(转)x264代码详细阅读之x264.c,common.c,encoder.c

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x264代码详细阅读第一之x264.c
http://www.usr.cc/thread-52097-1-2.html
x264代码详细阅读第二之common.c
http://www.usr.cc/thread-52098-1-2.html
x264代码详细阅读第三之encoder.c
http://www.usr.cc/thread-52100-1-2.html

1.x264代码详细阅读第一之x264.c
一个x264的图像分两个层，一个是视频编码层(VCL)，一个是网络提取层(NAL)。
对图像一个帧进行VCL编码，用的是x264_encoder_encode函数，这个函数输入一个pic结构，这个结构包含了输入数像的大小得信息，还一个缓冲区指针，指向一个存有一帧图像的缓冲。函数会对这个缓冲区中的数据编码，编码后数据存入nal数组.
然后再对得到的nal缓冲区再进行NAL编码，这样得到的数据即可在网上传，也可以存为文件。
下面是编码一帧，并输出一帧数据的代码。要编码的数据存入inBufs->bufs[0]指向的缓冲区中，大小是176*144*1.5字节。输入存入outBufs->bufs[0]指向缓冲区。其中i_nal是指VCL编码一帧后产生的nal层数据包的个数。请参考附件中的6.3.3节。

资源:

115网盘附件下载:

davinci.pdf (5.00MB)

附件是x264的协议标准。因为读代码经常用到，所以加上了附件。

char *temp=outBufs->bufs[0];
pic.img.plane[0] = (uint8_t *)inBufs->bufs[0];
pic.img.plane[1] = pic.img.plane[0] + 176* 144;
pic.img.plane[2] = pic.img.plane[1] + 176 *144 / 4;
x264_encoder_encode( h, &nal, &i_nal, &pic, &pic_out );
for( i = 0; i < i_nal; i++ )
{
int i_size;
if( mux_buffer_size < nal[i].i_payload * 3/2 + 4 )
{
mux_buffer_size = nal[i].i_payload * 2 + 4;
x264_free( mux_buffer );
mux_buffer = x264_malloc( mux_buffer_size );
}
i_size = mux_buffer_size;
x264_nal_encode( mux_buffer, &i_size, 1, &nal[i] );
memcpy(temp, mux_buffer,i_size);
temp+=i_size;
bufSize+=i_size;
i_file +=i_size;
}

mdate函数定义于mdate.c中，这个函数只在x264.c中调用了，在开始编码时获得一次，结束时再获得一次，两次时间取差，得到编码用的总时间，用于打印编译效率。并非编码算法的核心。移植为dsp算法时也用不到，所以删掉mdate.c和相应与mdate相关的变量及打印语句。

mdate.c中的全部内容：

/*****************************************************************************
* mdate.c: h264 encoder
*****************************************************************************
* Copyright (C) 2003 Laurent Aimar
* $Id: mdate.c,v 1.1 2004/06/03 19:27:07 fenrir Exp $
*
* Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
*
* This program is free software; you can redistribute it and/or modify
* it under the terms of the GNU General Public License as published by
* the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
* (at your option) any later version.
*
* This program is distributed in the hope that it will be useful,
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
* GNU General Public License for more details.
*
* You should have received a copy of the GNU General Public License
* along with this program; if not, write to the Free Software
* Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111, USA.
*****************************************************************************/
#if !(defined(_MSC_VER) || defined(__MINGW32__))
//#include <sys/time.h>
#else
#include <sys/types.h>
#include <sys/timeb.h>
#endif
#include <time.h>
#include "osdep.h"
far int64_t x264_mdate( void )
{
#if !(defined(_MSC_VER) || defined(__MINGW32__))
// struct timeval tv_date;
//
// gettimeofday( &tv_date, NULL );
// return( (int64_t) tv_date.tv_sec * 1000000 + (int64_t) tv_date.tv_usec );
#else
struct _timeb tb;
_ftime(&tb);
return ((int64_t)tb.time * (1000) + (int64_t)tb.millitm) * (1000);
#endif
}

再次调用的代码：
i_start=x264_mdate();
i_end = x264_mdate();

x264中开始编码到结束的流程

首先
这三个结构的添充要完成：
x264_param_t param;
cli_opt_t opt;
x264_picture_t pic;

