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Android FFmpeg

4. 一键编译-32-64-位-FFmpeg

该篇文章起就正式进入音视频学习了，在进入音视频学习之前我们必须要先学习 FFmpeg 这个库，这个库非常强大，强大到什么地步呢 ？可以说只要做音视频的没有人不了解它，包括国内外一些比较出名的播放器也用到了 FFmpeg 这个库。

FFmpeg 定义

FFmpeg 既是一款音视频编解码工具，同时也是一组音视频编解码开发套件，作为编解码开发套件，他为开发者提供了丰富的音视频处理的调用接口。

FFmpeg 提供了多种媒体格式的封装和解封装，包括多种音视频编码、多种协议的流媒体、多种色彩格式转换、多种采样率转换、多种码率转换等; FFmpeg 框架提供了多种丰富的插件模块，包含封装与解封转的插件、编码与解码的插件等。

FFmpeg 历史

FFmpeg 由法国天才程序员 Fabrice Bellard 在 2000 年的时开发出初版；后来发展到 2004 年， Fabrice Bellard 找到了接手人，这个人至今还在维护 FFmpeg 的 Michael Niedermayer 。Michael Niedermayer 对 FFmpeg 的贡献非常大，其将滤镜子系统 libavfilter 加入 FFmpeg 项目中，使得 FFmpeg 的多媒体处理更加多样、更加方便。在 FFmpeg 发布了 0.5 版本之后，很长一段时间没有进行新版本的发布，直到后来 FFmpeg 采用了 Git 作为版本控制服务器以后才开始继续进行代码更新、版本发布，当然也是时隔多年之后了；2011 年 3 月，在 FFmpeg 项目中有一些提交者对 FFmpeg的项目管理方式并不满意，因而重新创建了一个新的项目，命名为 Libav, 该项目尽管至今并没有 FFmpeg 发展这么迅速，但是提交权限相对 FFmpeg 更加开放；2015 年 8 月，Michael Niedermayer 主动辞去 FFmpeg 项目负责人的职务。Michael Niedermayter 从 Libav 中移植了大量的代码和功能到 FFmpeg 中，Michael Niedermayter 辞职的主要目的是希望两个项目最终能够一起发展，若能够合并则更好。时至今日，在大多数的 Linux 发行版本系统中已经使用 FFmpeg 来进行多媒体处理。

FFmpeg 可以通过以下方式自由获取源代码，具体方式如下:

FFmpeg 模块介绍

FFmpeg 框架的基本组成包含 libavcodec 、libavformat、libavfilter、libavdevice 、libavutil 等模块。

下面针对这些模块做一个大概的介绍。

  • libavcodec: 编解码库，封装了 Codec 层，但是有一些 codec 是具备自己的 License 的，FFmpeg 不会默认添加像 libx264、FDK-AAC、Lame 等库，但是 FFmpeg 像一个平台，可以将其他的第三方codec以插件的方式添加进来，为开发者提供统一接口
  • libavformat: 文件格式和协议库，封装了 Protocol 层和 Demuxer、Muxer 层，使得协议和格式对于开发者来说是透明的
  • libavfilter: 音视频滤镜库，该模块包含了音频特效和视频特效的处理，在使用 FFmpeg 的 API 进行编解码的过程中，可以使用该模块高效的为音视频数据做特效处理
  • libavdevice: 输入输出设备库，比如需要编译出播放声音或者视频的工具 ffplay，就需要确保该模块是打开的，同事也需要 libsdl 的预先编译，该设备模块播放声音和视频都又是使用libsdl 库
  • libavutil: 核心工具库，最基础模块之一，其他模块都会依赖该库做一些基本的音视频处理操作
  • libswresample: 用于音频重采样，可以对数字音频进行声道数、数据格式、采样率等多种基本信息的转换
  • libswscale 该模块用于图像格式转换，可以将 YUV 的数据转换为 RGB 的数据
  • libpostproc 该模块用于进行后期处理，当我们使用filter的时候，需要打开这个模块，filter会用到这个模块的一些基础函数 比较老的 FFmpeg 还会编译出 avresamle 模块，也是用于对音频原始出具进行重采样的，但是已经被废弃，推荐使用 libswresample 替代 另外，库里还可以包含对 H.264/MPEG-4 AVC 视频编码的 X264 库，是最常用的有损视频编码器，支持 CBR、VBR 模式，可以在编码的过程中直接改变码率的设置，在直播的场景中非常适用！可以做码率自适应的功能。

