在Mac上编译基于Android平台的FFmpeg源码

这段时间开始研究音视频编解码的相关知识,自然少不了学习FFmpeg这个开源项目。网上编译FFmpeg源码有很多教程,但是大部分都过时了,编译的时候还会遇到一大堆错误,踩了不少坑。因此总结了此文章,方便大家后续查阅。

下载NDK和FFmpeg

编译Android平台的FFmpeg需要下载NDK和FFmpeg源码:

首先下载NDK,目前官方最新稳定版是r20的版本,但是建议不要下最新的。这里我们为了顺利编译,可以下载r17及以下的版本,这里我们下载了r17c版本,为什么?请看后面的报错处理环节。

然后去FFmepg官网下载最新的源码,目前最新版是ffmpeg-4.1.3.tar.bz2

编写configure配置脚本

编译FFmpeg源码需要通过configure脚本来进行配置,后期根据项目需求可对FFmpeg进行各种裁剪,因此我们可以通过配置脚本来实现。通过指令./configure --help我们可以查看所支持的配置项,网上很多文章有介绍这里就不展开了。

新建build_android.sh文件,并输入以下脚本内容来帮助我们编译FFmpeg。注意更新下第一行的NDK路径修改为你本地下载的r17c路径即可:

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#!/bin/bash
NDK=/Users/codezjx/Android/android-ndk-r17c
SYSROOT=$NDK/platforms/android-21/arch-arm
ISYSROOT=$NDK/sysroot
ASM=$ISYSROOT/usr/include/arm-linux-androideabi
TOOLCHAIN=$NDK/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/darwin-x86_64
PREFIX=$(pwd)/android/armv7-a
CROSS_PREFIX=$TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi-
build_android()
{
./configure \
--prefix=$PREFIX \
--enable-shared \
--disable-static \
--disable-doc \
--disable-ffmpeg \
--disable-ffplay \
--disable-ffprobe \
--disable-avdevice \
--disable-symver \
--cross-prefix=$CROSS_PREFIX \
--target-os=android \
--arch=arm \
--enable-cross-compile \
--sysroot=$SYSROOT \
--extra-cflags="-I$ASM -isysroot $ISYSROOT -D__ANDROID_API__=21 -Os -fpic -marm -march=armv7-a"
make clean
make
make install
}
build_android

执行编译并生成.so文件

执行以下指令开始编译FFmpeg

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$ chmod +x build_android.sh
$ ./build_android.sh

若最后没有报错,显示以下log,则证明编译成功,会在android/armv7-a下生生成我们需要的.so库和相关的头文件,这个路径也正是我们在--prefix中配置的路径

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...
INSTALL libavutil/twofish.h
INSTALL libavutil/version.h
INSTALL libavutil/xtea.h
INSTALL libavutil/tea.h
INSTALL libavutil/lzo.h
INSTALL libavutil/avconfig.h
INSTALL libavutil/ffversion.h
INSTALL libavutil/libavutil.pc

最终android/armv7-a的目录结构大概是这样的:

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├── include
│   ├── libavcodec
│   ├── libavfilter
│   ├── libavformat
│   ├── libavutil
│   ├── libswresample
│   └── libswscale
├── lib
│   ├── libavcodec.so
│   ├── libavfilter.so
│   ├── libavformat.so
│   ├── libavutil.so
│   ├── libswresample.so
│   ├── libswscale.so
│   └── pkgconfig
└── share
└── ffmpeg

踩坑环节

由于我们这里编译的是最新的FFmpeg源码,网上的脚本很多都过时了,要不就是跟NDK版本不搭,编译的时候会遇到很多问题,这里列出我编译时遇到的一些问题,这样大家也能更清晰的知道为什么上面的build_android.sh要这么配置。

Tips:在编译FFmpeg的时候难免会遇到很多问题,控制台的错误信息可能不够详细,这个时候我们可以打开ffbuild/config.log这个log文件查看更细致的日志信息,可帮助我们更快的定位问题。

错误1:C compiler test failed.

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/Users/codezjx/Android/android-sdk-macosx/ndk-bundle/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/
prebuilt/darwin-x86_64/bin/arm-linux-androideabi-gcc is unable to create an executable file.
C compiler test failed.

