音视频入门基础：AAC专题（12）——FFmpeg源码中，解码AudioSpecificConfig的实现

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一、引言

在《音视频入门基础：AAC专题（11）——AudioSpecificConfig简介》中对AudioSpecificConfig进行了简介，本文讲述FFmpeg源码中是怎样解码AudioSpecificConfig，拿到里面的信息。

二、decode_audio_specific_config_gb函数的定义

FFmpeg源码中使用decode_audio_specific_config_gb函数来读取AudioSpecificConfig的信息。该函数定义在FFmpeg源码（本文演示用的FFmpeg源码版本为7.0.1）的源文件libavcodec/aacdec_template.c中：

/*** Decode audio specific configuration; reference: table 1.13.** @param   ac          pointer to AACDecContext, may be null* @param   avctx       pointer to AVCCodecContext, used for logging* @param   m4ac        pointer to MPEG4AudioConfig, used for parsing* @param   gb          buffer holding an audio specific config* @param   get_bit_alignment relative alignment for byte align operations* @param   sync_extension look for an appended sync extension** @return  Returns error status or number of consumed bits. <0 - error*/
static int decode_audio_specific_config_gb(AACDecContext *ac,AVCodecContext *avctx,MPEG4AudioConfig *m4ac,GetBitContext *gb,int get_bit_alignment,int sync_extension)
{int i, ret;GetBitContext gbc = *gb;MPEG4AudioConfig m4ac_bak = *m4ac;if ((i = ff_mpeg4audio_get_config_gb(m4ac, &gbc, sync_extension, avctx)) < 0) {*m4ac = m4ac_bak;return AVERROR_INVALIDDATA;}if (m4ac->sampling_index > 12) {av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,"invalid sampling rate index %d\n",m4ac->sampling_index);*m4ac = m4ac_bak;return AVERROR_INVALIDDATA;}if (m4ac->object_type == AOT_ER_AAC_LD &&(m4ac->sampling_index < 3 || m4ac->sampling_index > 7)) {av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,"invalid low delay sampling rate index %d\n",m4ac->sampling_index);*m4ac = m4ac_bak;return AVERROR_INVALIDDATA;}skip_bits_long(gb, i);switch (m4ac->object_type) {case AOT_AAC_MAIN:case AOT_AAC_LC:case AOT_AAC_SSR:case AOT_AAC_LTP:case AOT_ER_AAC_LC:case AOT_ER_AAC_LD:if ((ret = decode_ga_specific_config(ac, avctx, gb, get_bit_alignment,m4ac, m4ac->chan_config)) < 0)return ret;break;case AOT_ER_AAC_ELD:if ((ret = decode_eld_specific_config(ac, avctx, gb,m4ac, m4ac->chan_config)) < 0)return ret;break;default:avpriv_report_missing_feature(avctx,"Audio object type %s%d",m4ac->sbr == 1 ? "SBR+" : "",m4ac->object_type);return AVERROR(ENOSYS);}ff_dlog(avctx,"AOT %d chan config %d sampling index %d (%d) SBR %d PS %d\n",m4ac->object_type, m4ac->chan_config, m4ac->sampling_index,m4ac->sample_rate, m4ac->sbr,m4ac->ps);return get_bits_count(gb);
}

形参ac：既是输入型参数也是输出型参数。指向一个AACDecContext类型变量。

形参avctx：输入型参数。用来输出日志，可忽略。

形参m4ac：输出型参数，指向一个MPEG4AudioConfig类型变量，执行decode_audio_specific_config_gb函数后，m4ac指向的变量会得到从AudioSpecificConfig中解码出来的属性。MPEG4AudioConfig结构体声明如下：

typedef struct MPEG4AudioConfig {int object_type;int sampling_index;int sample_rate;int chan_config;int sbr; ///< -1 implicit, 1 presenceint ext_object_type;int ext_sampling_index;int ext_sample_rate;int ext_chan_config;int channels;int ps;  ///< -1 implicit, 1 presenceint frame_length_short;
} MPEG4AudioConfig;

形参gb：既是输入型参数也是输出型参数，为GetBitContext类型，用来对“位”进行操作（具体可以参考：《FFmpeg中位操作相关的源码：GetBitContext结构体，init_get_bits函数、get_bits1函数和get_bits函数分析》）。

执行decode_audio_specific_config_gb函数前，gb->buffer为指向某个缓冲区的指针。该缓冲区存放AudioSpecificConfig的二进制数据。

形参get_bit_alignment：输入型参数。字节对齐操作的相对对齐。

形参sync_extension：输入型参数。寻找附加的同步扩展。

三、decode_audio_specific_config_gb函数的内部实现分析

decode_audio_specific_config_gb函数中，首先调用ff_mpeg4audio_get_config_gb函数：

    if ((i = ff_mpeg4audio_get_config_gb(m4ac, &gbc, sync_extension, avctx)) < 0) {*m4ac = m4ac_bak;return AVERROR_INVALIDDATA;}

