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directshow原理分析之filter到filter的连接

分类: 文章 • 2024-06-07 22:31:34

Filter是Directshow中最基本的概念。Directshow使用filter graph来管理filter。filter graph是filter的容器。

Filter一般由一个或者几个Pin组成。filter之间通过Pin来连接，组成一条链。

PIN也是一种COM组件，每一个PIN都实现了IPin接口。

试图链接的两个Pin必须在一个filter graph中。

directshow原理分析之filter到filter的连接

连接过程如下：

1.Filter Graph Manager在输出pin上调用IPin::Connect

2.如果输出Pin接受连接，则调用IPin::ReceiveConnection

3.如果输入Pin也接受此次连接，则双方连接成功

首先来分析基类函数CBasePin的Connect实现：

CBasePin继承了IPin。

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  1. <pre name="code" class="cpp">HRESULT __stdcall CBasePin::Connect(IPin * pReceivePin, __in_opt const AM_MEDIA_TYPE *pmt   // optional media type)  
  2. {  
  3.     CheckPointer(pReceivePin,E_POINTER);  
  4.     ValidateReadPtr(pReceivePin,sizeof(IPin));  
  5.     CAutoLock cObjectLock(m_pLock);  
  6.     DisplayPinInfo(pReceivePin);  
  7.   
  8.     /* 检查该Pin是否早已连接 */  
  9.     if (m_Connected) {  
  10.         DbgLog((LOG_TRACE, CONNECT_TRACE_LEVEL, TEXT("Already connected")));  
  11.         return VFW_E_ALREADY_CONNECTED;  
  12.     }  
  13.   
  14.     /*一般Filter只在停止状态下接受连接*/  
  15.     if (!IsStopped() && !m_bCanReconnectWhenActive) {  
  16.         return VFW_E_NOT_STOPPED;  
  17.     }  
  18.   
  19.     /*开始媒体类型检查，找出一种双方均支持的类型*/  
  20.     const CMediaType * ptype = (CMediaType*)pmt;  
  21.     HRESULT hr = AgreeMediaType(pReceivePin, ptype);  
  22.     if (FAILED(hr)) {  
  23.         DbgLog((LOG_TRACE, CONNECT_TRACE_LEVEL, TEXT("Failed to agree type")));  
  24.   
  25.         // Since the procedure is already returning an error code, there  
  26.         // is nothing else this function can do to report the error.  
  27.         EXECUTE_ASSERT( SUCCEEDED( BreakConnect() ) );  
  28.   
  29. #ifdef DXMPERF  
  30.         PERFLOG_CONNECT( (IPin *) this, pReceivePin, hr, pmt );  
  31. #endif // DXMPERF  
  32.   
  33.         return hr;  
  34.     }  
  35.   
  36.     DbgLog((LOG_TRACE, CONNECT_TRACE_LEVEL, TEXT("Connection succeeded")));  
  37.   
  38. #ifdef DXMPERF  
  39.     PERFLOG_CONNECT( (IPin *) this, pReceivePin, NOERROR, pmt );  
  40. #endif // DXMPERF  
  41.   
  42.     return NOERROR;  
  43. }   



事实上，以上函数并没有进行真正的连接，只是进行了类型检查和状态检查。并且这个函数是从输出Pin进入的。






Connect两个参数分别代表：输出Pin试图链接的输入Pin和指定连接用的媒体类型。



真正的链接是CBase::AgreeMediaType来实现的。











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  1. 
<pre name="code" class="cpp">HRESULT CBasePin::AgreeMediaType(IPin *pReceivePin, const CMediaType *pmt)  

    2. 

  2. 
{  

    3. 

  3. 
    ASSERT(pReceivePin);  

    4. 

  4. 
    IEnumMediaTypes *pEnumMediaTypes = NULL;  

    5. 

  5. 
  

    6. 

  6. 
    // 判断pmt是不是一个完全指定的媒体类型  

    7. 

  7. 
    if ( (pmt != NULL) && (!pmt->IsPartiallySpecified())) {  

    8. 

  8. 
    //用这个指定的媒体类型去做连接，如果失败不做任何处理。  

    9. 

  9. 
        return AttemptConnection(pReceivePin, pmt);  

    10. 

  10. 
    }  

    11. 

  11. 
  

    12. 

  12. 
  

    13. 

  13. 
    /* 进行pin上支持的媒体类型的枚举 ，开始媒体类型的协商过程*/  

    14. 

