使用
从 FFmpeg 3.x 开始，avcodec_decode_video2 就被废弃了，取而代之的是 avcodec_send_packet 和 avcodec_receive_frame。使用方法很简单，可以查看 ffmpeg 源码文件夹 ffmpeg-/doc/example/decode_video.c 下的代码，这里摘抄关键部分如下：
static void decode(AVCodecContext *dec_ctx, AVFrame *frame, AVPacket *pkt, const char *filename){ char buf[1024]; int ret; ret = avcodec_send_packet(dec_ctx, pkt); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Error sending a packet for decoding\n"); exit(1); } while (ret >= 0) { ret = avcodec_receive_frame(dec_ctx, frame); if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) return; else if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Error during decoding\n"); exit(1); } printf("saving frame %3d\n", dec_ctx->frame_number); }}复制代码 avcodec_decode_video2
在开始分析 avcodec_send_packet 和 avcodec_receive_frame 之前，先看一下 avcodec_decode_video2 的源码实现：
int attribute_align_arg avcodec_decode_video2(AVCodecContext *avctx, AVFrame *picture, int *got_picture_ptr, const AVPacket *avpkt){ return compat_decode(avctx, picture, got_picture_ptr, avpkt);}复制代码 static int compat_decode(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, int *got_frame, const AVPacket *pkt){ AVCodecInternal *avci = avctx->internal; int ret = 0; av_assert0(avci->compat_decode_consumed == 0); if (avci->draining_done && pkt && pkt->size != 0) { av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Got unexpected packet after EOF\n"); avcodec_flush_buffers(avctx); } *got_frame = 0; avci->compat_decode = 1; ... // 容错处理 if (!avci->compat_decode_partial_size) { ret = avcodec_send_packet(avctx, pkt); ... } while (ret >= 0) { ret = avcodec_receive_frame(avctx, frame); if (ret < 0) { if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) ret = 0; goto finish; } if (frame != avci->compat_decode_frame) { if (!avctx->refcounted_frames) { ret = unrefcount_frame(avci, frame); if (ret < 0) goto finish; } *got_frame = 1; frame = avci->compat_decode_frame; } else { ... } if (avci->draining || (!avctx->codec->bsfs && avci->compat_decode_consumed < pkt->size)) break; }finish: if (ret == 0) { /* if there are any bsfs then assume full packet is always consumed */ if (avctx->codec->bsfs) ret = pkt->size; else ret = FFMIN(avci->compat_decode_consumed, pkt->size); } avci->compat_decode_consumed = 0; avci->compat_decode_partial_size = (ret >= 0) ? pkt->size - ret : 0; return ret;}复制代码 可以看到，avcodec_decode_video2 这个过时的函数，在新版本中最终还是通过 avcodec_send_packet() 和 avcodec_receive_frame() 完成的。
avcodec_send_packet
下面看 avcodec_send_packet，关键的地方写了注释
int attribute_align_arg avcodec_send_packet(AVCodecContext *avctx, const AVPacket *avpkt){ AVCodecInternal *avci = avctx->internal; int ret; // 检查 AVCodecContext 是否已打开，并且 AVCodec 是否为解码器 if (!avcodec_is_open(avctx) || !av_codec_is_decoder(avctx->codec)) return AVERROR(EINVAL); if (avctx->internal->draining) return AVERROR_EOF; if (avpkt && !avpkt->size && avpkt->data) return AVERROR(EINVAL); // 初始化 avci 的 DecodeFilterContext 等成员 ret = bsfs_init(avctx); if (ret < 0) return ret; av_packet_unref(avci->buffer_pkt); if (avpkt && (avpkt->data || avpkt->side_data_elems)) { ret = av_packet_ref(avci->buffer_pkt, avpkt); if (ret < 0) return ret; } // 把 AVPacket 的数据传给 avci->filter.bsfs[0] ret = av_bsf_send_packet(avci->filter.bsfs[0], avci->buffer_pkt); if (ret < 0) { av_packet_unref(avci->buffer_pkt); return ret; } if (!avci->buffer_frame->buf[0]) { // 解码 ret = decode_receive_frame_internal(avctx, avci->buffer_frame); if (ret < 0 && ret != AVERROR(EAGAIN) && ret != AVERROR_EOF) return ret; } return 0;}复制代码 可以看到，avcodec_send_packet 的关键是 decode_receive_frame_internal 这个函数。DecodeFilterContext、av_bsf_send_packet 等结构体或函数主要用于存储 AVPacket。
av_bsf_send_packet
av_bsf_send_packet 的逻辑很简单，定义如下：
