用Cmake编译程序时，链接到FFmpeg库

用Cmake编译程序时，链接到FFmpeg库

一、前言

可喜可贺，折腾了一晚上终于把这个勾八链接成功了，已经要吐了。看到下面控制台的输出，吾心甚慰呀😭

[100%] Linking CXX executable rknn_yolov5_demo
[100%] Built target rknn_yolov5_demo
[100%] Built target rknn_yolov5_demo
Install the project...

下面总结一下，我之前链接失败的几点原因：

  1. 忽略了系统架构之间的差别

    Cmake工具运行的环境是Ubuntu18.04操作系统，系统架构为X86_64；而我的目标环境是嵌入式操作系统，该系统安装在RKNN 1808（瑞芯微）开发板上，系统架构为aarch（ARM 64）；

    这导致链接时出现了千奇百怪的错误，几度差点心态崩溃
    在这里插入图片描述

  2. 盲目拷贝文件，没考虑各种依赖问题

    上面第一点屡试不爽后，我转移了目标，让甲方开发人员在RKNN开发板上先安装了FFmpeg工具，然后我直接将板子上的共享库so文件和头文件拷贝了过来。

    继续尝试链接，依然失败，而且此次的问题比上次更多了，疯狂查阅资料发现是我只拷贝了文件却忽略了这些文件的依赖，因此惨败。

    直到第3次，我尝试自己对FFmpeg进行交叉编译【见另外一篇文章：ubuntu下交叉编译ffmpeg到目标架构为aarch架构的系统-CSDN博客】，最终才得以链接成功，不过嘛我好像跑题了嘿嘿，我是要介绍怎么链接FFmpeg而不是怎么正确地搞到FFmpeg相关东西。

二、包含头文件和链接共享库

  1. 找到共享库的路径和头文件所在路径（小声说：其实如果你是自己编译的ffmpeg，你应该知道在哪）

     find / -name "libav*

    运行命令后，操作系统会在整个文件系统中查找这个东西，然后返回位置，比如我的返回：

    /home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavfilter.so
/home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavcodec.so
/home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavdevice.so
/home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavutil.so
/home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavformat.so

    注意，返回的可能有多个不同路径的结果，此时你就需要甄别，哪些是当前系统的，哪些是用在目标系统的

    然后，就可以打开【/home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64】这个文件夹，头文件和共享库都在这个文件夹的子文件夹下，瞅瞅我的：

    (base) root@110kmg49ac7fk-0:/home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64# ls
bin  include  lib  share

    上面列出了4个文件夹，其中【include】是头文件的目录，【lib】是共享库文件的目录

  2. 包含头文件

    打开你用于编译C++程序的CMakeLists文件，在任何位置，当然，一般写在中下部，写下面的语句，设置头文件的目录：

    set(FFMPEG_INCLUDE_DIRS 
    /home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/include
)
include_directories(${FFMPEG_INCLUDE_DIRS})
    • 【set】该关键字在Cmake工具里用于设置一个变量
    • 【FFMPEG_INCLUDE_DIRS】该字符串为变量的名字
    • 【/home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/include】该串为头文件的目录，现在这个是我的，你应该修改为你的
    • 【include_directories】该关键字用于包含一个目录
    • 【${FFMPEG_INCLUDE_DIRS}】这个表示我们的头文件目录了，里面的变量介绍过了，【${}】用来引用一个变量

    因为【include_directories】的参数就是一个路径，而我们的变量【FFMPEG_INCLUDE_DIRS】就是给我们的路径起了个别名而已，因此上面的语句还可以简化为

    include_directories(/home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/include)

  3. 链接共享库

    在上面包含头文件的语句下面可以接着写下面的设置变量语句

    set(FFMPEG_LIBRARIES 
    /home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavcodec.so
    /home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavformat.so
    /home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavutil.so
    /home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libswscale.so
)

