FFmpeg学习（三）-- libavutil 代码组成

libavutil中包含的功能如下：（基于v5.0版本)

• adler32.h/.c: Adler-32算法的实现
  • Adler-32是Mark Adler发明的校验和算法，和32位CRC校验算法一样，都是保护数据防止意外更改的算法。
  • Adler-32通过求解两个16位的数值A、B实现，并将结果连结成一个32位整数.A就是字符串中每个字节的和，而B是A在相加时每一步的阶段值之和。在Adler-32开始运行时，A初始化为1，B初始化为0，最后的校验和要模上65521(继216之后的最小素数)。
• aes.h/.c/_ctr.c/_ctr.h/_internal.h: AES算法的实现
  • AES的全称是Advanced Encryption Standard，意思是高级加密标准。
  • AES要求分组大小为128位，密钥可以为128位、192位、256位。密钥长度每增加64位，算法的循环次数就增加2轮，128位循环10轮、192位循环12轮、256位循环14轮。
  • aes_ctr中为AES算法的CTR模式的实现。
• audio_fifo.h/.c: audio 先入先出队列的实现
  • audio_fifo基于av_fifo实现，封装了audio buffer相关的计算。即根据sample_fmt、channels、nb_samples计算每个buffer的大小。
• avassert.h: 定义了av_assert宏
  • av_assert宏用于当条件为false时，输出log，直接退出程序。
  • av_assert1、av_assert2用于代码速度优化。
• avstring.h/.c/avsscanf.c：定义了字符数组的操作函数
  • av_strstart/av_stristart: 查找str是否以pfx开头。
  • av_stristr: 忽略大小写，从haystack查找字符串needle
  • av_strnstr：在从haystack开始的hay_length个字节中查找字符串needle
  • av_strlcpy：字符串复制
  • av_strlcat：字符串拼接
  • av_strlcatf： 类似vsnprintf，用参数化方式拼接字符串
  • av_strnlen： 计算字符串长度
  • av_asprintf：创建格式化字符串，并返回。
  • av_strtok/av_get_token: 用指定的字符串delim分割字符串，然后av_get_token依次获取分割项
  • av_isdigit： 判断字符是否为数字
  • av_isgraph： 判断字符是否可见
  • av_isspace： 判断字符是否为空格
  • av_toupper/av_tolower: 转换字符的大小写
  • av_isxdigit： 判断字符是否为数字或字母
  • av_strcasecmp/av_strncasecmp: 字符串对比
  • av_strireplace： 字符串替换
  • av_basename： 从全路径字符串中分离文件名
  • av_dirname： 从全路径字符串中分离目录名
  • av_match_name： 从逗号分割的字符串中查找是否匹配项，如果存在ALL，则也会匹配
  • av_append_path_component： 在目录名后面追加文件名
  • av_escape： 替换字符串中的特殊字符
  • av_utf8_decode： 解码一个utf8字符串
  • av_match_list： 查找两个字符串列表中是否有匹配项
  • av_sscanf：avsscanf.c 中实现了av_sscanf函数，类似C函数sscanf，用于实现从字符串中获得数据。
• avutils.h/utils.c: 辅助函数：
  • av_get_media_type_string：将enum AVMediaType的值转换为字符串
  • av_get_picture_type_char：将enum AVPictureType 转换为字符串
  • av_x_if_null： 如果p为null则返回x
  • av_int_list_length_for_size: 计算list中的元素个数
  • av_fopen_utf8： 打开一个文件名为UTF8编码的文件
  • av_get_time_base_q： 返回一个以AV_TIME_BASE为分母的分数
  • av_fourcc2str/av_fourcc_make_string: Fourcc转字符串
• base64.h/.c: base64算法的实现：
  • av_base64_decode： 将base64字符串转为原始字符串
  • av_base64_encode： 将原始字符串转为base64格式的字符串
• blowfish.h/.c: blowfish 加密算法
• bprint.h/*.c: 类似stringbuilder，实现字符串的动态扩展。
• bswap.h： 16、32、64位整数的前后交换
• buffer.h/.c/_internal.h: AVBuffer及buffer 池的实现，
  • AVBuffer and AVBufferRef 是两个核心的对象，AVBuffer不能被外部访问，外部API通过AVBufferRef操作AVBuffer.
