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_offsets[MPC7_QUANT_VLC_TABLES*2 + 1] =
  42 {
  43        0, 512, 1024, 1536, 2052, 2564, 3076, 3588, 4100, 4612, 5124,
  44        5636, 6164, 6676, 7224
  45 };
  46
  47
  48 static av_cold int mpc7_decode_init(AVCodecContext * avctx)
  49 {
  50     int i, j, ret;
  51     MPCContext *c = avctx->priv_data;
  52     GetBitContext gb;
  53     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, buf, [16]);
  54     static int vlc_initialized = 0;
  55
  56     static VLC_TYPE scfi_table[1 << MPC7_SCFI_BITS][2];
  57     static VLC_TYPE dscf_table[1 << MPC7_DSCF_BITS][2];
  58     static VLC_TYPE hdr_table[1 << MPC7_HDR_BITS][2];
  59     static VLC_TYPE quant_tables[7224][2];
  60
  61     /* Musepack SV7 is always stereo */
  62     if (avctx->channels != 2) {
  63         avpriv_request_sample(avctx, "%d channels", avctx->channels);
  64         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  65     }
  66
  67     if(avctx->extradata_size < 16){
  68         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too small extradata size (%i)!\n", avctx->extradata_size);
  69         return AVERROR_INVALIDDATA;
  70     }
  71     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
  72     av_lfg_init(&c->rnd, 0xDEADBEEF);
  73     ff_bswapdsp_init(&c->bdsp);
  74     ff_mpadsp_init(&c->mpadsp);
  75     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) buf, (const uint32_t *) avctx->extradata, 4);
  76     ff_mpc_init();
  77     init_get_bits(&gb, buf, 128);
  78
  79     c->IS = get_bits1(&gb);
  80     c->MSS = get_bits1(&gb);
  81     c->maxbands = get_bits(&gb, 6);
  82     if(c->maxbands >= BANDS){
  83         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bands: %i\n", c->maxbands);
  84         return AVERROR_INVALIDDATA;
  85     }
  86     skip_bits_long(&gb, 88);
  87     c->gapless = get_bits1(&gb);
  88     c->lastframelen = get_bits(&gb, 11);
  89     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "IS: %d, MSS: %d, TG: %d, LFL: %d, bands: %d\n",
  90             c->IS, c->MSS, c->gapless, c->lastframelen, c->maxbands);
  91     c->frames_to_skip = 0;
  92
  93     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
  94     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  95
  96     if(vlc_initialized) return 0;
  97     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Initing VLC\n");
  98     scfi_vlc.table = scfi_table;
  99     scfi_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_SCFI_BITS;
 100     if ((ret = init_vlc(&scfi_vlc, MPC7_SCFI_BITS, MPC7_SCFI_SIZE,
 101                 &mpc7_scfi[1], 2, 1,
 102                 &mpc7_scfi[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC))) {
 103         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init SCFI VLC\n");
 104         return ret;
 105     }
 106     dscf_vlc.table = dscf_table;
 107     dscf_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_DSCF_BITS;
 108     if ((ret = init_vlc(&dscf_vlc, MPC7_DSCF_BITS, MPC7_DSCF_SIZE,
 109                 &mpc7_dscf[1], 2, 1,
 110                 &mpc7_dscf[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC))) {
 111         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init DSCF VLC\n");
 112         return ret;
 113     }
 114     hdr_vlc.table = hdr_table;
 115     hdr_vlc.table_allocated = 1 << MPC7_HDR_BITS;
 116     if ((ret = init_vlc(&hdr_vlc, MPC7_HDR_BITS, MPC7_HDR_SIZE,
 117                 &mpc7_hdr[1], 2, 1,
 118                 &mpc7_hdr[0], 2, 1, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC))) {
 119         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init HDR VLC\n");
 120         return ret;
 121     }
 122     for(i = 0; i < MPC7_QUANT_VLC_TABLES; i++){
 123         for(j = 0; j < 2; j++){
 124             quant_vlc[i][j].table = &quant_tables[quant_offsets[i*2 + j]];
 125             quant_vlc[i][j].table_allocated = quant_offsets[i*2 + j + 1] - quant_offsets[i*2 + j];
 126             if ((ret = init_vlc(&quant_vlc[i][j], 9, mpc7_quant_vlc_sizes[i],
 127                         &mpc7_quant_vlc[i][j][1], 4, 2,
 128                         &mpc7_quant_vlc[i][j][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC))) {