填充param首先给各个域一个默认值，调用：x264_param_default( &param );
然后自己相应的做一些改变，最常用的有：

param.rc.i_qp_constant = 30;//帧率
param.rc.i_rc_method = X264_RC_CQP ;//rate control method
param.i_width=176;//测试文件图像大小。
param.i_height=144;

这四个改了其他的不用变，然后就可以用这个param来打开一个encoder了，打开方法：
h = x264_encoder_open( &param ) ;

然后是编码，编码之前要添充好pic:

pic.i_type = X264_TYPE_AUTO;
pic.i_qpplus1 = 0;
pic.img.i_csp =X264_CSP_I420;
pic.img.i_plane = 3;
pic.img.i_stride[0] = 176;
pic.img.i_stride[1] = 176 / 2;
pic.img.i_stride[2] = 176 / 2;
pic.i_type = X264_TYPE_AUTO;
pic.i_qpplus1 = 0;

这些指胆图象的大小，格式。
还要指明输入一帧数据所有的缓冲区：

pic.img.plane[0] = (uint8_t *)inBufs->bufs[0];
pic.img.plane[1] = pic.img.plane[0] + 176* 144;
pic.img.plane[2] = pic.img.plane[1] + 176 *144 / 4;

一个图像通常有三个plane，对于4:2:0的图片来说：第一个plane是Y信息，176x144大小。另两个分别是U和V，各是四分之一个Y信息的大小。

opt是用来解析命令行传入的选项的，如果测试阶段，都在文件中指定，用不到。

另外，编译时还要初始化一个pic_out和nal结构，pic_out用于encoder_encode的参数。nal则用于承载VCL编码后的数，编成多个nal帧。显然nal是一个数组，i_nal是数组下标的最大值，即数组边界。
看nal编码的代码就知道了：

for( i = 0; i < i_nal; i++ )
{
int i_size;
if( mux_buffer_size < nal[i].i_payload * 3/2 + 4 )
{
mux_buffer_size = nal[i].i_payload * 2 + 4;
x264_free( mux_buffer );
mux_buffer = x264_malloc( mux_buffer_size );
}
i_size = mux_buffer_size;
x264_nal_encode( mux_buffer, &i_size, 1, &nal[i] );
memcpy(temp, mux_buffer,i_size);
temp+=i_size;
bufSize+=i_size;
i_file +=i_size;
}

编码完成后要释放pic中的缓冲区：

void x264_picture_clean( x264_picture_t *pic )
{
x264_free( pic->img.plane[0] );
/* just to be safe */
memset( pic, 0, sizeof( x264_picture_t ) );
}

并关闭encoder:
x264_encoder_close( h );

2.x264代码详细阅读第二之common.c

x264.c中向外调用的函数只有六个，三个在common.c中,三个在encoder.c中：

x264_param_default( &param );
x264_encoder_open( &param ) ; encoder.c
x264_encoder_encode( h, &nal, &i_nal, &pic, &pic_out ); encoder.c
x264_nal_encode( mux_buffer, &i_size, 1, &nal[i] );
x264_picture_clean( &pic );
x264_encoder_close( h ); encoder.c

x264_param_default函数

这个函数将param结构所有成员赋了一次初值，可真够难为它的了....
要了解param各个域的意思，非要对x264及视频格式有点了解才行，没有的可以借这个机会了解：

void x264_param_default( x264_param_t *param )
{
/* */
memset( param, 0, sizeof( x264_param_t ) );  //清空，这个谁都懂。

/* CPU autodetect */
param->cpu = x264_cpu_detect(); //cpu是什么，这个函数在cpu.c中，
//这个文件中就是这个函数的各种实现，主要是判断CPU有没有特殊指令的支持，
//大家看一下它的可选的值就知道了，cpu域是一个掩码，对davinci，我们没优化的情况下，返回0。
param->i_threads = 1; //支持的线程数
param->b_deterministic = 1;//多线程的情况下是否支持非确定性优化.