  • av_buffer_create/av_buffer_realloc 可以创建一个AVBuffer，av_buffer_ref增加AVBuffer的引用计数，av_buffer_unref减少引用计数。引进计数减到0时，av_buffer_unref会自动释放AVBuffer。
  • av_buffer_pool_init/av_buffer_pool_init2 创建指定数量的AVBuffer 池
• camellia.h/.c： camellia 加密算法
  • Camellia算法每块的的长度（block size）为128位元，密钥长度则可以使用128、192或256位元。具有与AES同等级的安全强度及运算量。
• cast5.h/.c： CAST5 加密算法
• channel_layout.h/.c: audio channel layout 的字符串名称和数值相互转换接口
• color_untils.h/.c： 两个颜色转换接口
  • avpriv_get_gamma_from_trc：从AVColorTransferCharacteristic获取对应的gamma 值
  • avpriv_get_trc_function_from_trc： 获取AVColorTransferCharacteristic对应的转换函数
• colorspace.h: YUV/RGB/JPEG/BT709/CCIR等颜色空间的相互转换宏
• common.h: 常用数学函数及UTF8、UTF16的转换函数
• cpu.h/.c/_internel.h: CPU相关的功能函数
• crc.h/crc.c： crc算法
• des.h/.c: des 加密算法
• detecttion_bbox.h/.c: 获取帧数据的外围边框
• dict.h/.c: FFmpeg的字典类AVDictionary的相关操作
• display.h/.c: 根据指定的角度值，创建对应的旋转矩阵，用于旋转图片
• dovi_meta.h/.c: dolby vision 的meta 数据
• downmix_info.h/.c: downmix audio downmix medatata
• encryption_info.h/.c: 加密信息
  • 描述packet中加密信息。它包含在将数据包传递给解码器之前，如何解密数据包的特定frame信息。
• error.h/.c: FFmpeg中的错误值，及错误值对应的字符串
• eval.h/.c: 简单的算术表达式求值器
  • av_expr_parse_and_eval 可以计算"1+2^3+5*5+sin(2/3)"的值
• ffmath.h: 数学函数
  • ff_exp10/ff_exp10f: 更快的计算10^x的值
  • ff_fast_powf： 更快的计算x^y的值
• fifo.h/.c: 先进先出队列的实现
• file.h/.c: 将文件映射到内存，实现快速读取
• film_grain_params.h/.c: 电影胶片参数
• fixed_dsp.h/.c: 创建fixed DSP 上下文
• float_dsp.h/.c: 创建float DSP 上下文
• frame.h/.c: AVFrame 上下文数据
  • av_frame_alloc/av_frame_free： 创建/释放帧
  • av_frame_ref/av_frame_unref: 增加/减少引用计数
• hash.h/.c： hash算法的实现
  • 支持MD5、SHA1、SHA256、RIPEMD320、CRC等
• hdr_dynamic_metadata.h/.c: hdr 动态meta数据
• hmac.h/.c: hmac算法
  • 支持MD5、SHA1、SHA512等
• hwcontext.h/*.c等 硬件加速设备上下文及相关函数
• imgutils.h/.c/_internal.c: 图片相关操作函数
  • av_image_fill_max_pixsteps： Compute the max pixel step for each plane of an image with a format described by pixdesc.
  • av_image_get_linesize： Compute the size of an image line with format pix_fmt and width width for the plane plane.
  • av_image_fill_linesizes： Fill plane linesizes for an image with pixel format pix_fmt and width width.
  • av_image_fill_plane_sizes： Fill plane sizes for an image with pixel format pix_fmt and height height.
  • av_image_fill_pointers： Fill plane data pointers for an image with pixel format pix_fmt and height height.
  • av_image_alloc： Allocate an image with size w and h and pixel format pix_fmt, and fill pointers and linesizes accordingly.
  • av_image_copy_plane/av_image_copy_plane_uc_from/av_image_copy: image copy
  • av_image_fill_arrays： Setup the data pointers and linesizes based on the specified image parameters and the provided array.
  • av_image_get_buffer_size： Return the size in bytes of the amount of data required to store an image with the given parameters。
  • av_image_copy_to_buffer： Copy image data from an image into a buffer.
  • av_image_check_size/av_image_check_size2： Check if the given dimension of an image is valid, meaning that all bytes of the image can be addressed with a signed int.
