git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpc7.c

   1 /*
   2  * Musepack SV7 decoder
   3  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * MPEG Audio Layer 1/2 -like codec with frames of 1152 samples
  25  * divided into 32 subbands.
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/channel_layout.h"
  29 #include "libavutil/internal.h"
  30 #include "libavutil/lfg.h"
  31 #include "avcodec.h"
  32 #include "get_bits.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "mpegaudiodsp.h"
  35
  36 #include "mpc.h"
  37 #include "mpc7data.h"
  38
  39 static VLC scfi_vlc, dscf_vlc, hdr_vlc, quant_vlc[MPC7_QUANT_VLC_TABLES][2];
  40
  41 static const uint16_t quant_sizes[MPC7_QUANT_VLC_TABLES*2] =
  42 {
  43     512, 512, 512, 516, 512, 512, 512, 512, 512, 512, 512, 528, 512, 548
  44 };
  45
  46
  47 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  48 {
  49     int i, j;
  50     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  51     GetBitContext gb;
  52     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, buf, [16]);
  53     static int vlc_initialized = 0;
  54
  55     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  56     VLC_TYPE (*quant_table)[2] = quant_tables;
  57     const uint16_t *raw_quant_table = mpc7_quant_vlcs;
  58
  59     /* Musepack SV7 is always stereo */
  60     if (avctx->channels != 2) {
  61         avpriv_request_sample(avctx, "%d channels", avctx->channels);
  62         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  63     }
  64
  65     if(avctx->extradata_size < 16){
  66         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
  67         return AVERROR_INVALIDDATA;
  68     }
  69     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
  70     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
  71     ff_bswapdsp_init(&c->bdsp);
  72     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  73     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) buf, (const uint32_t *) avctx->extradata, 4);
  74     ff_mpc_init();
  75     init_get_bits(&gb, buf, 128);
  76
  77     c->IS = get_bits1(&gb);
  78     c->MSS = get_bits1(&gb);
  79     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
  80     if(c->maxbands >= BANDS){
  81         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
  82         return AVERROR_INVALIDDATA;
  83     }
  84     skip_bits_long(&gb, 88);
  85     c->gapless = get_bits1(&gb);
  86     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
  87     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
  88             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
  89     c->frames_to_skip = 0;
  90
  91     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
  92     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  93
  94     if(vlc_initialized) return 0;
  95     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
  96     INIT_VLC_STATIC(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
  97                     &mpc7_scfi[1], 2, 1,
  98                     &mpc7_scfi[0], 2, 1, 1 << MPC7_SCFI_BITS);
  99     INIT_VLC_STATIC(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
 100                     &mpc7_dscf[1], 2, 1,
 101                     &mpc7_dscf[0], 2, 1, 1 << MPC7_DSCF_BITS);
 102     INIT_VLC_STATIC(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
 103                     &mpc7_hdr[1], 2, 1,
 104                     &mpc7_hdr[0], 2, 1, 1 << MPC7_HDR_BITS);
 105     for(i = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
 106         for(j = 0; j < 2; j++){
 107             quant_vlc[i][j].table = quant_table;
 108             quant_vlc[i][j].table_allocated = quant_sizes[i * 2 + j];
 109             quant_table += quant_sizes[i * 2 + j];
 110             init_vlc(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
 111                      raw_quant_table + 1, 4, 2,
 112                      raw_quant_table, 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
 113             raw_quant_table += 2 * mpc7_quant_vlc_sizes[i];
 114         }
 115     }
 116     vlc_initialized = 1;
 117
 118     return 0;
 119 }
 120
 121 /**
 122  * Fill samples for given subband
 123  */
 124 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
 125 {
 126     int i, i1, t;
 127     switch(idx){
 128     case -1:
 129         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
 130             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
 131         }
 132         break;
 133     case 1:
 134         i1 = get_bits1(gb);
 135         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
 136             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
 137             *dst++ = mpc7_idx30[t];
 138             *dst++ = mpc7_idx31[t];
 139             *dst++ = mpc7_idx32[t];
 140         }
 141         break;
 142     case 2:
 143         i1 = get_bits1(gb);
 144         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
 145             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
 146             *dst++ = mpc7_idx50[t];
 147             *dst++ = mpc7_idx51[t];
 148         }
 149         break;
 150     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
 151         i1 = get_bits1(gb);
 152         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 153             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2) - mpc7_quant_vlc_off[idx-1];
 154         break;
 155     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
 156     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
 157         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
 158         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 159             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
 160         break;
 161     default: // case 0 and -2..-17
 162         return;
 163     }
 164 }
 165
 166 static int get_scale_idx(GetBitContext *gb, int ref)
 167 {
 168     int t = get_vlc2(gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
 169     if (t == 8)
 170         return get_bits(gb, 6);
 171     return ref + t;
 172 }
 173
 174 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
