git.sesse.net Git - vlc/blob - modules/packetizer/mpeg4audio.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * mpeg4audio.c: parse and packetize an MPEG 4 audio stream
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2001, 2002 VideoLAN
   5  * $Id: mpeg4audio.c,v 1.17 2004/02/25 18:43:24 gbazin Exp $
   6  *
   7  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   8  *          Gildas Bazin <gbazin@netcourrier.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
  23  *****************************************************************************/
  24
  25 /*****************************************************************************
  26  * Preamble
  27  *****************************************************************************/
  28 #include <stdlib.h>                                      /* malloc(), free() */
  29 #include <string.h>                                              /* strdup() */
  30
  31 #include <vlc/vlc.h>
  32 #include <vlc/aout.h>
  33 #include <vlc/decoder.h>
  34 #include <vlc/input.h>
  35 #include <vlc/sout.h>
  36 #include "codecs.h"
  37
  38 #include "vlc_block_helper.h"
  39
  40 /* AAC Config in ES:
  41  *
  42  * AudioObjectType          5 bits
  43  * samplingFrequencyIndex   4 bits
  44  * if (samplingFrequencyIndex == 0xF)
  45  *  samplingFrequency   24 bits
  46  * channelConfiguration     4 bits
  47  * GA_SpecificConfig
  48  *  FrameLengthFlag         1 bit 1024 or 960
  49  *  DependsOnCoreCoder      1 bit (always 0)
  50  *  ExtensionFlag           1 bit (always 0)
  51  */
  52
  53 /*****************************************************************************
  54  * decoder_sys_t : decoder descriptor
  55  *****************************************************************************/
  56 struct decoder_sys_t
  57 {
  58     /*
  59      * Input properties
  60      */
  61     int i_state;
  62
  63     block_bytestream_t bytestream;
  64
  65     /*
  66      * Common properties
  67      */
  68     audio_date_t end_date;
  69     mtime_t i_pts;
  70
  71     int i_frame_size, i_raw_blocks;
  72     unsigned int i_channels;
  73     unsigned int i_rate, i_frame_length, i_header_size;
  74 };
  75
  76 enum {
  77
  78     STATE_NOSYNC,
  79     STATE_SYNC,
  80     STATE_HEADER,
  81     STATE_NEXT_SYNC,
  82     STATE_GET_DATA,
  83     STATE_SEND_DATA
  84 };
  85
  86 static int i_sample_rates[] =
  87 {
  88     96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000, 24000, 22050,
  89     16000, 12000, 11025, 8000,  7350,  0,     0,     0
  90 };
  91
  92 #define ADTS_HEADER_SIZE 9
  93
  94 /****************************************************************************
  95  * Local prototypes
  96  ****************************************************************************/
  97 static int  OpenPacketizer( vlc_object_t * );
  98 static void ClosePacketizer( vlc_object_t * );
  99
 100 static block_t *PacketizeBlock    ( decoder_t *, block_t ** );
 101 static block_t *ADTSPacketizeBlock( decoder_t *, block_t ** );
 102
 103 static uint8_t *GetOutBuffer ( decoder_t *, void ** );
 104
 105 static int ADTSSyncInfo( decoder_t *, const byte_t * p_buf,
 106                          unsigned int * pi_channels,
 107                          unsigned int * pi_sample_rate,
 108                          unsigned int * pi_frame_length,
 109                          unsigned int * pi_header_size,
 110                          unsigned int * pi_raw_blocks );
 111
 112 /*****************************************************************************
 113  * Module descriptor
 114  *****************************************************************************/