    该语句使得【FFMPEG_LIBRARIES】能代表参数中的四个共享库路径

    然后，最终写一条链接语句

    target_link_libraries(rknn_yolov5_demo stdc++fs ${FFMPEG_LIBRARIES} ${RKNN_API_LIB} dl)

    • 【target_link_libraries】关键字，顾名思义，就是设置目标链接库

    • 【rknn_yolov5_demo】这是链接的目标，表示这些库给谁用，在这里它是一个一组文件的别名，下面是我的定义，由于设置了链接目标，那么下面3个文件编译后，均可以使用链接到的库。

      add_executable(rknn_yolov5_demo
        src/rga_func.c
        src/postprocess.cc
        src/main.cc
        )

    • 【stdc++fs】表示C++标准文件系统库，这是我自己项目用的，所以读者不必了解，介绍它仅为了讲解的完备性

    后面是其他的要链接的库了，由于都是变量，所以用了【${}】 ，至于后面还有个【dl】，则表示链接到动态链接库，也就是共享库咯

三、实例

下面是我写的一个完整的编译C++程序并链接到了FFmpeg库的CMakeLists代码，我写了详细的注释，如果还是有疑惑可以在评论区讨论。

这只是一个测试程序实际情况可恨复杂得多

# 设置项目名称为 FFmpegTest
project(FFmpegTest)	

# 设置编译器选项，这里设置了C和C++的，具体参数自行百度，为了美观此处不赘述
set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -Wall -g -s -O3")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++17 -Wall -g -s -O3")

# 指定 FFmpeg 的头文件目录
include_directories(/home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/include)

# 指定 FFmpeg 的动态链接库路径变量 FFMPEG_LIBRARIES,有2个是so.60是因为我的目标系统需要
set(FFMPEG_LIBRARIES 
    /home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavcodec.so.60
    /home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavformat.so.60
    /home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libavutil.so
    /home/fy/LIBS/ffmpeg5.0.1_linux_arm64/lib/libswscale.so
)

# 添加源文件
add_executable(SourceFile
        test.cpp
        )

# 链接FFmpeg库，链接到的库给SourceFile这个可执行文件（由test.cpp编译得到）用
target_link_libraries(SourceFile ${FFMPEG_LIBRARIES} dl)

  • 创建一个目录用来存放构建的东西,并进入目录

    (base) root@110kmg49ac7fk-0:/17106/Pengcaiping/FFmpeg# mkdir build
(base) root@110kmg49ac7fk-0:/17106/Pengcaiping/FFmpeg# cd build/

  • 开始生成后面两个参数是指定交叉编译器的路径;第二段代码是控制台的返回信息

    (base) root@110kmg49ac7fk-0:/17106/Pengcaiping/FFmpeg/build# 
cmake ..     
	-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug     
	-DCMAKE_C_COMPILER=/17106/Pengcaiping/gcc-linaro-6.4.1-2017.08-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu-gcc     
	-DCMAKE_CXX_COMPILER=/17106/Pengcaiping/gcc-linaro-6.4.1-2017.08-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu-g++

    # ······此处省略约2000字母的输出，下面的才是核心
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /17106/Pengcaiping/FFmpeg/build

    上面的信息表示生成这一步成功了

  • 开始编译，出现后面的输出表示编译成功

    (base) root@110kmg49ac7fk-0:/17106/Pengcaiping/FFmpeg/build# make

    Scanning dependencies of target SourceFile
[ 50%] Building CXX object CMakeFiles/SourceFile.dir/test.o
[100%] Linking CXX executable SourceFile
[100%] Built target SourceFile

  • 拷贝build目录下的SourceFile可执行文件到目标系统（RKNN1808下的aarch64架构的Linux系统）

    [root@rk1808:/home/user]$ ls
1472340076-1-192.mp4  SourceFile  ffmpeg  rknn  testlib

    从以上 输出证明我拷贝过去了

  • 拷贝库文件过去，放到testlib目录下

    [root@rk1808:/home/user/testlib]$ ls
libavcodec.so.60  libavformat.so.60  libavutil.so.58  libswscale.so.7