  • av_image_check_sar: Check if the given sample aspect ratio of an image is valid.
  • av_image_fill_black: Overwrite the image data with black.
• integer.h/.c: 128位的整数运算
• intfloat.h: uint64_t与double、uint32_t与float的相互转换
• intmath.h: 快速计算整数的有效位数
• intreadwrite.h: 整数的移位、复制等运算
• lfg.h/.c: Context structure for the Lagged Fibonacci PRNG.
• libm.h： float 数据的操作函数
• lls.h: 线性最小二乘模型 Linear least squares model.
• log.h/.c: FFmpeg中的日志相关功能
  • AVClass类用于实现对象的可视化,每个log格式化函数的头一个参数为AVClass指针
  • av_log/av_log_once/av_vlog： 创建log字符串，然后用callback方法发送出去。av_log_default_callback为缺省的log处理方法，将日志信息发送到stderr中。
  • av_log_format_line/av_log_format_line2: 创建格式化日志字符串
  • av_log_set_level: 设置log的显示级别，低于设定值得级别可显示。取值为-8、0、8、16、24、32、40、48、56。
• lzo.h/.c: Decodes LZO 1x compressed data
• macos_kperf.h/.c: macos 系统中kperf参数
• macros.h: 常用宏：MAX、MIN、SWAP等
• mastering_display_metadata.h/.c: 创建AVMasteringDisplayMetadata、AVContentLightMetadata
• mathematics.h: 用于处理时间戳和时间基的数学工具。
  • av_gcd: 计算两个整数的最大公约数。
  • av_rescale/av_rescale_rnd: a * b / c 取整
  • av_rescale_q/av_rescale_q_rnd: a * bq / cq 取整
  • av_compare_ts： 比较两个时间戳
  • av_compare_mod： compare the least significant log2(mod) bits of integers a and b.
  • av_rescale_delta： 按照新的timebase，重新计时时间戳。
  • av_add_stable： 时间戳增加一个值
• md5.h/.c: MD5 hash 算法
• mem.h/.c/_internal.h: 内置内存操作函数
  • av_malloc/av_mallocz: 分配内存空间
  • av_malloc_array/av_calloc： 按数组方式分配内存空间
  • av_realloc/av_reallocp: 创建、重创建、释放内存
  • av_realloc_f/av_realloc_array/av_reallocp_array: 创建、重创建、释放数组形式的内存
  • av_fast_realloc： 如果原有buffer不够大时，重新分配内存
  • av_fast_malloc/av_fast_mallocz: 如果现有缓冲区足够大，则先释放然后重新分配一个，反之只释放不分配
  • av_free/av_freep: 释放分配的内存
  • av_strdup/av_strndup: 复制一个新的字符串
  • av_memdup： 复制一段内存空间
  • av_memcpy_backptr： Overlapping memcpy() implementation
• murmur3.h/.c: AVMurMur3 hash 算法
  • MurmurHash是一种经过广泛测试且速度很快的非加密哈希函数。它有Austin Appleby于2008年创建，产生32位或128位哈希。
  • MurMurHash3 128 位版本的速度是 MD5 的十倍。MurMurHash3 生成 32 位哈希的用时比生成 128 位哈希的用时要长。原因在于生成 128 位哈希的实现受益于现代处理器的特性。
• opt.h/.c: AVOption及相关操作函数
  • AVOptions提供了一个通用的系统来声明任意结构的选项(“对象”)，一个选项可以有一个帮助文本，一个类型和一个可能范围值，AVOptions可以被枚举、读取或写入。
• parseutils.h/.c: 多种解析工具
  • av_parse_ratio: 将一个字符串转换为分数
  • av_parse_video_size： 将一个字符串转换为视频的宽度、高度
  • av_parse_video_rate： 将一个字符串转换为视频的帧率
  • av_parse_color： 将一个字符串转换为RGBA格式的颜色值
  • av_get_known_color_name： 获取一个RGBA的颜色值的名称
  • av_parse_time： 将一个格式为“[{YYYY-MM-DD|YYYYMMDD}[T|t| ]]{{HH:MM:SS[.m…]]]}|{HHMMSS[.m…]]]}}[Z]”时间字符串转换为以微妙为单位的时间
