音视频入门底子：MPEG2-PS专题（4）——FFmpeg源码中，判断某文件是否为PS文件的实现

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音视频入门底子：MPEG2-PS专题系列文章：
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音视频入门底子：MPEG2-PS专题（3）——MPEG2-PS格式简介
音视频入门底子：MPEG2-PS专题（4）——FFmpeg源码中，判断某文件是否为PS文件的实现
音视频入门底子：MPEG2-PS专题（5）——FFmpeg源码中，分析PS流中的PES流的实现
音视频入门底子：MPEG2-PS专题（6）——FFmpeg源码中，获取PS流的视频信息的实现
音视频入门底子：MPEG2-PS专题（7）——通过FFprobe表现PS流每个packet的信息
音视频入门底子：MPEG2-PS专题（8）——使用Wireshark分析GB28181的PS流
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一、弁言

通过FFmpeg下令：

1. ./ffmpeg -i XXX.ps

复制代码

可以判断出某个文件是否为PS文件：

以是FFmpeg是怎样判断出某个文件是否为PS文件呢？它内部着实是通过mpegps_probe函数来判断的。从《FFmpeg源码：av_probe_input_format3函数和AVInputFormat布局体分析（FFmpeg源码5.0.3版本）》和《7.0.1版本的FFmpeg源码中av_probe_input_format3函数和AVInputFormat布局体的改变》
中可以知道：FFmpeg源码中实现容器格式检测的函数是av_probe_input_format3函数，其内部通过循环while ((fmt1 = av_demuxer_iterate(&i))) 拿到全部容器格式对应的AVInputFormat布局，然后通过score = fmt1->read_probe(&lpd)语句实验差别容器格式对应的分析函数，根据是否能被分析，以及匹配水平，来判断出这是哪种容器格式。而PS文件对应的分析函数就是mpegps_probe函数。



二、mpegps_probe函数的界说

mpegps_probe函数界说在FFmpeg源码（本文演示用的FFmpeg源码版本为7.0.1）的源文件libavformat/mpeg.c中：

1. static int mpegps_probe(const AVProbeData *p)
2. {
3.     uint32_t code = -1;
4.     int i;
5.     int sys = 0, pspack = 0, priv1 = 0, vid = 0;
6.     int audio = 0, invalid = 0, score = 0;
7.     int endpes = 0;
9.     for (i = 0; i < p->buf_size; i++) {
10.         code = (code << 8) + p->buf[i];
11.         if ((code & 0xffffff00) == 0x100) {
12.             int len  = p->buf[i + 1] << 8 | p->buf[i + 2];
13.             int pes  = endpes <= i && check_pes(p->buf + i, p->buf + p->buf_size);
14.             int pack = check_pack_header(p->buf + i);
16.             if (code == SYSTEM_HEADER_START_CODE)
17.                 sys++;
18.             else if (code == PACK_START_CODE && pack)
19.                 pspack++;
20.             else if ((code & 0xf0) == VIDEO_ID && pes) {
21.                 endpes = i + len;
22.                 vid++;
23.             }
24.             // skip pes payload to avoid start code emulation for private
25.             // and audio streams
26.             else if ((code & 0xe0) == AUDIO_ID &&  pes) {audio++; i+=len;}
27.             else if (code == PRIVATE_STREAM_1  &&  pes) {priv1++; i+=len;}
28.             else if (code == 0x1fd             &&  pes) vid++; //VC1
30.             else if ((code & 0xf0) == VIDEO_ID && !pes) invalid++;
31.             else if ((code & 0xe0) == AUDIO_ID && !pes) invalid++;
32.             else if (code == PRIVATE_STREAM_1  && !pes) invalid++;
33.         }
34.     }
36.     if (vid + audio > invalid + 1) /* invalid VDR files nd short PES streams */
37.         score = AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2;
39. //     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vid:%d aud:%d sys:%d pspack:%d invalid:%d size:%d \n",
40. //            vid, audio, sys, pspack, invalid, p->buf_size);
42.     if (sys > invalid && sys * 9 <= pspack * 10)
43.         return (audio > 12 || vid > 3 || pspack > 2) ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2
44.                                                      : AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2 + (audio + vid + pspack > 1); // 1 more than mp3
45.     if (pspack > invalid && (priv1 + vid + audio) * 10 >= pspack * 9)
46.         return pspack > 2 ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2
47.                           : AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2; // 1 more than .mpg
48.     if ((!!vid ^ !!audio) && (audio > 4 || vid > 1) && !sys &&
49.         !pspack && p->buf_size > 2048 && vid + audio > invalid) /* PES stream */
50.         return (audio > 12 || vid > 6 + 2 * invalid) ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2
51.                                                      : AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2;
53.     // 02-Penguin.flac has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:1
54.     // mp3_misidentified_2.mp3 has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:6
55.     // Have\ Yourself\ a\ Merry\ Little\ Christmas.mp3 0 0 0 5 0 1 len:21618
56.     return score;
57. }