/* Video properties 视频属性*/
param->i_csp          = X264_CSP_I420; //格式
param->i_width       = 0;
param->i_height       = 0;
param->vui.i_sar_width = 0;//视频可用性信息(Video Usablity Info)中的SAR宽度
param->vui.i_sar_height= 0;
param->vui.i_overscan  = 0;  /* undef */
param->vui.i_vidformat = 5;  /* undef */
param->vui.b_fullrange = 0;  /* off */
param->vui.i_colorprim = 2;  /* undef */
param->vui.i_transfer  = 2;  /* undef */
param->vui.i_colmatrix = 2;  /* undef */
param->vui.i_chroma_loc= 0;  /* left center */
param->i_fps_num    = 25;
param->i_fps_den    = 1;
param->i_level_idc    = 51; /* as close to "unrestricted" as we can get */

/* Encoder parameters */
param->i_frame_reference = 1;
param->i_keyint_max = 250;
param->i_keyint_min = 25;
param->i_bframe = 0;
param->i_scenecut_threshold = 40;
param->b_bframe_adaptive = 1;
param->i_bframe_bias = 0;
param->b_bframe_pyramid = 0;

param->b_deblocking_filter = 1;
param->i_deblocking_filter_alphac0 = 0;
param->i_deblocking_filter_beta = 0;

param->b_cabac = 1;
param->i_cabac_init_idc = 0;

param->rc.i_rc_method = X264_RC_NONE;
param->rc.i_bitrate = 0;
param->rc.f_rate_tolerance = 1.0;
param->rc.i_vbv_max_bitrate = 0;
param->rc.i_vbv_buffer_size = 0;
param->rc.f_vbv_buffer_init = 0.9;
param->rc.i_qp_constant = 26;
param->rc.f_rf_constant = 0;
param->rc.i_qp_min = 10;
param->rc.i_qp_max = 51;
param->rc.i_qp_step = 4;
param->rc.f_ip_factor = 1.4;
param->rc.f_pb_factor = 1.3;

param->rc.b_stat_write = 0;
param->rc.psz_stat_out = "x264_2pass.log";
param->rc.b_stat_read = 0;
param->rc.psz_stat_in = "x264_2pass.log";
param->rc.psz_rc_eq = "blurCplx^(1-qComp)";
param->rc.f_qcompress = 0.6;
param->rc.f_qblur = 0.5;
param->rc.f_complexity_blur = 20;
param->rc.i_zones = 0;

/* Log */
param->pf_log = x264_log_default;
param->p_log_private = NULL;
param->i_log_level = X264_LOG_INFO;

/* */
param->analyse.intra = X264_ANALYSE_I4x4 | X264_ANALYSE_I8x8;
param->analyse.inter = X264_ANALYSE_I4x4 | X264_ANALYSE_I8x8
                     | X264_ANALYSE_PSUB16x16 | X264_ANALYSE_BSUB16x16;
param->analyse.i_direct_mv_pred = X264_DIRECT_PRED_SPATIAL;
param->analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
param->analyse.i_me_range = 16;
param->analyse.i_subpel_refine = 5;
param->analyse.b_chroma_me = 1;
param->analyse.i_mv_range_thread = -1;
param->analyse.i_mv_range = -1; // set from level_idc
param->analyse.i_direct_8x8_inference = -1; // set from level_idc
param->analyse.i_chroma_qp_offset = 0;
param->analyse.b_fast_pskip = 1;
param->analyse.b_dct_decimate = 1;
param->analyse.i_luma_deadzone[0] = 21;
param->analyse.i_luma_deadzone[1] = 11;
param->analyse.b_psnr = 1;
param->analyse.b_ssim = 1;

param->i_cqm_preset = X264_CQM_FLAT;
memset( param->cqm_4iy, 16, 16 );
memset( param->cqm_4ic, 16, 16 );
memset( param->cqm_4py, 16, 16 );
memset( param->cqm_4pc, 16, 16 );
memset( param->cqm_8iy, 16, 64 );
memset( param->cqm_8py, 16, 64 );

param->b_repeat_headers = 1;
param->b_aud = 0;
}

x264_nal_encode

这个函数运行于x264_encoder_encode之后,encoder_encode指缓冲区中的帧编译后,变成了i_nal个片段,这些片段被加上一个nal头,就变成一个nalu,即nal单元.nal头是一个字节的数据.

