git.sesse.net Git - vlc/blob - modules/codec/mpeg_audio.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * mpeg_audio.c: parse MPEG audio sync info and packetize the stream
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2001-2003 VideoLAN
   5  * $Id: mpeg_audio.c,v 1.2 2003/01/15 13:14:50 massiot Exp $
   6  *
   7  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   8  *          Eric Petit <titer@videolan.org>
   9  *          Christophe Massiot <massiot@via.ecp.fr>
  10  *
  11  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  12  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  13  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  14  * (at your option) any later version.
  15  *
  16  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  19  * GNU General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  22  * along with this program; if not, write to the Free Software
  23  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
  24  *****************************************************************************/
  25
  26 /*****************************************************************************
  27  * Preamble
  28  *****************************************************************************/
  29 #include <stdlib.h>                                      /* malloc(), free() */
  30 #include <string.h>                                              /* strdup() */
  31
  32 #include <vlc/vlc.h>
  33 #include <vlc/aout.h>
  34 #include <vlc/decoder.h>
  35
  36 /*****************************************************************************
  37  * dec_thread_t : decoder thread descriptor
  38  *****************************************************************************/
  39 typedef struct dec_thread_t
  40 {
  41     /*
  42      * Thread properties
  43      */
  44     vlc_thread_t        thread_id;                /* id for thread functions */
  45
  46     /*
  47      * Input properties
  48      */
  49     decoder_fifo_t *    p_fifo;                /* stores the PES stream data */
  50     bit_stream_t        bit_stream;
  51
  52     /*
  53      * Output properties
  54      */
  55     aout_instance_t *   p_aout; /* opaque */
  56     aout_input_t *      p_aout_input; /* opaque */
  57     audio_sample_format_t output_format;
  58 } dec_thread_t;
  59
  60 #define MAX_FRAME_SIZE (511 + 2048)
  61 /* This isn't the place to put mad-specific stuff. However, it makes the
  62  * mad plug-in's life much easier if we put 8 extra bytes at the end of the
  63  * buffer, because that way it doesn't have to copy the aout_buffer_t to a
  64  * bigger buffer. This has no implication on other plug-ins, and we only
  65  * lose 8 bytes per frame. --Meuuh */
  66 #define MAD_BUFFER_GUARD 8
  67
  68
  69 /****************************************************************************
  70  * Local prototypes
  71  ****************************************************************************/
  72 static int  Open           ( vlc_object_t * );
  73 static int  RunDecoder     ( decoder_fifo_t * );
  74
  75 static void EndThread      ( dec_thread_t * );
  76
  77 static int SyncInfo( uint32_t i_header, unsigned int * pi_channels,
  78                      unsigned int * pi_sample_rate, unsigned int * pi_bit_rate,
  79                      unsigned int * pi_frame_length,
  80                      unsigned int * pi_current_frame_length,
  81                      unsigned int * pi_layer );
  82
  83 /*****************************************************************************
  84  * Module descriptor
  85  *****************************************************************************/
  86 vlc_module_begin();
  87     set_description( _("MPEG audio layer I/II/III parser") );
  88     set_capability( "decoder", 100 );
  89     set_callbacks( Open, NULL );
  90 vlc_module_end();
  91
  92 /*****************************************************************************
  93  * OpenDecoder: probe the decoder and return score
  94  *****************************************************************************/
  95 static int Open( vlc_object_t *p_this )
  96 {
  97     decoder_fifo_t *p_fifo = (decoder_fifo_t*) p_this;
