ffmpeg中MPEG2 TS 流解码的流程分析
1、FFMPEG 中MPEG2 TS 流解码的流程分析 数组
说道具体的音频或者视频格式，一上来就是理论，那是国内混资历的所谓教授的作为，
对于咱们，不合适，仍是用本身的方式理解这些晦涩不已的理论吧。
其实MPEG2 是一族协议，至少已经成为ISO 标准的就有如下几部分:
ISO/IEC－13818－1：系统部分；
ISO/IEC－13818－2：视频编码格式；
ISO/IEC－13818－3：音频编码格式；
ISO/IEC－13818－4：一致性测试；
ISO/IEC－13818－5：软件部分；
ISO/IEC－13818－6：数字存储媒体命令与控制；
ISO/IEC－13818－7：高级音频编码；
ISO/IEC－13818－8：系统解码实时接口；
我不是很想说实际的音视频编码格式，毕竟协议已经很清楚了，我主要想说说这些部分
怎么组合起来在实际应用中工做的。
第一部分(系统部分)很重要，是构成以MPEG2 为基础的应用的基础. 很绕口，是吧，
我简单解释一下:好比DVD 其实是以系统部分定义 的PS 流为基础，加上版权管理等其
他技术构成的。而咱们的故事主角，则是另外 种流格式，TS 流，它在现阶段最大的应用
是在数字电视节目 的传输 存储上，所以，你能够理解TS 其实是 种传输协议， 实
际传输的负载关系不大，只是在TS 中传输了音频，视频或者其余数据。先说一下为何会
有这两种格式的出现，PS 适用于没有损耗的环境下面存储，而TS 则适用于可能出现损耗或
者错误的各类物理网络环境，好比你在公交上看 的电视，颇有可能就是基于TS 的DVB-T
的应用:)
咱们再来看MPEG2 协议中的一些概念，为理解代码作好功课:
l ES(Elementary Stream):
wiki 上说An elementary stream (ES) is defined by MPEG communication protocol is
usually the output of an audio or video encoder”
恩，很简单吧，就是编码器编出的 组数据，多是音频的，视频的，或者其余数据。
说到着，其实能够对编码器的流程思考一下，无非是执行：采样，量化，编码这3个步骤中
的编码而已(有些设备可能会包含前面的采样和量化) 。关于视频编码的基本理论，仍是请
参考其它的资料。
l PES(Packetized Elementary Stream):
wiki 上说allows an Elementary stream to be divided into packets”
其实能够理解成，把 个源源不断的数据(音频，视频或者其余)流，打断成 段 段，
以便处理.
l TS(Transport Stream):
l PS(Program Stream):
这两个上面已经有所说起，后面会详细分析TS,我对PS 格式兴趣不大.
步入正题
才进入正题，恩，看来闲话太多了:(,直接看Code.
前面说过，TS 是 种传输协议，所以，对应 FFmpeg,能够认为他是 种封装格式。 网络
所以，对应的代码应该先去libavformat 里面找，很容易找 ，就是mpegts.c:)。仍是逐步看
过来: 数据结构
[libavformat/utils.c]
框架
int av_open_input_file(AVFormatContext **ic_ptr, const char *filename,
AVInputFormat *fmt,
int buf_size,
AVFormatParameters *ap)
{
int err, probe_size;
AVProbeData probe_data, *pd = &probe_data;
ByteIOContext *pb = NULL;
pd->filename = "";
if (filename)
pd->filename = filename;
pd->buf = NULL;
pd->buf_size = 0;
################################################################################
【1】这段代码实际上是为了针对不须要Open文件的容器Format 的探测,其实就是使用
AVFMT_NOFILE标记的容器格式单独处理，如今只有使用了该标记的Demuxer不多，
只有image2_demuxer，rtsp_demuxer，所以咱们分析TS时候能够不考虑这部分
################################################################################
if (!fmt) {
/* guess format if no file can be opened */
fmt = av_probe_input_format(pd, 0);
}
/* Do not open file if the format does not need it. XXX: specific
hack needed to handle RTSP/TCP */
if (!fmt || !(fmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
/* if no file needed do not try to open one */
#########################################################################
【2】这个函数彷佛很好理解，无非是带缓冲的IO的封装，不过咱们既然此了，
不妨跟踪下去，看看别人对带缓冲的IO 操做封装的实现:)
#########################################################################
if ((err=url_fopen(&pb, filename, URL_RDONLY)) < 0) {
goto fail;
}
if (buf_size > 0) {
url_setbufsize(pb, buf_size);
}
for(probe_size= PROBE_BUF_MIN; probe_size<=PROBE_BUF_MAX && !fmt; probe_size<<=1){
int score= probe_size < PROBE_BUF_MAX ? AVPROBE_SCORE_MAX/4 : 0;
/* read probe data */
pd->buf= av_realloc(pd->buf, probe_size + AVPROBE_PADDING_SIZE);
#######################################################################
【3】真正将文件读入 pd 的buffer的地方，实际上最终调用FILE protocol
的file_read(),将内容读入 pd 的buf，具体代码若是有兴趣能够本身跟踪
#######################################################################
pd->buf_size = get_buffer(pb, pd->buf, probe_size);
memset(pd->buf+pd->buf_size, 0, AVPROBE_PADDING_SIZE);
if (url_fseek(pb, 0, SEEK_SET) < 0) {
url_fclose(pb);
if (url_fopen(&pb, filename, URL_RDONLY) < 0) {
pb = NULL;
err = AVERROR(EIO);
goto fail;
}
}
#####################################################################