下载 FFmpeg

  • FFmpeg 官网 直接下载源码方式
  • 在 Linux 环境中，命令下载: 
    //1\. 命令下载
wget https://ffmpeg.org/releases/ffmpeg-4.2.2.tar.bz2
//2\. 安装解压缩工具
yum -y install bzip2
//3\. 解压 FFmpeg 
tar -jxvf ffmpeg-4.2.2.tar.bz2

编译 FFmpeg

编译环境

  • ffmpeg-4.2.2
  • CentOS 7
  • android-ndk-r17c-linux-x86_64.zip

configure 脚本介绍

#!/bin/sh
...
#帮组选项
Help options:
  --help                   print this message
  --quiet                  Suppress showing informative output
  --list-decoders          show all available decoders
  --list-encoders          show all available encoders
  --list-hwaccels          show all available hardware accelerators
  --list-demuxers          show all available demuxers
  --list-muxers            show all available muxers
  --list-parsers           show all available parsers
  --list-protocols         show all available protocols
  --list-bsfs              show all available bitstream filters
  --list-indevs            show all available input devices
  --list-outdevs           show all available output devices
  --list-filters           show all available filters
#标准选项
#--disable  代表关闭状态 ；--enable   代表开启状态
Standard options:
  --logfile=FILE           log tests and output to FILE [ffbuild/config.log]
  --disable-logging        do not log configure debug information
  --fatal-warnings         fail if any configure warning is generated
  #我们最终编译好的动态静态库位置，必须设置
  --prefix=PREFIX          install in PREFIX [$prefix_default]
  --bindir=DIR             install binaries in DIR [PREFIX/bin]
  --datadir=DIR            install data files in DIR [PREFIX/share/ffmpeg]
  --docdir=DIR             install documentation in DIR [PREFIX/share/doc/ffmpeg]
  --libdir=DIR             install libs in DIR [PREFIX/lib]
  --shlibdir=DIR           install shared libs in DIR [LIBDIR]
  --incdir=DIR             install includes in DIR [PREFIX/include]
  --mandir=DIR             install man page in DIR [PREFIX/share/man]
  --pkgconfigdir=DIR       install pkg-config files in DIR [LIBDIR/pkgconfig]
  --enable-rpath           use rpath to allow installing libraries in paths
                           not part of the dynamic linker search path
                           use rpath when linking programs (USE WITH CARE)
  --install-name-dir=DIR   Darwin directory name for installed targets
Licensing options:
  --enable-gpl             allow use of GPL code, the resulting libs
                           and binaries will be under GPL [no]
  --enable-version3        upgrade (L)GPL to version 3 [no]
  --enable-nonfree         allow use of nonfree code, the resulting libs
                           and binaries will be unredistributable [no]
Configuration options:
#开启静态库
  --disable-static         do not build static libraries [no]
#关闭动态库
  --enable-shared          build shared libraries [no
#可以优化库的大小
  --enable-small           optimize for size instead of speed
  --disable-runtime-cpudetect disable detecting CPU capabilities at runtime (smaller binary)
  --enable-gray            enable full grayscale support (slower color)
  --disable-swscale-alpha  disable alpha channel support in swscale
  --disable-all            disable building components, libraries and programs
  --disable-autodetect     disable automatically detected external libraries [no]
Program options:
#我们不需要使用程序，不需要在Windows中执行，某.exe程序，我们只需要在代码中使用  [此命令操作的是下面三项]
  --disable-programs       do not build command line programs
  #使用FFmpeg命令
  --disable-ffmpeg         disable ffmpeg build
  #播放器
  --disable-ffplay         disable ffplay build
