vainfo-源码分析

vainfo是一个用于查询VA-API（Video Acceleration API）配置信息的命令行工具。它能显示系统视频加速硬件支持的编解码profile、entrypoint及详细参数，支持基本和详细两种输出模式。基本模式显示驱动版本和profile/entrypoint组合，而详细模式（使用-a选项）会展示每个组合的具体配置属性。源码分析表明，main函数通过调用VA-API接口查询配置信

太阳风暴

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太阳风暴 · 2025-10-08 15:10:23 发布

vainfo-源码分析

一、vainfo工具概述

一、vainfo工具概述

vainfo是一个用于显示系统上VA-API（Video Acceleration API）配置信息和支持功能的命令行工具。它能够查询并展示系统视频加速硬件和驱动程序支持的编解码profile、entrypoint以及详细的配置参数，是开发和调试视频加速应用程序的重要工具。

项目地址：https://github.com/intel/libva-utils/blob/master/vainfo/vainfo.c

在这里插入图片描述

1. vainfo工具输出格式详解

通过分析vainfo.c文件的源代码，可以详细了解vainfo工具的输出格式生成逻辑。vainfo支持两种输出模式：基本输出模式和详细输出模式（使用-a选项）。

1.1 基本输出示例

默认情况下（不使用-a选项），vainfo会显示以下信息：

VA-API版本和驱动版本信息
支持的编解码profile和entrypoint组合

以下是基本输出的示例格式：

libva info: VA-API version X.X.X
libva info: Driver version X.X.X
libva info: Trying to open /path/to/driver.so
libva info: Found init function __vaDriverInit_XX
vainfo: VA-API version: X.X.X (libva X.X.X)
vainfo: Driver version: X.X.X
vainfo: Supported profile and entrypoints
      VAProfileMPEG2Simple            : VAEntrypointVLD
      VAProfileMPEG2Main              : VAEntrypointVLD
      VAProfileH264ConstrainedBaseline: VAEntrypointVLD
      VAProfileH264Main               : VAEntrypointVLD
      VAProfileH264High               : VAEntrypointVLD

1.2 详细输出示例（使用-a选项）

当使用-a或–all选项时，vainfo会显示每个profile/entrypoint组合的详细配置属性信息，包括像素格式、编码参数、解码参数等。

详细输出示例（部分）：

libva info: VA-API version X.X.X
libva info: Driver version X.X.X
...
vainfo: VAProfileH264Main : VAEntrypointEncSlice
      VAConfigAttribRTFormat                    : VA_RT_FORMAT_YUV420
      VAConfigAttribEncRateControl              : VA_RC_CBR | VA_RC_VBR
      VAConfigAttribEncIntraRefresh             : VA_ENC_INTRA_REFRESH_MAX 1
      VAConfigAttribEncMaxRefFrames             : 16
      VAConfigAttribEncMaxSlices                : 16
      ...

2. main函数流程和功能分析

main函数是vainfo工具的核心，负责整个程序的执行流程。通过分析vainfo.c文件的main函数代码，可以详细了解其功能实现。

2.1 核心代码解析

main函数的核心实现代码如下：

int main(int argc, char **argv)
{
    VADisplay display;
    VAStatus va_status;
    int major_version, minor_version;
    int i, j, k, num_profiles, num_entrypoints, num_attribs;
    VAProfile *profile_list = NULL;
    VAEntrypoint *entrypoint_list = NULL;
    VAConfigAttrib *attrib_list = NULL;
    VAGenericID config_id;
    int ret = 0;
    const char *display_name = NULL;
    int option_index = 0;

    // 命令行参数解析
    parse_args(argc, argv, &display_name);

    // VA显示设备初始化
    display = va_open_display(display_name);
    if (!display)
        exit(1);

    // 查询VA-API版本
    va_status = vaInitialize(display, &major_version, &minor_version);
    CHECK_VASTATUS("vaInitialize", va_status);

    // 打印版本信息
    printf("vainfo: VA-API version: %d.%d (libva %d.%d.%d)\n", 
           major_version, minor_version, LIBVA_MAJOR_VERSION, 
           LIBVA_MINOR_VERSION, LIBVA_MICRO_VERSION);
    printf("vainfo: Driver version: %s\n", vaQueryVendorString(display));