在NDK升级到r18及以后,官方移除了GCC采用了Clang作为默认的交叉编译器,具体可看这里Changelog-r18。而FFmpeg的编译默认选择的是GCC来进行编译,所以当configure脚本根据路径去查找arm-linux-androideabi-gcc这个可执行文件的时候,发现找不到了,这也是为啥上面我们选择r17c版本的NDK来编译的原因。

错误2:Unknown option “–disable-ffserver”

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Unknown option "--disable-ffserver".
See ./configure --help for available options.

在FFmpeg4.0.x版本后已经移除掉--disable-ffserver这个配置项了,如果用的是网上的旧脚本,就会报这个错误,移除掉就好。

错误3:error: request for member ‘s_addr’ in something not a structure or union

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libavformat/udp.c: In function 'udp_set_multicast_sources':
libavformat/udp.c:290:28: error: request for member 's_addr' in something not a structure or union
mreqs.imr_multiaddr.s_addr = ((struct sockaddr_in *)addr)->sin_addr.s_addr;
^
libavformat/udp.c:292:32: error: incompatible types when assigning to type '__be32' from type 'struct in_addr'
mreqs.imr_interface= ((struct sockaddr_in *)local_addr)->sin_addr;
^
libavformat/udp.c:294:32: error: request for member 's_addr' in something not a structure or union
mreqs.imr_interface.s_addr= INADDR_ANY;
^
libavformat/udp.c:295:29: error: request for member 's_addr' in something not a structure or union
mreqs.imr_sourceaddr.s_addr = ((struct sockaddr_in *)&sources[i])->sin_addr.s_addr;
^
make: *** [libavformat/udp.o] Error 1

如果在build_android.sh脚本中使用的NDK版本是r15c或者r16b,就会报这个error,所以解决方法就是升级到r17及以上的版本就能解决。

错误4:No such file or directory

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CC libavfilter/aeval.o
In file included from libavfilter/aeval.c:26:0:
./libavutil/avassert.h:30:20: fatal error: stdlib.h: No such file or directory
#include <stdlib.h>
^
compilation terminated.
make: *** [libavfilter/aeval.o] Error 1

这个错误是因为新版本NDK的机制引起的,因为NDK将头文件和库文件进行了分离,指定的--sysroot只有库文件,头文件放在NDK目录下的sysroot内,只需在--extra-cflags中添加 -isysroot $NDK/sysroot即可。除此之外有关汇编的头文件也进行了分离,需要根据目标平台进行指定-I$NDK/sysroot/usr/include/arm-linux-androideabi,将arm-linux-androideabi改为需要的平台就可以,后面这条也是添加到--extra-cflags中即可。

错误5:expected identifier or ‘(‘ before numeric constant

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libavcodec/aaccoder.c: In function 'search_for_ms':
libavcodec/aaccoder.c:803:25: error: expected identifier or '(' before numeric constant
int B0 = 0, B1 = 0;
^
libavcodec/aaccoder.c:865:28: error: lvalue required as left operand of assignment
B0 += b1+b2;
^
libavcodec/aaccoder.c:866:25: error: 'B1' undeclared (first use in this function)
B1 += b3+b4;
^
libavcodec/aaccoder.c:866:25: note: each undeclared identifier is reported only once for each function it appears in
make: *** [libavcodec/aaccoder.o] Error 1

这个错误就比较悬了,跟NDK版本的变量名定义产生了冲突,在低版本的NDK是不会出现这个错误的。网上看了有一些解决方法是直接修改变量的名字-_-|||,这种方式过于暴力,以后更新FFmpeg源码的时候极有可能会产生代码冲突,感觉不是靠谱的解决方案。后面在FFmpeg官方的Reports中找到了这个错误的描述以及解决方法,其实也很简单,就是将--target-os=linux修改为--target-os=android即可,原因还有待考量,详见这里#7103

导入.so文件到Android项目

编译成功后,我们将拿到.so库和相关的头文件,这个时候就可以导入到Android项目中使用了。简单来说有以下几个步骤:

AS新建一个Native C++类型的Project

这里为了方便测试,我们直接新建一个C++类型的Project,Android Studio会帮我们生成好Native项目的目录结构和CMakeLists.txt文件。

