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FFmpeg 基本API av_read_frame函数内部调用流程分析

news 2025/10/20 7:24:07

1、av_read_frame函数定义

av_read_frame 是 FFmpeg 库中的一个函数，用于从 AVFormatContext 中读取一个 AVPacket。它负责从解复用器(demuxer)获取原始编码数据包(AVPacket)。

int av_read_frame(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt);

参数说明：

s: 一个指向 AVFormatContext 结构体的指针，用于存储 AVFormatContext 对象。
pkt: 一个指向 AVPacket 结构体的指针，用于存储读取到的 AVPacket。
返回值：
如果读取成功，则返回 0；如果读取失败，则返回一个负值。在调用 av_read_frame 函数之后，可以通过 AVPacket 结构体中的成员来获取读取到的音视频数据，例如 data、size 和 pts 等。

注意：在使用 FFmpeg 进行音视频处理时，通常需要先调用 avformat_open_input 函数打开输入 URL，然后调用 avformat_find_stream_info 函数获取流信息，最后调用 av_read_frame 函数读取音视频数据。

大概流程如下所示：
在这里插入图片描述

2、av_read_frame内部调用逻辑

2.1 函数入口与初始化

FFFormatContext *const si = ffformatcontext(s);
const int genpts = s->flags & AVFMT_FLAG_GENPTS; // 是否生成PTS标志
int eof = 0;
int ret;
/*
关键变量：genpts：控制是否自动生成缺失的PTS（演示时间戳）si->packet_buffer：内部数据包缓存队列
*/

2.2 非GENPTS模式（简单读取）

if (!genpts) {ret = si->packet_buffer.head ? avpriv_packet_list_get(&si->packet_buffer, pkt) // 从缓存取包: read_frame_internal(s, pkt); // 直接读取新包if (ret < 0) return ret;goto return_packet; // 跳转到后处理
}
/*
逻辑流程：优先从缓存队列取包（packet_buffer）缓存为空则调用底层read_frame_internal()直接进入后处理阶段 */

2.3 GENPTS模式（复杂时间戳处理）

for (;;) {PacketListEntry *pktl = si->packet_buffer.head;if (pktl) {AVPacket *next_pkt = &pktl->pkt;// 时间戳修复逻辑...}...
}
1. 时间戳修复核心算法
if (next_pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE) {int wrap_bits = s->streams[...]->pts_wrap_bits;while (pktl && next_pkt->pts == AV_NOPTS_VALUE) {if (pktl->pkt.stream_index == ... && av_compare_mod(...) < 0) {if (av_compare_mod(...)) { // 非B帧next_pkt->pts = pktl->pkt.dts; // 用后续包DTS修复当前PTS}}pktl = pktl->next;}// EOF特殊处理if (eof && next_pkt->pts == AV_NOPTS_VALUE) {next_pkt->pts = last_dts + next_pkt->duration; // 用时长推算PTS}
}
/*
修复策略：
前向探测：遍历后续包寻找参考DTS
非B帧优先：优先使用I/P帧的DTS
EOF启发式：文件末尾用最后DTS+时长推算
*/2. 出队条件判断
st = s->streams[next_pkt->stream_index];
if (!(next_pkt->pts == AV_NOPTS_VALUE && st->discard < AVDISCARD_ALL &&next_pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE && !eof)) 
{ret = avpriv_packet_list_get(...); // 满足条件出队goto return_packet;
}
/*
出队条件（满足任一）：
PTS有效
流设置为丢弃所有包
DTS无效
未到文件末尾
*/3. 读取新包流程
ret = read_frame_internal(s, pkt); // 底层读包
if (ret < 0) {if (pktl && ret != AVERROR(EAGAIN)) {eof = 1;  // 标记EOF但继续处理缓存continue;}return ret; // 真实错误退出
}
// 新包加入缓存
ret = avpriv_packet_list_put(&si->packet_buffer, pkt, NULL, 0);
/*
EOF处理：标记eof但继续处理缓存包
缓存管理：新包加入队列尾部
*/

2.4 后处理阶段 (return_packet)

// 关键帧索引处理
if ((s->iformat->flags & AVFMT_GENERIC_INDEX) && pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY) 
{ff_reduce_index(s, st->index); // 索引优化av_add_index_entry(st, pkt->pos, pkt->dts, ...); // 添加索引
}// 相对时间戳转换
if (is_relative(pkt->dts)) pkt->dts -= RELATIVE_TS_BASE;
if (is_relative(pkt->pts)) pkt->pts -= RELATIVE_TS_BASE;
/*
关键操作：
索引构建：为关键帧创建 seek 索引
时间戳转换：将相对时间戳转为绝对时间戳
*/