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FFmpeg CMake 构建系统 — 现状与待办

分支: cmake-build-5 开始时间: 2026-03-08 最后更新: 2026-03-29

1. 项目概述

将 FFmpeg 从 configure + Makefile 构建系统迁移到 CMake。目标是实现功能等价的 CMake 构建，支持 macOS、Linux x86_64、Linux aarch64 和 Windows MSVC 四个平台。

2. 架构设计

CMake 构建系统采用三层控制机制（详见 cmake-build-control.md）：

层级 文件 职责
L1 FFmpegExternalLibs.cmake 外部库检测（pkg-config / find_package）
L2 FFmpegDependencyResolver.cmake 组件依赖解析（_deps / _select / _suggest / _if / _conflict）
L3 FFmpegComponents.cmake + 各库 CMakeLists.txt 生成 config_components.h、list 文件、条件编译源文件

CMake 模块调用顺序

CMakeLists.txt (top-level)
├── FFmpegDefaults.cmake          # 默认选项、License 标志
├── FFmpegExternalLibs.cmake      # L1: 外部库检测
├── FFmpegComponentDeps.cmake     # 定义 _DEPS/_SELECT/_SUGGEST
├── FFmpegDependencyResolver.cmake# L2: 依赖解析
├── FFmpegComponents.cmake        # L3: 生成 config_components.h + list 文件
├── add_subdirectory(libav*)      # L3: 条件编译源文件
├── FFmpegApplyExternalLibs.cmake # 链接外部库到 target
└── add_subdirectory(fftools)     # 构建 ffmpeg/ffprobe/ffplay

3. 平台构建现状

3.1 macOS (Apple Silicon, aarch64)

项目 状态
cmake 配置 ✅
ffmpeg ✅
ffplay ✅
ffprobe ✅
checkasm ✅
api-*-test ✅
编码器 164
解码器 500
滤镜 247
硬件加速 videotoolbox, opencl, vulkan

3.2 Linux x86_64 (black.local)

项目 状态
cmake 配置 ✅
ffmpeg ✅
ffplay ✅
ffprobe ✅
checkasm ✅
api-*-test ✅ (2598/2598)
编码器 181
解码器 505

3.3 Linux aarch64 (pi.local, Debian, GCC 12)

使用 distcc aarch64-linux-gnu-gcc-12 + DISTCC_HOSTS=black.local/24 加速编译。

项目 状态
cmake 配置 ✅ (83.7s)
ffmpeg ✅
ffplay ✅
ffprobe ✅
checkasm ✅
api-*-test ✅ (2377/2377)
编码器 181
解码器 505

3.4 Windows MSVC

在 cmake-build-3 分支上验证过，尚未在 cmake-build-5 上重新验证。

项目 状态
cmake 配置 ✅ (cmake-build-3)
ffmpeg.exe ✅ (cmake-build-3)
ffprobe.exe ✅ (cmake-build-3)
ffplay.exe ❌ 未测试
功能验证 ❌ 未测试

4. 已解决的关键问题

4.1 依赖解析器初始化 Bug

  • 问题: FFmpegDefaults.cmake 将所有 config.h.in 变量设为 0，导致依赖解析器的 if(NOT DEFINED) 检查跳过初始化，大量组件（如 RV40_DECODER）被错误保持为 0
  • 修复: 初始化步骤改为无条件将所有有依赖定义的组件设为 1，跳过 CACHE 变量和纯外部库标志

4.2 SChannel/SecureTransport 平台检测缺失

  • 问题: CONFIG_SCHANNEL 没有平台检测，在 Linux 上被默认初始化为 1，导致 DTLS_PROTOCOL 和 TLS_PROTOCOL 的 _deps_any 检查被错误满足
  • 修复: 添加 SChannel（仅 Windows）和 SecureTransport（仅 macOS）的平台检测，使用 CACHE INTERNAL 变量

4.3 LZMA 链接缺失

  • 问题: tiff.c 使用 lzma 但链接时缺少 -llzma
  • 修复: 在 FFmpegApplyExternalLibs.cmake 中添加 LZMA 链接（支持 imported target / LIBLZMA_LIBRARIES / fallback -llzma）

4.4 TLS/DTLS/WHIP 条件编译缺失

  • 问题: whip.c、tls.c、gophers、https 协议在没有 TLS 库时仍被编译
  • 修复: 在 libavformat/CMakeLists.txt 中添加排除列表和条件编译，并在 protocol_list.c 生成时过滤 TLS 相关符号

4.5 VideoToolbox 文件排除不完整

  • 问题: videotoolbox_av1.c 和 videotoolbox_vp9.c 在 Linux 上被错误编译
  • 修复: 排除规则改为 ^videotoolbox 前缀匹配，并在条件编译部分按 hwaccel CONFIG 添加