    // 查询并显示配置信息
    va_status = vaQueryConfigProfiles(display, &profile_list, &num_profiles);
    CHECK_VASTATUS("vaQueryConfigProfiles", va_status);

    // 遍历所有profile
    for (i = 0; i < num_profiles; i++) {
        // 查询每个profile支持的entrypoint
        va_status = vaQueryConfigEntrypoints(display, profile_list[i], 
                                           &entrypoint_list, &num_entrypoints);
        CHECK_VASTATUS("vaQueryConfigEntrypoints", va_status);

        // 遍历所有entrypoint
        for (j = 0; j < num_entrypoints; j++) {
            // 根据show_all_opt决定输出模式
            if (show_all_opt) {
                // 详细模式：创建配置并查询属性
                va_status = vaCreateConfig(display, profile_list[i], 
                                          entrypoint_list[j], 
                                          NULL, 0, &config_id);
                if (va_status != VA_STATUS_SUCCESS) 
                    continue;
                
                // 查询并显示详细配置属性
                va_status = vaQueryConfigAttributes(display, profile_list[i], 
                                                  entrypoint_list[j], 
                                                  NULL, &num_attribs);
                if (va_status == VA_STATUS_SUCCESS) {
                    attrib_list = malloc(num_attribs * sizeof(VAConfigAttrib));
                    // 查询并显示属性
                    va_status = vaQueryConfigAttributes(display, 
                                                      profile_list[i], 
                                                      entrypoint_list[j], 
                                                      attrib_list, &num_attribs);
                    show_config_attributes(attrib_list, num_attribs);
                    free(attrib_list);
                }
                vaDestroyConfig(display, config_id);
            } else {
                // 基本模式：仅显示profile和entrypoint组合
                printf("      %-32s: %s\n", 
                       vaProfileStr(profile_list[i]), 
                       vaEntrypointStr(entrypoint_list[j]));
            }
        }
        free(entrypoint_list);
    }

    // 资源清理
    free(profile_list);
    vaTerminate(display);
    va_close_display(display);
    return ret;
}

2.2 执行流程详解

main函数的执行流程可以分为以下几个关键步骤：

初始化与参数解析
- 调用parse_args函数解析命令行参数
- 设置show_all_opt全局变量，控制是否显示详细配置属性
- 支持的命令行选项包括--help和-a/--all
VA-API显示设备初始化
- 调用va_open_display函数初始化VA显示设备
- 调用vaInitialize函数初始化VA-API并获取版本信息
- 使用CHECK_VASTATUS宏检查VA函数调用的返回状态
版本信息显示
- 打印VA-API版本号（运行时版本和编译时版本）
- 打印驱动程序版本信息
- 这些信息由vaQueryVendorString函数获取
配置查询
- 调用vaQueryConfigProfiles函数获取所有支持的profile
- 对每个profile，调用vaQueryConfigEntrypoints函数获取其支持的entrypoint
- 这些信息通过动态内存分配存储在profile_list和entrypoint_list中
输出模式
- 默认模式：仅显示支持的profile和entrypoint组合，使用格式化输出
- 详细模式（-a选项）：对于每个profile/entrypoint组合：
  - 调用vaCreateConfig创建配置
  - 调用vaQueryConfigAttributes查询配置属性
  - 调用show_config_attributes函数显示详细属性信息
  - 调用vaDestroyConfig销毁配置
资源清理
- 释放动态分配的内存
- 调用vaTerminate终止VA-API会话
- 调用va_close_display关闭显示设备

3. -a选项输出的编解码参数功能

使用-a选项时，vainfo会通过show_config_attributes函数输出详细的编解码参数。这些参数涵盖了视频处理的各个方面。

3.1 基本视频格式参数

这些参数定义了视频处理支持的基本格式和能力：

像素格式支持（VAConfigAttribRTFormat）

显示支持的YUV和RGB系列格式，如YUV420、YUV422、YUV444、RGB等

代码实现：

if (attrib_list[VAConfigAttribRTFormat].value != VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
    printf("      VAConfigAttribRTFormat                    : ");
    print_rt_format(attrib_list[VAConfigAttribRTFormat].value);
    printf("\n");
}

