Linux交叉編譯FFmpeg

基礎準備

在Android中使用編譯好的FFmpeg，需要先了解一下C/C++編譯基礎概念，還需要準備一臺Linux作業系統的機器，

編譯流程

C/C++編譯流程圖如下：

靜態庫和動態庫

本質上來說庫是一種可執行代碼的二進制形式，可以被作業系統載入記憶體執行，C和C++庫有兩種：靜態庫（.a、.lib）和動態庫（.so、.dll），

windows：.lib和.dll庫，

Linux：.a和.so庫，

靜態庫和動態庫區別：

所謂靜態、動態是指鏈接階段，如下圖所示：

1、靜態庫在編譯時鏈接到目標代碼，運行時不需考慮靜態庫，編譯后程式檔案大，但加載快，隔離性好，

2、動態庫在編譯時不會鏈接到目標代碼，而在運行時才被載入，因此程式運行時還需要動態庫存在，多個應用程式使用同一個動態庫（因此動態庫也叫共享庫），啟動對個程式時只需將動態庫加載到記憶體一次即可，

如果我們要修改函式庫，使用動態庫的程式只需要將動態庫重新編譯就可以了，而使用靜態庫的程式則需要將靜態庫重新編譯好后，將程式再重新編譯一遍，

使用NDK交叉編譯

什么是交叉編譯？

交叉編譯就是在A平臺編譯出可以在B平臺執行的檔案，對于安卓開發者來說交叉編譯就是在window或者mac或者linux系統上編譯出可在安卓系統上運行的可執行檔案，

常用C/C++編譯器

NDK編譯動態庫

1、設定NDK提供的gcc編譯工具臨時變數

export CC=/root/android-ndk-r16b/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/linux-x86_64/bin/arm-linux-androideabi-gcc

2、設定編譯頭檔案路徑臨時變數

export CFLAGS="--sysroot=/root/android-ndk-r16b/platforms/android-27/arch-arm -isysroot /root/android-ndk-r16b/sysroot -isystem /root/android-ndk-r16b/sysroot/usr/include/arm-linux-androideabi"

• sysroot 的作用

  如果在編譯時指定了-sysroot就是為編譯時指定了邏輯目錄，編譯器通常會在 /usr/include 和 /usr/lib 中搜索頭檔案和庫，使用這個選項后將在 usr/include 和 usr/lib 目錄中搜索，

  如果使用sysroot 選項的同時又使用了 -isysroot 選項，則此選項僅作用于庫檔案的搜索路徑，而 -isysroot 選項將作用于頭檔案的搜索路徑，

  例如：此處指定sysroot=/root/android-ndk-r16b/platforms/android-27/arch-arm，那么在編譯程序中需要參考的庫，頭檔案，則會到/usr/include/目錄下去找，

• isysroot

  只用于配置編譯時搜索頭檔案，會在 /usr/include搜索頭檔案，

• isystem

  該選項用于指定目錄搜索頭檔案，

• -L

  頭檔案查找目錄，

3、執行編譯動態庫命令

$CC $CFLAGS -fPIC -shared test.c -o libTest.so

• -fPIC

  作用于編譯階段，告訴編譯器產生與位置無關的代碼，.so 要求為PIC，以達到動態鏈接的目的，否則，無法實作動態鏈接，

• -shared

  表示生成動態庫，

• -o

  指定輸出目錄，

NDK編譯靜態庫

1、將代碼檔案編譯成目標檔案.o

$CC $CFLAGS -fPIC -c test.c -o libTest.o

2、設定NDK提供的編譯靜態庫臨時變數

export AR=/root/android-ndk-r16b/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/linux-x86_64/bin/arm-linux-androideabi-ar

3、通過ar工具將目標檔案打包成.a靜態庫檔案

$AR r libTest.a libTest.o

Android工程cmake呼叫動態庫

1、將.so檔案放到jniLibs，若沒指定配置（可配置libs），這里必須放到jniLibs下.