  98
  99     if( p_fifo->i_fourcc != VLC_FOURCC( 'm', 'p', 'g', 'a') )
 100     {
 101         return VLC_EGENERIC;
 102     }
 103
 104     p_fifo->pf_run = RunDecoder;
 105     return VLC_SUCCESS;
 106 }
 107
 108 /*****************************************************************************
 109  * RunDecoder: this function is called just after the thread is created
 110  *****************************************************************************/
 111 static int RunDecoder( decoder_fifo_t *p_fifo )
 112 {
 113     dec_thread_t * p_dec;
 114     audio_date_t end_date;
 115     unsigned int i_layer = 0;
 116
 117     /* Allocate the memory needed to store the thread's structure */
 118     p_dec = malloc( sizeof(dec_thread_t) );
 119     if( p_dec == NULL )
 120     {
 121         msg_Err( p_fifo, "out of memory" );
 122         DecoderError( p_fifo );
 123         return -1;
 124     }
 125
 126     /* Initialize the thread properties */
 127     p_dec->p_aout = NULL;
 128     p_dec->p_aout_input = NULL;
 129     p_dec->p_fifo = p_fifo;
 130
 131     aout_DateSet( &end_date, 0 );
 132
 133     /* Init the bitstream */
 134     if( InitBitstream( &p_dec->bit_stream, p_dec->p_fifo,
 135                        NULL, NULL ) != VLC_SUCCESS )
 136     {
 137         msg_Err( p_fifo, "cannot initialize bitstream" );
 138         DecoderError( p_fifo );
 139         free( p_dec );
 140         return -1;
 141     }
 142
 143     /* Decoder thread's main loop */
 144     while ( !p_dec->p_fifo->b_die && !p_dec->p_fifo->b_error )
 145     {
 146         int i_bit_rate;
 147         unsigned int i_rate, i_original_channels, i_frame_size, i_frame_length;
 148         unsigned int i_new_layer, i_current_frame_size;
 149         mtime_t pts;
 150         uint32_t i_header;
 151         aout_buffer_t * p_buffer;
 152
 153         /* Look for sync word - should be 0xfff */
 154         RealignBits( &p_dec->bit_stream );
 155         if ( ShowBits( &p_dec->bit_stream, 11 ) != 0x07ff )
 156         {
 157             msg_Warn( p_dec->p_fifo, "no sync - skipping" );
 158         }
 159         while ( ShowBits( &p_dec->bit_stream, 11 ) != 0x07ff &&
 160                 (!p_dec->p_fifo->b_die) && (!p_dec->p_fifo->b_error) )
 161         {
 162             RemoveBits( &p_dec->bit_stream, 8 );
 163         }
 164         if ( p_dec->p_fifo->b_die || p_dec->p_fifo->b_error ) break;
 165
 166         /* Set the Presentation Time Stamp */
 167         NextPTS( &p_dec->bit_stream, &pts, NULL );
 168         if ( pts != 0 && pts != aout_DateGet( &end_date ) )
 169         {
 170             aout_DateSet( &end_date, pts );
 171         }
 172
 173         /* Get frame header */
 174         i_header = ShowBits( &p_dec->bit_stream, 32 );
 175         if ( p_dec->p_fifo->b_die || p_dec->p_fifo->b_error ) break;
 176
 177         /* Check if frame is valid and get frame info */
 178         i_current_frame_size = SyncInfo( i_header,
 179                                          &i_original_channels, &i_rate,
 180                                          &i_bit_rate, &i_frame_length,
 181                                          &i_frame_size, &i_new_layer );
 182
 183         if( !i_current_frame_size )
 184         {
 185             msg_Warn( p_dec->p_fifo, "syncinfo failed" );
 186             /* This is probably an emulated startcode, drop the first byte
 187              * to force looking for the next startcode. */
 188             RemoveBits( &p_dec->bit_stream, 8 );
 189             continue;
 190         }
 191
 192         if( (p_dec->p_aout_input != NULL) &&
 193             ( (p_dec->output_format.i_rate != i_rate)
 194                 || (p_dec->output_format.i_original_channels
 195                       != i_original_channels)
 196                 || (p_dec->output_format.i_bytes_per_frame
 197                       != i_frame_size + MAD_BUFFER_GUARD)
 198                 || (p_dec->output_format.i_frame_length != i_frame_length)
 199                 || (i_layer != i_new_layer) ) )
 200         {
 201             /* Parameters changed - this should not happen. */
 202             aout_DecDelete( p_dec->p_aout, p_dec->p_aout_input );