 115 vlc_module_begin();
 116     set_description( _("MPEG4 audio packetizer") );
 117     set_capability( "packetizer", 50 );
 118     set_callbacks( OpenPacketizer, ClosePacketizer );
 119 vlc_module_end();
 120
 121 /*****************************************************************************
 122  * OpenPacketizer: probe the packetizer and return score
 123  *****************************************************************************/
 124 static int OpenPacketizer( vlc_object_t *p_this )
 125 {
 126     decoder_t *p_dec = (decoder_t*)p_this;
 127     decoder_sys_t *p_sys;
 128
 129     if( p_dec->fmt_in.i_codec != VLC_FOURCC( 'm', 'p', '4', 'a' ) )
 130     {
 131         return VLC_EGENERIC;
 132     }
 133
 134     /* Allocate the memory needed to store the decoder's structure */
 135     if( ( p_dec->p_sys = p_sys =
 136           (decoder_sys_t *)malloc(sizeof(decoder_sys_t)) ) == NULL )
 137     {
 138         msg_Err( p_dec, "out of memory" );
 139         return VLC_EGENERIC;
 140     }
 141
 142     /* Misc init */
 143     p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 144     aout_DateSet( &p_sys->end_date, 0 );
 145     p_sys->bytestream = block_BytestreamInit( p_dec );
 146
 147     /* Set output properties */
 148     p_dec->fmt_out.i_cat = AUDIO_ES;
 149     p_dec->fmt_out.i_codec = VLC_FOURCC('m','p','4','a');
 150
 151     /* Set callback */
 152     p_dec->pf_packetize = PacketizeBlock;
 153
 154     msg_Info( p_dec, "running MPEG4 audio packetizer" );
 155
 156     if( p_dec->fmt_in.i_extra > 0 )
 157     {
 158         uint8_t *p_config = (uint8_t*)p_dec->fmt_in.p_extra;
 159         int     i_index;
 160
 161         i_index = ( ( p_config[0] << 1 ) | ( p_config[1] >> 7 ) ) & 0x0f;
 162         if( i_index != 0x0f )
 163         {
 164             p_dec->fmt_out.audio.i_rate = i_sample_rates[i_index];
 165             p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length =
 166                 (( p_config[1] >> 2 ) & 0x01) ? 960 : 1024;
 167         }
 168         else
 169         {
 170             p_dec->fmt_out.audio.i_rate = ( ( p_config[1] & 0x7f ) << 17 ) |
 171                 ( p_config[2] << 9 ) | ( p_config[3] << 1 ) |
 172                 ( p_config[4] >> 7 );
 173             p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length =
 174                 (( p_config[4] >> 2 ) & 0x01) ? 960 : 1024;
 175         }
 176
 177         msg_Dbg( p_dec, "AAC %dHz %d samples/frame",
 178                  p_dec->fmt_out.audio.i_rate,
 179                  p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length );
 180
 181         aout_DateInit( &p_sys->end_date, p_dec->fmt_out.audio.i_rate );
 182
 183         p_dec->fmt_out.audio.i_channels = p_dec->fmt_in.audio.i_channels;
 184         p_dec->fmt_out.i_extra = p_dec->fmt_in.i_extra;
 185         p_dec->fmt_out.p_extra = malloc( p_dec->fmt_in.i_extra );
 186         memcpy( p_dec->fmt_out.p_extra, p_dec->fmt_in.p_extra,
 187                 p_dec->fmt_in.i_extra );
 188     }
 189     else
 190     {
 191         msg_Dbg( p_dec, "no decoder specific info, must be an ADTS stream" );
 192
 193         /* We will try to create a AAC Config from adts */
 194         p_dec->fmt_out.i_extra = 0;
 195         p_dec->fmt_out.p_extra = NULL;
 196         p_dec->pf_packetize = ADTSPacketizeBlock;
 197     }
 198
 199     return VLC_SUCCESS;
 200 }
 201
 202 /****************************************************************************
 203  * PacketizeBlock: the whole thing
 204  ****************************************************************************
 205  * This function must be fed with complete frames.
