_flags, void **target_obj)

在对象中查找一个选项。

只考虑设置了所有指定标志的选项。

参数：obj：指向结构体的指针，其第一个元素是指向AVClass的指针。或者，如果设置了AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ搜索标志，则指向AVClass的双指针。

name：要查找的选项的名称。

uint：当搜索命名常量时，它所属的单位的名称。

opt_flags：仅查找所有指定的标志设置的选项（AV_OPT_FLAG）。

search_flags：AV_OPT_SEARCH_ *的组合。

target_obj：如果非NULL，则该选项所属的对象将在此处写入。如果AV_OPT_SEARCH_CHILDREN存在于search_flags中，它可能与obj不同。如果search_flags包含AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ，则忽略此参数。

返回：指向找到的选项的指针，如果没有找到选项，则返回NULL。

const AVOption * av_opt_next (const void *obj, const AVOption *prev)

迭代所有属于obj的AVOptions。

参数：obj：一个AVOptions启用的结构体或一个描述它的AVClass的双指针。

prev：先前调用此对象上的av_opt_next（）的结果或NULL

返回：下一个AVOption或NULL

void * av_opt_child_next (void *obj, void *prev)

迭代支持obo的启用AVOptions的子对象。

参数：prev：以前调用此函数或NULL的结果

返回：下一个启用AVOptions的子项或NULL

const AVClass * av_opt_child_class_next (const AVClass *parent, const AVClass *prev)

迭代潜在的启用AVOptions的父母子女。

参数：prev：以前调用此函数或NULL的结果

返回：AVClass对应于下一个潜在的小孩或NULL

void * av_opt_ptr (const AVClass *avclass, void *obj, const char *name)

获取一个指向struct中请求的字段的指针。

这个函数允许访问一个结构体，即使它的字段被移动或重新命名，因为进行访问的应用程序已被编译，

返回：一个指向该字段的指针，可以将其转换为正确的类型并读取或写入。

void	av_opt_freep_ranges (AVOptionRanges **ranges)

释放一个AVOptionRanges结构并将其设置为NULL。

int	av_opt_query_ranges (AVOptionRanges *, void obj, const char *key, int flags)

获取给定选项的允许范围列表。

返回的列表可能取决于obj中的其他字段，例如配置文件。

参数：flags：是一个位掩码的标志，未定义的标志不应该被设置，应该被忽略AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ表示obj是一个双指针到AVClass而不是一个完整的实例AV_OPT_MULTI_COMPONENT_RANGE表示该函数可能返回多个组件，结果必须使用av_opt_freep_ranges来释放。

返回：成功返回的数量，否则为否定错误代码

int	av_opt_copy (void dest, const void src)

将选项从src对象复制到dest对象中。

需要内存分配的选项（例如字符串或二进制）在目标对象中被错误地配置。分配给这些选项的原始内存将被释放，除非src和dest选项都指向同一个内存。

参数：dest：要复制的对象

src：复制的对象

返回：0成功，否定错误

int	av_opt_query_ranges_default (AVOptionRanges *, void obj, const char *key, int flags)

获取给定选项的允许范围的默认列表。

此列表是在不使用AVClass.query_ranges（）回调的情况下构建的，可用作回调中的回退。

参数：flags：是一个位掩码的标志，未定义的标志不应该被设置，应该被忽略AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ表示obj是一个双指针到AVClass而不是一个完整的实例AV_OPT_MULTI_COMPONENT_RANGE表示该函数可能返回多个组件，结果必须使用av_opt_free_ranges来释放。

返回：成功返回的数量，否则为否定错误代码