 203             p_dec->p_aout_input = NULL;
 204         }
 205
 206         /* Creating the audio input if not created yet. */
 207         if( p_dec->p_aout_input == NULL )
 208         {
 209             i_layer = i_new_layer;
 210             if ( i_layer == 3 )
 211             {
 212                 p_dec->output_format.i_format = VLC_FOURCC('m','p','g','3');
 213             }
 214             else
 215             {
 216                 p_dec->output_format.i_format = VLC_FOURCC('m','p','g','a');
 217             }
 218             p_dec->output_format.i_rate = i_rate;
 219             p_dec->output_format.i_original_channels = i_original_channels;
 220             p_dec->output_format.i_physical_channels
 221                        = i_original_channels & AOUT_CHAN_PHYSMASK;
 222             p_dec->output_format.i_bytes_per_frame = i_frame_size
 223                                                         + MAD_BUFFER_GUARD;
 224             p_dec->output_format.i_frame_length = i_frame_length;
 225             aout_DateInit( &end_date, i_rate );
 226             p_dec->p_aout_input = aout_DecNew( p_dec->p_fifo,
 227                                                &p_dec->p_aout,
 228                                                &p_dec->output_format );
 229
 230             if ( p_dec->p_aout_input == NULL )
 231             {
 232                 p_dec->p_fifo->b_error = 1;
 233                 break;
 234             }
 235         }
 236
 237         if ( !aout_DateGet( &end_date ) )
 238         {
 239             byte_t p_junk[MAX_FRAME_SIZE];
 240
 241             /* We've just started the stream, wait for the first PTS. */
 242             GetChunk( &p_dec->bit_stream, p_junk, i_frame_size );
 243             continue;
 244         }
 245
 246         p_buffer = aout_DecNewBuffer( p_dec->p_aout, p_dec->p_aout_input,
 247                                       i_frame_length );
 248         if ( p_buffer == NULL )
 249         {
 250             p_dec->p_fifo->b_error = 1;
 251             break;
 252         }
 253         p_buffer->start_date = aout_DateGet( &end_date );
 254         p_buffer->end_date = aout_DateIncrement( &end_date,
 255                                                  i_frame_length );
 256
 257         /* Get the whole frame. */
 258         GetChunk( &p_dec->bit_stream, p_buffer->p_buffer,
 259                   i_current_frame_size );
 260         if( p_dec->p_fifo->b_die )
 261         {
 262             aout_DecDeleteBuffer( p_dec->p_aout, p_dec->p_aout_input,
 263                                   p_buffer );
 264             break;
 265         }
 266
 267         /* Send the buffer to the aout core. */
 268         aout_DecPlay( p_dec->p_aout, p_dec->p_aout_input, p_buffer );
 269     }
 270
 271     if( p_dec->p_fifo->b_error )
 272     {
 273         DecoderError( p_dec->p_fifo );
 274     }
 275
 276     EndThread( p_dec );
 277
 278     return 0;
 279 }
 280
 281 /*****************************************************************************
 282  * EndThread : thread destruction
 283  *****************************************************************************/
 284 static void EndThread( dec_thread_t * p_dec )
 285 {
 286     if ( p_dec->p_aout_input != NULL )
 287     {
 288         aout_DecDelete( p_dec->p_aout, p_dec->p_aout_input );
 289     }
 290
 291     CloseBitstream( &p_dec->bit_stream );
 292     free( p_dec );
 293 }
 294
 295 /*****************************************************************************
 296  * SyncInfo: parse MPEG audio sync info
 297  *****************************************************************************/
 298 static int SyncInfo( uint32_t i_header, unsigned int * pi_channels,
 299                      unsigned int * pi_sample_rate, unsigned int * pi_bit_rate,
 300                      unsigned int * pi_frame_length,
 301                      unsigned int * pi_frame_size, unsigned int * pi_layer )
 302 {
 303     static const int pppi_mpegaudio_bitrate[2][3][16] =
 304     {
 305         {
 306             /* v1 l1 */
 307             { 0, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 288, 320, 352, 384,
 308               416, 448, 0},