【4】此时的pd已经有了须要分析的原始文件，只须要查找相应容器format
的Tag 比较，以判断读入的究竟为何容器格式，这里
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/* guess file format */
fmt = av_probe_input_format2(pd, 1, &score);
}
av_freep(&pd->buf);
}
/* if still no format found, error */
if (!fmt) {
err = AVERROR_NOFMT;
goto fail;
}
/* check filename in case an image number is expected */
if (fmt->flags & AVFMT_NEEDNUMBER) {
if (!av_filename_number_test(filename)) {
err = AVERROR_NUMEXPECTED;
goto fail;
}
}
err = av_open_input_stream(ic_ptr, pb, filename, fmt, ap);
if (err)
goto fail;
return 0;
fail:
av_freep(&pd->buf);
if (pb)
url_fclose(pb);
*ic_ptr = NULL;
return err;
}
【2】带缓冲IO的封装的实现 [liavformat/aviobuf.c] int url_fopen(ByteIOContext **s, const char *filename, int flags)
{
URLContext *h;
int err;
err = url_open(&h, filename, flags);
if (err < 0)
return err;
err = url_fdopen(s, h);
if (err < 0) {
url_close(h);
return err;
}
return 0;
}
能够看 ，下面的这个函数，先查找是不是FFmpeg支持的protocol的格式，若是文件
名不符合，则默认是FILE protocol 格式，很显然，这里protocol判断是以URL的方式判读
的，所以基本上全部的IO接口函数都是url_xxx的形式。
在这也能够看 ，FFmpeg 支持的protocol 有：
/* protocols */
REGISTER_PROTOCOL (FILE, file);
REGISTER_PROTOCOL (HTTP, http);
REGISTER_PROTOCOL (PIPE, pipe);
REGISTER_PROTOCOL (RTP, rtp);
REGISTER_PROTOCOL (TCP, tcp);
REGISTER_PROTOCOL (UDP, udp);
而大部分状况下，若是你不指明相似file://xxx,http://xxx 格 式，它都以FILE protocol
来处理。 tcp
[liavformat/avio.c]
ide
int url_open(URLContext **puc, const char *filename, int flags)
{
URLProtocol *up;
const char *p;
char proto_str[128], *q;
p = filename;
q = proto_str;
while (*p != '\0' && *p != ':') {
/* protocols can only contain alphabetic chars */
if (!isalpha(*p))
goto file_proto;
if ((q - proto_str) < sizeof(proto_str) - 1)
*q++ = *p;
p++;
}
/* if the protocol has length 1, we consider it is a dos drive */
if (*p == '\0' || (q - proto_str) <= 1) {
file_proto:
strcpy(proto_str, "file");
} else {
*q = '\0';
}
up = first_protocol;
while (up != NULL) {
if (!strcmp(proto_str, up->name))
#################################################################
很显然，此时已经知道up，filename，flags
#################################################################
return url_open_protocol (puc, up, filename, flags);
up = up->next;
}
*puc = NULL;
return AVERROR(ENOENT);
}
[libavformat/avio.c] int url_open_protocol (URLContext **puc, struct URLProtocol *up,
const char *filename, int flags)
{
URLContext *uc;
int err;
##########################################################################
【a】? 为何这样分配空间
##########################################################################
uc = av_malloc(sizeof(URLContext) + strlen(filename) + 1);
if (!uc) {
err = AVERROR(ENOMEM);
goto fail;
}
#if LIBAVFORMAT_VERSION_MAJOR >= 53
uc->av_class = &urlcontext_class;
#endif
##########################################################################
【b】? 这样的用意又是为何
##########################################################################
uc->filename = (char *) &uc[1];
strcpy(uc->filename, filename);
uc->prot = up;
uc->flags = flags;
uc->is_streamed = 0; /* default = not streamed */
uc->max_packet_size = 0; /* default: stream file */
err = up->url_open(uc, filename, flags);
if (err < 0) {
av_free(uc);
*puc = NULL;
return err;
}
//We must be carefull here as url_seek() could be slow, for example for
//http
if((flags & (URL_WRONLY | URL_RDWR)) || !strcmp(up->name, "file"))
if(!uc->is_streamed && url_seek(uc, 0, SEEK_SET) < 0)
uc->is_streamed= 1;
*puc = uc;
return 0;
fail:
*puc = NULL;
return err;
}