  14. 
    HRESULT hrFailure = VFW_E_NO_ACCEPTABLE_TYPES;  

    15. 

  15. 
  

    16. 

  16. 
    for (int i = 0; i < 2; i++) {  

    17. 

  17. 
        HRESULT hr;  

    18. 

  18. 
        if (i == (int)m_bTryMyTypesFirst) {  

    19. 

  19. 
            hr = pReceivePin->EnumMediaTypes(&pEnumMediaTypes);  

    20. 

  20. 
        } else {  

    21. 

  21. 
            hr = EnumMediaTypes(&pEnumMediaTypes);  

    22. 

  22. 
        }  

    23. 

  23. 
        if (SUCCEEDED(hr)) {  

    24. 

  24. 
            ASSERT(pEnumMediaTypes);  

    25. 

  25. 
            hr = TryMediaTypes(pReceivePin,pmt,pEnumMediaTypes);  

    26. 

  26. 
            pEnumMediaTypes->Release();  

    27. 

  27. 
            if (SUCCEEDED(hr)) {  

    28. 

  28. 
                return NOERROR;  

    29. 

  29. 
            } else {  

    30. 

  30. 
                // try to remember specific error codes if there are any  

    31. 

  31. 
                if ((hr != E_FAIL) &&  

    32. 

  32. 
                    (hr != E_INVALIDARG) &&  

    33. 

  33. 
                    (hr != VFW_E_TYPE_NOT_ACCEPTED)) {  

    34. 

  34. 
                    hrFailure = hr;  

    35. 

  35. 
                }  

    36. 

  36. 
            }  

    37. 

  37. 
        }  

    38. 

  38. 
    }  

    39. 

  39. 
  

    40. 

  40. 
    return hrFailure;  

    41. 

  41. 
}  

    42. 






从AgreeMediaType看到，该函数首先判断媒体类型的有效性，如果pmt是一种完全指定的媒体类型，那么就以这种媒体类型调用内部






函数AttempConnection进行连接。



但是如果pmt是一个空指针或者不是完全指定的媒体类型，那么真正的协商过程也就开始了。注意，for循环的次数为2，输出Pin上的成员变量



m_bTryMyTypesFirst初始值为false，也就是说，连接过程进行到这里，会首先得到输入pin上的媒体类型枚举器的试连接，如果连接不成功，再去得到



输出Pin上的媒体类型枚举器的试连接。



下面看一下TryMediaTypes函数的实现：











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  1. 
HRESULT CBasePin::TryMediaTypes(IPin *pReceivePin, __in_opt const CMediaType *pmt, IEnumMediaTypes *pEnum)  

    2. 

  2. 
{  

    3. 

  3. 
    /* 复位枚举器内部状态 */  

    4. 

  4. 
  

    5. 

  5. 
    HRESULT hr = pEnum->Reset();  

    6. 

  6. 
    if (FAILED(hr)) {  

    7. 

  7. 
        return hr;  

    8. 

  8. 
    }  

    9. 

  9. 
  

    10. 

  10. 
    CMediaType *pMediaType = NULL;  

    11. 

  11. 
    ULONG ulMediaCount = 0;  

    12. 

  12. 
  

    13. 

  13. 
    // attempt to remember a specific error code if there is one  

    14. 

  14. 
    HRESULT hrFailure = S_OK;  

    15. 

  15. 
  

    16. 

  16. 
    for (;;) {  

    17. 

  17. 
  

    18. 

  18. 
        /* Retrieve the next media type NOTE each time round the loop the 

    19. 

  19. 
           enumerator interface will allocate another AM_MEDIA_TYPE structure 

    20. 

  20. 
           If we are successful then we copy it into our output object, if 

    21. 

  21. 
           not then we must delete the memory allocated before returning */  

    22. 

  22. 
  

    23. 

  23. 
        hr = pEnum->Next(1, (AM_MEDIA_TYPE**)&pMediaType,&ulMediaCount);  

    24. 

  24. 
        if (hr != S_OK) {  

    25. 

  25. 
            if (S_OK == hrFailure) {  

    26. 

  26. 
                hrFailure = VFW_E_NO_ACCEPTABLE_TYPES;  

    27. 

  27. 
            }  

    28. 

  28. 
            return hrFailure;  

    29. 

  29. 
        }  

    30. 

  30. 
  

    31. 

  31. 
  

    32. 