int x264_nal_encode( void *p_data, int *pi_data, int b_annexeb, x264_nal_t *nal )
{
uint8_t *dst = p_data;
uint8_t *src = nal->p_payload;
uint8_t *end = &nal->p_payload[nal->i_payload];
int i_count = 0;
/* FIXME this code doesn't check overflow */
if( b_annexeb )
{
/* long nal start code (we always use long ones)*/ //加起始码四字节.
*dst++ = 0x00;
*dst++ = 0x00;
*dst++ = 0x00;
*dst++ = 0x01;
}
/* nal header */
*dst++ = ( 0x00 << 7 ) | ( nal->i_ref_idc << 5 ) | nal->i_type; //加头一字节
while( src < end )
{
if( i_count == 2 && *src <= 0x03 )
{
*dst++ = 0x03;
i_count = 0;
}
if( *src == 0 )
{
i_count++;
}
else
{
i_count = 0;
}
*dst++ = *src++;
}
*pi_data = dst - (uint8_t*)p_data;
return *pi_data;
}

x264_picture_clean( &pic );
这个就是release掉pic->plane[0]中指向的缓冲区

x264代码详细阅读第三之encoder.c

上篇 x264代码详细阅读第二之common.c 讲到x264.c中的六个函数，还有三个函数定义在encoder.c中。

一楼看x264_encoder_open函数：
先是创建一个x264_t的结构，给指针h,并且0初始化：

x264_t *h = x264_malloc( sizeof( x264_t ) );
memset( h, 0, sizeof( x264_t ) );

将x264_param_t的结构复制到x264_t中的param域中：

memcpy( &h->param, param, sizeof( x264_param_t ) );

然后验证h中的各个域，这个函数其实验证的全是param中的参数，它不仅验证，还要做修正，就是把可能出错的参数根据猜测做一些修改，提供一些容错能力。
x264_validate_parameters( h )

x264_cqm_parse_file( h, h->param.psz_cqm_file ) //这个函数首先把文件内容读到内存中，并根据文件内容，获得一个量化矩阵，本来是有一个jvt的默认量化矩阵的，因此这个函数所做的事情其实可以不做，移植到DSP的话也不可能让DSP自己读取文件，所以是一定要注释掉的。

嘿嘿，这三个参数的意思我搞了好久才明白个大概的，视频编码有个2pass的变码率压缩技术，这个技术要对影片的数据过两次，第一次分析数据，看看应该怎么压缩，然后再过一遍，这一遍才真正的压缩，而第一次分析得到的数据就存在上面的三个结构里。

if( h->param.rc.psz_stat_out )
      h->param.rc.psz_stat_out = strdup( h->param.rc.psz_stat_out );//这个是传出状态数据
if( h->param.rc.psz_stat_in )
      h->param.rc.psz_stat_in = strdup( h->param.rc.psz_stat_in );//这个是传入状态数据
if( h->param.rc.psz_rc_eq )
      h->param.rc.psz_rc_eq = strdup( h->param.rc.psz_rc_eq );//这个是rate control 方程

上面这一段移植的时候是要修改的,因为strdup函数在DSP的编译器cgtools中的定义与标准C的不一样的,不好用,所以我们在文件头部定义一个strdup1函数:

char * strdup1(const char *s)
{
char *t=NULL;
if(s&&(t=(char *)malloc(strlen(s)+1)))
strcpy(t,s);
return t;
}

/* VUI */
if( h->param.vui.i_sar_width > 0 && h->param.vui.i_sar_height > 0 )
{
这个sar_width和sar_height是用来表示宽高比的,不是表示正常的宽高像素值.

int i_w = param->vui.i_sar_width;
int i_h = param->vui.i_sar_height;

      x264_reduce_fraction( &i_w, &i_h );//这个函数是把两个数字变得互质,也就是说把16:12变成4:3

      while( i_w > 65535 || i_h > 65535 )//如果都转人成互质的数了,还这么大,那就没有办法了,只能以牺牲精度的方式不断除2了.
      {
         i_w /= 2;
         i_h /= 2;
      }

      h->param.vui.i_sar_width = 0;//原来的数清零,以备把i_w,i_h的值传回来.
      h->param.vui.i_sar_height = 0;
      if( i_w == 0 || i_h == 0 )
      {
         x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "cannot create valid sample aspect ratio\n" );
      }
      else
      {
         x264_log( h, X264_LOG_INFO, "using SAR=%d/%d\n", i_w, i_h );
         h->param.vui.i_sar_width = i_w; //这里传回改变后的宽高比值
         h->param.vui.i_sar_height = i_h;
      }
}

x264_reduce_fraction( &h->param.i_fps_num, &h->param.i_fps_den );//对fps_num和fps_den也转成互质,i_fps_num是fps分子,i_fps_den是fps分母,这两个数合起来组成fps,即fps=i_fps_num/i_fps_den.