2、CMakeLists.txt檔案引入動態庫：

# 設定庫路徑
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -L${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/armeabi-v7a")
# 鏈接動態庫
target_link_libraries(cmake-so Test log)

3、java代碼引入

static {
    // loadLibrary在6.0以下不會將依賴的Test動態庫引入，6.0以上會自動引入，就不需要引入Test了
    System.loadLibrary("Test");
    System.loadLibrary("cmake-so");
}

4、C/C++代碼里呼叫

// 使用C方式
extern "C" {
	// 引入外部方法
    extern int test();
}

直接呼叫

int t = test();

Android工程cmake呼叫靜態庫

1、將.a靜態檔案放到隨便一個目錄下，這里我放到jniLibs，如下圖所示：

2、CMakeLists.txt檔案配置

set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -L${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/armeabi-v7a")
add_library(cmake-so SHARED src/main/cpp/native-lib.cpp)
# 鏈接靜態庫
target_link_libraries(cmake-so Test log)

3、不需要java中引入

Linux編譯FFmpeg

FFmpeg是一套可以用來記錄、轉換數字音頻、視頻，并能將其轉化為流的開源計算機程式，FFmpeg的用戶有Google，Facebook，Youtube，VLC,優酷，愛奇藝，土豆，Mplayer，射手播放器，暴風影音，KMPlayer，QQ影音，格式工廠，貍窩視頻轉換器，暴風轉碼等

FFmpeg版本：4.0.6，高版本的會使用Clang編譯，

NDK版本：android-ndk-r17c

編譯腳本：

#!/bin/bash

# 指定NDK路徑
NDK_ROOT=/root/android-ndk-r17c
#指定編譯ABI型別
CPU=arm-linux-androideabi
#指定工具鏈路徑
TOOLCHAIN=$NDK_ROOT/toolchains/$CPU-4.9/prebuilt/linux-x86_64
#從as的 externalNativeBuild/xxx/build.ninja
# 編譯配置頭和庫
FLAGS="-isystem $NDK_ROOT/sysroot/usr/include/arm-linux-androideabi -D__ANDROID_API__=21 -g -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"
# 指定頭檔案
INCLUDES=" -isystem $NDK_ROOT/sources/android/support/include"
# 指定生成路徑
PREFIX=./android/armeabi-v7

./configure \
--prefix=$PREFIX \
# 優化編譯產物大小,而不是優化速度
--enable-small \
# 不構建命令列程式
--disable-programs \
# 禁用libavdevice構建,和多媒體設備互動的類別庫這個庫可以讀取電腦的多媒體設備的資料，或者輸出資料到指定的多媒體設備上，
--disable-avdevice \
# 禁用編碼器
--disable-encoders \
# 禁用復用器，合并將視頻檔案、音頻檔案和字幕檔案合并為某一個視頻格式，如，可將a.avi, a.mp3, a.srt用muxer合并為mkv格式的視頻檔案，demuxer是拆分這些檔案的，
--disable-muxers \
# 禁用過濾器，音視頻特效處理的功能，比如視頻縮放、截取、翻轉、疊加等
--disable-filters \
# 使用交叉編譯器
--enable-cross-compile \
# 交叉編譯工具路徑
--cross-prefix=$TOOLCHAIN/bin/$CPU- \
# 支持動態庫
--enable-shared \
# 支持靜態庫
--enable-static \
# 設定頭檔案和庫檔案路徑
--sysroot=$NDK_ROOT/platforms/android-21/arch-arm \
--extra-cflags="$FLAGS $INCLUDES" \
--extra-cflags="-isysroot $NDK_ROOT/sysroot/" \
# cpu架構
--arch=arm \
# 指定編譯目標系統
--target-os=android 