int av_bsf_send_packet(AVBSFContext *ctx, AVPacket *pkt){ if (!pkt || (!pkt->data && !pkt->side_data_elems)) { ctx->internal->eof = 1; return 0; } if (ctx->internal->eof) { av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "A non-NULL packet sent after an EOF.\n"); return AVERROR(EINVAL); } if (ctx->internal->buffer_pkt->data || ctx->internal->buffer_pkt->side_data_elems) return AVERROR(EAGAIN); av_packet_move_ref(ctx->internal->buffer_pkt, pkt); return 0;}复制代码 void av_packet_move_ref(AVPacket *dst, AVPacket *src){ *dst = *src; av_init_packet(src); src->data = NULL; src->size = 0;}复制代码 可以看到，av_bsf_send_packet 的作用是把传过来的 AVPacket 放到指定的 AVBSFContext 内部，并将该 AVPacket 置为空。
decode_receive_frame_internal
decode_receive_frame_internal 是解码的关键函数，定义如下：
static int decode_receive_frame_internal(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame){ AVCodecInternal *avci = avctx->internal; int ret; av_assert0(!frame->buf[0]); // 解码的关键函数 if (avctx->codec->receive_frame) ret = avctx->codec->receive_frame(avctx, frame); else ret = decode_simple_receive_frame(avctx, frame); if (ret == AVERROR_EOF) avci->draining_done = 1; return ret;}复制代码 可以看到，decode_receive_frame_internal 首先会判断 AVCodec 是否存在 receive_frame 这个函数指针，如果存在，就使用该指针对应的函数实现进行解码，否则调用 decode_simple_receive_frame 解码。
以 H264 格式为例，对应的解码器为 ff_h264_decoder：
AVCodec ff_h264_decoder = { .name = "h264", .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"), .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, .id = AV_CODEC_ID_H264, .priv_data_size = sizeof(H264Context), .init = h264_decode_init, .close = h264_decode_end, .decode = h264_decode_frame, .capabilities = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS | AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS, .caps_internal = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_EXPORTS_CROPPING, .flush = flush_dpb, .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy), .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context), .profiles = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles), .priv_class = &h264_class,};复制代码 没有发现函数指针 receive_frame，因此这里直接看 decode_simple_receive_frame：
static int decode_simple_receive_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame){ int ret; // 某些解码器可能会消耗部分数据包而不返回任何输出，因此需要在循环中调用此函数 // 直到它返回EAGAIN while (!frame->buf[0]) { ret = decode_simple_internal(avctx, frame); if (ret < 0) return ret; } return 0;}复制代码 可以看到，它直接调用 decode_simple_internal 这个函数：
/** The core of the receive_frame_wrapper for the decoders implementing* the simple API.* 某些解码器可能会消耗部分数据包而不返回任何输出，因此需要在循环中调用此函数，直到它返回EAGAIN**/static int decode_simple_internal(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame){ AVCodecInternal *avci = avctx->internal; DecodeSimpleContext *ds = &avci->ds; AVPacket *pkt = ds->in_pkt; // copy to ensure we do not change pkt AVPacket tmp; int got_frame, actual_got_frame, did_split; int ret; if (!pkt->data && !avci->draining) { av_packet_unref(pkt); // 获取在执行 av_bsf_send_packet 时缓存的 AVPacket ret = ff_decode_get_packet(avctx, pkt); if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF) return ret; } ... got_frame = 0; if (HAVE_THREADS && avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME) { // 获取异步解码缓存的 AVFrame ret = ff_thread_decode_frame(avctx, frame, &got_frame, &tmp); } else { // 解码的关键函数 ret = avctx->codec->decode(avctx, frame, &got_frame, &tmp); ... } ... // 设置 AVFrame 的成员变量，如 best_effort_timestamp、format、channel 等 avci->compat_decode_consumed += ret; // 如果这个 AVPacket 已被消耗完，则释放内存，否则调整指针、成员变量 if (ret >= pkt->size || ret < 0) { av_packet_unref(pkt); } else { int consumed = ret; pkt->data += consumed; pkt->size -= consumed; avci->last_pkt_props->size -= consumed; // See extract_packet_props() comment. pkt->pts = AV_NOPTS_VALUE; pkt->dts = AV_NOPTS_VALUE; avci->last_pkt_props->pts = AV_NOPTS_VALUE; avci->last_pkt_props->dts = AV_NOPTS_VALUE; } if (got_frame) av_assert0(frame->buf[0]); return ret < 0 ? ret : 0;}复制代码 这个函数其实很长，但最关键的只有 avctx->codec->decode 这一句代码，decode 是 结构体 AVCodec 的函数指针，不同的编码格式对应不同的函数实现，以 H264 为例，对应的解码器为 ff_h264_decoder (上面把它的声明贴出来了)，函数实现是 h264_decode_frame。