/* Init x264_t */
h->i_frame = 0;
h->i_frame_num = 0;
h->i_idr_pic_id = 0;
初始化SPS PPS的数据结构,关于SPS和PPS可以参考:
http://www.usr.cc/blog-16-3091.html和
http://www.usr.cc/blog-16-3090.html

h->sps = &h->sps_array[0];
x264_sps_init( h->sps, h->param.i_sps_id, &h->param );

h->pps = &h->pps_array[0];
x264_pps_init( h->pps, h->param.i_sps_id, &h->param, h->sps);

x264_validate_levels( h );这个函数用于验证一些参数是否大于某个level. 这些参数包括：frame size(帧大小), DPB size(Decoded Picture Buffer)解码后图像缓冲区大小(关于DPB参考这个附件：H.264 DPB summery.pdf ), VBV bitrate, VBV buffer(参考这里),MV range(参考),MB bitrate.

if( x264_cqm_init( h ) < 0 )
{
x264_free( h );
return NULL;
}

初始化量化矩阵。

h->mb.i_mb_count = h->sps->i_mb_width * h->sps->i_mb_height;//mb是宏块,macroblock

/* Init frames. 初始化帧相关的内容 */

h->frames.i_delay = h->param.i_bframe + h->param.i_threads - 1;
h->frames.i_max_ref0 = h->param.i_frame_reference;
h->frames.i_max_ref1 = h->sps->vui.i_num_reorder_frames;
h->frames.i_max_dpb  = h->sps->vui.i_max_dec_frame_buffering;
h->frames.b_have_lowres = !h->param.rc.b_stat_read
      && ( h->param.rc.i_rc_method == X264_RC_ABR
      || h->param.rc.i_rc_method == X264_RC_CRF
      || h->param.b_bframe_adaptive
      || h->param.b_pre_scenecut );

h->frames.i_last_idr = - h->param.i_keyint_max;
h->frames.i_input = 0;
h->frames.last_nonb  = NULL;

h->i_ref0 = 0;
h->i_ref1 = 0;

x264_rdo_init( );//预计算abs_level_m1编码代价

/* init CPU functions 初始化CPU功能*/

x264_predict_16x16_init( h->param.cpu, h->predict_16x16 );
x264_predict_8x8c_init( h->param.cpu, h->predict_8x8c );
x264_predict_8x8_init( h->param.cpu, h->predict_8x8 );
x264_predict_4x4_init( h->param.cpu, h->predict_4x4 );

这里实际上四个函数调用中的第二个参数都是一个数组，即h->predict_NxN是一个数组，数组元素是函数指针。这四个函数初始的正这些指针的值。这些指针指向的函数都是完成相应大小的宏块的预测所用的函数。这些函数内容类似于：
pf[I_PRED_16x16_V ]    = predict_16x16_v; 分别是七种预测模式的预测函数。
pf[I_PRED_16x16_H ]    = predict_16x16_h;
pf[I_PRED_16x16_DC]    = predict_16x16_dc;
pf[I_PRED_16x16_P ]    = predict_16x16_p;
pf[I_PRED_16x16_DC_LEFT]= predict_16x16_dc_left;
pf[I_PRED_16x16_DC_TOP ]= predict_16x16_dc_top;
pf[I_PRED_16x16_DC_128 ]= predict_16x16_dc_128;

x264_pixel_init( h->param.cpu, &h->pixf );

初始化像素预测数的指针。

x264_dct_init( h->param.cpu, &h->dctf );

初始化离散余弦变换的函数指针。

x264_zigzag_init( h->param.cpu, &h->zigzagf, h->param.b_interlaced );

初始化Z形扫描函数指针

x264_mc_init( h->param.cpu, &h->mc );

初始化运动补偿相应函数指针

x264_csp_init( h->param.cpu, h->param.i_csp, &h->csp );

