ffmpeg-configure编译分析 - C语言音视频技术

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本文以 ffmpeg-n4.4.1 的版本为准，主要分析 ffmpeg 项目中 configure （shell脚本）的逻辑。

configure （shell 脚本）的代码里面有些不太容易理解的shell语法，在本文开头先进行一下讲解。

1，: ${ncols:=72} ，首先前面首字母是 : 冒号的shell用法是这样的，防止把 ncols 本身作为一个命令来执行，请看文章分析《shell 命令以 : 开头》

2，${ncols:=72} ，configure里面经常能见到 ${xx:=yy} 这种用法，这其实是一种变量的用法，大括号括起来是一个变量，请看文章分析 《shell 编程：冒号 后面跟 等号，加号，减号，问号的意义》

configure 的代码有7500行左右。不过逻辑并不复杂，主要是有大量的变量定义。

第 1~4013 行，基本全是变量，以及一些基本函数的定义，没有什么好分析，自行看代码即可。

第 1~4013 行 里面的重点有以下5点：

1，第 1~ 55行的 LC_ALL 等代码是 shell的本地化处理，然后用 try_exec() 判断 shell是不是 POSIX-compatible shell ，估计是早期比较多的人的shell环境不是 POSIX 兼容的环境，configure通不过，提了issue，所以 ffmpeg 作者在configure加了这个检测，告诉别人不是bug，不要提issue。这段代码其实不重要，不用纠结里面的细节，想了解细节可以看这篇文章《shell脚本中 LC_ALL=C 的含义》

2，enable() 跟 disable() 函数，把变量设置成 yes 或者 no。例如 执行 configure的时候指定 --enable-sdl2 就会 把 $sdl2 设置为yes。

3，#3786行 ，我们configure的时候可以指定 --arch=xxx， 指定cpu的架构，但大多数情况不用指定，configure里面会用 uname 命令，查询出当前环境是什么样的cpu架构，如下：

#3786行
# machine
if test "$target_os_default" = aix; then
    arch_default=$(uname -p)
    strip_default="strip -X32_64"
    nm_default="nm -g -X32_64"
else
    arch_default=$(uname -m)
fi

4，#3893行 主要是提取命令行参数，然后用sh_quote转义，后面再 把FFMPEG_CONFIGURATION写回去 日志里面，FFMPEG_CONFIGURATION 只是一个日志临时变量，这边还没开始处理命令行参数。

# 3893行
#开始解析命令行参数
for v in "$@"; do
    r=${v#*=}
    l=${v%"$r"}
    r=$(sh_quote "$r")
    FFMPEG_CONFIGURATION="${FFMPEG_CONFIGURATION# } ${l}${r}"
done

5，#3913 行 从 c 代码提取了 很多 LIST，这里我们可以看到 ffmpeg 把所有的设备，封装格式(formats)，编码器(codec)，都写在 allxxx.c 文件里面。

#3913行
INDEV_LIST=$(find_things_extern demuxer AVInputFormat libavdevice/alldevices.c indev)
MUXER_LIST=$(find_things_extern muxer AVOutputFormat libavformat/allformats.c)
DEMUXER_LIST=$(find_things_extern demuxer AVInputFormat libavformat/allformats.c)
ENCODER_LIST=$(find_things_extern encoder AVCodec libavcodec/allcodecs.c)
DECODER_LIST=$(find_things_extern decoder AVCodec libavcodec/allcodecs.c)

从 第4020 行，正式开始解析命令行参数，这个是重中之重，这里决定了， configure 后面的参数，是如何解析成shell里面的变量的，代码如下：

#第4020 行
for opt do
    optval="${opt#*=}"
    case "$opt" in
        --extra-ldflags=*)
            add_ldflags $optval
        ;;
        # 省略代码 ...
        --enable-*=*|--disable-*=*)
            eval $(echo "${opt%%=*}" | sed 's/--/action=/;s/-/ thing=/')
            is_in "${thing}s" $COMPONENT_LIST || die_unknown "$opt"
            eval list=\$$(toupper $thing)_LIST
            name=$(echo "${optval}" | sed "s/,/_${thing}|/g")_${thing}
            list=$(filter "$name" $list)
            [ "$list" = "" ] && warn "Option $opt did not match anything"
            test $action = enable && warn_if_gets_disabled $list
            $action $list
        ;;
        # 省略代码 ...
        --enable-?*|--disable-?*)
            eval $(echo "$opt" | sed 's/--/action=/;s/-/ option=/;s/-/_/g')
            if is_in $option $COMPONENT_LIST; then
                test $action = disable && action=unset
                eval $action \$$(toupper ${option%s})_LIST
            elif is_in $option $CMDLINE_SELECT; then
                $action $option
            else
                die_unknown $opt
            fi
        ;;
        # 省略代码 ...
        *)
            optname="${opt%%=*}"
            optname="${optname#--}"
            optname=$(echo "$optname" | sed 's/-/_/g')
            if is_in $optname $CMDLINE_SET; then
                eval $optname='$optval' 
            elif is_in $optname $CMDLINE_APPEND; then
                append $optname "$optval"
            else
                die_unknown $opt
            fi
        ;;
    esac
done