  32. 
        ASSERT(ulMediaCount == 1);  

    33. 

  33. 
        ASSERT(pMediaType);  

    34. 

  34. 
  

    35. 

  35. 
        // 检查当前枚举得到的类型是否与不完全指定的类型参数匹配  

    36. 

  36. 
  

    37. 

  37. 
        if (pMediaType &&  

    38. 

  38. 
            ((pmt == NULL) ||  

    39. 

  39. 
            pMediaType->MatchesPartial(pmt))) {  

    40. 

  40. 
<span style="white-space:pre">    </span>    //进行试连接  

    41. 

  41. 
            hr = AttemptConnection(pReceivePin, pMediaType);  

    42. 

  42. 
  

    43. 

  43. 
            // attempt to remember a specific error code  

    44. 

  44. 
            if (FAILED(hr) &&  

    45. 

  45. 
            SUCCEEDED(hrFailure) &&  

    46. 

  46. 
            (hr != E_FAIL) &&  

    47. 

  47. 
            (hr != E_INVALIDARG) &&  

    48. 

  48. 
            (hr != VFW_E_TYPE_NOT_ACCEPTED)) {  

    49. 

  49. 
                hrFailure = hr;  

    50. 

  50. 
            }  

    51. 

  51. 
        } else {  

    52. 

  52. 
            hr = VFW_E_NO_ACCEPTABLE_TYPES;  

    53. 

  53. 
        }  

    54. 

  54. 
  

    55. 

  55. 
        if(pMediaType) {  

    56. 

  56. 
            DeleteMediaType(pMediaType);  

    57. 

  57. 
            pMediaType = NULL;  

    58. 

  58. 
        }  

    59. 

  59. 
  

    60. 

  60. 
        if (S_OK == hr) {  

    61. 

  61. 
            return hr;  

    62. 

  62. 
        }  

    63. 

  63. 
    }  

    64. 

  64. 
}  

    65. 





当连接进程进入TryMediaTypes函数后，会使用媒体类型枚举器枚举Pin上提供的所有的媒体类型，然后一种一种的进行试连接。如果有一种成功，则整个Pin连接成功。


最后需要看一下AttempConnection函数的跟Pin连接相关的虚函数的调用的顺序，对与自己实现filter有指导意义：











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  1. 
<pre name="code" class="cpp">HRESULT CBasePin::AttemptConnection(IPin* pReceivePin,      // connect to this pin  

    2. 

  2. 
                    const CMediaType* pmt   // using this type  

    3. 

  3. 
)  

    4. 

  4. 
{  

    5. 

  5. 
    // The caller should hold the filter lock becasue this function  

    6. 

  6. 
    // uses m_Connected.  The caller should also hold the filter lock  

    7. 

  7. 
    // because this function calls SetMediaType(), IsStopped() and  

    8. 

  8. 
    // CompleteConnect().  

    9. 

  9. 
    ASSERT(CritCheckIn(m_pLock));  

    10. 

  10. 
  

    11. 

  11. 
    // Check that the connection is valid  -- need to do this for every  

    12. 

  12. 
    // connect attempt since BreakConnect will undo it.  

    13. 

  13. 
    HRESULT hr = CheckConnect(pReceivePin);  

    14. 

  14. 
    if (FAILED(hr)) {  

    15. 

  15. 
        DbgLog((LOG_TRACE, CONNECT_TRACE_LEVEL, TEXT("CheckConnect failed")));  

    16. 

  16. 
  

    17. 

  17. 
        // Since the procedure is already returning an error code, there  

    18. 

  18. 
        // is nothing else this function can do to report the error.  

    19. 

  19. 
        EXECUTE_ASSERT( SUCCEEDED( BreakConnect() ) );  

    20. 

  20. 
  

    21. 

  21. 
        return hr;  

    22. 

  22. 
    }  

    23. 

  23. 
    //可以显示媒体类型，有时候挺有用  

    24. 

  24. 
    DisplayTypeInfo(pReceivePin, pmt);  

    25. 

  25. 
  

    26. 

  26. 
    /* Pin上的媒体类型检查 */  

    27. 

  27. 
  

    28. 

  28. 
    hr = CheckMediaType(pmt);  

    29. 

  29. 
    if (hr == NOERROR) {  

    30. 

  30. 
  

    31. 

  31. 
        /*  Make ourselves look connected otherwise ReceiveConnection 

    32. 

  32. 
            may not be able to complete the connection 

    33. 

