Windows上VS2017單步調試FFmpeg源碼的方法

之前在https://blog.csdn.net/fengbingchun/article/details/90114411 介紹過如何在Windows7/10上通過MinGW方式編譯FFmpeg 4.1.3源碼生成庫的步驟，那時只能生成最終的庫，卻不能產生vs工程，無法進行單步調試。GitHub上有個項目ShiftMediaProject/FFmpeg提供了vs工程，下面對編譯過程進行說明：

1. 從https://github.com/ShiftMediaProject/FFmpeg clone到E:\GitCode\FFmpeg_VS2013\ShiftMediaProject目錄下，最新commit id爲3371d97d5951e882b3a57c323b3e1f21cfabe900，提交日期爲2019.12.14；

2. 按照SMP/readme.txt的說明，要求vs版本需爲2013及以上，初始打算使用vs2013，不過提示需要下載最新的Service Pack，因此改爲使用vs2017；

3. 下載依賴項，執行FFmpeg/SMP/project_get_dependencies.bat，執行結果如下，可能需要等待較長時間，而且可能需要執行多次，直到所有的依賴項全部clone下來，個別項目(如我多次嘗試下載gnulib始終失敗)可能會需要自己手動clone：git clone https://gitlab.com/libidn/gnulib-mirror.git ，然後將其拷貝到ShiftMediaProject/gnutls/gnulib目錄下；

4. 按照SMP/readme.txt中的說明，下載額外依賴文件，手動創建新目錄E:\GitCode\FFmpeg_VS2013\msvc，下載完後的內容如下：

(1). 從https://www.khronos.org/registry/OpenGL/index_gl.php 下載glext.h和wglext.h，將其保存到新創建的目錄msvc/include/gl下；

(2). 從https://www.khronos.org/registry/OpenGL/index_gl.php 下載khrplatform.h，將其保存到新創建的目錄msvc/include/KHR下；

(3). 從https://github.com/FFmpeg/nv-codec-headers 下載include/ffnvcodec，將ffnvcodec整個目錄拷貝到目錄msvc/include下；

(4). 從https://github.com/GPUOpen-LibrariesAndSDKs/AMF 下載amf/public/include，將include下的內容保存到新創建的目錄msvc/include/AMF下；

5. 有些項目有彙編代碼需要ASM編譯，如libavutil需要NASM，依賴項libvpx需要YASM：

(1). 從https://github.com/ShiftMediaProject/VSNASM 下載VSNASM，以管理員身份運行install_script.bat，可多執行幾次，如下圖所示：vs2017安裝成功，vs2013安裝失敗，因爲使用vs2017編譯先不管vs2013；如果install_script.bat不能成功安裝，可參照VSNASM下的README.md進行安裝：

(2). 從https://github.com/ShiftMediaProject/VSYASM 下載VSYASM，以管理員身份運行install_script.bat，可多執行幾次，如下圖所示：vs2017安裝成功，vs2013安裝失敗，因爲使用vs2017編譯先不管vs2013；如果install_script.bat不能成功安裝，可參照VSYASM下的README.md進行安裝：

6. 使用vs2017打開FFmpeg/SMP/ffmpeg_deps.sln，發現有些項目不可用，如libass，如下圖所示，點擊安裝並關閉ffmpeg_deps.sln：

7. 再次打開ffmpeg_deps.sln，47個項目均加載成功，如下圖所示：

8. 可選擇編譯靜態庫/動態庫，Debug/Release，x86/x64，這裏選擇x64 靜態庫 Debug，選中解決方案”ffmpeg_deps”，點擊重新生成解決方案，第一次可能會產生一些error，可再次點擊生成解決方案，執行結果如下圖所示：

(1). 在E:\GitCode\FFmpeg_VS2013\msvc\bin\x64目錄下會存放可執行文件，包括：ffmpegd.exe、ffplayd.exe、ffprobed.exe；

(2). 在E:\GitCode\FFmpeg_VS2013\msvc\lib\x64目錄下會存放所有的靜態庫文件包括ffmpeg自身的和依賴項的；

(3). 在E:\GitCode\FFmpeg_VS2013\msvc\include目錄下會存放所需要的頭文件；

(4). 驗證ffmpegd.exe的正確性：獲取視頻設備名，執行如下命令，執行結果如下圖所示：顯示ffmpeg版本爲4.2，檢測到的視頻設備名爲” Integrated Webcam”

ffmpegd.exe -list_devices true -f dshow -i dummy

(5). 驗證ffplayed.exe的正確性：播放一個編碼格式爲rawvideo，像素格式爲bgr24，幀大小爲1280*720的文件，執行如下命令，執行結果如下圖所示：可正常播放

ffplayd.exe -i bgr.bin -f rawvideo -pixel_format bgr -video_size 1280x720

(6). 驗證ffprobed.exe的正確性：查看1.mp4視頻文件信息，執行如下命令，執行結果如下圖所示：可正常顯示視頻文件信息

ffprobed.exe 1.mp4

9. 新建一個test項目，測試代碼test.cpp如下，執行結果如下：可正常打開視頻設備並顯示

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <fstream>
#include <thread>

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#include <libavdevice/avdevice.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libswscale/swscale.h>
#include <libavutil/mem.h>
#include <libavutil/imgutils.h>

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#include <opencv2/opencv.hpp>

int main()
{
	avdevice_register_all();

	AVCodecID id = AV_CODEC_ID_MJPEG;
	AVCodec* encoder_id = avcodec_find_encoder(id);
	AVCodec* decoder_id = avcodec_find_decoder(id);
	if (!encoder_id || !decoder_id) {
		fprintf(stderr, "codec not found: %d\n", id);
		return -1;
	}

