音视频入门底子：AAC专题（7）——FFmpeg源码中盘算AAC裸流每个packet的size值的实现

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音视频入门底子：AAC专题（2）——利用FFmpeg下令天生AAC裸流文件
音视频入门底子：AAC专题（3）——AAC的ADTS格式简介
音视频入门底子：AAC专题（4）——ADTS格式的AAC裸流实例分析
音视频入门底子：AAC专题（5）——FFmpeg源码中，判断某文件是否为AAC裸流文件的实现
音视频入门底子：AAC专题（6）——FFmpeg源码中解码ADTS格式的AAC的Header的实现
音视频入门底子：AAC专题（7）——FFmpeg源码中盘算AAC裸流每个packet的size值的实现
音视频入门底子：AAC专题（8）——FFmpeg源码中盘算AAC裸流AVStream的time_base的实现
音视频入门底子：AAC专题（9）——FFmpeg源码中盘算AAC裸流每个packet的duration和duration_time的实现
音视频入门底子：AAC专题（10）——FFmpeg源码中盘算AAC裸流每个packet的pts、dts、pts_time、dts_time的实现
音视频入门底子：AAC专题（11）——AudioSpecificConfig简介
音视频入门底子：AAC专题（12）——FFmpeg源码中，解码AudioSpecificConfig的实现
音视频入门底子：AAC专题（13）——FFmpeg源码中，获取ADTS格式的AAC裸流音频信息的实现
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一、弁言

通过FFprobe下令：

1. ffprobe -of json -show_packets XXX.aac

复制代码

可以表现AAC裸流每个packet（也称为数据包或多媒体包）的信息，这些信息包罗该packet的size：

这个“size”实际是AVPacket结构体中的成员变量size，为AVPacket的成员变量data指向的缓冲区的巨细，也就是AAC裸流中某个packet的巨细（单元为字节）。该值通过fftools/ffprobe.c中的show_packet函数打印出来：

1. static void show_packet(WriterContext *w, InputFile *ifile, AVPacket *pkt, int packet_idx)
2. {
3. //...
4.     print_val("size",             pkt->size, unit_byte_str);
5. //...
6. }

复制代码

本文陈诉这个“size”值是怎样被盘算出来的。如果想直接看结论，可以跳到本文的末了，直接看“总结”。对于AAC裸流，size值是通过adts_aac_read_packet函数盘算出来的。



二、adts_aac_read_packet函数的界说

adts_aac_read_packet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/aacdec.c中：

1. static int adts_aac_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
2. {
3.     int ret, fsize;
5. retry:
6.     ret = av_get_packet(s->pb, pkt, ADTS_HEADER_SIZE);
7.     if (ret < 0)
8.         return ret;
10.     if (ret < ADTS_HEADER_SIZE) {
11.         return AVERROR(EIO);
12.     }
14.     if ((AV_RB16(pkt->data) >> 4) != 0xfff) {
15.         // Parse all the ID3 headers between frames
16.         int append = ID3v2_HEADER_SIZE - ADTS_HEADER_SIZE;
18.         av_assert2(append > 0);
19.         ret = av_append_packet(s->pb, pkt, append);
20.         if (ret != append) {
21.             return AVERROR(EIO);
22.         }
23.         if (!ff_id3v2_match(pkt->data, ID3v2_DEFAULT_MAGIC)) {
24.             av_packet_unref(pkt);
25.             ret = adts_aac_resync(s);
26.         } else
27.             ret = handle_id3(s, pkt);
28.         if (ret < 0)
29.             return ret;
31.         goto retry;
32.     }
34.     fsize = (AV_RB32(pkt->data + 3) >> 13) & 0x1FFF;
35.     if (fsize < ADTS_HEADER_SIZE) {
36.         return AVERROR_INVALIDDATA;
37.     }
39.     ret = av_append_packet(s->pb, pkt, fsize - pkt->size);
41.     return ret;
42. }

复制代码

该函数的作用是：获取一个ADTS音频帧的数据，赋值给形参pkt指向的packet。

形参s：既是输入型参数也是输出型参数，指向一个AVFormatContext对象。
形参pkt：输出型参数，指向一个AVPacket对象。实行adts_aac_read_packet函数后，pkt->data指向的的缓冲区会得到整个ADTS音频帧的数据，pkt->size会增至该ADTS音频帧的巨细。