初始化YUV格式转换的一些函数指针
x264_quant_init( h, h->param.cpu, &h->quantf );//初始化量化器函数指针
x264_deblock_init( h->param.cpu, &h->loopf );//不知道做什么的
x264_dct_init_weights();//dct权值

mbcmp_init( h );

x264_log( h, X264_LOG_INFO, "using cpu capabilities: %s%s%s%s%s%s%s%s\n",
         param->cpu&X264_CPU_MMX ? "MMX " : "",
         param->cpu&X264_CPU_MMXEXT ? "MMXEXT " : "",
         param->cpu&X264_CPU_SSE ? "SSE " : "",
         param->cpu&X264_CPU_SSE2 ? "SSE2 " : "",
         param->cpu&X264_CPU_SSSE3 ? "SSSE3 " : "",
         param->cpu&X264_CPU_3DNOW ? "3DNow! " : "",
         param->cpu&X264_CPU_ALTIVEC ? "Altivec " : "",
         param->cpu ? "" : "none!" );

h->out.i_nal = 0;//i_nal，即nal段的数目初始化为0
h->out.i_bitstream = X264_MAX( 1000000, h->param.i_width * h->param.i_height * 4
      * ( h->param.rc.i_rc_method == X264_RC_ABR ? pow( 0.95, h->param.rc.i_qp_min )
      : pow( 0.95, h->param.rc.i_qp_constant ) * X264_MAX( 1, h->param.rc.f_ip_factor )));

h->thread[0] = h;//多线程方面的东西
h->i_thread_num = 0;
for( i = 1; i < h->param.i_threads; i++ )
      h->thread[i] = x264_malloc( sizeof(x264_t) );

for( i = 0; i < h->param.i_threads; i++ )
{
      if( i > 0 )
         *h->thread[i] = *h;
      h->thread[i]->fdec = x264_frame_pop_unused( h );
      h->thread[i]->out.p_bitstream = x264_malloc( h->out.i_bitstream );
      if( x264_macroblock_cache_init( h->thread[i] ) < 0 )
         return NULL;
}

if( x264_ratecontrol_new( h ) < 0 )
      return NULL;

#ifdef DEBUG_DUMP_FRAME
{
      /* create or truncate the reconstructed video file */
      FILE *f = fopen( "fdec.yuv", "w" );
      if( f )
         fclose( f );
      else
      {
         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "can't write to fdec.yuv\n" );
         x264_free( h );
         return NULL;
      }
}
#endif

return h;

[tr][td]资源:[/td][/tr]
[tr][td]115网盘附件下载:[/td][/tr]
[tr][td]H.264 DPB summery.pdf (120.48KB) [/td][/tr]
[/table]

x264_encoder_encode函数

x264_t *thread_current, *thread_prev, *thread_oldest;//这三个指针记录是哪一个线程，单线程用不到。
int i_nal_type;
int i_nal_ref_idc;

int i_global_qp;

if( h->param.i_threads > 1) //如果是多线程
{
      int i = ++h->i_thread_phase;
      int t = h->param.i_threads;
      thread_current = h->thread[ i%t ];
      thread_prev = h->thread[ (i-1)%t ];
      thread_oldest  = h->thread[ (i+1)%t ];
      x264_thread_sync_context( thread_current, thread_prev );
      x264_thread_sync_ratecontrol( thread_current, thread_prev, thread_oldest );
      h = thread_current;
//    fprintf(stderr, "current: %p  prev: %p  oldest: %p \n", thread_current, thread_prev, thread_oldest);
}
else
{
      thread_current =
      thread_prev =
      thread_oldest  = h;
}

这一段显然只要留一句话就行了。

// ok to call this before encoding any frames, since the initial values of fdec have b_kept_as_ref=0
x264_reference_update( h );
h->fdec->i_lines_completed = -1;

更新引用数：
static inline void x264_reference_update( x264_t *h )
{
int i;

if( h->fdec->i_frame >= 0 )//fdec指向正在被重建的帧，i_frame是其序号
      h->i_frame++;  //i_frame为当然帧的序号

if( !h->fdec->b_kept_as_ref )//正在被重建的帧不被kept as ref,即不被用作参考帧
{
      if( h->param.i_threads > 1 )//如果是多线程的话
      {
         x264_frame_push_unused( h, h->fdec );//将己经不用了的帧加入到unused数组中，x264_t中的有个frames结构，里面有三个数组，unused,current,next,分别是未被使用的(用完了在这里回收)，正要被编码的，和没有决定是什么类型(待编码的)。这是一条龙的。
         h->fdec = x264_frame_pop_unused( h );//之所以要先push再pop，是就是为了多线程的同步。
      }
      return;
}

