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一、Plugin Constructing the Boilerplate

news 2026/2/9 6:41:49

构建样板文件

在本章中，你将学习如何为一个新插件构建最少的代码。从起点开始，您将看到如何获取GStreamer模板源代码。然后，您将学习如何使用一些基本工具来复制和修改模板插件，以创建一个新的插件。如果您遵循这里的示例，那么在本章结束时，您将拥有一个可以编译并在GStreamer应用程序中使用的功能强大的音频过滤器插件。

得到GStreamer插件模板

目前有两种方法可以开发GStreamer的新插件:可以手工编写整个插件，也可以复制现有的插件模板并编写所需的插件代码。到目前为止，第二种方法是两种方法中比较简单的一种，因此在这里就不介绍第一种方法了。(嗯，也就是说，“留给读者做练习。”)

第一步是检出gst-template git模块的一个副本，以获取一个重要的工具和一个基本GStreamer插件的源代码模板。要查看gst-template模块，请确保已连接到互联网，然后在命令控制台中输入以下命令:

shell $ git clone https://gitlab.freedesktop.org/gstreamer/gst-template.git
Initialized empty Git repository in /some/path/gst-template/.git/
remote: Counting objects: 373, done.
remote: Compressing objects: 100% (114/114), done.
remote: Total 373 (delta 240), reused 373 (delta 240)
Receiving objects: 100% (373/373), 75.16 KiB | 78 KiB/s, done.
Resolving deltas: 100% (240/240), done.

这个命令会检出一系列文件和目录到gst-template中。我们要使用的模板在gst-template/gst-plugin/目录下。你应该查看该目录下的文件，以对插件源代码树的结构有一个大致的了解。

如果由于某种原因您无法访问git仓库，您也可以通过gitlab web界面下载最新版本的快照。

使用项目Stamp

创建新元素时要做的第一件事是指定一些基本细节:它的名称、编写它的人、它的版本号等。我们还需要定义一个对象来表示元素并存储元素所需的数据。这些细节统称为样板(boilerplate)。

定义样板代码的标准方法很简单，就是编写一些代码，然后填充一些结构。如上一节所述，最简单的方法是复制模板并根据需要添加功能。在./gst-plugin/tools/目录下有一个工具可以帮助你做到这一点。这个工具make_element是一个命令行实用工具，它为您创建样板代码。

要使用make_element，首先要打开一个终端窗口。切换到目录gst-template/gst-plugin/src，然后执行make_element命令。make_element的参数如下:

1.插件的名称
2.工具将使用的源文件。默认使用gstplugin。

例如，下面的命令根据插件模板创建MyFilter插件，并将输出文件放在目录gst-template/gst-plugin/src中:

注意：

对于插件的名称，大小写很重要。请记住，在某些操作系统下，通常指定目录和文件名时，大小写也很重要。最后一个命令创建两个文件:gstmyfilter.c和gstmyfilter.h。
建议您先创建一个gst-plugin目录的副本再继续下一步操作。现在需要从父目录运行meson build来引导构建环境。之后，可以使用众所周知的ninja -C build命令来构建和安装项目。
请注意，在默认情况下，meson将选择/usr/local作为默认位置。我们需要将/usr/local/lib/gstreamer-1.0添加到GST_PLUGIN_PATH中，以便让新插件显示gstreamer安装列表中。
FIXME:这一节有点过时了。作为一个最小插件构建系统框架的例子，Gst-template仍然很有用。但是，对于创建元素，现在推荐使用gst-plugins-bad中的gst-element-maker工具。