三、adts_aac_read_packet函数的内部实现分析

宏界说ADTS_HEADER_SIZE的值为7，表现不包罗CRC校验的ADTS Header的长度：

1. #define ADTS_HEADER_SIZE 7

复制代码

adts_aac_read_packet函数内部，起首通过av_get_packet函数从AVIOContext输入缓冲区或文件形貌符中统共读取ADTS_HEADER_SIZE（7）个字节数据，也就是读取该音频帧的Header，追加到原来pkt->data指向的的缓冲区的尾部。关于av_get_packet函数的用法可以参考 《FFmpeg源码：append_packet_chunked、av_get_packet、av_append_packet函数分析》。如果实际读取到的巨微小于7个字节，返回AVERROR(EIO)表现IO错误：

1.     ret = av_get_packet(s->pb, pkt, ADTS_HEADER_SIZE);
2.     if (ret < 0)
3.         return ret;
5.     if (ret < ADTS_HEADER_SIZE) {
6.         return AVERROR(EIO);
7.     }

复制代码

由《音视频入门底子：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。通过下面的if语句判断syncword属性的值是否精确，如果不精确，实行大括号内剖析id3v2 header的流程。ID3v2是一系列元数据，内里存储了一些跟歌曲干系的信息(比如：演唱者、歌曲名、备注等)。关于AV_RB16宏界说的用法可以参考：《FFmpeg源码：AV_RB32、AV_RB16、AV_RB8宏界说分析》：

1.     if ((AV_RB16(pkt->data) >> 4) != 0xfff) {
2.         // Parse all the ID3 headers between frames
3.         //...
5.     }

复制代码

获取adts_variable_header中的aac_frame_length属性，即该ADTS音频帧的总长度（包罗ADTS Header、错误校验和AAC原始数据块，单元为字节），赋值给变量fsize。由《音视频入门底子：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），以是如果从上面得到的该ADTS音频帧的总长度小于7，表现ADTS Header格式不精确，返回AVERROR_INVALIDDATA：

1.     fsize = (AV_RB32(pkt->data + 3) >> 13) & 0x1FFF;
2.     if (fsize < ADTS_HEADER_SIZE) {
3.         return AVERROR_INVALIDDATA;
4.     }

复制代码

通过av_append_packet函数，增长形参pkt指向的packet的巨细至aac_frame_length个字节，让pkt->data指向的的缓冲区得到整个ADTS音频帧的数据。关于av_append_packet函数的用法可以参考：《FFmpeg源码：append_packet_chunked、av_get_packet、av_append_packet函数分析》：

1. ret = av_append_packet(s->pb, pkt, fsize - pkt->size);

复制代码

四、总结

1.AAC裸流每个packet的size值（该packet的巨细，单元为字节）实际上是通过ADTS音频帧（adts音频压缩数据包）的adts_fixed_header中的aac_frame_length属性获取的。
2.如果过细地观察，会发现AAC裸流每个packet的size值都不一样，这是由于ADTS音频帧存贮的是压缩后的音频数据。而WAV音频文件一样寻常存贮的是PCM，也就是无压缩的原始音频数据，以是在存贮的是PCM数据的环境下，WAV音频文件每个packet的size值都是一样的。各位同砚可以把本文跟《音视频入门底子：WAV专题（7）——FFmpeg源码中盘算WAV音频文件每个packet的size值的实现》举行对比，以加深对音频帧size值的明白。
3.FFmpeg源码内部得到AAC裸流每个packet的size值是通过adts_aac_read_packet函数，但是解码ADTS Header获取内里信息（音频采样频率、声道数、采样位数等）是通过ff_adts_header_parse函数，关于ff_adts_header_parse函数可以参考：《音视频入门底子：AAC专题（6）——FFmpeg源码中解码ADTS格式的AAC的Header的实现》。可以看到这两个函数有部分功能是重复了，重复获取了ADTS音频帧的巨细。FFmpeg对AAC裸流解封装时，会重复解码ADTS Header导致性能丧失。也就是说：FFmpeg为了架构的通用性、扩展性、兼容性和代码的可读性造成了代码的冗余和重复，以是为了极致的性能，比如更快的解封装速率，很多开辟者会选择不依靠任何第三方库本身写剖析代码，大概改FFmpeg的源码实现优化。各位同砚可以实验改FFmpeg源码，使得对AAC裸流举行解复用时，只解码一次ADTS Header，从而进步解复用速率。