 129                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot init QUANT VLC %i,%i\n",i,j);
 130                 return ret;
 131             }
 132         }
 133     }
 134     vlc_initialized = 1;
 135
 136     return 0;
 137 }
 138
 139 /**
 140  * Fill samples for given subband
 141  */
 142 static inline void idx_to_quant(MPCContext *c, GetBitContext *gb, int idx, int *dst)
 143 {
 144     int i, i1, t;
 145     switch(idx){
 146     case -1:
 147         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++){
 148             *dst++ = (av_lfg_get(&c->rnd) & 0x3FC) - 510;
 149         }
 150         break;
 151     case 1:
 152         i1 = get_bits1(gb);
 153         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/3; i++){
 154             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[0][i1].table, 9, 2);
 155             *dst++ = mpc7_idx30[t];
 156             *dst++ = mpc7_idx31[t];
 157             *dst++ = mpc7_idx32[t];
 158         }
 159         break;
 160     case 2:
 161         i1 = get_bits1(gb);
 162         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND/2; i++){
 163             t = get_vlc2(gb, quant_vlc[1][i1].table, 9, 2);
 164             *dst++ = mpc7_idx50[t];
 165             *dst++ = mpc7_idx51[t];
 166         }
 167         break;
 168     case  3: case  4: case  5: case  6: case  7:
 169         i1 = get_bits1(gb);
 170         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 171             *dst++ = get_vlc2(gb, quant_vlc[idx-1][i1].table, 9, 2) - mpc7_quant_vlc_off[idx-1];
 172         break;
 173     case  8: case  9: case 10: case 11: case 12:
 174     case 13: case 14: case 15: case 16: case 17:
 175         t = (1 << (idx - 2)) - 1;
 176         for(i = 0; i < SAMPLES_PER_BAND; i++)
 177             *dst++ = get_bits(gb, idx - 1) - t;
 178         break;
 179     default: // case 0 and -2..-17
 180         return;
 181     }
 182 }
 183
 184 static int get_scale_idx(GetBitContext *gb, int ref)
 185 {
 186     int t = get_vlc2(gb, dscf_vlc.table, MPC7_DSCF_BITS, 1) - 7;
 187     if (t == 8)
 188         return get_bits(gb, 6);
 189     return ref + t;
 190 }
 191
 192 static int mpc7_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
 193                              int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 194 {
 195     AVFrame *frame     = data;
 196     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 197     int buf_size;
 198     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 199     GetBitContext gb;
 200     int i, ch;
 201     int mb = -1;
 202     Band *bands = c->bands;
 203     int off, ret, last_frame, skip;
 204     int bits_used, bits_avail;
 205
 206     memset(bands, 0, sizeof(*bands) * (c->maxbands + 1));
 207
 208     buf_size = avpkt->size & ~3;
 209     if (buf_size <= 0) {
 210         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size is too small (%i bytes)\n",
 211                avpkt->size);
 212         return AVERROR_INVALIDDATA;
 213     }
 214     if (buf_size != avpkt->size) {
 215         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "packet size is not a multiple of 4. "
 216                "extra bytes at the end will be skipped.\n");
 217     }
 218
 219     skip       = buf[0];
 220     last_frame = buf[1];
 221     buf       += 4;
 222     buf_size  -= 4;
 223
 224     /* get output buffer */
 225     frame->nb_samples = MPC_FRAME_SIZE;
 226     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 227         return ret;
 228
 229     av_fast_padded_malloc(&c->bits, &c->buf_size, buf_size);
 230     if (!c->bits)
 231         return AVERROR(ENOMEM);
 232     c->bdsp.bswap_buf((uint32_t *) c->bits, (const uint32_t *) buf,
 233                       buf_size >> 2);
 234     if ((ret = init_get_bits8(&gb, c->bits, buf_size)) < 0)
 235         return ret;
 236     skip_bits_long(&gb, skip);
 237
 238     /* read subband indexes */
 239     for(i = 0; i <= c->maxbands; i++){
 240         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 241             int t = 4;
 242             if(i) t = get_vlc2(&gb, hdr_vlc.table, MPC7_HDR_BITS, 1) - 5;
 243             if(t == 4) bands[i].res[ch] = get_bits(&gb, 4);