  --disable-ffprobe        disable ffprobe build
Documentation options:
  --disable-doc            do not build documentation
  --disable-htmlpages      do not build HTML documentation pages
  --disable-manpages       do not build man documentation pages
  --disable-podpages       do not build POD documentation pages
  --disable-txtpages       do not build text documentation pages
#模块选项
Component options:
#可以操控我们的摄像头-（Android中是不支持））
  --disable-avdevice       disable libavdevice build
#audio video codec(编码 和 解码)
  --disable-avcodec        disable libavcodec build
#音视频格式生成和解析相关
  --disable-avformat       disable libavformat build
#音频重采样（如果想把单声道，变成双声道）
  --disable-swresample     disable libswresample build
#对视频显示相关（对视频的缩放，放大 缩小）
  --disable-swscale        disable libswscale build
#后期处理，很少用，可以关闭掉
  --disable-postproc       disable libpostproc build
#给视频加水印，加字幕，特殊效果
  --disable-avfilter       disable libavfilter build
  --enable-avresample      enable libavresample build (deprecated) [no]
  --disable-pthreads       disable pthreads [autodetect]
  --disable-w32threads     disable Win32 threads [autodetect]
  --disable-os2threads     disable OS/2 threads [autodetect]
  --disable-network        disable network support [no]
  --disable-dct            disable DCT code
  --disable-dwt            disable DWT code
  --disable-error-resilience disable error resilience code
  --disable-lsp            disable LSP code
  --disable-lzo            disable LZO decoder code
  --disable-mdct           disable MDCT code
  --disable-rdft           disable RDFT code
  --disable-fft            disable FFT code
  --disable-faan           disable floating point AAN (I)DCT code
  --disable-pixelutils     disable pixel utils in libavutil
Individual component options:
  --disable-everything     disable all components listed below
  --disable-encoder=NAME   disable encoder NAME
  --enable-encoder=NAME    enable encoder NAME
#编码可以去关闭掉
  --disable-encoders       disable all encoders
  --disable-decoder=NAME   disable decoder NAME
  --enable-decoder=NAME    enable decoder NAME
  --disable-decoders       disable all decoders
  --disable-hwaccel=NAME   disable hwaccel NAME
  --enable-hwaccel=NAME    enable hwaccel NAME
  --disable-hwaccels       disable all hwaccels
  --disable-muxer=NAME     disable muxer NAME
  --enable-muxer=NAME      enable muxer NAME
  #混合封装（音视频等于 一段音频 一段视频 合并在一起 就是.mp4，不想这样就可以关闭）
  --disable-muxers         disable all muxers
  --disable-demuxer=NAME   disable demuxer NAME
  --enable-demuxer=NAME    enable demuxer NAME
  --disable-demuxers       disable all demuxers
  --enable-parser=NAME     enable parser NAME
  --disable-parser=NAME    disable parser NAME
  --disable-parsers        disable all parsers
  --enable-bsf=NAME        enable bitstream filter NAME
  --disable-bsf=NAME       disable bitstream filter NAME
  --disable-bsfs           disable all bitstream filters
  --enable-protocol=NAME   enable protocol NAME
  --disable-protocol=NAME  disable protocol NAME
  --disable-protocols      disable all protocols
  --enable-indev=NAME      enable input device NAME
  --disable-indev=NAME     disable input device NAME
  --disable-indevs         disable input devices
  --enable-outdev=NAME     enable output device NAME
  --disable-outdev=NAME    disable output device NAME
  --disable-outdevs        disable output devices
  --disable-devices        disable all devices
  --enable-filter=NAME     enable filter NAME
  --disable-filter=NAME    disable filter NAME
  --disable-filters        disable all filters
...