 206  ****************************************************************************/
 207 static block_t *PacketizeBlock( decoder_t *p_dec, block_t **pp_block )
 208 {
 209     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 210     block_t *p_block;
 211
 212     if( !pp_block || !*pp_block ) return NULL;
 213
 214     p_block = *pp_block;
 215     *pp_block = NULL; /* Don't reuse this block */
 216
 217     if( !aout_DateGet( &p_sys->end_date ) && !p_block->i_pts )
 218     {
 219         /* We've just started the stream, wait for the first PTS. */
 220         block_Release( p_block );
 221         return NULL;
 222     }
 223     else if( p_block->i_pts != 0 &&
 224              p_block->i_pts != aout_DateGet( &p_sys->end_date ) )
 225     {
 226         aout_DateSet( &p_sys->end_date, p_block->i_pts );
 227     }
 228
 229     p_block->i_pts = p_block->i_dts = aout_DateGet( &p_sys->end_date );
 230
 231     p_block->i_length = aout_DateIncrement( &p_sys->end_date,
 232         p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length ) - p_block->i_pts;
 233
 234     return p_block;
 235 }
 236
 237 /****************************************************************************
 238  * DTSPacketizeBlock: the whole thing
 239  ****************************************************************************/
 240 static block_t *ADTSPacketizeBlock( decoder_t *p_dec, block_t **pp_block )
 241 {
 242     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 243     uint8_t p_header[ADTS_HEADER_SIZE];
 244     void *p_out_buffer;
 245     uint8_t *p_buf;
 246
 247     if( !pp_block || !*pp_block ) return NULL;
 248
 249     if( !aout_DateGet( &p_sys->end_date ) && !(*pp_block)->i_pts )
 250     {
 251         /* We've just started the stream, wait for the first PTS. */
 252         block_Release( *pp_block );
 253         return NULL;
 254     }
 255
 256     if( (*pp_block)->i_flags&BLOCK_FLAG_DISCONTINUITY )
 257     {
 258         p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 259     }
 260
 261     block_BytestreamPush( &p_sys->bytestream, *pp_block );
 262
 263     while( 1 )
 264     {
 265         switch( p_sys->i_state )
 266         {
 267
 268         case STATE_NOSYNC:
 269             while( block_PeekBytes( &p_sys->bytestream, p_header, 2 )
 270                    == VLC_SUCCESS )
 271             {
 272                 /* Look for sync word - should be 0xfff + 2 layer bits */
 273                 if( p_header[0] == 0xff && (p_header[1] & 0xf6) == 0xf0 )
 274                 {
 275                     p_sys->i_state = STATE_SYNC;
 276                     break;
 277                 }
 278                 block_SkipByte( &p_sys->bytestream );
 279             }
 280             if( p_sys->i_state != STATE_SYNC )
 281             {
 282                 block_BytestreamFlush( &p_sys->bytestream );
 283
 284                 /* Need more data */
 285                 return NULL;
 286             }
 287
 288         case STATE_SYNC:
 289             /* New frame, set the Presentation Time Stamp */
 290             p_sys->i_pts = p_sys->bytestream.p_block->i_pts;
 291             if( p_sys->i_pts != 0 &&
 292                 p_sys->i_pts != aout_DateGet( &p_sys->end_date ) )
 293             {
 294                 aout_DateSet( &p_sys->end_date, p_sys->i_pts );
 295             }
 296             p_sys->i_state = STATE_HEADER;
 297             break;
 298
 299         case STATE_HEADER:
 300             /* Get ADTS frame header (ADTS_HEADER_SIZE bytes) */
 301             if( block_PeekBytes( &p_sys->bytestream, p_header,
 302                                  ADTS_HEADER_SIZE ) != VLC_SUCCESS )
 303             {
 304                 /* Need more data */
 305                 return NULL;
 306             }
 307
 308             /* Check if frame is valid and get frame info */