 244             else bands[i].res[ch] = bands[i-1].res[ch] + t;
 245             if (bands[i].res[ch] < -1 || bands[i].res[ch] > 17) {
 246                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "subband index invalid\n");
 247                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 248             }
 249         }
 250
 251         if(bands[i].res[0] || bands[i].res[1]){
 252             mb = i;
 253             if(c->MSS) bands[i].msf = get_bits1(&gb);
 254         }
 255     }
 256     /* get scale indexes coding method */
 257     for(i = 0; i <= mb; i++)
 258         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 259             if(bands[i].res[ch]) bands[i].scfi[ch] = get_vlc2(&gb, scfi_vlc.table, MPC7_SCFI_BITS, 1);
 260     /* get scale indexes */
 261     for(i = 0; i <= mb; i++){
 262         for(ch = 0; ch < 2; ch++){
 263             if(bands[i].res[ch]){
 264                 bands[i].scf_idx[ch][2] = c->oldDSCF[ch][i];
 265                 bands[i].scf_idx[ch][0] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][2]);
 266                 switch(bands[i].scfi[ch]){
 267                 case 0:
 268                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 269                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 270                     break;
 271                 case 1:
 272                     bands[i].scf_idx[ch][1] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][0]);
 273                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1];
 274                     break;
 275                 case 2:
 276                     bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 277                     bands[i].scf_idx[ch][2] = get_scale_idx(&gb, bands[i].scf_idx[ch][1]);
 278                     break;
 279                 case 3:
 280                     bands[i].scf_idx[ch][2] = bands[i].scf_idx[ch][1] = bands[i].scf_idx[ch][0];
 281                     break;
 282                 }
 283                 c->oldDSCF[ch][i] = bands[i].scf_idx[ch][2];
 284             }
 285         }
 286     }
 287     /* get quantizers */
 288     memset(c->Q, 0, sizeof(c->Q));
 289     off = 0;
 290     for(i = 0; i < BANDS; i++, off += SAMPLES_PER_BAND)
 291         for(ch = 0; ch < 2; ch++)
 292             idx_to_quant(c, &gb, bands[i].res[ch], c->Q[ch] + off);
 293
 294     ff_mpc_dequantize_and_synth(c, mb, (int16_t **)frame->extended_data, 2);
 295     if(last_frame)
 296         frame->nb_samples = c->lastframelen;
 297
 298     bits_used = get_bits_count(&gb);
 299     bits_avail = buf_size * 8;
 300     if (!last_frame && ((bits_avail < bits_used) || (bits_used + 32 <= bits_avail))) {
 301         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame: used %i of %i bits\n", bits_used, bits_avail);
 302         return AVERROR_INVALIDDATA;
 303     }
 304     if(c->frames_to_skip){
 305         c->frames_to_skip--;
 306         *got_frame_ptr = 0;
 307         return avpkt->size;
 308     }
 309
 310     *got_frame_ptr = 1;
 311
 312     return avpkt->size;
 313 }
 314
 315 static void mpc7_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 316 {
 317     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 318
 319     memset(c->oldDSCF, 0, sizeof(c->oldDSCF));
 320     c->frames_to_skip = 32;
 321 }
 322
 323 static av_cold int mpc7_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 324 {
 325     MPCContext *c = avctx->priv_data;
 326     av_freep(&c->bits);
 327     c->buf_size = 0;
 328     return 0;
 329 }
 330
 331 AVCodec ff_mpc7_decoder = {
 332     .name           = "mpc7",
 333     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Musepack SV7"),
 334     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 335     .id             = AV_CODEC_ID_MUSEPACK7,
 336     .priv_data_size = sizeof(MPCContext),
 337     .init           = mpc7_decode_init,
 338     .close          = mpc7_decode_close,
 339     .decode         = mpc7_decode_frame,
 340     .flush          = mpc7_decode_flush,
 341     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 342     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 343                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 344 };