空间残差（VAConfigAttribSpatialResidual）
- 支持的空间残差处理能力，影响视频编码质量
空间裁剪（VAConfigAttribSpatialCropping）
- 是否支持视频帧的空间裁剪功能
帧内残差（VAConfigAttribIntraResidual）
- 帧内编码的残差处理支持情况
加密属性（VAConfigAttribEncryption）
- 内容保护相关功能支持，如DRM等

3.2 编码专用参数

这些参数特定于视频编码功能：

码率控制模式（VAConfigAttribEncRateControl）

支持的码率控制方式，如CBR（恒定码率）、VBR（可变码率）等

代码实现：

if (attrib_list[VAConfigAttribEncRateControl].value != VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
    printf("      VAConfigAttribEncRateControl              : ");
    print_enc_rate_control(attrib_list[VAConfigAttribEncRateControl].value);
    printf("\n");
}

交织模式（VAConfigAttribEncInterlaced）

是否支持隔行扫描编码

代码实现：

if (attrib_list[VAConfigAttribEncInterlaced].value != VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
    printf("      VAConfigAttribEncInterlaced               : ");
    print_boolean(attrib_list[VAConfigAttribEncInterlaced].value);
    printf("\n");
}

最大参考帧（VAConfigAttribEncMaxRefFrames）
- 编码时可使用的最大参考帧数
- 影响编码效率和图像质量
最大瓦片/切片数（VAConfigAttribEncMaxTemporalLayers等）
- 编码可分割的最大瓦片行数/列数和切片数
- 与并行编码性能相关
切片结构（VAConfigAttribEncSliceStructure）
- 支持的切片组织结构，如灵活宏块排序(FMO)等
宏块信息（VAConfigAttribEncMacroblockInfo）
- 宏块级别的参数设置和支持情况

3.3 解码专用参数

这些参数特定于视频解码功能：

解码切片模式（VAConfigAttribDecSliceMode）
- 支持的解码切片处理方式
- 影响解码器处理效率

JPEG解码旋转（VAConfigAttribDecJPEG, VAConfigAttribDecJPEG ROT）

JPEG解码时支持的旋转角度（0°、90°、180°、270°）

代码实现：

if (attrib_list[VAConfigAttribDecJPEG].value != VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
    printf("      VAConfigAttribDecJPEG                     : ");
    print_boolean(attrib_list[VAConfigAttribDecJPEG].value);
    printf("\n");
}
if (attrib_list[VAConfigAttribDecJPEG_ROT].value != VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
    printf("      VAConfigAttribDecJPEG_ROT                 : ");
    print_jpeg_rot(attrib_list[VAConfigAttribDecJPEG_ROT].value);
    printf("\n");
}

解码处理类型（VAConfigAttribDecProcessing）
- 解码处理的类型支持，如是否支持I/P/B帧等

3.4 JPEG编码特定参数

这些参数特定于JPEG编码功能：

算术编码模式（VAConfigAttribEncJPEG, VAConfigAttribEncJPEG_ARITH）

是否支持JPEG算术编码模式

代码实现：

if (attrib_list[VAConfigAttribEncJPEG].value != VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
    printf("      VAConfigAttribEncJPEG                     : ");
    print_boolean(attrib_list[VAConfigAttribEncJPEG].value);
    printf("\n");
}
if (attrib_list[VAConfigAttribEncJPEG_ARITH].value != VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
    printf("      VAConfigAttribEncJPEG_ARITH               : ");
    print_boolean(attrib_list[VAConfigAttribEncJPEG_ARITH].value);
    printf("\n");
}

渐进DCT模式（VAConfigAttribEncJPEG_PROG）
- 是否支持JPEG渐进式DCT变换
质量范围（VAConfigAttribEncJPEG_QUALITY）
- JPEG编码的质量参数范围（通常为0-100）
量化方式（VAConfigAttribEncJPEG_QTABLE）
- 支持的量化方式和量化表设置

