mp3文件的二进制读取ID3标签

Posted 2023-03-07

【中文标题】mp3文件的二进制读取ID3标签

【英文标题】：Binary reading ID3 tag of mp3 file

【发布时间】：2015-12-26 19:18:52

【问题描述】：

我正在尝试用 c++ 读取一个 mp3 文件并显示该文件包含的 id3 信息。我遇到的问题是当我读取帧头时，它所包含的内容的大小是错误的。它没有给我一个 10 个字节的整数，而是给了我 167772160 个字节。 http://id3.org/id3v2.3.0#ID3v2_frame_overview

struct Header 
   char tag[3];
   char ver;
   char rev;
   char flags;
   uint8_t hSize[4];
;

struct ContentFrame 

   char id[4];
   uint32_t contentSize;
   char flags[2];
;

int ID3_sync_safe_to_int(uint8_t* sync_safe)

   uint32_t byte0 = sync_safe[0];
   uint32_t byte1 = sync_safe[1];
   uint32_t byte2 = sync_safe[2];
   uint32_t byte3 = sync_safe[3];

   return byte0 << 21 | byte1 << 14 | byte2 << 7 | byte3;


const int FRAMESIZE = 10;

上面的代码用于将二进制数据转换为 ASCCI 数据。 主要内部

Header header;
ContentFrame contentFrame;

ifstream file(argv[1], fstream::binary);
//Read header 
file.read((char*)&header, FRAMESIZE);

//This will print out 699 which is the correct filesize
cout << "Size: " << ID3_sync_safe_to_int(header.hSize) << endl << endl;

//Read frame header
file.read((char*)&contentFrame, FRAMESIZE);
//This should print out the frame size. 
cout << "Frame size: " << int(contentFrame.contentSize) << endl;

我在 Perl 中为此任务编写了一个程序，它运行良好，使用了 unpack，例如：

my($tag, $ver, $rev, $flags, $size) = unpack("Z3 C C C N"), "header");
my($frameID, $FrameContentSize, $frameFlags) = unpack("Z4 N C2", "content");

sync_safe_to_int 也用于获得正确的标题大小，但对于内容大小，它只是在没有任何转换的情况下打印 N 一个“网络”（大端）顺序的无符号长整数（32 位）。 C 一个无符号字符（八位字节）值。 Z 一个以 null 结尾的 (ASCIZ) 字符串，将填充为 null。

我的程序的输出： 标题内容 标签：ID3 版本：3 版本：0 标志：0 尺寸：699

输出错误！ 框架内容 编号：TPE1 尺寸：167772160 标志：

Perl 的正确输出！ 框架内容 编号：TPE1 尺寸：10 标志：0

【问题讨论】：

我无法回答您的问题。你说“它给了我大约 140000 字节”，然后你说你看到了size: 1677772160。这是一个错误还是我误解了你？

这是我的错误，现在应该更正了。正确的输出是 10，错误的输出是 167772160。对于 1400000 的混淆，您可以忘记，我很抱歉。

【参考方案1】：

contentFrame.contentSize 定义为uint32_t，但打印为(signed)int。

另外，document 声明多字节数是Big Endian：

ID3v2 中的位顺序是最高有效位在前 (MSB)。 该 多字节数字中的字节顺序是最重要的字节优先（例如 $12345678 将编码为 $12 34 56 78)。

但是，contentFrame.contentSize 没有进行任何转换。这些字节也应该反转，如ID3_sync_safe_to_int()，但这次以 8 的倍数而不是 7 移动（或使用 ntohl() - 网络到主机的顺序）。

您说您得到 1677772160 而不是 18，但即使对上述位/字节进行操作，它们似乎也没有任何意义。你确定这些数字是正确的吗？除了您的帖子之外，您还有其他价值观：