# 清理一下 
make clean
make
#執行makefile
make install

編譯腳本說明：

gcc編譯選項：

-I：指定頭檔案路徑；如 gcc -I./include

-D：定義一個宏；如 gcc -DHAVE_CONFIG_H，定義宏HAVE_CONFIG_H

-Wall：開啟全部錯誤提示，可理解為warinig all

-g：編譯程序當中保留除錯資訊，以便gdb可以除錯

-DANDROID

-ffunction-sections

GCC鏈接操作是以section作為最小的處理單元，只要一個section中的某個符號被參考，該section就會被加入到可執行程式中去，因此，GCC在編譯時可以使用 -ffunction-sections和 -fdata-sections 將每個函式或符號創建為一個sections，其中每個sections名與function或data名保持一致，，

-O2：指定編譯優化等級為2，optimization

-pipe：指定編譯程序當中不一樣階段的通訊使用pipe管道(有些編譯器沒法讀取管道，目前GNU編譯器是ok的)

-Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2：將逗號分隔的選項傳遞給前處理器，其中FORTIFY_SOURCE選項用于指定在編譯時檢查緩沖區溢位的等級

-fexceptions：啟用例外處理，會產生額外的代碼用于處理例外，會占用必定量的資料空間(gcc默認為C++打開該選項，為C關閉該選項)

-fstack-protector：開啟堆疊保護檢測，防止緩沖區例外

--param=ssp-buffer-size=4：–param用于控制一些用于優化的常量，好比行內函式的指令數量限制等，

ssp-buffer-size：用于控制預防堆疊溢位的緩沖區的下限值，和-fstack-protector選項一同使用

-m64：指定生成64位的x86-64架構代碼

-mtune=generic：為指定的CPU架構優化代碼

-fPIC：生成位置無關的代碼，適用于動態連接

-fPIE：為可執行檔案生成位置無關代碼

-march=armv7-a：編譯armv7-a

代碼呼叫示例

編譯成功后會生成頭檔案、庫檔案、使用例子，如下圖所示：

1、拷貝include頭檔案到cpp目錄下

2、拷貝lib下的動態庫或靜態庫到armeabi-v7a下

3、在cpp目錄下創建Android JNI程式

#include <jni.h>
#include <string>
#include <android/log.h>

extern "C" {
// 引入頭檔案
#include <libavcodec/avcodec.h>
}

extern "C" JNIEXPORT jstring
JNICALL
Java_com_learn_cmake_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    // 呼叫獲取FFmpeg版本介面
    return env->NewStringUTF(av_version_info());
}

4、配置cmake，進行程式呼叫

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 設定靜態庫目錄
# 將動態庫放cpp下會報錯，只能放jniLibs下
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -L${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/armeabi-v7a")
# 加載頭檔案
include_directories(src/main/cpp/include)
# 加載庫檔案
add_library(ffmpeg-demo SHARED src/main/cpp/native-lib.cpp)
# 鏈接靜態庫
target_link_libraries(ffmpeg-demo avcodec avfilter avformat avutil swresample swscale log)

5、java層呼叫

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    static {
        System.loadLibrary("avcodec");
        System.loadLibrary("avfilter");
        System.loadLibrary("avformat");
        System.loadLibrary("avutil");
        System.loadLibrary("swresample");
        System.loadLibrary("swscale");
        System.loadLibrary("ffmpeg-demo");
    }

    public native String stringFromJNI();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        String text = stringFromJNI();
        TextView test = findViewById(R.id.test);
        test.setText(text);

    }
}

可以下載示例工程測驗一下：
動態庫集成FFmpeg示例工程

其他

FFmpeg各版本下載地址

FFmpeg編譯常見問題

推薦閱讀：

Linux基礎——gcc編譯、靜態庫與動態庫（共享庫）

Android：JNI與NDK(二)交叉編譯與動態庫，靜態庫

C++靜態庫與動態庫

FFMPEG 配置選項詳細說明

Android 上如何移植ffmpeg并且生成正常大小的ffmpeg庫檔案 --辛酸歷程