/* move lowres copy of the image to the ref frame */
for( i = 0; i < 4; i++)
{
      XCHG( uint8_t*, h->fdec->lowres[i], h->fenc->lowres[i] );
      XCHG( uint8_t*, h->fdec->buffer_lowres[i], h->fenc->buffer_lowres[i] );
}

/* adaptive B decision needs a pointer, since it can't use the ref lists */
if( h->sh.i_type != SLICE_TYPE_B )//片的类型不是B帧
      h->frames.last_nonb = h->fdec;//上一个不是B的帧就是这个帧

/* move frame in the buffer */
x264_frame_push( h->frames.reference, h->fdec );//将上一个重建帧加入到参考帧列表。
if( h->frames.reference[h->frames.i_max_dpb] )//i_max_dpb是解码图片缓冲区的数目，这句成立代表解码缓冲区満。
      x264_frame_push_unused( h, x264_frame_shift( h->frames.reference ) );//就把参考数组中最低的拿出来放到不用的数组里面。
h->fdec = x264_frame_pop_unused( h );//从未被使用的帧中拿出一个来用，放到重建帧指针上。
}

/* no data out */ 因为还没解码中数据来，
*pi_nal = 0; //nal数据段数为0
*pp_nal = NULL; //nal数组第一个元素为NULL

TIMER_START( i_mtime_encode_frame );//这个要定义了DEBUGBENCHMARK才要用，否则这句没用

if( pic_in != NULL )
{//对输入的图片进行处理
      /* 1: Copy the picture to a frame and move it to a buffer */
      x264_frame_t *fenc = x264_frame_pop_unused( h );//首先从未被使用的帧中拿出一个来，用于编码帧
      x264_frame_copy_picture( h, fenc, pic_in );//从pic结构中复制图像数据到fenc中
      if( h->param.i_width != 16 * h->sps->i_mb_width ||
         h->param.i_height != 16 * h->sps->i_mb_height )
         x264_frame_expand_border_mod16( h, fenc );

      fenc->i_frame = h->frames.i_input++;//输入的帧的数目即为编码帧的数目加一

      x264_frame_push( h->frames.next, fenc );//把这个编码帧加入到next,即将要编码的帧的数组中

      if( h->frames.b_have_lowres )
         x264_frame_init_lowres( h->param.cpu, fenc );

      if( h->frames.i_input <= h->frames.i_delay + 1 - h->param.i_threads )
      {
         /* Nothing yet to encode */
         /* waiting for filling bframe buffer */
         pic_out->i_type = X264_TYPE_AUTO;
         return 0;
      }
}

[quote] if( h->frames.current[0] == NULL )//如果当前编码帧队列己经空了，这时要添加新的帧了
{
      int bframes = 0;
      /* 2: Select frame types */
      if( h->frames.next[0] == NULL )//如果待编码帧队列为空，则当前帧是最后一个帧，用encoder_frame_end来编码
      {
         x264_encoder_frame_end( thread_oldest, thread_current, pp_nal, pi_nal, pic_out );
         return 0;
      }

      x264_slicetype_decide( h );//决定片的类型

      /* 3: move some B-frames and 1 non-B to encode queue 本段引用中以下所有代码都是为了向h->frames.current中添加一个非B帧和多个B帧*/
      while( IS_X264_TYPE_B( h->frames.next[bframes]->i_type ) )//测试待编码帧队列，遇到B帧时，测试的是连续的B帧，遇到第一非B帧时停止
         bframes++;//b帧计数加一
      x264_frame_push( h->frames.current, x264_frame_shift( &h->frames.next[bframes] ) );
//向当前编码帧队列中添加一个非B帧
      /* FIXME: when max B-frames > 3, BREF may no longer be centered after GOP closing */
//下面的if中是向待编码帧队列中乱取一个帧，加入当前编码帧队列，并且标记为参考帧，BREF：B帧，且为参考帧
      if( h->param.b_bframe_pyramid && bframes > 1 )//B帧