 175                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 176 {
 177     AVFrame *frame     = data;
 178     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 179     int buf_size;
 180     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 181     GetBitContext gb;
 182     int i, ch;
 183     int mb = -1;
 184     Band *bands = c->bands;
 185     int off, ret, last_frame, skip;
 186     int bits_used, bits_avail;
 187
 188     memset(bands, 0, sizeof(*bands) * (c->maxbands + 1));
 189
 190     buf_size = avpkt->size & ~3;
 191     if (buf_size <= 0) {
 192         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size is too small (%i bytes)\n",
 193                avpkt->size);
 194         return AVERROR_INVALIDDATA;
 195     }
 196     if (buf_size != avpkt->size) {
 197         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
 198                "extra bytes at the end will be skipped.\n");
 199     }
 200
 201     skip       = buf[0];
 202     last_frame = buf[1];
 203     buf       += 4;
 204     buf_size  -= 4;
 205
 206     /* get output buffer */
 207     frame->nb_samples = MPC_FRAME_SIZE;
 208     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 209         return ret;
 210
 211     av_fast_padded_malloc(&c->bits, &c->buf_size, buf_size);
 212     if (!c->bits)
 213         return AVERROR(ENOMEM);
 214     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) c->bits, (const uint32_t *) buf,
 215                       buf_size >> 2);
 216     if ((ret = init_get_bits8(&gb, c->bits, buf_size)) < 0)
 217         return ret;
 218     skip_bits_long(&gb, skip);
 219
 220     /* read subband indexes */
 221     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
 222         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 223             int t = 4;
 224             if(i) t = get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
 225             if(t == 4) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
 226             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
 227             if (bands[i].res[ch] < -1 || bands[i].res[ch] > 17) {
 228                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "subband index invalid\n");
 229                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 230             }
 231         }
 232
 233         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 234             mb = i;
 235             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
 236         }
 237     }
 238     /* get scale indexes coding method */
 239     for(i = 0; i <= mb; i++)
 240         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 241             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 242     /* get scale indexes */
 243     for(i = 0; i <= mb; i++){
 244         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 245             if(bands[i].res[ch]){
 246                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 247                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 248                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 249                 case 0:
 250                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 251                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 252                     break;
 253                 case 1:
 254                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 255                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 256                     break;
 257                 case 2:
 258                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 259                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 260                     break;
 261                 case 3:
 262                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 263                     break;
 264                 }
 265                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 266             }
 267         }
 268     }
 269     /* get quantizers */
 270     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 271     off = 0;
 272     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 273         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 274             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 275
 276     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, (int16_t **)frame->extended_data, 2);
 277     if(last_frame)
 278         frame->nb_samples = c->lastframelen;
 279
 280     bits_used = get_bits_count(&gb);
 281     bits_avail = buf_size * 8;
 282     if (!last_frame && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))) {
 283         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 284         return AVERROR_INVALIDDATA;
 285     }
 286     if(c->frames_to_skip){
 287         c->frames_to_skip--;
 288         *got_frame_ptr = 0;
 289         return avpkt->size;
 290     }
 291
 292     *got_frame_ptr = 1;
 293
 294     return avpkt->size;
 295 }
 296
 297 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 298 {
 299     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 300
 301     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 302     c->frames_to_skip = 32;
 303 }
 304
 305 static av_cold int mpc7_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 306 {
 307     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 308     av_freep(&c->bits);
 309     c->buf_size = 0;
 310     return 0;
 311 }
 312
 313 AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 314     .name           = "mpc7",
 315     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 316     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 317     .id             = AV_CODEC_ID_MUSEPACK7,
 318     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 319     .init           = mpc7_decode_init,
 320     .close          = mpc7_decode_close,
 321     .decode         = mpc7_decode_frame,
 322     .flush          = mpc7_decode_flush,
 323     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 324     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 325                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 326 };