编写 32/64 位 FFmpeg4.2.2 shell 脚本

ndk20b+ffmpeg4.2.2 clang 编译脚本

#!/bin/bash
echo ">>>>>>>>> 编译硬件解码版本 <<<<<<<<"
echo ">>>>>>>>> 注意：该编译环境目前只在 NDK20b + ffmpeg4.2.2 测试过 <<<<<<<<"
echo ">>>>>>>>> 注意：该编译环境目前只在 NDK20b + ffmpeg4.2.2 测试过 <<<<<<<<"
#你自己的NDK路径.
export NDK=/root/android/ndk/android-ndk-r20b
TOOLCHAIN=$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64
function build_android
{
echo "开始编译 $CPU"
./configure \
--prefix=$PREFIX \
--enable-neon  \
--enable-hwaccels  \
--enable-gpl   \
--enable-postproc \
--enable-shared \
--disable-debug \
--enable-small \
--enable-jni \
--enable-mediacodec \
--enable-decoder=h264_mediacodec \
--disable-static \
--disable-doc \
--enable-ffmpeg \
--disable-ffplay \
--disable-ffprobe \
--disable-avdevice \
--disable-doc \
--disable-symver \
--cross-prefix=$CROSS_PREFIX \
--target-os=android \
--arch=$ARCH \
--cpu=$CPU \
--cc=$CC \
--cxx=$CXX \
--enable-cross-compile \
--sysroot=$SYSROOT \
--extra-cflags="-Os -fpic $OPTIMIZE_CFLAGS" \
--extra-ldflags="$ADDI_LDFLAGS"
make clean
make
make install
echo "编译成功 $CPU"
}
#armv8-a
ARCH=arm64
CPU=armv8-a
API=21
CC=$TOOLCHAIN/bin/aarch64-linux-android$API-clang
CXX=$TOOLCHAIN/bin/aarch64-linux-android$API-clang++
SYSROOT=$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/sysroot
CROSS_PREFIX=$TOOLCHAIN/bin/aarch64-linux-android-
PREFIX=$(pwd)/android/$CPU
OPTIMIZE_CFLAGS="-march=$CPU"
build_android
#armv7-a
ARCH=arm
CPU=armv7-a
API=16
CC=$TOOLCHAIN/bin/armv7a-linux-androideabi$API-clang
CXX=$TOOLCHAIN/bin/armv7a-linux-androideabi$API-clang++
SYSROOT=$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64/sysroot
CROSS_PREFIX=$TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi-
PREFIX=$(pwd)/android/$CPU
OPTIMIZE_CFLAGS="-mfloat-abi=softfp -mfpu=vfp -marm -march=$CPU "
build_android

ndk17c + ffmpeg4.2.2 gcc编译脚本

#!/bin/bash
echo ">>>>>>>>> 注意：该编译环境目前只在 NDK17c + ffmpeg4.2.2 测试过 <<<<<<<<"
echo ">>>>>>>>> 注意：该编译环境目前只在 NDK17c + ffmpeg4.2.2 测试过 <<<<<<<<"
echo ">>>>>>>>> 注意：该编译环境目前只在 NDK17c + ffmpeg4.2.2 测试过 <<<<<<<<"
#NDK_ROOT 变量指向 ndk 目录
NDK_ROOT=$NDK_HOME
#指定android api版本
ANDROID_API=21
#开始编译 在下面调用传入参数即可
function build_ffmpeg()
{
echo "开始编译 $PREFIX_CPU"
echo "开始编译 $PREFIX"
echo "开始编译 $TOOLCHAIN"
./configure \
--prefix=$PREFIX \
--enable-small \
--disable-programs \
--disable-avdevice \
--disable-encoders \
--disable-muxers \
--disable-filters \
--enable-cross-compile \
--cross-prefix=$CROSS_PREFIX \
--disable-shared \
--enable-static \
--sysroot=$NDK_ROOT/platforms/android-$ANDROID_API/arch-$ARCH \
--extra-cflags="$CFLAGES" \
--arch=$ARCH \
--target-os=android
#上面运行脚本生成makefile之后，使用make执行脚本
make clean
make
make install
echo "$PREFIX_CPU 编译完成"
echo "$PREFIX_CPU 编译完成"
echo "$PREFIX_CPU 编译完成"
}
#armeabi-v7a
PREFIX=./result/armeabi-v7a
TOOLCHAIN=$NDK_ROOT/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/linux-x86_64
ARCH=arm
CROSS_PREFIX=$TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi-
CFLAGES="-isysroot $NDK_ROOT/sysroot -isystem $NDK_ROOT/sysroot/usr/include/arm-linux-androideabi -D__ANDROID_API__=$ANDROID_API -U_FILE_OFFSET_BITS  -DANDROID -ffunction-sections -funwind-tables -fstack-protector-strong -no-canonical-prefixes -march=armv7-a -mfloat-abi=softfp -mfpu=vfpv3-d16 -mthumb -Wa,--noexecstack -Wformat -Werror=format-security  -O0 -fPIC"
build_ffmpeg
#arm64-v8a
PREFIX=./result/arm64-v8a
TOOLCHAIN=$NDK_ROOT/toolchains/aarch64-linux-android-4.9/prebuilt/linux-x86_64
ARCH=arm64
CROSS_PREFIX=$TOOLCHAIN/bin/aarch64-linux-android-
CFLAGES="-isysroot $NDK_ROOT/sysroot -isystem $NDK_ROOT/sysroot/usr/include/aarch64-linux-android -D__ANDROID_API__=$ANDROID_API -U_FILE_OFFSET_BITS  -DANDROID -ffunction-sections -funwind-tables -fstack-protector-strong -no-canonical-prefixes -Wa,--noexecstack -Wformat -Werror=format-security  -O0 -fPIC"
build_ffmpeg
#直接跳转到编译完成的路径
cd /result

