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

一、引言

通过FFmpeg命令：

./ffmpeg -i XXX.ps

可以判断出某个文件是否为PS文件：

所以FFmpeg是怎样判断出某个文件是否为PS文件呢？它内部其实是通过mpegps_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PS文件对应的解析函数就是mpegps_probe函数。

二、mpegps_probe函数的定义

mpegps_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/mpeg.c中：

static int mpegps_probe(const AVProbeData *p)
{uint32_t code = -1;int i;int sys = 0, pspack = 0, priv1 = 0, vid = 0;int audio = 0, invalid = 0, score = 0;int endpes = 0;for (i = 0; i < p->buf_size; i++) {code = (code << 8) + p->buf[i];if ((code & 0xffffff00) == 0x100) {int len  = p->buf[i + 1] << 8 | p->buf[i + 2];int pes  = endpes <= i && check_pes(p->buf + i, p->buf + p->buf_size);int pack = check_pack_header(p->buf + i);if (code == SYSTEM_HEADER_START_CODE)sys++;else if (code == PACK_START_CODE && pack)pspack++;else if ((code & 0xf0) == VIDEO_ID && pes) {endpes = i + len;vid++;}// skip pes payload to avoid start code emulation for private// and audio streamselse if ((code & 0xe0) == AUDIO_ID &&  pes) {audio++; i+=len;}else if (code == PRIVATE_STREAM_1  &&  pes) {priv1++; i+=len;}else if (code == 0x1fd             &&  pes) vid++; //VC1else if ((code & 0xf0) == VIDEO_ID && !pes) invalid++;else if ((code & 0xe0) == AUDIO_ID && !pes) invalid++;else if (code == PRIVATE_STREAM_1  && !pes) invalid++;}}if (vid + audio > invalid + 1) /* invalid VDR files nd short PES streams */score = AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2;//     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vid:%d aud:%d sys:%d pspack:%d invalid:%d size:%d \n",
//            vid, audio, sys, pspack, invalid, p->buf_size);if (sys > invalid && sys * 9 <= pspack * 10)return (audio > 12 || vid > 3 || pspack > 2) ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2: AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2 + (audio + vid + pspack > 1); // 1 more than mp3if (pspack > invalid && (priv1 + vid + audio) * 10 >= pspack * 9)return pspack > 2 ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2: AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2; // 1 more than .mpgif ((!!vid ^ !!audio) && (audio > 4 || vid > 1) && !sys &&!pspack && p->buf_size > 2048 && vid + audio > invalid) /* PES stream */return (audio > 12 || vid > 6 + 2 * invalid) ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2: AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2;// 02-Penguin.flac has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:1// mp3_misidentified_2.mp3 has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:6// Have\ Yourself\ a\ Merry\ Little\ Christmas.mp3 0 0 0 5 0 1 len:21618return score;
}

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PS格式。返回的值越接近100表示该文件越符合PS格式。

三、mpegps_probe函数的内部实现分析

mpegps_probe函数中首先会定义整形变量。其中，变量sys表示这段长度为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：

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

不断读取出存放在数组p->buf[i]中的二进制码流数据：

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

宏SYSTEM_HEADER_START_CODE定义在libavformat/mpeg.h中，值为0x000001bb，表示system header的起始码（system header的system_header_start_code属性）：

#define SYSTEM_HEADER_START_CODE    ((unsigned int)0x000001bb)

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：

            if (code == SYSTEM_HEADER_START_CODE)sys++;

宏PACK_START_CODE定义在libavformat/mpeg.h中，值为0x000001ba，表示pack header的起始码（pack header的pack_start_code属性）：

#define PACK_START_CODE             ((unsigned int)0x000001ba)

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：

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

检查是否读取到了PES流。如果读取到了，通过PES packet中的stream_id属性判断里面的ES流是否为视频流。如果是视频流，让变量vid的值加1：

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

返回最终表示符合程度的分数：

    if (sys > invalid && sys * 9 <= pspack * 10)return (audio > 12 || vid > 3 || pspack > 2) ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2: AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2 + (audio + vid + pspack > 1); // 1 more than mp3if (pspack > invalid && (priv1 + vid + audio) * 10 >= pspack * 9)return pspack > 2 ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2: AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2; // 1 more than .mpgif ((!!vid ^ !!audio) && (audio > 4 || vid > 1) && !sys &&!pspack && p->buf_size > 2048 && vid + audio > invalid) /* PES stream */return (audio > 12 || vid > 6 + 2 * invalid) ? AVPROBE_SCORE_EXTENSION + 2: AVPROBE_SCORE_EXTENSION / 2;// 02-Penguin.flac has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:1// mp3_misidentified_2.mp3 has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:6// Have\ Yourself\ a\ Merry\ Little\ Christmas.mp3 0 0 0 5 0 1 len:21618return score;

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。