    证明我拷过去了

  • 指定链接库的目录路径，此时程序运行时如果需要链接库就会来这个目录下找

    [root@rk1808:/home/user]$ export LD_LIBRARY_PATH=testlib:$LD_LIBRARY_PATH

  • 运行程序

    [root@rk1808:/home/user]$ ./SourceFile
Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from '1472340076-1-192.mp4':
  Metadata:
    major_brand     : isom
    minor_version   : 512
    compatible_brands: isomiso2avc1mp41
    encoder         : Lavf58.29.100
    description     : Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
  Duration: 00:05:23.14, start: 0.000000, bitrate: 1231 kb/s
  Stream #0:0[0x1](und): Video: h264 (High) (avc1 / 0x31637661), yuv420p(progressive), 1280x720, 1153 kb/s, 30 fps, 30 tbr, 16k tbn (default)
    Metadata:
      handler_name    : VideoHandler
      vendor_id       : [0][0][0][0]
  Stream #0:1[0x2](und): Audio: aac (LC) (mp4a / 0x6134706D), 44100 Hz, stereo, fltp, 68 kb/s (default)
    Metadata:
      handler_name    : SoundHandler
      vendor_id       : [0][0][0][0]
FFmpeg test successful!

    程序正确运行，读取了视频信息，并且输出了，这说明我们前面的工作都是有效的。

再看看我的cpp源码吧

#include <iostream>  	// 包含输入输出流库
#include <string>  		// 包含字符串库

extern "C" {
#include <libavformat/avformat.h>  // 包含 FFmpeg 格式处理库
#include <libavutil/imgutils.h>    // 包含 FFmpeg 图像工具库
#include <libavutil/pixdesc.h>     // 包含 FFmpeg 像素格式库
}

int main() {
    avformat_network_init();  		// 初始化 FFmpeg 网络模块

    const char* filename = "1472340076-1-192.mp4";  // 设置视频文件名
    AVFormatContext *format_ctx = nullptr;  		// 声明格式上下文指针，初始化为空指针

    int ret = avformat_open_input(&format_ctx, filename, nullptr, nullptr);  // 打开输入文件并将格式上下文赋给 format_ctx
    if (ret != 0) {  	// 检查是否成功打开文件
        std::cerr << "Error opening input file" << std::endl;  // 输出错误信息到标准错误流
        return 1;  		// 返回错误码
    }

    ret = avformat_find_stream_info(format_ctx, nullptr);  		// 获取流信息
    if (ret < 0) {  // 检查是否成功获取流信息
        std::cerr << "Error finding stream information" << std::endl;  // 输出错误信息到标准错误流
        avformat_close_input(&format_ctx);  // 关闭输入文件并释放资源
        return 1;  	// 返回错误码
    }

    av_dump_format(format_ctx, 0, filename, 0);  			// 打印格式信息到标准输出流

    avformat_close_input(&format_ctx);  					// 关闭输入文件并释放资源

    std::cout << "FFmpeg test successful!" << std::endl;  	// 输出成功信息到标准输出流

    return 0;  // 返回成功码
}

四、心灵的救赎

现在是北京时间2024年4月16日2时30分，现在这种时间睡觉实际已经成为了我的日常。

幸运的是，这样的日常倒不是为谁所迫，自己也还愿意这样，享受每天吸收知识感觉。

感觉组里没有搞科研的环境，看着师兄们的时间都被杂事占据了，被横向占据了，这样的生活与我当初想象中的科研生活还是相去甚远。

就到这吧，下面抄点句子，补一补心灵，然后就可以进入梦乡了，如果你也凌晨在看我的文章，且看到了这，那么：陌生人，祝你好梦。

  • 生命是华丽错觉，时间是贼，偷走一切。 ——阿信《如烟》
  • 世界有缺陷，可能性才大 。 ——朱光潜
  • 人生的意义，就在于一直在找寻的路上，寻寻觅觅，我们也变得越来越丰富。

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