检查基本代码

首先，我们将检查可能放在头文件中的代码(尽管由于代码的接口完全由插件系统定义，不依赖于读取头文件，因此这不是至关重要的)。

#include <gst/gst.h>/* Definition of structure storing data for this element. */
typedef struct _GstMyFilter {GstElement element;GstPad *sinkpad, *srcpad;gboolean silent;} GstMyFilter;/* Standard definition defining a class for this element. */
typedef struct _GstMyFilterClass {GstElementClass parent_class;
} GstMyFilterClass;/* Standard macros for defining types for this element.  */
#define GST_TYPE_MY_FILTER (gst_my_filter_get_type())
#define GST_MY_FILTER(obj) \(G_TYPE_CHECK_INSTANCE_CAST((obj),GST_TYPE_MY_FILTER,GstMyFilter))
#define GST_MY_FILTER_CLASS(klass) \(G_TYPE_CHECK_CLASS_CAST((klass),GST_TYPE_MY_FILTER,GstMyFilterClass))
#define GST_IS_MY_FILTER(obj) \(G_TYPE_CHECK_INSTANCE_TYPE((obj),GST_TYPE_MY_FILTER))
#define GST_IS_MY_FILTER_CLASS(klass) \(G_TYPE_CHECK_CLASS_TYPE((klass),GST_TYPE_MY_FILTER))/* Standard function returning type information. */
GType gst_my_filter_get_type (void);GST_ELEMENT_REGISTER_DECLARE(my_filter)

使用这个头文件，你可以使用以下宏在源文件中设置元素基础，以便正确调用所有函数:

#include "filter.h"G_DEFINE_TYPE (GstMyFilter, gst_my_filter, GST_TYPE_ELEMENT);
GST_ELEMENT_REGISTER_DEFINE(my_filter, "my-filter", GST_RANK_NONE, GST_TYPE_MY_FILTER);

宏GST_ELEMENT_REGISTER_DEFINE与GST_ELEMENT_REGISTER_DECLARE结合使用，允许在插件内部或通过调用GST_ELEMENT_REGISTER (my_filter)从任何其他插件/应用程序注册元素。

元素元数据

元素元数据提供额外的元素信息。它配置了gst_element_class_set_metadata或gst_element_class_set_static_metadata，参数如下:

元素的英文长名称。
元素的类型，请参阅GStreamer核心源代码树中的docs/additional/design/draft-klass.txt文档了解详细信息和示例。
元素用途的简要描述。
元素作者的名字，后面可以加上尖括号中的联系电子邮件地址。

例如:

gst_element_class_set_static_metadata (klass,"An example plugin","Example/FirstExample","Shows the basic structure of a plugin","your name <your.name@your.isp>");

元素的细节是在_class_init()函数期间注册到插件的，这个函数是GObject系统的一部分。在向GLib注册类型的函数中，应该为这个GObject设置_class_init()函数。

static void
gst_my_filter_class_init (GstMyFilterClass * klass)
{GstElementClass *element_class = GST_ELEMENT_CLASS (klass);[..]gst_element_class_set_static_metadata (element_class,"An example plugin","Example/FirstExample","Shows the basic structure of a plugin","your name <your.name@your.isp>");}

GstStaticPadTemplate

GstStaticPadTemplate是元素将(或可能)创建和使用的pad
的描述。它包含:

pad的简称。
pad的方向。
pad存在的属性（请求、始终、有时）。这表明该pad是否始终存在(always垫)，仅在某些情况下存在(sometimes垫)，或者仅在应用程序请求这样一个垫(request垫)时存在。

此元素支持的类型(功能)。

例如:

static GstStaticPadTemplate sink_factory =
GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("sink",GST_PAD_SINK,GST_PAD_ALWAYS,GST_STATIC_CAPS ("ANY")
);

这些pad模板是在_class_init()函数中使用gst_element_class_add_pad_template()注册的。对于这个函数，您需要一个处理GstPadTemplate，您可以从静态pad模板创建与gst_static_pad_template_get()。有关此的更多细节请参见下文。

元素的_init()函数使用gst_pad_new_from_static_template()从这些静态模板创建pad。为了使用gst_pad_new_from_static_template()从这个模板创建一个新的pad，需要将pad模板声明为全局变量。有关此主题的更多信息请参见指定pad。

static GstStaticPadTemplate sink_factory = [..],src_factory = [..];static void
gst_my_filter_class_init (GstMyFilterClass * klass)
{GstElementClass *element_class = GST_ELEMENT_CLASS (klass);
[..]gst_element_class_add_pad_template (element_class,gst_static_pad_template_get (&src_factory));gst_element_class_add_pad_template (element_class,gst_static_pad_template_get (&sink_factory));
}