	AVFormatContext* format_context = avformat_alloc_context();
	format_context->video_codec_id = id; // 指定編解碼格式

	AVInputFormat* input_format = av_find_input_format("dshow");
	AVDictionary* dict = nullptr;
	//if (av_dict_set(&dict, "vcodec"/*"input_format"*/, "mjpeg", 0) < 0) fprintf(stderr, "fail to av_dict_set: line: %d\n", __LINE__); // 通過av_dict_set設置編解碼格式好像不起作用
	if (av_dict_set(&dict, "video_size", "960x540", 0) < 0) fprintf(stderr, "fail to av_dict_set: line: %d\n", __LINE__);
	//if (av_dict_set(&dict, "r", "25", 0) < 0) fprintf(stderr, "fail to av_dict_set: line: %d\n", __LINE__); // 通過av_dict_set設置幀率好像不起作用
	int ret = avformat_open_input(&format_context, "video=Integrated Webcam", input_format, &dict);
	if (ret != 0) {
		fprintf(stderr, "fail to avformat_open_input: %d\n", ret);
		return -1;
	}

	ret = avformat_find_stream_info(format_context, nullptr);
	if (ret < 0) {
		fprintf(stderr, "fail to get stream information: %d\n", ret);
		return -1;
	}

	int video_stream_index = -1;
	for (unsigned int i = 0; i < format_context->nb_streams; ++i) {
		const AVStream* stream = format_context->streams[i];
		if (stream->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
			video_stream_index = i;
			fprintf(stdout, "type of the encoded data: %d, dimensions of the video frame in pixels: width: %d, height: %d, pixel format: %d\n",
				stream->codecpar->codec_id, stream->codecpar->width, stream->codecpar->height, stream->codecpar->format);
		}
	}

	if (video_stream_index == -1) {
		fprintf(stderr, "no video stream\n");
		return -1;
	}

	fprintf(stdout, "frame rate: %f\n", av_q2d(format_context->streams[video_stream_index]->r_frame_rate));

	AVCodecParameters* codecpar = format_context->streams[video_stream_index]->codecpar;
	const AVCodec* codec = avcodec_find_decoder(codecpar->codec_id);
	if (!codec) {
		fprintf(stderr, "fail to avcodec_find_decoder\n");
		return -1;
	}

	if (codecpar->codec_id != id) {
		fprintf(stderr, "this test code only support mjpeg encode: %d\n", codecpar->codec_id);
		return -1;
	}

	AVCodecContext* codec_context = avcodec_alloc_context3(codec);
	if (!codec_context) {
		fprintf(stderr, "fail to avcodec_alloc_context3\n");
		return -1;
	}

	codec_context->pix_fmt = AVPixelFormat(codecpar->format);
	codec_context->height = codecpar->height;
	codec_context->width = codecpar->width;
	codec_context->thread_count = 16;
	ret = avcodec_open2(codec_context, codec, nullptr);
	if (ret != 0) {
		fprintf(stderr, "fail to avcodec_open2: %d\n", ret);
		return -1;
	}

	AVPixelFormat dst_pixel_format = AV_PIX_FMT_BGR24;
	AVFrame* frame = av_frame_alloc();
	AVPacket* packet = (AVPacket*)av_malloc(sizeof(AVPacket));
	SwsContext* sws_context = sws_getContext(codec_context->width, codec_context->height, codec_context->pix_fmt, codec_context->width, codec_context->height, dst_pixel_format, 0, nullptr, nullptr, nullptr);
	if (!frame || !packet || !sws_context) {
		fprintf(stderr, "fail to alloc\n");
		return -1;
	}

	uint8_t *bgr_data[4];
	int bgr_linesize[4];
	av_image_alloc(bgr_data, bgr_linesize, codec_context->width, codec_context->height, dst_pixel_format, 1);
	cv::Mat mat(codec_context->height, codec_context->width, CV_8UC3);
	const char* winname = "dshow mjpeg video";
	cv::namedWindow(winname);

	while (1) {
		ret = av_read_frame(format_context, packet);
		if (ret >= 0 && packet->stream_index == video_stream_index && packet->size > 0) {
			ret = avcodec_send_packet(codec_context, packet);
			if (ret < 0) {
				fprintf(stderr, "##### fail to avcodec_send_packet: %d\n", ret);
				av_packet_unref(packet);
				continue;
			}

			ret = avcodec_receive_frame(codec_context, frame);
			if (ret < 0) {
				fprintf(stderr, "##### fail to avcodec_receive_frame: %d\n", ret);
				av_packet_unref(packet);
				continue;
			}

			sws_scale(sws_context, frame->data, frame->linesize, 0, codec_context->height, bgr_data, bgr_linesize);
			mat.data = bgr_data[0];
			cv::imshow(winname, mat);
		}
		else if (ret < 0 || packet->size <= 0) {
			fprintf(stderr, "##### fail to av_read_frame: %d, packet size: %d\n", ret, packet->size);
			continue;
		}

		av_packet_unref(packet);

		int key = cv::waitKey(30);
		if (key == 27) break;
	}

	cv::destroyWindow(winname);
	sws_freeContext(sws_context);
	av_frame_free(&frame);
	av_freep(packet);
	av_freep(&bgr_data[0]);
	avformat_close_input(&format_context);
	av_dict_free(&dict);

	fprintf(stdout, "test finish\n");
	return 0;
}

在av_read_frame處設置斷點，單步調試，可進入av_read_frame函數內部，如下圖所示：

GitHub：https://github.com//fengbingchun/OpenCV_Test

Windows上VS2017單步調試FFmpeg源碼的方法

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