上面这个函数不难理解，但有些地方颇值得玩味，好比上面给出问号的地方，你明白
为何这样Coding么？很显然，此时up->url_open()实际上调用的是 file_open()
[libavformat/file.c]，看完这个函数，对上面的内存分配，是否恍然大悟:)
上面只是分析了url_open()，尚未分析url_fdopen(s, h);这部分代码，也留给有好
奇心的你了:)恩，为了追踪这个流程，走得有些远，但不是全然无用:)
于来了【4】，咱们来看MPEG TS格式的侦测过程，这其实才是咱们今天的主角
4. MPEG TS格式的探测过程 模块化
[liavformat/mpegts.c]
函数
static int mpegts_probe(AVProbeData *p)
{
#if 1
const int size= p->buf_size;
int score, fec_score, dvhs_score;
#define CHECK_COUNT 10
if (size < (TS_FEC_PACKET_SIZE * CHECK_COUNT))
return -1;
score = analyze(p->buf, TS_PACKET_SIZE * CHECK_COUNT, TS_PACKET_SIZE, NULL);
dvhs_score = analyze(p->buf, TS_DVHS_PACKET_SIZE *CHECK_COUNT, TS_DVHS_PACKET_SIZE, NULL);
fec_score= analyze(p->buf, TS_FEC_PACKET_SIZE*CHECK_COUNT, TS_FEC_PACKET_SIZE, NULL);
// av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "score: %d, dvhs_score: %d, fec_score: %d \n", score, dvhs_score, fec_score);
// we need a clear definition for the returned score otherwise things will become messy sooner or later
if(score > fec_score && score > dvhs_score && score > 6)
return AVPROBE_SCORE_MAX + score - CHECK_COUNT;
else if(dvhs_score > score && dvhs_score > fec_score && dvhs_score > 6)
return AVPROBE_SCORE_MAX + dvhs_score - CHECK_COUNT;
else if(fec_score > 6)
return AVPROBE_SCORE_MAX + fec_score - CHECK_COUNT;
else
return -1;
#else
/* only use the extension for safer guess */
if (match_ext(p->filename, "ts"))
return AVPROBE_SCORE_MAX;
else
return 0;
#endif
}
之因此会出现3种格式，主要缘由是：TS标准是188Bytes,而小日本本身又弄了个
192Bytes的DVH-S格式，第三种的204Bytes则是在188Bytes的基础上，加上16Bytes的
FEC(前向纠错).
static int analyze(const uint8_t *buf, int size, int packet_size, int *index)
{
int stat[packet_size];
int i;
int x=0;
int best_score=0;
memset(stat, 0, packet_size*sizeof(int));
##########################################################################
因为查找的特定格式至少3 个Bytes，所以，至少最后3 个Bytes 不用查找
##########################################################################
for(x=i=0; i<size-3; i++){
######################################################################
参看后面的协议说明
######################################################################
if(buf[i] == 0x47 && !(buf[i+1] & 0x80) && (buf[i+3] & 0x30)){
stat[x]++;
if(stat[x] > best_score){
best_score= stat[x];
if(index)
*index= x;
}
}
x++;
if(x == packet_size)
x= 0;
}
return best_score;
}
这个函数简单说来，是在size大小的buf中，寻找知足特定格式，长度为packet_size
的packet的个数，显然，返回的值越大越多是相应的格式(188/192/204)，其中的这个特
定格式，其实就是协议的规定格式：
Syntax No. of bits Mnemonic
transport_packet(){
sync_byte 8 bslbf
transport_error_indicator 1 bslbf
payload_unit_start_indicator 1 bslbf
transport_priority 1 bslbf
PID 13 uimsbf
transport_scrambling_control 2 bslbf
adaptation_field_control 2 bslbf
continuity_counter 4 uimsbf
if(adaptation_field_control=='10' || adaptation_field_control=='11'){
adaptation_field()
}
if(adaptation_field_control=='01' || adaptation_field_control=='11') {
for (i=0;i<N;i++){
data_byte 8 bslbf
}
}
｝
其中的sync_byte 固定为0x47,即上面的: buf[i] == 0x47
因为transport_error_indicator 为1 的TS Packet 实际有错误，表示携带的数据无心义,
这样的Packet 显然没什么意义，所以: !(buf[i+1] & 0x80)
对于adaptation_field_control，若是为取值为0x00,则表示为将来保留，如今不用，所以：
buf[i+3] & 0x30
这就是MPEG TS的侦测过程，很简单吧:)
后面咱们分析如何从mpegts文件中获取stream 的过程。
5.渐入佳境
恩，前面的基础因该已近够了，有点像手剥洋葱头的感 ，咱们来看看针对MPEG TS
的相应解析过程。咱们后面的代码，主要集中在[libavformat/mpegts.c]里面，毛爷爷说：集
中优点兵力打围歼，恩，开始吧，蚂蚁啃骨头。
static int mpegts_read_header(AVFormatContext *s,
AVFormatParameters *ap)
{
MpegTSContext *ts = s->priv_data;
ByteIOContext *pb = s->pb;
uint8_t buf[1024];
int len;
int64_t pos;
......