3.5 性能和多帧处理参数

这些参数与编码解码性能和多帧处理能力相关：

帧内刷新（VAConfigAttribEncIntraRefresh）

是否支持帧内刷新功能
用于错误恢复和网络适应性

代码实现：

if (attrib_list[VAConfigAttribEncIntraRefresh].value != VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
    printf("      VAConfigAttribEncIntraRefresh             : VA_ENC_INTRA_REFRESH_MAX %d\n",
           attrib_list[VAConfigAttribEncIntraRefresh].value);
}

ROI支持（VAConfigAttribEncROI）
- 是否支持感兴趣区域（Region of Interest）编码
- 允许对视频中重要区域进行更高质量编码
并行码率控制（VAConfigAttribEncParallelRateControl）
- 是否支持并行码率控制
- 影响编码性能
动态缩放（VAConfigAttribEncDynamicScaling）
- 是否支持动态分辨率缩放
- 用于自适应比特率流
FEI功能（VAConfigAttribEncFEIFunctionType）
- 前端集成（Front End Integration）功能支持情况
- 如运动估计、去方块滤波等预处理功能
MV预测器数量（VAConfigAttribEncMV_PRED）
- 运动矢量预测器数量
- 影响编码效率和运动补偿精度

3.6 代码实现解析

show_config_attributes函数是实现-a选项详细输出的核心函数。以下是该函数的部分关键实现：

static void show_config_attributes(VAConfigAttrib *attrib_list, int num_attribs)
{
    int i;

    // 遍历所有配置属性
    for (i = 0; i < num_attribs; i++) {
        switch (attrib_list[i].type) {
            case VAConfigAttribRTFormat:
                // 显示像素格式
                if (attrib_list[i].value != VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
                    printf("      VAConfigAttribRTFormat                    : ");
                    print_rt_format(attrib_list[i].value);
                    printf("\n");
                }
                break;
            
            case VAConfigAttribEncRateControl:
                // 显示码率控制模式
                if (attrib_list[i].value != VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
                    printf("      VAConfigAttribEncRateControl              : ");
                    print_enc_rate_control(attrib_list[i].value);
                    printf("\n");
                }
                break;
            
            // 其他属性类型...
            
            default:
                // 对于不常见的属性类型，以十六进制显示
                printf("      VAConfigAttrib(%d)                         : 0x%x\n",
                       attrib_list[i].type, attrib_list[i].value);
                break;
        }
    }
}

该函数通过switch语句处理不同类型的配置属性，并调用相应的打印函数（如print_rt_format、print_enc_rate_control等）将属性值转换为人类可读的格式。对于不支持的属性，使用VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED标记进行判断，只显示系统支持的属性。

二、总结

vainfo工具是一个强大的VA-API诊断工具，通过分析其源代码可以深入了解VA-API的工作原理和系统的视频加速能力。main函数实现了完整的VA-API交互流程，包括初始化、查询和资源清理。而show_config_attributes函数则负责将复杂的配置参数转换为人类可读的格式。

-a选项输出的详细参数信息对于开发者了解系统的视频加速能力、选择合适的编解码配置以及进行性能优化都具有重要参考价值。实际输出内容会因系统硬件和驱动程序的不同而有所差异，但基本结构和参数类型保持一致。

三、举例

$ vainfo
libva info: VA-API version 1.14.0
libva info: Trying to open /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/zx_drv_video.so
libva info: Found init function __vaDriverInit_1_0
libva info: va_openDriver() returns 0
vainfo: VA-API version: 1.14 (libva 2.4.0)
vainfo: Driver version: ZX_VA
vainfo: Supported profile and entrypoints
      VAProfileMPEG2Simple            : VAEntrypointVLD
      VAProfileMPEG2Main              : VAEntrypointVLD
      VAProfileMPEG4Simple            : VAEntrypointVLD
      VAProfileMPEG4AdvancedSimple    : VAEntrypointVLD
      <unknown profile>               : VAEntrypointVLD
      <unknown profile>               : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264Main               : VAEntrypointVLD
      VAProfileH264Main               : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264High               : VAEntrypointVLD
      VAProfileH264High               : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264ConstrainedBaseline: VAEntrypointVLD
      VAProfileH264ConstrainedBaseline: VAEntrypointEncSlice
      VAProfileVC1Simple              : VAEntrypointVLD
      VAProfileVC1Main                : VAEntrypointVLD
      VAProfileVC1Advanced            : VAEntrypointVLD
      VAProfileH263Baseline           : VAEntrypointVLD
      VAProfileJPEGBaseline           : VAEntrypointVLD
      VAProfileJPEGBaseline           : VAEntrypointEncPicture
      VAProfileNone                   : VAEntrypointVideoProc
      VAProfileHEVCMain               : VAEntrypointVLD
      VAProfileHEVCMain               : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileHEVCMain10             : VAEntrypointVLD
      VAProfileHEVCMain10             : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264MultiviewHigh      : VAEntrypointVLD
      VAProfileH264MultiviewHigh      : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264StereoHigh         : VAEntrypointVLD
      VAProfileH264StereoHigh         : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileVP8Version0_3          : VAEntrypointVLD
      <unknown profile>               : VAEntrypointVLD
      <unknown profile>               : VAEntrypointVLD
      <unknown profile>               : VAEntrypointVLD