模板中的最后一个参数是其类型或支持的类型列表。在这个例子中，我们使用了ANY，这意味着这个元素将接受所有输入。在实际情况中，您可以设置一个媒体类型和可选的一组属性，以确保只接收受支持的输入。这种表示应该是一个字符串，以媒体类型开始，然后是一组以逗号分隔的属性及其支持的值。如果音频滤波器支持任意采样的原始整数16位音频、单声道或立体声，正确的模板应该是这样的:

static GstStaticPadTemplate sink_factory =
GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("sink",GST_PAD_SINK,GST_PAD_ALWAYS,GST_STATIC_CAPS ("audio/x-raw, ""format = (string) " GST_AUDIO_NE (S16) ", ""channels = (int) { 1, 2 }, ""rate = (int) [ 8000, 96000 ]")
);

被大括号(“{“和”}”)括起来的值是列表，被方括号(“[“和”]”)括起来的值是范围。它还支持多组类型，并且应该用分号(“;”)分隔。在关于pad的这一章中，我们将看到如何使用类型来知道流的确切格式:指定pad。

Constructor Functions

每个元素都有两个函数，用于构造元素。_class_init()函数，只用于初始化类一次(指定类有哪些信号、参数和虚函数，并设置全局状态);以及_init()函数，该函数用于初始化该类型的特定实例。

The plugin_init function

编写了定义插件所有部分的代码后，还需要编写plugin_init()函数。这是一个特殊的函数，插件加载后就会调用它，返回TRUE或FALSE，取决于插件是否正确地加载并初始化了任何依赖项。此外，在这个函数中，应该注册插件中任何受支持的元素类型。

static gboolean
plugin_init (GstPlugin *plugin)
{return GST_ELEMENT_REGISTER (my_filter, plugin);
}GST_PLUGIN_DEFINE (GST_VERSION_MAJOR,GST_VERSION_MINOR,my_filter,"My filter plugin",plugin_init,VERSION,"LGPL","GStreamer","http://gstreamer.net/"
)

请注意，plugin_init()函数返回的信息将缓存在一个中央注册表中。因此，函数总是返回相同的信息是很重要的:例如，它不能根据运行时条件使元素factory可用。如果一个元素只能在某些条件下工作(例如，如果声卡没有被其他进程使用)，这必须反映为该元素在不可用时无法进入就绪状态，而不是插件试图否认该插件的存在。

Specifying the pads

如前所述，填充区是数据进出元素的端口，这使得它们在元素创建过程中非常重要。在样板代码中，我们看到了静态pad模板如何使用element类注册pad模板。在这里，我们将看到如何创建实际的元素，使用_event()函数为特定的格式进行配置，以及如何注册函数以让数据流经元素。

在element _init()函数中，根据_class_init()函数中的element类注册的pad模板创建pad。在创建pad之后，必须设置_chain()函数指针，它将在sinkpad上接收和处理输入数据。你也可以选择设置一个_event()函数指针和一个_query()函数指针。此外，pad也可以在循环模式下工作，这意味着它们可以自己拉取数据。稍后会详细讨论这个话题。之后，您必须将pad注册到元素。事情是这样的:

static void
gst_my_filter_init (GstMyFilter *filter)
{/* pad through which data comes in to the element */filter->sinkpad = gst_pad_new_from_static_template (&sink_template, "sink");/* pads are configured here with gst_pad_set_*_function () */gst_element_add_pad (GST_ELEMENT (filter), filter->sinkpad);/* pad through which data goes out of the element */filter->srcpad = gst_pad_new_from_static_template (&src_template, "src");/* pads are configured here with gst_pad_set_*_function () */gst_element_add_pad (GST_ELEMENT (filter), filter->srcpad);/* properties initial value */filter->silent = FALSE;
}

参考1：官方GStreamer Constructing the Boilerplate
参考2：官方GStreamer Specifying the pads