音视频入门基础：AAC专题（5）——FFmpeg源码中，判断某文件是否为AAC裸流文件的实现

一、引言

通过FFmpeg命令：

./ffmpeg -i XXX.aac

可以判断出某个文件是否为AAC裸流文件：

所以FFmpeg是怎样判断出某个文件是否为AAC裸流文件呢？它内部其实是通过adts_aac_probe函数来判断的。从《FFmpeg源码：av_probe_input_format3函数和AVInputFormat结构体分析（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结构体的改变》中我们可以知道：

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))) 拿到所有容器格式对应的AVInputFormat结构，然后通过score = fmt1->read_probe(&lpd)语句执行不同容器格式对应的解析函数，根据是否能被解析，以及匹配程度，来判断出这是哪种容器格式。而AAC裸流文件对应的解析函数就是adts_aac_probe函数。

二、adts_aac_probe函数的定义

adts_aac_probe函数定义在FFmpeg源码（本文演示用的FFmpeg源码版本为7.0.1）的源文件libavformat/aacdec.c中：

static int adts_aac_probe(const AVProbeData *p)
{
    int max_frames = 0, first_frames = 0;
    int fsize, frames;
    const uint8_t *buf0 = p->buf;
    const uint8_t *buf2;
    const uint8_t *buf;
    const uint8_t *end = buf0 + p->buf_size - 7;

    buf = buf0;

    for (; buf < end; buf = buf2 + 1) {
        buf2 = buf;

        for (frames = 0; buf2 < end; frames++) {
            uint32_t header = AV_RB16(buf2);
            if ((header & 0xFFF6) != 0xFFF0) {
                if (buf != buf0) {
                    // Found something that isn't an ADTS header, starting
                    // from a position other than the start of the buffer.
                    // Discard the count we've accumulated so far since it
                    // probably was a false positive.
                    frames = 0;
                }
                break;
            }
            fsize = (AV_RB32(buf2 + 3) >> 13) & 0x1FFF;
            if (fsize < 7)
                break;
            fsize = FFMIN(fsize, end - buf2);
            buf2 += fsize;
        }
        max_frames = FFMAX(max_frames, frames);
        if (buf == buf0)
            first_frames = frames;
    }

    if (first_frames >= 3)
        return AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 1;
    else if (max_frames > 100)
        return AVPROBE_SCORE_EXTENSION;
    else if (max_frames >= 3)
        return AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2;
    else if (first_frames >= 1)
        return 1;
    else
        return 0;
}

其作用就是检测某个文件是否为AAC裸流文件。由于通过FFmpeg命令（通过《音视频入门基础：AAC专题（2）——使用FFmpeg命令生成AAC裸流文件》）生成的AAC裸流文件都是ADTS格式的，所以adts_aac_probe函数只能用于检测某个文件是否为ADTS格式的AAC裸流，不能用于检测是否为AAC的ADIF格式。

形参pd：输入型参数，为AVProbeData类型的指针。

AVProbeData结构体声明在libavformat/avformat.h中：

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

p->filename为：需要被推测格式的文件的路径。

p->buf：指向“存放从路径为p->filename的文件（AAC裸流文件）中读取出来的二进制数据”的缓冲区。

p->buf_size：缓冲区p->buf的大小，单位为字节。注：FFmpeg判断某个文件的格式时不会读取完整个文件，只会读取它前面的一部分，比如最开始的2048个字节。只要根据前面的这些字节就足够判断出它的格式了，所以p->buf_size的值一般就是2048。

p->mime_type：一般为NULL，可忽略。

返回值：返回一个类型为整形的分值。返回0表示该文件完全不符合AAC的ADTS格式。返回一个大于0的值表示该文件比较符合AAC的ADTS格式，但还需要在av_probe_input_format3函数中执行其它容器格式对应的解析函数来进行对比，最终通过最高分来确定到底是哪种容器格式。

三、adts_aac_probe函数的内部实现原理

adts_aac_probe函数内部，首先定义局部变量fsize来记录某个ADTS音频帧的长度；定义局部变量frames记录该AAC裸流文件前2048个字节（因为p->buf_size的值一般就是2048）中的有效音频帧的个数：

int fsize, frames;

让指针buf2指向“AAC裸流文件二进制数据”的开头，也就是第一个ADTS音频帧的adts_fixed_header：

    for (; buf < end; buf = buf2 + 1) {
        buf2 = buf;

按照大端模式读取第一个ADTS音频帧的前2个字节，赋值给变量header。关于AV_RB16宏定义的用法可以参考：《FFmpeg源码：AV_RB32、AV_RB16、AV_RB8宏定义分析》：

uint32_t header = AV_RB16(buf2);

由《音视频入门基础：AAC专题（3）——AAC的ADTS格式简介》可以知道，ADTS音频帧的adts_fixed_header中的syncword属性占12位，每个位都必须被设置为1；layer属性占2位，必须被设置为0。所以通过下面代码块判断syncword和layer属性的值是否正确。如果表达式：header & 0xFFF6) != 0xFFF0为真，表示这两个属性的值不正确，即表示ADTS Header格式不正确，让变量frames的值归0，表示有效音频帧的个数归0：

            if ((header & 0xFFF6) != 0xFFF0) {
                if (buf != buf0) {
                    // Found something that isn't an ADTS header, starting
                    // from a position other than the start of the buffer.
                    // Discard the count we've accumulated so far since it
                    // probably was a false positive.
                    frames = 0;
                }
                break;
            }

获取adts_variable_header中的aac_frame_length属性，即该ADTS音频帧的总长度（包含ADTS Header、错误校验和AAC原始数据块，单位为字节）。赋值给变量fsize：

fsize = (AV_RB32(buf2 + 3) >> 13) & 0x1FFF;

由《音视频入门基础：AAC专题（3）——AAC的ADTS格式简介》可以知道，ADTS Header至少占7个字节（当存在CRC校验时，ADTS Header占9字节；不存在CRC校验时，ADTS Header占7字节），所以如果从上面得到的该ADTS音频帧的总长度小于7，表示ADTS Header格式不正确，通过break关键字跳出循环：

            if (fsize < 7)
                break;

让指针buf2指向下一个ADTS音频帧的adts_fixed_header：

buf2 += fsize;

如果该音频帧的ADTS Header格式正确，让frames的值（有效音频帧的个数）加1。执行for循环，继续判断下一个ADTS音频帧的Header的格式是否正确：

for (frames = 0; buf2 < end; frames++) {

buf等于buf0，意味着读取到ADTS音频帧的Header的格式都是正确的，让first_frames的值等于frames：

        max_frames = FFMAX(max_frames, frames);
        if (buf == buf0)
            first_frames = frames;

如果该AAC裸流文件前2048个字节中的有效音频帧的个数不小于3个，adts_aac_probe函数返回AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 1（也就是返回51分），意味着该文件比较符合AAC的ADTS格式：

    if (first_frames >= 3)
        return AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 1;