1. 解码 (Decoding)
VAEntrypointVLD - Variable Length Decoding

支持的解码格式：MPEG2、MPEG4、H.264、VC1、H.263、JPEG、HEVC、VP8等

MPEG2 Simple/Main
MPEG4 Simple/AdvancedSimple
H.264 Main/High/ConstrainedBaseline/MultiviewHigh/StereoHigh
VC1 Simple/Main/Advanced
H.263 Baseline
JPEG Baseline
HEVC Main/Main10
VP8

2. 编码 (Encoding)
VAEntrypointEncSlice - 编码切片
VAEntrypointEncPicture - 编码图片

支持的编码格式：H.264、HEVC、JPEG

H.264 Main/High/ConstrainedBaseline/MultiviewHigh/StereoHigh
HEVC Main/Main10
JPEG Baseline

3. 其他
VAProfileNone + VAEntrypointVideoProc

四、补充

EncSlice：用于视频编码，将帧分割成切片并行处理，支持 H.264、HEVC 等
EncPicture：用于图片编码，整帧处理，主要支持 JPEG

1. VA-API 架构

应用程序 → VA-API 接口 → 显卡驱动 → 硬件编码器

VA-API 是英特尔主导的开源视频加速接口，让应用程序能调用显卡的硬件编解码功能。

2. 编码条目点 (Encode Entrypoints)

2.1 VAEntrypointEncSlice - 编码切片

这是最常用的视频编码条目点。

工作原理：

切片(Slice)：将一帧图像分割成多个独立编码的单元
并行处理：多个切片可以并行编码，提高效率
错误恢复：某个切片出错不影响其他切片

支持格式：

H.264/AVC
H.265/HEVC
VP9
AV1

编码流程：
text

原始帧 → 分割成切片 → 各切片独立编码 → 组合成码流

2.2 VAEntrypointEncPicture - 图片编码

特点：

针对整帧图片进行编码
主要用于静态图片编码
不支持切片分割

支持格式：

JPEG 和 MJPEG（ Motion JPEG）

3. 与具体编码格式的关系

3.1 H.264 与 EncSlice

# 你的 vainfo 输出显示：
VAProfileH264Main : VAEntrypointEncSlice
VAProfileH264High : VAEntrypointEncSlice

H.264 切片结构：

一帧画面
├── 切片 #1 (独立编码)
├── 切片 #2 (独立编码) 
├── 切片 #3 (独立编码)
└── 切片 #4 (独立编码)

特点：

每个切片包含完整的编码信息
支持帧内预测和帧间预测
适合实时视频编码

3.2 JPEG 与 EncPicture

# 你的 vainfo 输出显示：
VAProfileJPEGBaseline : VAEntrypointEncPicture

JPEG 编码流程：

完整图片 → DCT变换 → 量化 → 熵编码 → JPEG文件

特点：

整张图片一次性处理
基于 DCT 变换的压缩
适合静态图片编码

技术细节对比

特性	EncSlice	EncPicture
处理单元	切片(Slice)	整帧(Picture)
主要用途	视频编码	图片编码
并行性	高(切片级并行)	低(帧级)
延迟	较低	较高
容错性	好(错误隔离)	差(整帧影响)
支持格式	H.264, HEVC, VP9	JPEG, MJPEG

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