  33. 
        */  

    34. 

  34. 
        m_Connected = pReceivePin;  

    35. 

  35. 
        m_Connected->AddRef();  

    36. 

  36. 
        hr = SetMediaType(pmt);//在Pin上保存媒体类型  

    37. 

  37. 
        if (SUCCEEDED(hr)) {  

    38. 

  38. 
            /* 询问连接对方Pin是否能接受当前的媒体类型 */  

    39. 

  39. 
  

    40. 

  40. 
            hr = pReceivePin->ReceiveConnection((IPin *)this, pmt);  

    41. 

  41. 
        //连接成功  

    42. 

  42. 
            if (SUCCEEDED(hr)) {  

    43. 

  43. 
                /* Complete the connection */  

    44. 

  44. 
  

    45. 

  45. 
                hr = CompleteConnect(pReceivePin);  

    46. 

  46. 
                if (SUCCEEDED(hr)) {  

    47. 

  47. 
                    return hr;  

    48. 

  48. 
                } else {  

    49. 

  49. 
                    DbgLog((LOG_TRACE,  

    50. 

  50. 
                            CONNECT_TRACE_LEVEL,  

    51. 

  51. 
                            TEXT("Failed to complete connection")));  

    52. 

  52. 
                    pReceivePin->Disconnect();  

    53. 

  53. 
                }  

    54. 

  54. 
            }  

    55. 

  55. 
        }  

    56. 

  56. 
    } else {  

    57. 

  57. 
        // we cannot use this media type  

    58. 

  58. 
  

    59. 

  59. 
        // return a specific media type error if there is one  

    60. 

  60. 
        // or map a general failure code to something more helpful  

    61. 

  61. 
        // (in particular S_FALSE gets changed to an error code)  

    62. 

  62. 
        if (SUCCEEDED(hr) ||  

    63. 

  63. 
            (hr == E_FAIL) ||  

    64. 

  64. 
            (hr == E_INVALIDARG)) {  

    65. 

  65. 
            hr = VFW_E_TYPE_NOT_ACCEPTED;  

    66. 

  66. 
        }  

    67. 

  67. 
    }  

    68. 

  68. 
  

    69. 

  69. 
    // BreakConnect and release any connection here in case CheckMediaType  

    70. 

  70. 
    // failed, or if we set anything up during a call back during  

    71. 

  71. 
    // ReceiveConnection.  

    72. 

  72. 
  

    73. 

  73. 
    // Since the procedure is already returning an error code, there  

    74. 

  74. 
    // is nothing else this function can do to report the error.  

    75. 

  75. 
    EXECUTE_ASSERT( SUCCEEDED( BreakConnect() ) );  

    76. 

  76. 
  

    77. 

  77. 
    /*  If failed then undo our state */  

    78. 

  78. 
    if (m_Connected) {  

    79. 

  79. 
        m_Connected->Release();  

    80. 

  80. 
        m_Connected = NULL;  

    81. 

  81. 
    }  

    82. 

  82. 
  

    83. 

  83. 
    return hr;  

    84. 

  84. 
}  

    85. 







至此：连接双方Pin上的使用的媒体类型协商完了，但是并不能真正的传输数据。因为内存还没分配呗。






这些均是在输出Pin上的CompleteConnect中完成的。



CBaseOutPin继承自CBasePin











[cpp] view
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  1. 
HRESULT CBaseOutputPin::CompleteConnect(IPin *pReceivePin)  

    2. 

  2. 
{  

    3. 

  3. 
    UNREFERENCED_PARAMETER(pReceivePin);  

    4. 

  4. 
    return DecideAllocator(m_pInputPin, &m_pAllocator);  

    5. 

  5. 
}  

    6. 




DecideAllocator就是Pin之间数据传送所使用的内存分配器的协商。在dshow中数据传输的单元叫做Sample(也是一种COM组件，管理内存用的)。而Sample是由分配器Allocator(也是COM组件)来管理的。连接双方必须使用同一个分配器，该分配器由谁来创建也需要协商。










[cpp] view
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  1. 
<pre name="code" class="cpp">HRESULT CBaseOutputPin::DecideAllocator(IMemInputPin *pPin, __deref_out IMemAllocator **ppAlloc)  

    2. 

  2. 
{  

    3. 

  3. 
    HRESULT hr = NOERROR;  

    4. 

  4. 
    *ppAlloc = NULL;  

    5. 