h264_decode_frame
这里简单看一下 h264_decode_frame：
static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame, AVPacket *avpkt){ const uint8_t *buf = avpkt->data; int buf_size = avpkt->size; H264Context *h = avctx->priv_data; AVFrame *pict = data; int buf_index; int ret; h->flags = avctx->flags; h->setup_finished = 0; h->nb_slice_ctx_queued = 0; ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec); /* end of stream, output what is still in the buffers */ // 直接返回依然在缓存中的数据 if (buf_size == 0) return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, 0); if (h->is_avc && av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, NULL)) { int side_size; uint8_t *side = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, &side_size); // 解码 SPS、PPS if (is_extra(side, side_size)) ff_h264_decode_extradata(side, side_size, &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size, avctx->err_recognition, avctx); } if(h->is_avc && buf_size >= 9 && buf[0]==1 && buf[2]==0 && (buf[4]&0xFC)==0xFC && (buf[5]&0x1F) && buf[8]==0x67){ if (is_extra(buf, buf_size)) return ff_h264_decode_extradata(buf, buf_size, &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size, avctx->err_recognition, avctx); } // 解码 NAL Unit buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size); if (buf_index < 0) return AVERROR_INVALIDDATA; ... av_assert0(pict->buf[0] || !*got_frame); ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec); return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);}复制代码 可以看到，这个函数大致可以分为 2 个步骤：
- 判断当前是否已到达文件的末尾，如果是，则返回解码后依然存在于缓存中的数据
- 否则根据 NAL 的类型进行解码，如果是 SPS、PPS 数据，则调用 ff_h264_decode_extradata，否则调用 decode_nal_units
其中函数 is_extra 用于判断数据类型是否为 SPS、PPS：
static int is_extra(const uint8_t *buf, int buf_size){ int cnt= buf[5]&0x1f; const uint8_t *p= buf+6; while(cnt--){ int nalsize= AV_RB16(p) + 2; if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 7) return 0; p += nalsize; } cnt = *(p++); if(!cnt) return 0; while(cnt--){ int nalsize= AV_RB16(p) + 2; if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 8) return 0; p += nalsize; } return 1;}复制代码 从代码中可以看出，这个函数判在进行断的时候，有两个很关键的数字为 7 和 8，它们分别表示该 NAL Unit 的类型为 SPS、PPS。
ff_h264_decode_extradata 和 decode_nal_units 这两个函数继续分析下去可以发现很多 H264 相关的知识，这里就不继续了，有兴趣的可以自行研究。
avcodec_receive_frame
int attribute_align_arg avcodec_receive_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame){ AVCodecInternal *avci = avctx->internal; int ret; av_frame_unref(frame); if (!avcodec_is_open(avctx) || !av_codec_is_decoder(avctx->codec)) return AVERROR(EINVAL); ret = bsfs_init(avctx); if (ret < 0) return ret; // 如果存在缓存，则直接获取 // 这个条件判断在函数 avcodec_send_packet 里也有 if (avci->buffer_frame->buf[0]) { av_frame_move_ref(frame, avci->buffer_frame); } else { // 否则进行解码 ret = decode_receive_frame_internal(avctx, frame); if (ret < 0) return ret; } ... avctx->frame_number++; return 0;}复制代码 可以看到，这个函数的逻辑很简单，它首先会尝试从缓存中直接获取 AVFrame，如果不存在，则调用 decode_receive_frame_internal 进行解码。
总结
函数 avcodec_decode_video2 已经过时了，现在推荐使用的是 avcodec_send_packet() 和 avcodec_receive_frame()，而在新版本中，avcodec_decode_video2 也是通过这两个新的 API 完成解码功能的。
avcodec_send_packet 和 avcodec_receive_frame 内部的关键实现都是 decode_receive_frame_internal，最终调用的是 AVCodec 的两个函数指针之一：receive_frame 或 decode，但目前 ff_h264_decoder、ff_aac_decoder 等解码器依然只实现了 decode 这个函数。即 avcodec_send_packet 和 avcodec_receive_frame 最终调用的是 AVCodec 的函数指针 decode，对应不同的编码格式，decode 有不同的实现，以 ff_h264_decoder 为例，decode 对应的是 h264_decode_frame，它会根据 NAL Unit 的类型进行解码。