它没有给我一个低于 100 字节的低整数，而是给了我周围 140000 字节。

您在调用file.read((char*)&contentFrame, FRAMESIZE); 后查看内存中的字节了吗？但是，如果您的 ID 显示 TPE1，则该位置应该没问题。我只是想知道您提供的数字是否正确，因为它们没有意义。

更新nthol() 转换：

//Read frame header
file.read((char*)&contentFrame, FRAMESIZE);
uint32_t frame_size = ntohl(contentFrame);
cout << "Frame size: " << frame_size << endl;

ntohl() 将在 LE 系统上工作和在 BE 系统上（在 BE 系统上它根本不会做任何事情）。

【讨论】：

我得到 167772160 而不是 10。这是我的错。我现在提供的数字应该是正确的。我会尝试你的建议！

是的，这正是大端与小端。您需要做的就是反转字节。

也可以查看ntohl()。

现在我明白了，使用网络长的原因是因为它不依赖于硬件。 htonl() host to network long ntohl() network to host long 感谢您的帮助！

【参考方案2】：

您获得的值不是您最初发布的 1677772160，而是 167772160，即 0x0A000000，这立即表明您的字节与您期望的 0x0000000A（十进制 10）相反

您已经安排 Perl 使用 N 格式以 big-endian 格式读取此内容，但您的 C 代码使用简单的 uint32_t，它依赖于硬件并且可能是 little-endian

您需要为此字段编写一个字节反转子例程，其行为与您的标题字段的ID3_sync_safe_to_int 相同，但使用该值的所有 32 位。像这样的

uint32_t reverse_endian(uint32_t val)

   typedef union 
      uint32_t val;
      uint8_t byte[4];
    split;

   split *original = (split *) &val;
   split new;

   new.byte[0] = original->byte[3];
   new.byte[1] = original->byte[2];
   new.byte[2] = original->byte[1];
   new.byte[3] = original->byte[0];

   return new.val;

【讨论】：

感谢您对潜在问题的清晰描述。正如 Danny_ds 指出的那样，有一个函数可以做到这一点。 ntohl() 从网络转换为主机 long

【参考方案3】：

好的，我不确定您是否正确解释了 ID3_sync_safe_to_int 方法中的帧大小。

编辑：我不知道是什么导致了这个问题，但你可以用 fread 单独读取你的帧大小，或者这样做：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <stdio.h>

using namespace std;


struct Header 
   char tag[3];
   char ver;
   char rev;
   char flags;
   uint8_t hSize[4];
;

struct ContentFrame 

   char id[4];
   char contentSize[4];
   char flags[2];
;

int ID3_sync_safe_to_int(uint8_t* sync_safe)

   uint32_t byte0 = sync_safe[0];
   uint32_t byte1 = sync_safe[1];
   uint32_t byte2 = sync_safe[2];
   uint32_t byte3 = sync_safe[3];

   return byte0 << 21 | byte1 << 14 | byte2 << 7 | byte3;


const int FRAMESIZE = 10;
int main ( int argc, char  **argv )

Header header;
ContentFrame contentFrame;

ifstream file(argv[1], fstream::binary);
//Read header 
file.read((char*)&header, FRAMESIZE);

//This will print out 699 which is the correct filesize
cout << "Size: " << ID3_sync_safe_to_int(header.hSize) << endl << endl;

//Read frame header
file.read((char*)&contentFrame, FRAMESIZE);
//This should print out the frame size. 
int frame_size = (contentFrame.contentSize[3] & 0xFF) |
                    ((contentFrame.contentSize[2] & 0xFF) << 7 ) |
                    ((contentFrame.contentSize[1] & 0xFF) << 14 ) |
                    ((contentFrame.contentSize[0] & 0xFF) << 21 ); 
cout << "Frame size: " << frame_size << endl;

//cout << "Frame size: " << int(contentFrame.contentSize) << endl;

【讨论】：

该字段在标头中，并且最高有效位保证为零。那里的值被正确检索； ContentFrame 中的字段 contentSize 是错误的，其中每个字节中的所有八位都是有效的