  5. 
  

    6. 

  6. 
    // get downstream prop request  

    7. 

  7. 
    // the derived class may modify this in DecideBufferSize, but  

    8. 

  8. 
    // we assume that he will consistently modify it the same way,  

    9. 

  9. 
    // so we only get it once  

    10. 

  10. 
    ALLOCATOR_PROPERTIES prop;  

    11. 

  11. 
    ZeroMemory(&prop, sizeof(prop));  

    12. 

  12. 
  

    13. 

  13. 
    // 询问输入Pin对于分配器的需求  

    14. 

  14. 
    pPin->GetAllocatorRequirements(&prop);  

    15. 

  15. 
  

    16. 

  16. 
    // if he doesn't care about alignment, then set it to 1  

    17. 

  17. 
    if (prop.cbAlign == 0) {  

    18. 

  18. 
        prop.cbAlign = 1;  

    19. 

  19. 
    }  

    20. 

  20. 
  

    21. 

  21. 
    /* 询问输入Pin是否提供一个分配器 */  

    22. 

  22. 
  

    23. 

  23. 
    hr = pPin->GetAllocator(ppAlloc);  

    24. 

  24. 
    if (SUCCEEDED(hr)) {  

    25. 

  25. 
       //决定Sample使用的内存的大小，以及分配器管理的Sample的数量  

    26. 

  26. 
        hr = DecideBufferSize(*ppAlloc, &prop);  

    27. 

  27. 
        if (SUCCEEDED(hr)) {  

    28. 

  28. 
            //通知输入Pin最终使用的分配器的对象  

    29. 

  29. 
            hr = pPin->NotifyAllocator(*ppAlloc, FALSE);  

    30. 

  30. 
            if (SUCCEEDED(hr)) {  

    31. 

  31. 
                return NOERROR;  

    32. 

  32. 
            }  

    33. 

  33. 
        }  

    34. 

  34. 
    }  

    35. 

  35. 
  

    36. 

  36. 
    /* 如果输入Pin上不提供分配器，则必须在输出Pin上提供 */  

    37. 

  37. 
  

    38. 

  38. 
    if (*ppAlloc) {  

    39. 

  39. 
        (*ppAlloc)->Release();  

    40. 

  40. 
        *ppAlloc = NULL;  

    41. 

  41. 
    }  

    42. 

  42. 
  

    43. 

  43. 
    /* 创建一个输出Pin上的分配器 */  

    44. 

  44. 
  

    45. 

  45. 
    hr = InitAllocator(ppAlloc);  

    46. 

  46. 
    if (SUCCEEDED(hr)) {  

    47. 

  47. 
  

    48. 

  48. 
        // note - the properties passed here are in the same  

    49. 

  49. 
        // structure as above and may have been modified by  

    50. 

  50. 
        // the previous call to DecideBufferSize  

    51. 

  51. 
        hr = DecideBufferSize(*ppAlloc, &prop);  

    52. 

  52. 
        if (SUCCEEDED(hr)) {  

    53. 

  53. 
            hr = pPin->NotifyAllocator(*ppAlloc, FALSE);  

    54. 

  54. 
            if (SUCCEEDED(hr)) {  

    55. 

  55. 
                return NOERROR;  

    56. 

  56. 
            }  

    57. 

  57. 
        }  

    58. 

  58. 
    }  

    59. 

  59. 
  

    60. 

  60. 
    /* Likewise we may not have an interface to release */  

    61. 

  61. 
  

    62. 

  62. 
    if (*ppAlloc) {  

    63. 

  63. 
        (*ppAlloc)->Release();  

    64. 

  64. 
        *ppAlloc = NULL;  

    65. 

  65. 
    }  

    66. 

  66. 
    return hr;  

    67. 

  67. 
}  

    68. 






当Pin上的数据传送内存分配器协商成功后，并没有马上分配内存，实际上是等Filter Graph运行后，调用输出Pin上的Active函数时进行的。














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  1. 
HRESULT CBaseOutputPin::Active(void)  

    2. 

  2. 
{  

    3. 

  3. 
    if (m_pAllocator == NULL) {  

    4. 

  4. 
        return VFW_E_NO_ALLOCATOR;  

    5. 

  5. 
    }  

    6. 

  6. 
    return m_pAllocator->Commit();  

    7. 

  7. 
}  

    8. 





至此整个Pin的链接才算真正完成。
															

																					

								

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