 309             p_sys->i_frame_size = ADTSSyncInfo( p_dec, p_header,
 310                                                 &p_sys->i_channels,
 311                                                 &p_sys->i_rate,
 312                                                 &p_sys->i_frame_length,
 313                                                 &p_sys->i_header_size,
 314                                                 &p_sys->i_raw_blocks );
 315             if( p_sys->i_frame_size <= 0 )
 316             {
 317                 msg_Dbg( p_dec, "emulated sync word" );
 318                 block_SkipByte( &p_sys->bytestream );
 319                 p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 320                 break;
 321             }
 322
 323             p_sys->i_state = STATE_NEXT_SYNC;
 324
 325         case STATE_NEXT_SYNC:
 326             /* TODO: If p_block == NULL, flush the buffer without checking the
 327              * next sync word */
 328
 329             /* Check if next expected frame contains the sync word */
 330             if( block_PeekOffsetBytes( &p_sys->bytestream, p_sys->i_frame_size
 331                                        + p_sys->i_header_size, p_header, 2 )
 332                 != VLC_SUCCESS )
 333             {
 334                 /* Need more data */
 335                 return NULL;
 336             }
 337
 338             if( p_header[0] != 0xff || (p_header[1] & 0xf6) != 0xf0 )
 339             {
 340                 msg_Dbg( p_dec, "emulated sync word "
 341                          "(no sync on following frame)" );
 342                 p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 343                 block_SkipByte( &p_sys->bytestream );
 344                 break;
 345             }
 346
 347             p_sys->i_state = STATE_SEND_DATA;
 348             break;
 349
 350         case STATE_GET_DATA:
 351             /* Make sure we have enough data.
 352              * (Not useful if we went through NEXT_SYNC) */
 353             if( block_WaitBytes( &p_sys->bytestream, p_sys->i_frame_size +
 354                                  p_sys->i_header_size) != VLC_SUCCESS )
 355             {
 356                 /* Need more data */
 357                 return NULL;
 358             }
 359             p_sys->i_state = STATE_SEND_DATA;
 360
 361         case STATE_SEND_DATA:
 362             if( !(p_buf = GetOutBuffer( p_dec, &p_out_buffer )) )
 363             {
 364                 //p_dec->b_error = VLC_TRUE;
 365                 return NULL;
 366             }
 367
 368             /* When we reach this point we already know we have enough
 369              * data available. */
 370
 371             /* Skip the ADTS header */
 372             block_SkipBytes( &p_sys->bytestream, p_sys->i_header_size );
 373
 374             /* Copy the whole frame into the buffer */
 375             block_GetBytes( &p_sys->bytestream, p_buf, p_sys->i_frame_size );
 376
 377             /* Make sure we don't reuse the same pts twice */
 378             if( p_sys->i_pts == p_sys->bytestream.p_block->i_pts )
 379                 p_sys->i_pts = p_sys->bytestream.p_block->i_pts = 0;
 380
 381             /* So p_block doesn't get re-added several times */
 382             *pp_block = block_BytestreamPop( &p_sys->bytestream );
 383
 384             p_sys->i_state = STATE_NOSYNC;
 385
 386             return p_out_buffer;
 387         }
 388     }
 389
 390     return NULL;
 391 }
 392
 393 /*****************************************************************************
 394  * GetOutBuffer:
 395  *****************************************************************************/
 396 static uint8_t *GetOutBuffer( decoder_t *p_dec, void **pp_out_buffer )
 397 {
 398     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 399     block_t *p_block;