/* read the first 1024 bytes to get packet size */
#####################################################################
【1】有了前面分析缓冲IO 的经历，下面的代码就不是什么问题了:)
#####################################################################
pos = url_ftell(pb);
len = get_buffer(pb, buf, sizeof(buf));
if (len != sizeof(buf))
goto fail;
#####################################################################
【2】前面侦测文件格式时候其实已经知道TS 包的大小了，这里又侦测 次，其实
有些多余，估计是由于解码框架的缘由，已近侦测的包大小没能从前面被带过来，
可见框架虽好，却也会带来或多或少的 些不利影响
#####################################################################
ts->raw_packet_size = get_packet_size(buf, sizeof(buf));
if (ts->raw_packet_size <= 0)
goto fail;
ts->stream = s;
ts->auto_guess = 0;
if (s->iformat == &mpegts_demuxer) {
/* normal demux */
/* first do a scaning to get all the services */
url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
#########
【3】
#########
mpegts_scan_sdt(ts);
#########
【4 】
#########
mpegts_set_service(ts);
#########
【5】
#########
handle_packets(ts, s->probesize);
/* if could not find service, enable auto_guess */
ts->auto_guess = 1;
#ifdef DEBUG_SI
av_log(ts->stream, AV_LOG_DEBUG, "tuning done\n");
#endif
s->ctx_flags |= AVFMTCTX_NOHEADER;
} else {
......
}
url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
return 0;
fail:
return -1;
}
这里简单说一下MpegTSContext *ts，从上面能够看 ，其实这是为了解码不一样容器格式所使用的私有数据，
只有在相应的诸如mpegts.c文件才可使用的，这样，增长了这个库的模块化，而模块化的最大好处，
则在于把问题集中了个很小的有限区域里面，若是你本身构造程序时候，不妨多参考其基本思想--这样的化，
你以后的代码，还有你以后的生活，都将轻松许多。
【3】【4】其实调用的是同个函数：mpegts_open_section_filter() 咱们来看看意欲何为。
static MpegTSFilter *mpegts_open_section_filter(MpegTSContext *ts, unsigned int pid,
SectionCallback *section_cb,
void *opaque,
int check_crc)
{
MpegTSFilter *filter;
MpegTSSectionFilter *sec;
#ifdef DEBUG_SI
av_log(ts->stream, AV_LOG_DEBUG, "Filter: pid=0x%x\n", pid);
#endif
if (pid >= NB_PID_MAX || ts->pids[pid])
return NULL;
filter = av_mallocz(sizeof(MpegTSFilter));
if (!filter)
return NULL;
ts->pids[pid] = filter;
filter->type = MPEGTS_SECTION;
filter->pid = pid;
filter->last_cc = -1;
sec = &filter->u.section_filter;
sec->section_cb = section_cb;
sec->opaque = opaque;
sec->section_buf = av_malloc(MAX_SECTION_SIZE);
sec->check_crc = check_crc;
if (!sec->section_buf) {
av_free(filter);
return NULL;
}
return filter;
要彻底明白这部分代码，其实须要分析做者对数据结构的定义：
依次为：
struct MpegTSContext;
|
V
struct MpegTSFilter;
|
V
+---------------+---------------+
| |
V V
MpegTSPESFilter MpegTSSectionFilter 测试
其实很简单，就是struct MpegTSContext；中有NB_PID_MAX(8192)个TS 的Filter，而
每一个struct MpegTSFilter 多是PES 的Filter 或者Section 的Filter。
咱们先说为何是8192,在前面的分析中：
给出过TS 的语法结构： ui
Syntax No. of bits Mnemonic
transport_packet(){
sync_byte 8 bslbf
transport_error_indicator 1 bslbf
payload_unit_start_indicator 1 bslbf
transport_priority 1 bslbf
PID 13 uimsbf
transport_scrambling_control 2 bslbf
adaptation_field_control 2 bslbf
continuity_counter 4 uimsbf
if(adaptation_field_control=='10' || adaptation_field_control=='11'){
adaptation_field()
}
if(adaptation_field_control=='01' || adaptation_field_control=='11') {
for (i=0;i<N;i++){
data_byte 8 bslbf
}
}
}
而8192,则是2^13=8192(PID)的最大数目，而为何会有PES 和Section 的区分，请参
考ISO/IEC-13818-1,我实在不太喜欢重复已有的东西.