4.6 socklen_t 检测失败

  • 问题: check_c_source_compiles 在 Linux 上检测 socklen_t 失败
  • 修复: 对所有 POSIX 系统强制设为 HAVE_SOCKLEN_T=1

4.7 AudioToolbox 框架链接缺失

  • 问题: audiotoolboxdec.c 编译成功但链接时缺少 -framework AudioToolbox
  • 修复: 在 libavcodec/CMakeLists.txt 中添加 Apple 框架条件链接

4.8 libswscale Vulkan 子目录缺失

  • 问题: libswscale/ops.c 引用 backend_vulkan，但 vulkan/ops.c 未被编译
  • 修复: 在 libswscale/CMakeLists.txt 中添加 Vulkan 子目录文件的条件编译

4.9 宏定义编解码器/Filter 扫描

  • 问题: pcm.c 中的 PCM_CODEC(...) 宏、af_biquads.c/vf_neighbor.c 中的宏定义 filter 无法被 file(STRINGS ...) 扫描
  • 修复: 使用 gcc -E 预处理器展开宏后扫描；手动添加宏定义 filter 的 symbols

4.10 allcodecs.c 硬件加速编解码器

  • 问题: allcodecs.c 引用了所有编解码器（含 MediaCodec、MMAL、QSV 等），但这些实现文件不存在
  • 修复: 生成 allcodecs_generated.c 替代，只包含实际编译的编解码器

5. 待办事项

P0 — 构建质量

  • 在 cmake-build-5 分支上重新验证 Windows MSVC 构建
  • 对比 configure 生成的 config.h 与 CMake 生成的 config.h，修复差异
  • 对比 configure 构建与 CMake 构建的编解码器/Filter 数量差异（已知差异见下方）

P1 — 已知差异修复

缺失的编解码器（与 configure 构建对比）：

编解码器 类型 原因
aac_latm 音频 codec_list 生成问题
dsd_lsbf / dsd_lsbf_planar / dsd_msbf / dsd_msbf_planar 音频 codec_list 生成问题
avs2 / avs3 视频 条件编译宏未定义

缺失的 Filter：

Filter 类型 原因
aeval 音频 可能是 aevalsrc 别名
lutrgb / lutyuv 视频 filter_list 生成问题
bwdif_cuda / overlay_cuda / yadif_cuda 视频 需要 CUDA 支持

P1 — 功能测试

  • 运行 checkasm 测试，验证汇编优化正确性
  • 运行编解码功能测试（视频编码、音视频编码、转封装）
  • 运行 FATE 测试子集

P2 — Windows 功能验证

  • 验证 ffmpeg.exe -version / ffprobe.exe -version
  • 视频编码测试（testsrc → mpeg4）
  • 音视频编码测试（testsrc + sine → mp4）
  • 启用 D3D11VA / DXVA2 解码支持
  • 启用 MediaFoundation 支持
  • 添加 dshow / gdigrab 设备支持

P2 — 第三方库完善

  • 完善更多外部编解码器检测（librav1e、libsvtav1 等）
  • Windows 上集成 OpenSSL（HTTPS/TLS 支持）
  • Windows 上集成 x264/x265（H.264/H.265 编码）
  • Windows 上集成 FreeType2（drawtext filter）

P3 — 构建系统改进

  • 支持共享库（.so / .dylib / .dll）构建
  • 支持 install target
  • 支持 pkg-config 文件生成
  • 支持交叉编译工具链文件
  • CI 集成（GitHub Actions / GitLab CI）

6. 提交历史（cmake-build-5 分支）

1ebad3f cmake: fix libavformat TLS/DTLS/WHIP conditional compilation for non-TLS platforms
6f7e950 cmake: add SChannel/SecureTransport platform detection, fix DTLS/TLS deps_any resolution
5ccfa5d cmake: add lzma and system library linking to avcodec
0f2d87a cmake: fix socklen_t detection for POSIX systems
a234455 cmake: fix videotoolbox file exclusion for Linux builds
df070cf cmake: fix dependency resolver init, add Apple framework linking, add swscale vulkan support
689335c Fix libplacebo detection: disable if API >= 339 (7.x) due to incompatibility
c8986ac Fix CMake build: centralized external libs, conditional codec discovery, TLS conflicts
6670472 Add macOS st_mtimespec.tv_nsec struct member detection
72d3c59 fix(cmake): fix build errors on mac, black and pi
a50d5e6 fix(cmake): use pkg-config detected libxml2 instead of find_package
f196caa add cmake build