上面的代码展示了 configure 命令行参数 --extra-ldflags="-L/home/loken/ffmpeg/build32/libfdk-aac/lib" ，--enable-libx264 之类的参数是如何解析成 shell 变量的。非重点代码我已经省略了。

上面是用一个 for 循环来处理命令行参数了，命令行参数一个一个都会 赋值 给 opt 变量，shell 这种语法比较简洁，新手可能一下子没看出来 opt 是从哪个数组提取出来的，其实就是命令行参数 $1 $2 $3 等等，都会一个一个赋值给 opt 变量。opt 只是一个名字，可以用其他的名字，例如 v，通过 for v do {...} 的方式遍历命令行参数。

for 循环的第一句代码就是 optval="${opt#*=}"，又是用这种大括号的方式 提取出来 ----extra-cflags="xxx" 等于号后面的value 赋值给 optval。

主要逻辑就是一个 switch case，做正则匹配字符串，咱们用的比较多的就是 --prefix=/xxx（定义目录），--extra-cflags（定义gcc.exe 的参数）, --extra-ldflags（定义 link.exe 的参数），--enable-xxx （开启某个选项）。

咱们就以下面这条编译命令做讲解，分析 命令行的参数是如何解析到 shell 变量的。

./configure.sh \
--prefix=/home/loken/ffmpeg/build32/ffmepg-4.4 \
--enable-gpl \
--enable-sdl2 \
--enable-zlib \
--enable-shared \
--enable-nonfree \
--enable-libx264 \
--enable-libfdk-aac \
--enable-libmp3lame \
--enable-libvpx \
--extra-cflags="-I/home/loken/ffmpeg/build32/libfdk-aac/include" \
--extra-ldflags="-L/home/loken/ffmpeg/build32/libfdk-aac/lib" \
--extra-cflags="-I/home/loken/ffmpeg/build32/libvpx/include" \
--extra-ldflags="-L/home/loken/ffmpeg/build32/libvpx/lib" \
--extra-cflags="-I/home/loken/ffmpeg/build32/libx264/include" \
--extra-ldflags="-L/home/loken/ffmpeg/build32/libx264/lib" \
--extra-cflags="-I/home/loken/ffmpeg/build32/libmp3lame/include" \
--extra-ldflags="-L/home/loken/ffmpeg/build32/libmp3lame/lib"

1，--prefix 跟 --extra-cflags 都是在 *) 逻辑中处理，把 optval 附加给 $extra_cflags 变量。

这里注意，configure 里面的shell 变量主要有两种，一种是直接 set，例如 $prefix=/usr ，把 prefix 变量设置成 /usr ，第二种是 需要执行 append 的变量，就是变量本身是已经有值的，后面的值，只能附加 append到后面，不能清除之前的内容，代码如下：

 *)
    optname="${opt%%=*}"
    optname="${optname#--}"
    optname=$(echo "$optname" | sed 's/-/_/g')
    if is_in $optname $CMDLINE_SET; then
        eval $optname='$optval'
    elif is_in $optname $CMDLINE_APPEND; then
        append $optname "$optval"
    else
         die_unknown $opt
     fi
;;

$CMDLINE_SET 里面 就是可以直接设置的变量，$CMDLINE_APPEND里面就是只能 append 的变量。

从下图可以看到 prefix 这个变量的定义，就在 $CMDLINE_SET 的 $PATHS_LIST 里面。

2， --extra-ldflags 在 --extra-ldflags=*) 逻辑中处理，用 add_ldflags 把 optval 都 append（附加） 到变量 $LDFLAGS 里。

--extra-ldflags=*)
    add_ldflags $optval
;;

3，--enable-libx264 在 --enable-?*|--disable-?*) 逻辑中处理，这里面的逻辑也比较简单，就是把 $libx264 变量设置为yes。

enable 还有一个逻辑处理是 --enable-*=*|--disable-*=*) 处理后面有等于号的命令行参数。

上面命令行参数解析完毕之后，后续的逻辑主要就是 Check 。

"以下部分内容引用雷神文章："

Check部分是Configure中最重要的部分。该部分用于检查编译环境（例如数学函数，第三方类库等）。这一部分涉及到很多的函数。包括 check_cflags()、require()、check_lib()、check_func_headers()、check_mathfunc() 等等。这些函数之间的调用关系如下图所示：

从上图可以看到，非常多的函数是存在互相调用的情况的。例如 test_ld() 里面调用了 test_cc() 跟 test_cmd()，下面阐述一下这些函数的作用。

1，test_cmd() 这个是最基础的函数，基本所有的函数都会调这个 test_cmd ，这个函数就是尝试执行一个 命令，第一个参数($1) 就是要执行的命令。

