FFmpeg源码：av_base64_decode函数分析

一、引言

Base64（基底64）是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。由于log2 64=6，所以每6个比特为一个单元，对应某个可打印字符。3个字节相当于24个比特，对应于4个Base64单元，即3个字节可由4个可打印字符来表示。在Base64中的可打印字符包括字母A-Z、a-z、数字0-9，这样共有62个字符，此外两个可打印符号在不同的系统中而不同。一些如uuencode的其他编码方法，和之后BinHex的版本使用不同的64字符集来代表6个二进制数字，但是不被称为Base64。

Base64常用于在通常处理文本数据的场合，表示、传输、存储一些二进制数据，包括MIME的电子邮件及XML的一些复杂数据。

Base64编码具有以下特点：1.编码后的数据长度总是比原始数据长约 1/3；2.编码后的数据可以包含 A-Z、a-z、0-9 和两个额外字符的任意组合；3.Base64 编码是一种可逆的编码方式，可以通过解码还原原始数据。

FFmpeg源码中，通过av_base64_decode函数对Base64编码的字符串进行解码。

二、av_base64_decode函数的声明

av_base64_decode函数声明在FFmpeg源码（本文演示用的FFmpeg源码版本为7.0.1）的头文件libavutil/base64.h中：

/**
 * Decode a base64-encoded string.
 *
 * @param out      buffer for decoded data
 * @param in       null-terminated input string
 * @param out_size size in bytes of the out buffer, must be at
 *                 least 3/4 of the length of in, that is AV_BASE64_DECODE_SIZE(strlen(in))
 * @return         number of bytes written, or a negative value in case of
 *                 invalid input
 */
int av_base64_decode(uint8_t *out, const char *in, int out_size);

该函数的作用是：对Base64编码的字符串进行解码。

形参out：输出型参数，存放以Base64解码后的数据的缓冲区。

形参in：输入型参数，存放以Base64编码后的数据的缓冲区。

形参out_size：输入型参数，形参out指向的缓冲区的大小，单位为字节。

返回值：解码成功，返回写入的字节数，即解码后数据占用空间的大小；解码失败，返回一个负数。

三、av_base64_decode函数的定义

av_base64_decode函数定义在源文件libavutil/base64.c中：

int av_base64_decode(uint8_t *out, const char *in_str, int out_size)
{
    uint8_t *dst = out;
    uint8_t *end;
    // no sign extension
    const uint8_t *in = in_str;
    unsigned bits = 0xff;
    unsigned v;

    if (!out)
        goto validity_check;

    end = out + out_size;
    while (end - dst > 3) {
        BASE64_DEC_STEP(0);
        BASE64_DEC_STEP(1);
        BASE64_DEC_STEP(2);
        BASE64_DEC_STEP(3);
        // Using AV_WB32 directly confuses compiler
        v = av_be2ne32(v << 8);
        AV_WN32(dst, v);
        dst += 3;
        in += 4;
    }
    if (end - dst) {
        BASE64_DEC_STEP(0);
        BASE64_DEC_STEP(1);
        BASE64_DEC_STEP(2);
        BASE64_DEC_STEP(3);
        *dst++ = v >> 16;
        if (end - dst)
            *dst++ = v >> 8;
        if (end - dst)
            *dst++ = v;
        in += 4;
    }
validity_check:
    while (1) {
        BASE64_DEC_STEP(0);
        in++;
        BASE64_DEC_STEP(0);
        in++;
        BASE64_DEC_STEP(0);
        in++;
        BASE64_DEC_STEP(0);
        in++;
    }

out3:
    if (end - dst)
        *dst++ = v >> 10;
    v <<= 2;
out2:
    if (end - dst)
        *dst++ = v >> 4;
out1:
out0:
    return bits & 1 ? AVERROR_INVALIDDATA : out ? dst - out : 0;
}

四、参考

《维基百科——Base64》

Base64 编码/解码 | 菜鸟工具