  • av_find_info_tag： 从一个URL字符串中获取tag对应的值
  • av_small_strptime： 将字符串转换为 struct tm 格式的时间。
  • av_timegm： 将struct tm转换为 time_t
• pca.h/.c: principal component analysis(PCA)
  • 在ffmpeg v5.0的代码中未见使用
• pixdesc.h/desc.c/fmt.h/elutils.h/elutils.c: 像素相关的功能
  • pixfmt.h 中定义了像素格式、颜色空间、格式转换的枚举值及相关宏。
  • pixelutils.h/.c: 定义了一个计算“两个数组的差的绝对值的和”的函数
  • pixdesc.h/.c： 定义了像素描述、颜色转换相关的函数。
    • av_read_image_line2： 从图片中读取一行像素值
    • av_write_image_line： 将一行像素值写到图片数据中
• random_seed.h/.c: 获取一个随机数的种子
  • av_get_random_seed： 从硬件设备或其他途径产生一个真随机数，作为种子
• rational.h/.c： 分数及相关运算函数
• rc4.h/.c： rc4 加密算法
• reverse.h/.c： 定义了一个字节的反转后的对应矩阵
• ripemd.h/.c: RIPEMD hash 算法
• samplefmt.h/.c： 音频采样格式及相关函数
• sha.h/.c: SHA-1 & SHA-256 hash 算法
• sha512.h/.c: SHA512 hash 算法
• slicethread.h/.c: FFmpeg封装的多线程实现。
  • avpriv_slicethread_create： 输入work 函数、main函数，创建AVSliceThread上下文
  • avpriv_slicethread_execute： 多线程同时执行work函数
  • avpriv_slicethread_free： 释放AVSliceThread上下文
• softfloat.h/_tables.h/_ieee754.h: 浮点数运算的软件实现
• spherical.h/.c: 视频的球形映射
• stereo3D.h/.c: 立体三维类型及相关函数
• tea.h/.c: TEA 加密算法
• thread.h： 封装了各个平台的线程函数及互斥函数
• threadmessage.h/.c: 基于AVFifoBuffer实现的用于线程间通信的消息队列
• time.h/.c/_internal.h: 时间相关的函数
  • av_gettime： 获得以微秒计数的当前时间
  • av_gettime_relative：获取基于一些非特定点的当前时间（微秒计数），如果没有定义CLOCK_TIME，则在av_gettime基础上增加42小时
  • av_gettime_relative_is_monotonic: av_gettime_relative的返回值是否单调递增。如果从av_gettime获取，则为0
  • av_usleep： 以微秒计数的休眠函数
• timecode.h/.c: AVTimecode的定义及时间编码相关的函数
• timer.h: 计时器相关的函数，仅用于测试
• timestamp.h: 将pts转为字符串的函数
  • av_ts_make_string： 整数计数的pts转字符串
  • av_ts_make_time_string： 浮点数计数的pts转字符串
• tree.h/.c： FFmpeg实现的二叉树形结构体AVTreeNode及相关函数。
  • av_tree_node_alloc： 创建树节点
  • av_tree_find： 通过键值值查找节点
  • av_tree_insert： 插入节点
  • av_tree_destroy： 销毁树节点及子节点
  • av_tree_enumerate： 遍历二叉树
• twofish.h/.c: twofish 加密算法
• tx.h/.c/_template.c/_priv.h/_int32.c/_float.c/_double.c: 基于AVTXContext的FFT和MDCT转换
  • FFT: 快速傅氏变换算法（Fast Fourier Transform Algorithm）
  • MDCT: 修正离散余弦变换（Modified Discrete Cosine Transform）
• video_enc_param.h/.c: 根据指定参数，创建视频帧编码参数
• vulkan.h/.c/_shaders.c/_loader.h/_glslang.c/_functions.h: 定义了vulkan相关功能函数
• wchar_filename.h: 在window平台，实现utf8字符转宽字符
• xga_font_data.h： CGA/EGA/VGA ROM font data
• xtea.h/.c: xtea 算法的实现
  • TEA（Tiny Encryption Algorithm）是一种小型的对称加密解密算法，支持128位密码，与BlowFish一样TEA每次只能加密/解密8字节数据。TEA也发展出几个版本，分别是XTEA、Block TEA和XXTEA