2，test_cc() 用 $cc 编译器把 .c 的文件编译成 .o 文件，$cc 变量一般是 gcc，所以编译器是 gcc。

3，test_ld() 尝试用编译器把 .c 的文件编译成 .o 文件，然后用链接器把 .o 文件搞成 .exe 可执行文件。这里需要注意一下，对于 gcc 来说，编译器跟链接器都是gcc.exe 。所以 $ld 跟 $cc 变量都是gcc。我这里只是讲解了其中一种情况，便于理解，实际上 test_ld() 里面调用的 是test_$type，$type 变量是 cc 只是其中一种情况。

以上3个函数，test_cmd，test_cc，test_ld 是基础函数。后面的函数都是基于他们封装，决定要不要 add_cflags （添加某个编译器选项）或者 enable 开启某个选项。

这里埋个坑，他那些 check_matchfunc() 成功 之后，enable $funcs ，开启的这些函数，设置成yes，我也不知道具体用在哪些地方，下面还有几个函数需要讲解以下：

1，check_cflags() ：检查某个编译器选项是否可以使用，能用就调 add_cflags 加进去 CFLAGS 变量。

2，check_lib() ：这些 true 之后执行 enable 的函数 需要注意一下，他一开始就会 disable 某个选项，然后检测通过才会 enable。

3，其他的函数都是类似的原理，true 之后执行 enable 或者 add 加入某些东西。

重点知识：

1，enable_sanitized，sanitized 的作用是可以转移特殊字符，例如把空格转成_ 下划线。

2，test_cflags() 函数里面有个比较隐晦的写法，set -- $($cflags_filter "$@")

set -- 这个其实没有什么特别的意思，就是把参数转义一下，推荐阅读《What does "set --" do in this Dockerfile entrypoint?》

3，在 check_mathfunc() 里面有以下代码，也比较难懂，<<EOF 后面直接 && 了，直觉不是应该先把内容导入进去再执行 &&。

test_ld "cc" "$@" <<EOF && enable $func
#include <math.h>
float foo(float f, float g) { return $func($args); }
int main(void){ return (int) foo; }
EOF

解答：这就是shell的一种不太容易理解的语法，&& 不能放在最后一个EOF后，例如 <<EOF xxx EOF && enable $func，如果这样写，后面的 && 肯定不会执行了。

Check部分检查完毕之后，环境没有问题，就会继续跑。生成 config.h，代码如下：

cat > $TMPH <<EOF
/* Automatically generated by configure - do not modify! */
#ifndef FFMPEG_CONFIG_H
#define FFMPEG_CONFIG_H
#define FFMPEG_CONFIGURATION "$(c_escape $FFMPEG_CONFIGURATION)"
# 省略代码....
#define HAVE_MMX2 HAVE_MMXEXT
#define SWS_MAX_FILTER_SIZE $sws_max_filter_size
EOF

# 省略代码....

print_config ARCH_   "$config_files" $ARCH_LIST
print_config HAVE_   "$config_files" $HAVE_LIST
print_config CONFIG_ "$config_files" $CONFIG_LIST       \
                                     $CONFIG_EXTRA      \
                                     $ALL_COMPONENTS    \
echo "#endif /* FFMPEG_CONFIG_H */" >> $TMPH
echo "endif # FFMPEG_CONFIG_MAK" >> ffbuild/config.mak

# Do not overwrite an unchanged config.h to avoid superfluous rebuilds.、
# 注意这里
cp_if_changed $TMPH config.h

重点：

cp_if_changed $TMPH config.h

问题：在 configure的时候如果我们没指定 --toolchain，那 toolchain 的默认值是什么？

解答：$toolchain 的默认值是空。在以下switch case代码，不会跑进去任何一个条件，包括 *)

# 重点代码
case "$toolchain" in
    *-asan)
        #省略..
    ;;
    *-msan)
       #省略..
    ;;
    *-tsan)
       #省略..
    ;;
    *-usan)
       #省略..
    ;;
    valgrind-*)
        #省略..
    ;;
    msvc)
        #省略..
    ;;
    icl)
       #省略..
    ;;
	#省略..
    ?*)
        die "Unknown toolchain $toolchain"
    ;;
esac

重要知识点：

  1. check_64bit() 里面用 sizeof(void *) 来判断是 64 位环境还是 32位环境。32位 void * 指针是 4个字节，64位是 8个字节。
  2. Makefile 文件本身就存在的，不是 configure 脚本生成的。网上有些文章讲解错误，configure并不会生成 Makefile，除非源码没有 Makefile。

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资源下载：

1，有注释的 configure.sh 下载地址： 百度网盘，提取码：difz

TODO

  1. 试一下 --arch=x86_32 跟 --arch=x86_64 有什么区别？
  2. --enable-cross-compile 研究跨平台编译。

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