FFmpeg資料結構AVBuffer
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AVBuffer是FFmpeg中很常用的一種緩衝區,緩衝區使用引用計數(reference-counted)機制。
AVBufferRef則對AVBuffer緩衝區提供了一層封裝,最主要的是作引用計數處理,實現了一種安全機制。使用者不應直接訪問AVBuffer,應通過AVBufferRef來訪問AVBuffer,以保證安全。
FFmpeg中很多基礎的資料結構都包含了AVBufferRef成員,來間接使用AVBuffer緩衝區。
本文使用的FFmpeg版本號為FFmpeg 4.1。
AVBuffer和AVBufferRef結構體定義及操作函式位於libavutil中的buffer.h、buffer_internal.h、buffer.c三個檔案中。需要關注的要點是AVBufferRef和AVBuffer的關係 以及緩衝區引用計數的概念 。
1. 資料結構定義
1.1 struct AVBuffer
struct AVBuffer定義於“libavutil/buffer_internal.h”,buffer_internal.h位於FFmpeg工程原始碼中,而FFmpeg提供的開發庫標頭檔案中並無此檔案,因此這是一個內部資料結構,不向使用者開放,使用者不應直接訪問AVBuffer,應通過AVBufferRef來訪問AVBuffer,以保證安全。
struct AVBuffer { uint8_t *data; /**< data described by this buffer */ intsize; /**< 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: 緩衝區地址
- size: 緩衝區大小
- refcount: 引用計數值
- free: 用於釋放緩衝區記憶體的回撥函式
- opaque: 提供給free回撥函式的引數
- flags: 緩衝區標誌
1.2 struct AVBufferRef
struct AVBufferRef定義於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. */ intsize; } AVBufferRef;
- buffer: AVBuffer
- data: 緩衝區地址,實際等於buffer->data
- size: 緩衝區大小,實際等於buffer->size
2. 關鍵函式實現
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()作了如下處理:
a) 使用av_malloc分配緩衝區
b) 呼叫av_buffer_create()建立AVBuffer AVBufferRef::*buffer
成員,用於管理AVBuffer緩衝區
c) 返回AVBufferRef *
物件
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()是一個比較核心的函式,從其實現程式碼很容易看出AVBufferRef和AVBuffer這間的關係。
函式主要功能就是初始化AVBuffer AVBufferRef::*buffer
成員,即為上述清單ref->buffer
各欄位賦值,最終,AVBufferRef *ref
全部構造完畢,將之返回。
其中void (*free)(void *opaque, uint8_t *data)
引數賦值為av_buffer_default_free
,實現如下。其實就是直接呼叫了av_free
回收記憶體。
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()處理如下:
a)*ret = *buf;
一句將buf各成員值賦值給ret中對應成員,buf和ret將共用同一份AVBuffer緩衝區
b)atomic_fetch_add_explicit(...);
一句將AVBuffer緩衝區引用計數加1
注意此處的關鍵點:共用緩衝區(緩衝區不拷貝),緩衝區引用計數加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()處理如下:
a) 回收AVBufferRef **buf
記憶體
b) 將(*buf)->buffer
(即AVBAVBufferRef的成員AVBuffer)的引用計數減1,若引用計數為0,則通過b->free(b->opaque, b->data);
呼叫回撥函式回收AVBuffer緩衝區記憶體
注意此處的關鍵點:銷燬一個AVBufferRef時,將其AVBuffer緩衝區引用計數減1,若緩衝區引用計數變為0,則將緩衝區也回收 ,這很容易理解,只有當緩衝區不被任何物件引用時,緩衝區才能被銷燬
3. 修改記錄
2018-12-13 V1.0 初稿