 400
 401     if( p_dec->fmt_out.audio.i_rate != p_sys->i_rate )
 402     {
 403         msg_Info( p_dec, "AAC channels: %d samplerate: %d",
 404                   p_sys->i_channels, p_sys->i_rate );
 405
 406         aout_DateInit( &p_sys->end_date, p_sys->i_rate );
 407         aout_DateSet( &p_sys->end_date, p_sys->i_pts );
 408     }
 409
 410     p_dec->fmt_out.audio.i_rate     = p_sys->i_rate;
 411     p_dec->fmt_out.audio.i_channels = p_sys->i_channels;
 412     p_dec->fmt_out.audio.i_bytes_per_frame = p_sys->i_frame_size;
 413     p_dec->fmt_out.audio.i_frame_length = p_sys->i_frame_length;
 414
 415 #if 0
 416     p_dec->fmt_out.audio.i_original_channels = p_sys->i_channels_conf;
 417     p_dec->fmt_out.audio.i_physical_channels =
 418         p_sys->i_channels_conf & AOUT_CHAN_PHYSMASK;
 419 #endif
 420
 421     p_block = block_New( p_dec, p_sys->i_frame_size );
 422     if( p_block == NULL ) return NULL;
 423
 424     p_block->i_pts = p_block->i_dts = aout_DateGet( &p_sys->end_date );
 425
 426     p_block->i_length = aout_DateIncrement( &p_sys->end_date,
 427                             p_sys->i_frame_length ) - p_block->i_pts;
 428
 429     *pp_out_buffer = p_block;
 430     return p_block->p_buffer;
 431 }
 432
 433 /*****************************************************************************
 434  * ClosePacketizer: clean up the packetizer
 435  *****************************************************************************/
 436 static void ClosePacketizer( vlc_object_t *p_this )
 437 {
 438     decoder_t *p_dec = (decoder_t *)p_this;
 439     decoder_sys_t *p_sys = p_dec->p_sys;
 440
 441     block_BytestreamRelease( &p_sys->bytestream );
 442
 443     free( p_dec->p_sys );
 444 }
 445
 446 /*****************************************************************************
 447  * ADTSSyncInfo: parse MPEG 4 audio ADTS sync info
 448  *****************************************************************************/
 449 static int ADTSSyncInfo( decoder_t * p_dec, const byte_t * p_buf,
 450                          unsigned int * pi_channels,
 451                          unsigned int * pi_sample_rate,
 452                          unsigned int * pi_frame_length,
 453                          unsigned int * pi_header_size,
 454                          unsigned int * pi_raw_blocks_in_frame )
 455 {
 456     int i_id, i_profile, i_sample_rate_idx, i_frame_size;
 457     vlc_bool_t b_crc;
 458
 459     /* Fixed header between frames */
 460     i_id = ( (p_buf[1] >> 3) & 0x01 ) ? 2 : 4;
 461     b_crc = !(p_buf[1] & 0x01);
 462     i_profile = p_buf[2] >> 6;
 463     i_sample_rate_idx = (p_buf[2] >> 2) & 0x0f;
 464     *pi_sample_rate = i_sample_rates[i_sample_rate_idx];
 465     *pi_channels = ((p_buf[2] & 0x01) << 2) | ((p_buf[3] >> 6) & 0x03);
 466
 467     /* Variable header */
 468     i_frame_size = ((p_buf[3] & 0x03) << 11) | (p_buf[4] << 3) |
 469                    ((p_buf[5] >> 5) & 0x7);
 470     *pi_raw_blocks_in_frame = (p_buf[6] & 0x02) + 1;
 471
 472     if( !*pi_sample_rate || !*pi_channels || !i_frame_size )
 473     {
 474         return 0;
 475     }
 476
 477     /* Fixme */
 478     *pi_frame_length = 1024;
 479
 480     /* Build the decoder specific info header */
 481     if( !p_dec->fmt_out.i_extra )
 482     {
 483         p_dec->fmt_out.i_extra = 2;
 484         p_dec->fmt_out.p_extra = malloc( 2 );
 485         ((uint8_t *)p_dec->fmt_out.p_extra)[0] =
 486             (i_profile + 1) << 3 | (i_sample_rate_idx >> 1);
 487         ((uint8_t *)p_dec->fmt_out.p_extra)[1] =
 488             ((i_sample_rate_idx & 0x01) << 7) | (*pi_channels <<3);
 489     }
 490
 491     /* ADTS header length */
 492     *pi_header_size = b_crc ? 9 : 7;
 493
 494     return i_frame_size - *pi_header_size;
 495 }