可见【3】【4】,就是挂载了两个Section 类型的过滤器,其实在TS 的两种负载中，section
是PES 的元数据，只有先解析了section,才能进 步解析PES 数据，所以先挂上section 的
过滤器。
挂载上了两种 section 过滤器，以下：
==================================================================
PID Section Name Callback
==================================================================
SDT_PID(0x0011) ServiceDescriptionTable sdt_cb
PAT_PID(0x0000) ProgramAssociationTable pat_cb
既然自是挂上Callback，天然是在后面的地方使用，所以，咱们仍是继续
【5】处的代码看看是最重要的地方了，简单看来：
handle_packets()
|
+->read_packet()
|
+->handle_packet()
|
+->write_section_data()
read_packet()很简单，就是去找sync_byte(0x47),而看来handle_packet()才会是咱们真正
因该关注的地方了:)
这个函数很重要，咱们贴出代码，以备分析：
/* handle one TS packet */
static void handle_packet(MpegTSContext *ts, const uint8_t *packet)
{
AVFormatContext *s = ts->stream;
MpegTSFilter *tss;
int len, pid, cc, cc_ok, afc, is_start;
const uint8_t *p, *p_end;
##########################################################
获取该包的PID
##########################################################
pid = AV_RB16(packet + 1) & 0x1fff;
if(pid && discard_pid(ts, pid))
return;
##########################################################
是不是PES 或者Section 的开头(payload_unit_start_indicator)
##########################################################
is_start = packet[1] & 0x40;
tss = ts->pids[pid];
##########################################################
ts->auto_guess 此时为0，所以不考虑下面的代码
##########################################################
if (ts->auto_guess && tss == NULL && is_start) {
add_pes_stream(ts, pid, -1, 0);
tss = ts->pids[pid];
}
if (!tss)
return;
##########################################################
代码说的很清楚，虽然检查，但不利用检查的结果
##########################################################
/* continuity check (currently not used) */
cc = (packet[3] & 0xf);
cc_ok = (tss->last_cc < 0) || ((((tss->last_cc + 1) & 0x0f) == cc));
tss->last_cc = cc;
##########################################################
跳 adaptation_field_control
##########################################################
/* skip adaptation field */
afc = (packet[3] >> 4) & 3;
p = packet + 4;
if (afc == 0) /* reserved value */
return;
if (afc == 2) /* adaptation field only */
return;
if (afc == 3) {
/* skip adapation field */
p += p[0] + 1;
}
##########################################################
p已近 达TS 包中的有效负载的地方
##########################################################
/* if past the end of packet, ignore */
p_end = packet + TS_PACKET_SIZE;
if (p >= p_end)
return;
ts->pos47= url_ftell(ts->stream->pb) % ts->raw_packet_size;
if (tss->type == MPEGTS_SECTION) {
if (is_start) {
###############################################################
针对Section，符合部分第 个字节为pointer field，该字段若是为0,
则表示后面紧跟着的是Section的开头，不然是某Section的End部分和
另 Section 的开头，所以，这里的流程实际上由两个值is_start
(payload_unit_start_indicator)和len(pointer field)起来决定
###############################################################
/* pointer field present */
len = *p++;
if (p + len > p_end)
return;
if (len && cc_ok) {
########################################################
1).is_start == 1
len > 0
负载部分由A Section 的End 部分和B Section 的Start 组成，把A 的
End 部分写入
########################################################
/* write remaining section bytes */
write_section_data(s, tss, p, len, 0);
/* check whether filter has been closed */
if (!ts->pids[pid])
return;
}
p += len;
if (p < p_end) {
########################################################
2).is_start == 1
len > 0
负载部分由A Section 的End 部分和B Section 的Start 组成，把B 的
Start 部分写入
或者：
3).