 309             /* v1 l2 */
 310             { 0, 32, 48, 56,  64,  80,  96, 112, 128, 160, 192, 224, 256,
 311               320, 384, 0},
 312             /* v1 l3 */
 313             { 0, 32, 40, 48,  56,  64,  80,  96, 112, 128, 160, 192, 224,
 314               256, 320, 0}
 315         },
 316
 317         {
 318             /* v2 l1 */
 319             { 0, 32, 48, 56,  64,  80,  96, 112, 128, 144, 160, 176, 192,
 320               224, 256, 0},
 321             /* v2 l2 */
 322             { 0,  8, 16, 24,  32,  40,  48,  56,  64,  80,  96, 112, 128,
 323               144, 160, 0},
 324             /* v2 l3 */
 325             { 0,  8, 16, 24,  32,  40,  48,  56,  64,  80,  96, 112, 128,
 326               144, 160, 0}
 327         }
 328     };
 329
 330     static const int ppi_mpegaudio_samplerate[2][4] = /* version 1 then 2 */
 331     {
 332         { 44100, 48000, 32000, 0 },
 333         { 22050, 24000, 16000, 0 }
 334     };
 335
 336     int i_version, i_mode, i_emphasis;
 337     vlc_bool_t b_padding, b_mpeg_2_5;
 338     int i_current_frame_size = 0;
 339     int i_bitrate_index, i_samplerate_index;
 340
 341     b_mpeg_2_5  = 1 - ((i_header & 0x100000) >> 20);
 342     i_version   = 1 - ((i_header & 0x80000) >> 19);
 343     *pi_layer   = 4 - ((i_header & 0x60000) >> 17);
 344     /* CRC */
 345     i_bitrate_index = (i_header & 0xf000) >> 12;
 346     i_samplerate_index = (i_header & 0xc00) >> 10;
 347     b_padding   = (i_header & 0x200) >> 9;
 348     /* Extension */
 349     i_mode      = (i_header & 0xc0) >> 6;
 350     /* Modeext, copyright & original */
 351     i_emphasis  = i_header & 0x3;
 352
 353     if( *pi_layer != 4 &&
 354         i_bitrate_index < 0x0f &&
 355         i_samplerate_index != 0x03 &&
 356         i_emphasis != 0x02 )
 357     {
 358         switch ( i_mode )
 359         {
 360         case 0: /* stereo */
 361         case 1: /* joint stereo */
 362             *pi_channels = AOUT_CHAN_LEFT | AOUT_CHAN_RIGHT;
 363             break;
 364         case 2: /* dual-mono */
 365             *pi_channels = AOUT_CHAN_LEFT | AOUT_CHAN_RIGHT
 366                             | AOUT_CHAN_DUALMONO;
 367             break;
 368         case 3: /* mono */
 369             *pi_channels = AOUT_CHAN_CENTER;
 370             break;
 371         }
 372         *pi_bit_rate = pppi_mpegaudio_bitrate[i_version][*pi_layer-1][i_bitrate_index];
 373         *pi_sample_rate = ppi_mpegaudio_samplerate[i_version][i_samplerate_index];
 374
 375         if ( b_mpeg_2_5 )
 376         {
 377             *pi_sample_rate >>= 1;
 378         }
 379
 380         switch( *pi_layer )
 381         {
 382         case 1:
 383             i_current_frame_size = ( ( i_version ? 6000 : 12000 ) *
 384                                         *pi_bit_rate / *pi_sample_rate
 385                                         + b_padding ) * 4;
 386             *pi_frame_size = ( ( i_version ? 6000 : 12000 ) *
 387                                   *pi_bit_rate / *pi_sample_rate + 1 ) * 4;
 388             *pi_frame_length = 384;
 389             break;
 390
 391         case 2:
 392             i_current_frame_size = ( i_version ? 72000 : 144000 ) *
 393                                       *pi_bit_rate / *pi_sample_rate
 394                                       + b_padding;
 395             *pi_frame_size = ( i_version ? 72000 : 144000 ) *
 396                                       *pi_bit_rate / *pi_sample_rate + 1;
 397             *pi_frame_length = 1152;
 398             break;
 399
 400         case 3:
 401             i_current_frame_size = ( i_version ? 72000 : 144000 ) *
 402                                       *pi_bit_rate / *pi_sample_rate
 403                                       + b_padding;
 404             *pi_frame_size = ( i_version ? 72000 : 144000 ) *
 405                                       *pi_bit_rate / *pi_sample_rate + 1;
 406             *pi_frame_length = i_version ? 576 : 1152;
 407             break;
 408
 409         default:
 410             i_current_frame_size = *pi_frame_size = 0;
 411             *pi_frame_length = 0;
 412         }
 413     }
 414
 415     return i_current_frame_size;
 416 }