（一）ff_mpeg4audio_get_config_gb函数

ff_mpeg4audio_get_config_gb函数定义在libavcodec/mpeg4audio.c中：

int ff_mpeg4audio_get_config_gb(MPEG4AudioConfig *c, GetBitContext *gb,int sync_extension, void *logctx)
{int specific_config_bitindex, ret;int start_bit_index = get_bits_count(gb);c->object_type = get_object_type(gb);c->sample_rate = get_sample_rate(gb, &c->sampling_index);c->chan_config = get_bits(gb, 4);if (c->chan_config < FF_ARRAY_ELEMS(ff_mpeg4audio_channels))c->channels = ff_mpeg4audio_channels[c->chan_config];else {av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid chan_config %d\n", c->chan_config);return AVERROR_INVALIDDATA;}c->sbr = -1;c->ps  = -1;if (c->object_type == AOT_SBR || (c->object_type == AOT_PS &&// check for W6132 Annex YYYY draft MP3onMP4!(show_bits(gb, 3) & 0x03 && !(show_bits(gb, 9) & 0x3F)))) {if (c->object_type == AOT_PS)c->ps = 1;c->ext_object_type = AOT_SBR;c->sbr = 1;c->ext_sample_rate = get_sample_rate(gb, &c->ext_sampling_index);c->object_type = get_object_type(gb);if (c->object_type == AOT_ER_BSAC)c->ext_chan_config = get_bits(gb, 4);} else {c->ext_object_type = AOT_NULL;c->ext_sample_rate = 0;}specific_config_bitindex = get_bits_count(gb);if (c->object_type == AOT_ALS) {skip_bits(gb, 5);if (show_bits(gb, 24) != MKBETAG('\0','A','L','S'))skip_bits(gb, 24);specific_config_bitindex = get_bits_count(gb);ret = parse_config_ALS(gb, c, logctx);if (ret < 0)return ret;}if (c->ext_object_type != AOT_SBR && sync_extension) {while (get_bits_left(gb) > 15) {if (show_bits(gb, 11) == 0x2b7) { // sync extensionget_bits(gb, 11);c->ext_object_type = get_object_type(gb);if (c->ext_object_type == AOT_SBR && (c->sbr = get_bits1(gb)) == 1) {c->ext_sample_rate = get_sample_rate(gb, &c->ext_sampling_index);if (c->ext_sample_rate == c->sample_rate)c->sbr = -1;}if (get_bits_left(gb) > 11 && get_bits(gb, 11) == 0x548)c->ps = get_bits1(gb);break;} elseget_bits1(gb); // skip 1 bit}}//PS requires SBRif (!c->sbr)c->ps = 0;//Limit implicit PS to the HE-AACv2 Profileif ((c->ps == -1 && c->object_type != AOT_AAC_LC) || c->channels & ~0x01)c->ps = 0;return specific_config_bitindex - start_bit_index;
}

1.获取audioObjectType属性

ff_mpeg4audio_get_config_gb函数中，首先通过语句：c->object_type = get_object_type(gb) 获取AudioSpecificConfig的audioObjectType属性。get_object_type函数定义如下。关于get_bits函数的用法可以参考：《FFmpeg中位操作相关的源码：GetBitContext结构体，init_get_bits函数、get_bits1函数和get_bits函数分析》：

static inline int get_object_type(GetBitContext *gb)
{int object_type = get_bits(gb, 5);if (object_type == AOT_ESCAPE)object_type = 32 + get_bits(gb, 6);return object_type;
}

2.获取samplingFrequencyIndex属性

获取完audioObjectType属性后，ff_mpeg4audio_get_config_gb函数中，通过语句：c->sample_rate = get_sample_rate(gb, &c->sampling_index)获取AudioSpecificConfig的samplingFrequencyIndex属性。get_sample_rate定义如下：

static inline int get_sample_rate(GetBitContext *gb, int *index)
{*index = get_bits(gb, 4);return *index == 0x0f ? get_bits(gb, 24) :ff_mpeg4audio_sample_rates[*index];
}

全局数组ff_mpeg4audio_sample_rates定义如下：

const int ff_mpeg4audio_sample_rates[16] = {96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000,24000, 22050, 16000, 12000, 11025, 8000, 7350
};

3.获取channelConfiguration属性

ff_mpeg4audio_get_config_gb函数中，通过语句：c->chan_config = get_bits(gb, 4)获取AudioSpecificConfig的channelConfiguration属性。

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回到decode_audio_specific_config_gb函数，所以执行下面代码块后，m4ac指向的变量会得到从AudioSpecificConfig中解析出来的audioObjectType、samplingFrequencyIndex、channelConfiguration属性：

    if ((i = ff_mpeg4audio_get_config_gb(m4ac, &gbc, sync_extension, avctx)) < 0) {*m4ac = m4ac_bak;return AVERROR_INVALIDDATA;}

然后decode_audio_specific_config_gb函数通过下面代码块解析AudioSpecificConfig中的GASpecificConfig：

    switch (m4ac->object_type) {case AOT_AAC_MAIN:case AOT_AAC_LC:case AOT_AAC_SSR:case AOT_AAC_LTP:case AOT_ER_AAC_LC:case AOT_ER_AAC_LD:if ((ret = decode_ga_specific_config(ac, avctx, gb, get_bit_alignment,m4ac, m4ac->chan_config)) < 0)return ret;break;

通过下面代码块解析AudioSpecificConfig中的ELDSpecificConfig(channelConfiguration)：

    case AOT_ER_AAC_ELD:if ((ret = decode_eld_specific_config(ac, avctx, gb,m4ac, m4ac->chan_config)) < 0)return ret;break;