编译遇见的坑:

  • arm-linux-androideabi-gcc is unable to create an executable file
    • 原因 1： FFmpeg 4.2.2 版本默认使用了 clang 进行编译
    • 解决： 
      //1\. 修改 configure 文件
vim configure
//2\. 把 默认的 clang 修改为 gcc
if test "$target_os" = android; then
   # cc_default="clang"
		 cc_default="gcc"
fi
    • 原因 2：检查路径是否正确
  • nasm/yasm not found or too old. Use --disable-x86asm for a crippled build. 分析：yasm 是汇编编译器，FFmpeg 为了提高效率使用了汇编指令，如 MMX 和 SSE等。 所以系统中未安装yasm时，就会报上面错误。 
    解决错误：安装yasm编译器。安装方法如下：
1）下载：[yasm的下载链接]
wget http://www.tortall.net/projects/yasm/releases/yasm-1.3.0.tar.gz
2）解压：把下载下来的压缩包进行解压
tar -zxvf yasm-1.3.0.tar.gz
3）切换路径： 
cd yasm-1.3.0
4）执行配置： 
./configure
5）编译：
make
6）安装：
make install
复制代码
  • 解决 " lib64 libc so 6 version `GLIBC_2 18' not found (required by lib... 
    curl -O http://ftp.gnu.org/gnu/glibc/glibc-2.18.tar.gz
tar zxf glibc-2.18.tar.gz 
cd glibc-2.18/
mkdir build
cd build/
../configure --prefix=/usr --disable-profile --enable-add-ons --with-headers=/usr/include --with-binutils=/usr/bin
make 
make install
安装完成后，查看是否成功
ll /lib64/libc*
然后可以继续查看 glibc 支持的版本
strings /lib64/libc.so.6 | grep GLIBC
//------------------------------------------------------------
//下面可以不用参考，这个是我在升级 glibc 的时候把 libc-2.17.so 给误删除了，导致基本上瘫痪了，可以使用以下命令恢复
//ll cp 等命令失效请用以下进行软连接   
LD_PRELOAD=/lib64/libc-2.17.so ln -s /lib64/libc-2.17.so /lib64/libc.so.6
//如果不小心定义了错误环境变量可以通过以下命令删除
unset LD_LIBRARY_PATH
  • config.mak 文件没有生成
  • 解决： 执行./configure --disable-x86asm 生成 config.mak 文件
  • 错误解决完之后，按下回车键，如果出现如下输出，就开始在编译了:
  • 大概等 10 分钟左右就会编译完成，如下所示就代表编译静态库成功了:
  • 如果想编译动态库，仅仅修改下参数就行了，如下所示: 
    #开启动态库
-- enable-shared \
#关闭静态库
-- disable-static \
  • 压缩: tar -zcvf ffmpeg_android.tar.gz Android