is_start == 1
len == 0
负载部分仅是 个Section 的Start 部分，将其写入
########################################################
write_section_data(s, tss, p, p_end - p, 1);
}
} else if (cc_ok) {
########################################################
4).is_start == 0
负载部分仅是 个Section 的中间部分部分，将其写入
########################################################
write_section_data(s, tss, p, p_end - p, 0);
} else {
##########################################################
若是是PES 类型，直接调用其Callback，但显然，只有Section 部分
解析完成后才可能解析PES
##########################################################
tss->u.pes_filter.pes_cb(tss, p, p_end - p, is_start);
}
}
write_section_data()函数则反复收集buffer中的数据，指导完成相关Section的重组过
程，而后调用以前注册的两个section_cb:
后面咱们将分析以前挂在的两个section_cb
2、mpegts.c文件分析
1 综述
ffmpeg 框架对应MPEG-2 TS 流的解析的代码在mpegts.c 文件中，该文件有两个解复
用的实例：mpegts_demuxer 和mpegtsraw_demuxer，mpegts_demuxer 对应的真实的TS 流格
式，也就是机顶盒直接处理的 TS 流，本文主要分析和该种格式相关 的代码；
mpegtsraw_demuxer 这个格式我没有碰见过，本文中不作分析。本文针对的ffmpeg 的版本是
0.5 版本。
2 mpegts_demuxer 结构分析
AVInputFormat mpegts_demuxer = {au
"mpegts", //demux 的名称
NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),// 若是定义了
ONFIG_SMALL 宏，该域返回NULL，也就是取消long_name 域的定义。
sizeof(MpegTSContext),//每一个demuxer 的结构的私有域的大小
mpegts_probe,//检测是不是TS 流格式
mpegts_read_header,//下文介绍
mpegts_read_packet,//下文介绍
mpegts_read_close,//关闭demuxer
read_seek,//下文介绍
mpegts_get_pcr,//下文介绍
.flags = AVFMT_SHOW_IDS|AVFMT_TS_DISCONT,//下文介绍
};
该结构经过av_register_all 函数注册 ffmpeg 的主框架中，经过mpegts_probe 函数来
检测是不是TS 流格式，而后经过mpegts_read_header 函数找路音频流和路视频流（注
意：在该函数中没有找全全部的音频流和视频流），最后调用mpegts_read_packet函数将找
的音频流和视频流数据提取出来，经过主框架推入解码器。
3 mpegts_probe 函数分析
mpegts_probe被av_probe_input_format2调用，根据返回的score来判断那种格式的可
能性最大。mpegts_probe调用了analyze函数，咱们先分析一下analyze函数。
static int analyze(const uint8_t *buf, int size, int packet_size, int *index)
{
int stat[TS_MAX_PACKET_SIZE];//积分统计结果
int i;
int x=0;
int best_score=0;
memset(stat, 0, packet_size*sizeof(int));
for(x=i=0; i<size-3; i++){
if(buf[i] == 0x47 && !(buf[i+1] & 0x80) && (buf[i+3] & 0x30)){
stat[x]++;
if(stat[x] > best_score){
best_score= stat[x];
if(index)
*index= x;
}
}
x++;
if(x == packet_size)
x= 0;
}
return best_score;
}
analyze 函数的思路：
buf[i] == 0x47 && !(buf[i+1] & 0x80) && (buf[i+3] & 0x30)是TS 流同步开始的模式，
0x47 是TS 流同步的标志，(buf[i+1] & 0x80 是传输错误标志，buf[i+3] & 0x30 为0 时表示为
ISO/IEC 将来使用保留，目前不存在这样的值。记该模式为TS 流同步模式”
stat 数组变量存储的是TS 流同步模式”在某个位置出现的次数。
analyze 函数扫描检测数据，若是发现该模式，则stat[i%packet_size]++(函数中的x 变
量就是用来取模运算的，由于当x==packet_size时，x就被归零)，扫描完后，天然是同步
位置的累加值最大。
mpegts_probe函数经过调用analyze函数来得 相应的分数，ffmpeg框架会根据该分
数判断是不是对应的格式，返回对应的AVInputFormat 实例。
4 mpegts_read_header函数分析
下文中省略号表明的是和mpegtsraw_demuxer相关的代码，暂不涉及。
<pre class="cpp" name="code">static int mpegts_read_header(AVFormatContext *s,
AVFormatParameters *ap)
{
MpegTSContext *ts = s->priv_data;
ByteIOContext *pb = s->pb;
uint8_t buf[5*1024];
int len;
int64_t pos;
......
//保存流的当前位置，便于检测操做完成后恢复 原来的位置,
//这样在播放的时候就不会浪费 段流。
pos = url_ftell(pb);
//读取 段流来检测TS 包的大小
len = get_buffer(pb, buf, sizeof(buf));
if (len != sizeof(buf))
goto fail;
//得 TS 流包的大小，一般是188bytes,我目前见过的都是188 个字节的。
//TS 包的大小有三种：
//1) 一般状况下的188 字节
//2) 日本弄了个192Bytes 的DVH-S 格式
//3)在188Bytes 的基础上，加上16Bytes 的FEC(前向纠错),也就是204bytes
ts->raw_packet_size = get_packet_size(buf, sizeof(buf));
if (ts->raw_packet_size <= 0)
goto fail;
ts->stream = s;
//auto_guess = 1, 则在handle_packet 的函数中只要发现 个PES 的pid 就
//创建该PES 的stream
//auto_guess = 0, 则忽略。
//auto_guess 主要做用是用来在TS 流中没有业务信息时，若是被设置成了1 的话，
//那么就会将任何 个PID 的流当作媒体流创建对应的PES 数据结构。
//在mpegts_read_header 函数的过程当中发现了PES 的pid，但
//是不创建对应的流,只是分析PSI 信息。
//相关的代码见handle_packet 函数的下面的代码：
//tss = ts->pids[pid];
//if (ts->auto_guess && tss == NULL && is_start) {
// add_pes_stream(ts, pid, -1, 0);
// tss = ts->pids[pid];
//}
ts->auto_guess = 0;
if (s->iformat == &mpegts_demuxer) {
/* normal demux */
/* first do a scaning to get all the services */
url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
//挂载解析SDT 表的回调函数 ts->pids 变量上， //这样在handle_packet 函数中根据对应的pid 找 对应处理回调函数。
mpegts_open_section_filter(ts, SDT_PID, sdt_cb, ts, 1);
//同上，只是挂上PAT 表解析的回调函数
mpegts_open_section_filter(ts, PAT_PID, pat_cb, ts, 1);
//探测 段流，便于检测出SDT，PAT，PMT 表
handle_packets(ts, s->probesize);
/* if could not find service, enable auto_guess */
//打开add pes stream 的标志，这样在handle_packet 函数中发现了pes 的
//pid，就会自动创建该pes 的stream。
ts->auto_guess = 1;
dprintf(ts->stream, "tuning done\n");
s->ctx_flags |= AVFMTCTX_NOHEADER;
} else {
......