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该函数的作用就是检测某个文件是否为PS文件。

形参p：输入型参数，为AVProbeData范例的指针。
AVProbeData布局体声明在libavformat/avformat.h中：

1. /**
2. * This structure contains the data a format has to probe a file.
3. */
4. typedef struct AVProbeData {
5.     const char *filename;
6.     unsigned char *buf; /**< Buffer must have AVPROBE_PADDING_SIZE of extra allocated bytes filled with zero. */
7.     int buf_size;       /**< Size of buf except extra allocated bytes */
8.     const char *mime_type; /**< mime_type, when known. */
9. } AVProbeData;

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p->filename为：须要被推测格式的文件的路径。
p->buf：指向“存放从路径为p->filename的PS文件中读取出来的二进制数据”的缓冲区。
p->buf_size：缓冲区p->buf的巨细，单位为字节。注：FFmpeg判断某个文件的格式时不会读取完备个文件，只会读取它前面的一部门，比如最开始的2048个字节。只要根据前面的这些字节就充足判断出它的格式了，以是p->buf_size的值一样平常就是2048。
p->mime_type：一样平常为NULL，可忽略。
返回值：返回一个范例为整形的分值。返回0表现该文件完全不符合PS格式。返回的值越靠近100表现该文件越符合PS格式。



三、mpegps_probe函数的内部实现分析

mpegps_probe函数中起首会界说整形变量。此中，变量sys表现这段长度为p->buf_size的码流中system header的个数；pspack为这段码流中pack header的个数；priv1为这段码流中私有流的个数；vid为这段码流中视频流的个数：

1.     int sys = 0, pspack = 0, priv1 = 0, vid = 0;

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不绝读取出存放在数组p->buf中的二进制码流数据：

1.     for (i = 0; i < p->buf_size; i++) {
2.         code = (code << 8) + p->buf[i];
3.         if ((code & 0xffffff00) == 0x100) {
4.     //...
5.         }
6.     }

复制代码

宏SYSTEM_HEADER_START_CODE界说在libavformat/mpeg.h中，值为0x000001bb，表现system header的起始码（system header的system_header_start_code属性）：

1. #define SYSTEM_HEADER_START_CODE    ((unsigned int)0x000001bb)

复制代码

根据是否是system header的起始码，判断是否读取到了PS流的system header，如果读取到了，让变量sys的值加1：

1.             if (code == SYSTEM_HEADER_START_CODE)
2.                 sys++;

复制代码

宏PACK_START_CODE界说在libavformat/mpeg.h中，值为0x000001ba，表现pack header的起始码（pack header的pack_start_code属性）：

1. #define PACK_START_CODE             ((unsigned int)0x000001ba)

复制代码

根据是否是pack header的起始码，判断是否读取到了PS流的pack header，如果读取到了，让变量pspack的值加1：

1.           int pack = check_pack_header(p->buf + i);  
2.         //...
3.           else if (code == PACK_START_CODE && pack)
4.                 pspack++;

复制代码

查抄是否读取到了PES流。如果读取到了，通过PES packet中的stream_id属性判断内里的ES流是否为视频流。如果是视频流，让变量vid的值加1：

1.             int pes  = endpes <= i && check_pes(p->buf + i, p->buf + p->buf_size);
2.         //...
3.             else if ((code & 0xf0) == VIDEO_ID && pes) {
4.                 endpes = i + len;
5.                 vid++;
6.             }

复制代码

返回终极表现符合水平的分数：

1.     if (sys > invalid && sys * 9 <= pspack * 10)
2.         return (audio > 12 || vid > 3 || pspack > 2) ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2
3.                                                      : AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2 + (audio + vid + pspack > 1); // 1 more than mp3
4.     if (pspack > invalid && (priv1 + vid + audio) * 10 >= pspack * 9)
5.         return pspack > 2 ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2
6.                           : AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2; // 1 more than .mpg
7.     if ((!!vid ^ !!audio) && (audio > 4 || vid > 1) && !sys &&
8.         !pspack && p->buf_size > 2048 && vid + audio > invalid) /* PES stream */
9.         return (audio > 12 || vid > 6 + 2 * invalid) ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2
10.                                                      : AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2;
12.     // 02-Penguin.flac has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:1
13.     // mp3_misidentified_2.mp3 has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:6
14.     // Have\ Yourself\ a\ Merry\ Little\ Christmas.mp3 0 0 0 5 0 1 len:21618
15.     return score;

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四、总结

从上面我们可以知道，FFmpeg检测某个文件是否为PS文件，是通过判断这段码流中，读取到的system header、pack header、PES流中视频流的个数等信息实现的。

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