/* ------------------------ Create slice header ----------------------- */
x264_slice_init( h, i_nal_type, i_global_qp );//初始化片，创建片头，一个片包含一个或多个宏块，片头要包含这些信息
if( i_nal_ref_idc != NAL_PRIORITY_DISPOSABLE )
h->i_frame_num++;//帧数增加

/* ---------------------- Write the bitstream -------------------------- */
/* Init bitstream context */
//写入比特流,初始化比特流环境
h->out.i_nal = 0;//输出的nal个数为0
bs_init( &h->out.bs, h->out.p_bitstream, h->out.i_bitstream ); //初始化码流结构

typedef struct bs_s
{
uint8_t *p_start;
uint8_t *p;
uint8_t *p_end;
int i_left; /* i_count number of available bits */
int i_bits_encoded; /* RD only */
} bs_t;
static inline void bs_init( bs_t *s, void *p_data, int i_data )
{
s->p_start = p_data;//将p_start指上输出码流的缓冲区首部
s->p = p_data;//p指向数据本身
s->p_end = s->p + i_data;//p_end指向数据的底部,i_data应该是数据的个数.
s->i_left = 8;//i_left是编码的比特数为8,也就是一个字节.
}

if(h->param.b_aud){
int pic_type;
if(h->sh.i_type == SLICE_TYPE_I) //片的类型是I片,即采用的是帧内编码,里面全是I宏块.
pic_type = 0;
else if(h->sh.i_type == SLICE_TYPE_P) //片的类型是P,里面是I宏块或P宏块,采用帧内或单向的帧间编码
pic_type = 1;
else if(h->sh.i_type == SLICE_TYPE_B) //片的类型是B,里面是B宏块,双向帧间编码
pic_type = 2;
else
pic_type = 7; //其他片类型
x264_nal_start(h, NAL_AUD, NAL_PRIORITY_DISPOSABLE);//开始写一个nal数据段
bs_write(&h->out.bs, 3, pic_type);//写入
bs_rbsp_trailing(&h->out.bs);//加上RBSP尾部
x264_nal_end(h);//结束一个数据段
}

static inline void bs_write(struct bs_s * s, int i_count, uint32_t i_bits )
{
if( s->p >= s->p_end - 4 )
return;
while( i_count > 0 )
{
if( i_count < 32 )
i_bits &= (1<<i_count)-1;
if( i_count < s->i_left )
{
*s->p = (*s->p << i_count) | i_bits;//写入i_count个位,这些位的值为i_bits
s->i_left -= i_count;
break;
}
else
{
*s->p = (*s->p << s->i_left) | (i_bits >> (i_count - s->i_left));
i_count -= s->i_left;
s->p++;
s->i_left = 8;
}
}
}

/* Write SPS and PPS 写入序列参数集和图像参数集*/
if( i_nal_type == NAL_SLICE_IDR && h->param.b_repeat_headers )
{
if( h->fenc->i_frame == 0 )
{
/* identify ourself */
x264_nal_start( h, NAL_SEI, NAL_PRIORITY_DISPOSABLE );
x264_sei_version_write( h, &h->out.bs );
x264_nal_end( h );
}
/* generate sequence parameters */
x264_nal_start( h, NAL_SPS, NAL_PRIORITY_HIGHEST );
x264_sps_write( &h->out.bs, h->sps );//写入序列参数集
x264_nal_end( h );
/* generate picture parameters */
x264_nal_start( h, NAL_PPS, NAL_PRIORITY_HIGHEST );
x264_pps_write( &h->out.bs, h->pps );//写入图像参数集
x264_nal_end( h );
}

/* Write frame */
if( h->param.i_threads > 1 )
{
x264_pthread_create( &h->thread_handle, NULL, (void*)x264_slices_write, h );//创建一个线程来写入一帧数据
h->b_thread_active = 1;
}
else
x264_slices_write( h );//写入一帧数据

posted @ 2015-01-13 09:38 lihaiping 阅读(984) 评论(0) 编辑收藏举报

会员力量，点亮园子希望

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(转)x264代码详细阅读之x264.c,common.c,encoder.c

x264中开始编码到结束的流程

x264_param_default函数

x264_nal_encode

x264_encoder_encode函数

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