导入.so和include头文件

将.so和include头文件分别拷贝到src对应的目录中,最后app的目录结构大致如下:

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├── CMakeLists.txt
├── app.iml
├── build.gradle
├── proguard-rules.pro
└── src
└── main
├── AndroidManifest.xml
├── cpp
│   ├── include
│   │   ├── libavcodec
│   │   ├── libavfilter
│   │   ├── libavformat
│   │   ├── libavutil
│   │   ├── libswresample
│   │   └── libswscale
│   └── native-lib.cpp
├── java
├── jniLibs
│   └── armeabi-v7a
│   ├── libavcodec.so
│   ├── libavfilter.so
│   ├── libavformat.so
│   ├── libavutil.so
│   ├── libswresample.so
│   └── libswscale.so
└── res

修改CMakeLists.txt

首先通过include_directories导入FFmpeg相关的头文件,然后通过add_library()set_target_properties()方法添加需要导入的.so库,指定其具体位置。最后在target_link_libraries()中还要声明需要链接的库。

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add_library(...)
include_directories(${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/cpp/include)
add_library(avcodec SHARED IMPORTED)
set_target_properties( avcodec
PROPERTIES
IMPORTED_LOCATION ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/armeabi-v7a/libavcodec.so)
add_library(avformat SHARED IMPORTED)
set_target_properties( avformat
PROPERTIES
IMPORTED_LOCATION ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/armeabi-v7a/libavformat.so)
add_library(avfilter SHARED IMPORTED)
set_target_properties( avfilter
PROPERTIES
IMPORTED_LOCATION ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/armeabi-v7a/libavfilter.so )
add_library(avutil SHARED IMPORTED)
set_target_properties( avutil
PROPERTIES
IMPORTED_LOCATION ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/armeabi-v7a/libavutil.so )
add_library(swresample SHARED IMPORTED)
set_target_properties( swresample
PROPERTIES
IMPORTED_LOCATION ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/armeabi-v7a/libswresample.so )
add_library(swscale SHARED IMPORTED)
set_target_properties( swscale
PROPERTIES
IMPORTED_LOCATION ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/armeabi-v7a/libswscale.so )
...
target_link_libraries( # Specifies the target library.
native-lib
# Links the target library to the log library
# included in the NDK.
${log-lib}
avcodec
avformat
avfilter
avutil
swresample
swscale
)

Tips:注意下${CMAKE_SOURCE_DIR}代表了CMakeLists.txt当前所在的路径,不要设置错了。

最后不要忘了在build.gradle中声明abiFilters,目前我们只编译了armeabi-v7a架构的.so库。

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defaultConfig {
...
ndk {
abiFilters 'armeabi-v7a'
}
}

修改native-lib.cpp,调用FFmpeg相关函数

在demo代码中,我们随便导入一个FFmpeg的函数,看看是否能正常的运行。这里直接在原基础上增加一个avcodec_configuration()函数调用,看看是否能打印出config信息,这里一定要记得include相应的头文件。

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#include <jni.h>
#include <string>
extern "C" {
#include "libavcodec/avcodec.h"
}
extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_codezjx_ffmpegproject_MainActivity_stringFromJNI(
JNIEnv *env,
jobject /* this */) {
std::string hello = avcodec_configuration();
return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

运行项目,最终在MainActivity界面中应该会输出以下信息,整个FFmpeg的编译及导入流程就结束了:

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--prefix=/Users/codezjx/AndroidProjects/ffmpeg-4.1.3/android/armv7-a
--enable-shared --disable-static --disable-doc --disable-ffmpeg
--disable-ffplay --disable-ffprobe --disable-avdevice --disable-symver
--cross-prefix=/Users/codezjx/Android/android-ndk-r17c/toolchains/
arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/darwin-x86_64/bin/arm-linux-androideabi-
--target-os=android --arch=arm --enable-cross-compile --sysroot=/Users/codezjx/
Android/android-ndk-r17c/platforms/android-21/arch-arm --extra-cflags='-I/Users
/codezjx/Android/android-ndk-r17c/sysroot/usr/include/arm-linux-androideabi
-isysroot /Users/codezjx/Android/android-ndk-r17c/sysroot -D__ANDROID_API__=21
-Os -fpic -marm -march=armv7-a'