利用 FileZill 工具 从服务器端把编译好的静态文件导出到电脑本地，导出完之后我们就在 AS 中测试编译的 .a 文件是否有误。

Android 集成交叉编译之后的 FFmpeg 静态库

  1. 创建一个 C/C++ 项目的 Android 工程，并把编译好的静态库导入项目中，如下结构:
  2. 编写 JNI 代码 
    #include <jni.h>
// 有坑，会报错，必须混合编译
//#include <libavutil/avutil.h>
extern "C" {
#include <libavutil/avutil.h>
}
/**
 * 拿到 ffmpeg 当前版本
 * @return
 */
const char *getFFmpegVer() {
    return av_version_info();
}
extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_devyk_ffmpeg_MainActivity_getFFmpegVersion(JNIEnv *env, jclass type) {
    return env->NewStringUTF(getFFmpegVer());
}
  3. 编写 CMakeLists.txt 脚本 
    #指定 Cmake 最低版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
#找到包含所有的cpp文件
file(GLOB allCpp *.cpp)
#打印当前 cmakeLists 的路径
message("当前cmakel路径: ${CMAKE_SOURCE_DIR} \n cpu架构：${CMAKE_ANDROID_ARCH_ABI}")
add_library(
        ffmpeg_lib
        SHARED
        ${allCpp})
find_library(
        log-lib
        log)
# 引入FFmpeg的头文件
include_directories(${CMAKE_SOURCE_DIR}/include)
# 引入FFmpeg的库文件，设置内部的方式引入，指定库的目录是 -L  指定具体的库-l
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -L${CMAKE_SOURCE_DIR}/${CMAKE_ANDROID_ARCH_ABI}")
target_link_libraries(
        ffmpeg_lib
        # 具体的库文件，链接到总库
        # 这样写会报错，有坑
        # avcodec avfilter avformat avutil swresample swscale
        # 先把有依赖的库，先依赖进来
        avformat avcodec avfilter avutil swresample swscale
        ${log-lib})
  4. app/build.gradle 配置 
    apply plugin: 'com.android.application'
android {
    compileSdkVersion 29
    buildToolsVersion "29.0.2"
  	...
    defaultConfig {
      ...
        externalNativeBuild(){
            cmake{
                abiFilters "armeabi-v7a" //指定编译为 armeabi-v7a
            }
        }
    }
...
    externalNativeBuild(){
        cmake{
          //指定构建 C++ 代码脚本
            path 'src/main/cpp/CMakeLists.txt'
        }
    }
}
...
  5. MainActivity 测试代码 
    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    static {
        System.loadLibrary("ffmpeg_lib");
    }
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView ffmpegVer = findViewById(R.id.ffmpeg_ver);
        ffmpegVer.setText("当前 FFmpeg 版本为:" + getFFmpegVersion());
    }
    /**
     * @return 返回当前
     */
    public native static String getFFmpegVersion();
}
    效果:

到这里 FFmpeg 编译及导入 AS 使用已经全部介绍完了，动态库编译及使用需要自己动手去实践了，使用方式都大同小异。

总结

在编译 FFmpeg 的时候会出现很多坑，基本上每个版本的 shell 脚本编写都不一样，所以如果对 Shell 不太了解的，建议先去复习一下。

该篇文章下来咱们用到了交叉编译、 Shell 脚本、 JNI 、Cmake 的知识，如果对这些基础还不了解的一定要先去把基础学好。也可以看我之前系列基础文章。

Shell 入门知识就介绍这么多，后续编译第三方库编写 Shell 脚本有陌生的在进行介绍。

下一节：在讲解音频渲染之前，需要对音频的基础知识有所了解，所以该篇分为基础概念和AudioTrack 以及 OpenSL ES Demo 实例讲解，这样有助于更好的理解 Android 中音频渲染。

音频的基础概念涉及的知识点比较多，该篇文章的上半部分会详细的介绍，后续文章基本上都会涉及音频的开发，有了基础对于后面的内容就更容易上手了。
作品《Android 音视频系列学习笔记 - 4. 一键编译-32-64-位-FFmpeg》由 在路上 发布于 匠果，转载请注明出处及链接地址： http://www.jiangguo.net/c/01g/0lg.html