}
//恢复检测前的位置。
url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
return 0;
fail:
return -1;
}
</pre>
<pre></pre>
<p> </p>
<p> 下面介绍被 mpegts_read_header直接或者间接调用的几个函数： mpegts_open_section_filter， handle_packets，handle_packet 5 mpegts_open_section_filter 函数分析 这个函数能够解释mpegts.c 代码结构的精妙之处，PSI 业务信 息表的处理 都是经过该函数挂载 MpegTSContext 结构的pids 字段上的。这样若是你 想增长别的业务信息的表处理函数只要经过这个函数来挂载便可，体现了
软件设计的著名的开闭”原则。下面分析一下他的代码。 </p>
<pre class="cpp" name="code">static MpegTSFilter *mpegts_open_section_filter(MpegTSContext *ts, unsigned int pid,
SectionCallback *section_cb, void *opaque,
int check_crc)
{
MpegTSFilter *filter;
MpegTSSectionFilter *sec;
dprintf(ts->stream, "Filter: pid=0x%x\n", pid);
if (pid >= NB_PID_MAX || ts->pids[pid])
return NULL;
//给filter 分配空间，挂载 MpegTSContext 的pids 上
//就是该实例
filter = av_mallocz(sizeof(MpegTSFilter));
if (!filter)
return NULL;
//挂载filter 实例
ts->pids[pid] = filter;
//设置filter 相关的参数，由于业务信息表的分析的单 是段，
//因此该filter 的类型是MPEGTS_SECTION
filter->type = MPEGTS_SECTION;
//设置pid
filter->pid = pid;
filter->last_cc = -1;
//设置filter 回调处理函数
sec = &filter->u.section_filter;
sec->section_cb = section_cb;
sec->opaque = opaque;
//分配段数据处理的缓冲区，调用handle_packet 函数后会调用
//write_section_data 将ts 包中的业务信息表的数据存储在这儿，
//直 个段收集完成才交付上面注册的回调函数处理。
sec->section_buf = av_malloc(MAX_SECTION_SIZE);
sec->check_crc = check_crc;
if (!sec->section_buf) {
av_free(filter);
return NULL;
}
return filter;
}
</pre>
<p><br>
6 handle_packets 函数分析 <br>
handle_packets 函数在两个地方被调用， 个是mpegts_read_header 函数中， <br>
另外 个是mpegts_read_packet 函数中，被mpegts_read_header 函数调用是用 <br>
来搜索PSI 业务信息，nb_packets 参数为探测的ts 包的个数；在mpegts_read_packet <br>
函数中被调用用来搜索补充PSI 业务信息和demux PES 流，nb_packets 为0，0 不 <br>
是表示处理的包的个数为0。 </p>
<pre class="cpp" name="code">static int handle_packets(MpegTSContext *ts, int nb_packets)
{
AVFormatContext *s = ts->stream;
ByteIOContext *pb = s->pb;
uint8_t packet[TS_PACKET_SIZE];
int packet_num, ret;
//该变量指示 次handle_packets 处理的结束。
//在mpegts_read_packet 被调用的时候，若是发现完 个PES 的包，则
// ts->stop_parse = 1 ，则当前分析结束。
ts->stop_parse = 0;
packet_num = 0;
for(;;) {
if (ts->stop_parse>0)
break;
packet_num++;
if (nb_packets != 0 && packet_num >= nb_packets)
break;
//读取 个ts 包，一般是188bytes
ret = read_packet(pb, packet, ts->raw_packet_size);
if (ret != 0)
return ret;
handle_packet(ts, packet);
}
return 0;
}
</pre>
<p><br>
</p>
<p>7 handle_packet 函数分析 <br>
能够说handle_packet 是mpegts.c 代码的核心，全部的其余代码都是为 <br>
这个函数准备的。 <br>
在调用该函数以前先调用read_packet 函数得到个ts包（一般是188bytes）， <br>
而后传给该函数，packet参数就是TS包。</p>
<pre class="cpp" name="code">static int handle_packet(MpegTSContext *ts, const uint8_t *packet)
{
AVFormatContext *s = ts->stream;
MpegTSFilter *tss;
int len, pid, cc, cc_ok, afc, is_start;
const uint8_t *p, *p_end;
int64_t pos;
//从TS 包得到包的PID。
pid = AV_RB16(packet + 1) & 0x1fff;
if(pid && discard_pid(ts, pid))
return 0;
is_start = packet[1] & 0x40;
tss = ts->pids[pid];
//ts->auto_guess 在mpegts_read_header 函数中被设置为0，
//也就是说在ts 检测过程当中是不创建pes stream 的。
if (ts->auto_guess && tss == NULL && is_start) {
add_pes_stream(ts, pid, -1, 0);
tss = ts->pids[pid];
}
//mpegts_read_header 函数调用handle_packet 函数只是处理TS 流的
//业务信息，由于并无为对应的PES 创建tss，因此tss 为空，直接返回。
if (!tss)
return 0;
/* continuity check (currently not used) */
cc = (packet[3] & 0xf);
cc_ok = (tss->last_cc < 0) || ((((tss->last_cc + 1) & 0x0f) == cc));
tss->last_cc = cc;
/* skip adaptation field */
afc = (packet[3] >> 4) & 3;
p = packet + 4;
if (afc == 0) /* reserved value */
return 0;
if (afc == 2) /* adaptation field only */
return 0;
if (afc == 3) {
/* skip adapation field */
p += p[0] + 1;
}
/* if past the end of packet, ignore */
p_end = packet + TS_PACKET_SIZE;
if (p >= p_end)
return 0;
pos = url_ftell(ts->stream->pb);
ts->pos47= pos % ts->raw_packet_size;
if (tss->type == MPEGTS_SECTION) {
//表示当前的TS 包包含 个新的业务信息段
if (is_start) {
//获取pointer field 字段,
//新的段从pointer field 字段指示的位置开始
len = *p++;
if (p + len > p_end)
return 0;
if (len && cc_ok) {
//这个时候TS 的负载有两个部分构成：
//1)从TS 负载开始 pointer field 字段指示的位置;
//2)从pointer field 字段指示的位置 TS 包结束
//1)位置表明的是上 个段的末尾部分。
//2)位置表明的新的段开始的部分。
//下面的代码是保存上 个段末尾部分数据，也就是
//1)位置的数据。
write_section_data(s, tss, p, len, 0);
/* check whether filter has been closed */
if (!ts->pids[pid])
return 0;
}
p += len;
//保留新的段数据，也就是2)位置的数据。
if (p < p_end) {
write_section_data(s, tss, p, p_end - p, 1);
}
} else {
//保存段中间的数据。
if (cc_ok) {
write_section_data(s, tss, p, p_end - p, 0);
}
}
} else {
int ret;
//正常的PES 数据的处理
// Note: The position here points actually behind the current packet.
if ((ret = tss->u.pes_filter.pes_cb(tss, p, p_end - p, is_start,
pos - ts->raw_packet_size)) < 0)
return ret;
}
return 0;
}
</pre>
<p><br>
8 write_section_data 函数分析 <br>
PSI 业务信息表在TS流中是以段为单传输的。 </p>
<pre class="cpp" name="code">static void write_section_data(AVFormatContext *s, MpegTSFilter *tss1,
const uint8_t *buf, int buf_size, int is_start)
{
MpegTSSectionFilter *tss = &tss1->u.section_filter;
int len;
//buf 中是 个段的开始部分。
if (is_start) {
//将内容复制 tss->section_buf 中保存
memcpy(tss->section_buf, buf, buf_size);
//tss->section_index 段索引。
tss->section_index = buf_size;
//段的长度，如今还不知道，设置为-1
tss->section_h_size = -1;
//是否 达段的结尾。
tss->end_of_section_reached = 0;
} else {
//buf 中是段中间的数据。
if (tss->end_of_section_reached)
return;
len = 4096 - tss->section_index;
if (buf_size < len)
len = buf_size;
memcpy(tss->section_buf + tss->section_index, buf, len);
tss->section_index += len;
}
//若是条件知足，计算段的长度
if (tss->section_h_size == -1 && tss->section_index >= 3) {
len = (AV_RB16(tss->section_buf + 1) & 0xfff) + 3;
if (len > 4096)
return;
tss->section_h_size = len;
}
//判断段数据是否收集完毕，若是收集完毕，调用相应的回调函数处理该段。
if (tss->section_h_size != -1 && tss->section_index >= tss->section_h_size) {
tss->end_of_section_reached = 1;
if (!tss->check_crc ||
av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1,
tss->section_buf, tss->section_h_size) == 0)
tss->section_cb(tss1, tss->section_buf, tss->section_h_size);
}
}
</pre>
<p><br>
</p>
<pre></pre>
<pre></pre>
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